Señales piloto de enlace ascendente basadas en Zadoff-Chu.

Un método de comunicación de radio en un sistema de comunicación de radio en el que cada uno de losterminales de usuario junto con la transmisión de una señal de datos a una estación base usando diferentesfrecuencias de banda de transmisión de datos que se asignan por la estación base,

realiza una multiplexación pordivisión en el tiempo de una señal piloto con la señal de datos y transmite la señal resultante a la estación base; quecomprende:

una etapa de decidir una banda de transmisión de piloto para cada terminal de usuario de tal modo que labanda de transmisión de piloto cubre la banda de transmisión de datos del terminal de usuario mediante unadesviación de frecuencia; y

una etapa de indicar a cada terminal de usuario que transmita la señal piloto I usando las frecuencias de dichabanda de transmisión de piloto decidida,

donde una secuencia de CAZAC se usa como dicha señal piloto, y donde dicha etapa de instrucción comprende:una etapa de calcular una cantidad de dicha desviación de frecuencia para cada terminal de usuario, y unacantidad de desplazamiento cíclico de la secuencia de CAZAC que se corresponde con el número determinales de usuario que se multiplexan mediante un desplazamiento cíclico y la cantidad de la desviación defrecuencia; y

una etapa de indicar a cada terminal de usuario que realice un desplazamiento cíclico de dicha secuencia deCAZAC que se usa como la señal piloto en la cantidad de desplazamiento cíclico, y que realice una desviaciónde frecuencia de la banda de transmisión de piloto en dicha cantidad de desviación de frecuencia.

Señales piloto de enlace ascendente basadas en Zadoff-Chu

Campo de la técnica La presente invención se refiere a un método de comunicación de radio y a una estación base y un terminal de usuario del mismo, y más en particular a un método de comunicación de radio y a una estación base y un terminal de usuario del mismo en un sistema de comunicación de radio en el que cada terminal de usuario usa diferentes frecuencias de banda de transmisión de datos que se asignan a partir de una estación base para transmitir señales de datos a esa estación base, y realiza una multiplexación por división en el tiempo de señales piloto sobre la señal de datos y transmite la señal resultante a la estación base.

Técnica anterior

En un sistema de comunicación de radio tal como un sistema celular, el lado de recepción usa típicamente una señal piloto conocida para realizar la sincronización de sincronismo y la estimación de trayecto de propagación (la estimación de canal) y, basándose en cada una de estas, realiza la desmodulación de datos. Además, en un método de modulación adaptativo que hace posible mejorar el caudal mediante el cambio adaptativo del método de modulación o la tasa de codificación de acuerdo con la calidad del canal, el lado de recepción también usa la señal piloto cuando se estima la calidad del canal, por ejemplo la relación de interferencia a señal (SIR, signal to interference ratio) , con el fin de decidir el método de modulación óptimo o la tasa de codificación óptima. Como un método de acceso de comunicación de radio que es resistente frente al desvanecimiento selectivo en frecuencia debido a los múltiples trayectos en la comunicación de radio de banda ancha, está el método de OFDM

(Multiplexación por División en Frecuencia Ortogonal, Orthogonal Frequency Division Multiplexing) . No obstante, con respecto al aspecto de la eficiencia energética del terminal, existe un problema de que la PAPR (Relación de Potencia de Pico a Promedio, Peak to Average Power Ratio) de la señal de transmisión es grande, de tal modo que la OFDM no es adecuada como método para la transmisión de enlace ascendente. Por lo tanto, en el sistema celular de próxima generación LTE de 3GPP, se realiza una transmisión de única portadora como el método de transmisión de enlace ascendente, en el que el lado de recepción realiza la igualación de frecuencia (consúltese el documento de 3GPP TR25814-700, Figura 9.1.1-1) . Una transmisión de única portadora quiere decir que los datos de transmisión y las señales piloto se multiplexan solo en el eje del tiempo y, cuando se comparan con la OFDM que multiplexa los datos y las señales piloto en el eje de frecuencia, es posible reducir en gran medida la PAPR.

• Transmisión de única portadora La figura 23 es un ejemplo del formato de tramas de la transmisión de única portadora, y la figura 24 es un dibujo que explica la igualación de frecuencia. Una trama comprende unos datos DATOS y unos pilotos PILOTO, cada uno de los cuales tiene un número N de muestras y que se multiplexan en el tiempo, en el que, en la figura 23 dos bloques de piloto se insertan en una trama. Cuando se realiza la igualación de frecuencia, una unidad de separación de datos / piloto 1 separa los datos DATOS y los pilotos PILOTO, y una primera unidad de FFT 2 realiza el procesamiento de FFT sobre N muestras de datos para generar un número N de componentes de frecuencia, e introduce el resultado en una unidad de compensación de canal 3. Una segunda unidad de FFT 4 realiza el procesamiento de FFT sobre N muestras de piloto para la generación de un número N de componentes de 45 frecuencia, y una unidad de estimación de canal 5 usa ese un número N de componentes de frecuencia y un número N de componentes de frecuencia de un piloto conocido para estimar las características de canal para cada frecuencia, e introduce una señal de compensación de canal en la unidad de compensación de canal 3. La unidad de compensación de canal 3 multiplica el número N de componentes de frecuencia que se emitieron a partir de la primera unidad de FFT 2 por la señal de compensación de canal para cada frecuencia para realizar la compensación de canal, y una unidad de IFFT 6 realiza el procesamiento de IFFT del número N de componentes de frecuencia con compensación de canal, a continuación convierte la señal en una señal de tiempo y emite el resultado.

• Secuencia de CAZAC

En la transmisión de única portadora, cuando el lado de recepción realiza la igualación de frecuencia, con el fin de mejorar la precisión de la estimación de canal en el dominio de la frecuencia, se prefiere que la señal piloto tenga una amplitud constante en el dominio de la frecuencia, o dicho de otra forma, que la autocorrelación después de un desplazamiento de tiempo cíclico arbitrario sea ‘0’. Por otro lado, con respecto al aspecto de la PAPR, se prefiere que una señal piloto también tenga una amplitud constante en el dominio del tiempo. Una secuencia de piloto que hace posibles estas características es una secuencia de CAZAC (autocorrelación cero de amplitud constante, Constant Amplitude Zero Auto Correlation) y, en el sistema de LTE de 3GPP, se decide la aplicación de esta secuencia de CAZAC como el piloto de enlace ascendente. La secuencia de CAZAC tiene unas características de autocorrelación ideales, de tal modo que las señales piloto que se obtienen mediante un desplazamiento cíclico de la misma secuencia de CAZAC son ortogonales entre sí. En el sistema de LTE de 3GPP, se adopta un método de uso 65 de secuencias de CAZAC que tienen diferentes cantidades de desplazamiento cíclico para multiplexar las señales piloto de diferentes usuarios, o para multiplexar las señales piloto a partir del mismo usuario pero que se transmiten a partir de diferentes antenas y este se denomina CDM (Multiplexación por División en Código, Code Division Multiplexing) .

Una secuencia de Zadoff-Chu, que es una secuencia de CAZAC típica, se expresa mediante la ecuación (1) 5 (consúltese el documento de B. M. Popovic, “Generalized Chirp-Like Polyphase Sequences with Optimum Correlation Properties”, IEEE Trans. Info. Theor y , Vol. 38, pp. 1406-14 09, July 1992) .

En el presente caso, k y L son ambos primos, y expresan el número de secuencias y la longitud de secuencia, respectivamente. Además, n es el número de símbolos, q es un entero arbitrario, y L%2 es el resto cuando se divide por 2, y puede notarse como Lmod (2) . Cuando la factorización en números primos de L se toma como (gi es un número primo) , el número de secuencias de CAZAC está dado por la siguiente ecuación.

De forma másespecífica, enel caso en el queL=12, L=12=2231, de tal modo que g1=2, e1=2, g2=3 ye2=1, y a partir de la ecuación (3) , el número de secuencias (secuencias de CAZAC) se vuelve 4. Por lo tanto, el número de secuencias aumenta cuanto más grande es L y menor es el número de factores primos. Dicho de otra forma, en el caso en el que L es un número primo, el número de secuencias de CAZAC ! (L) se vuelve (L -1) .

ZCk (n -c) , para la cual solo c en la secuencia de CAZAC ZCk (n) se desplaza de forma cíclica, se expresa mediante la siguiente ecuación.

Tal como se muestra en la ecuación (5) a continuación,

la correlación R (∀) entre ZCk (n) y ZCk (n -c) se vuelve ‘0’ en cualquier punto excepto cuando ∀ = c, de tal modo que las secuencias que se obtienen mediante la aplicación de diferentes cantidades de desplazamiento cíclico a la secuencia principal ZCk (n) se vuelven ortogonales entre sí.

Cuando una estación base de radio recibe una pluralidad de pilotos que se multiplexaron mediante CDM (Multiplexación por División en Código, Code Division Multiplex) usando el desplazamiento cíclico, al tomar la 40 correlación con la secuencia principal, es posible separar los pilotos basándose en la ubicación en la que tiene lugar el pico. La capacidad de tolerar el desplazamiento de los múltiples trayectos o el desplazamiento del sincronismo de recepción disminuye cuanto más estrecho sea el intervalo del desplazamiento cíclico, de tal modo que hay un límite superior al número de pilotos que pueden multiplexarse mediante un desplazamiento cíclico. Cuando el número de pilotos que se multiplexan mediante un desplazamiento cíclico se toma como P, puede determinarse la cantidad de 45 desplazamiento cíclico cp que se asigna al piloto p-ésimo, por ejemplo, mediante la ecuación que se da a continuación (consúltese el documento de 3GPP R1-060374, “Text Proposal On Uplink Reference Signal Structure”, Texas Instruments) .

Tal como se ha descrito anteriormente, en un enlace ascendente de... [Seguir leyendo]

1. Un método de comunicación de radio en un sistema de comunicación de radio en el que cada uno de los terminales de usuario junto con la transmisión de una señal de datos a una estación base usando diferentes frecuencias de banda de transmisión de datos que se asignan por la estación base, realiza una multiplexación por división en el tiempo de una señal piloto con la señal de datos y transmite la señal resultante a la estación base; que comprende:

una etapa de decidir una banda de transmisión de piloto para cada terminal de usuario de tal modo que la banda de transmisión de piloto cubre la banda de transmisión de datos del terminal de usuario mediante una desviación de frecuencia; y una etapa de indicar a cada terminal de usuario que transmita la señal piloto I usando las frecuencias de dicha banda de transmisión de piloto decidida,

donde una secuencia de CAZAC se usa como dicha señal piloto, y donde dicha etapa de instrucción comprende:

una etapa de calcular una cantidad de dicha desviación de frecuencia para cada terminal de usuario, y una cantidad de desplazamiento cíclico de la secuencia de CAZAC que se corresponde con el número de terminales de usuario que se multiplexan mediante un desplazamiento cíclico y la cantidad de la desviación de frecuencia; y una etapa de indicar a cada terminal de usuario que realice un desplazamiento cíclico de dicha secuencia de CAZAC que se usa como la señal piloto en la cantidad de desplazamiento cíclico, y que realice una desviación de frecuencia de la banda de transmisión de piloto en dicha cantidad de desviación de frecuencia.

2. El método de comunicación de radio de la reivindicación 1, que comprende:

una etapa de añadir, cuando la estación base recibió señales piloto multiplexadas que se enviaron a partir de una pluralidad de terminales de usuario, las componentes de frecuencia de la porción de las señales piloto que no se solapan entre sí; una etapa de multiplicar una combinación del resultado de la adición y las señales piloto multiplexadas recibidas por una réplica de la señal piloto en un dominio de la frecuencia; y una etapa de convertir los resultados de la multiplicación de réplicas en el dominio de la frecuencia en una señal en el dominio del tiempo, de separar a continuación entre sí la porción de señal de un terminal de usuario especificado con respecto a esa señal en el dominio del tiempo y de realizar la estimación de canal.

3. El método de comunicación de radio de la reivindicación 1, donde dicha etapa de instrucción comprende:

una etapa de calcular una cantidad de dicha desviación de frecuencia para cada terminal de usuario, y una cantidad de desplazamiento cíclico de la secuencia de CAZAC que se corresponde con el número de terminales de usuario multiplexados y la cantidad de la desviación de frecuencia; y una etapa de indicar a cada terminal de usuario que realice un desplazamiento cíclico de dicha secuencia de CAZAC que se usa como la señal piloto en la cantidad de desplazamiento cíclico, para realizar la desviación de frecuencia de la banda de transmisión de piloto en dicha cantidad de desviación de frecuencia, y para copiar la componente de frecuencia de cualquier banda de extremo en el lado opuesto de la banda de transmisión de 45 piloto en una banda en la que la totalidad de la banda de transmisión de datos y la banda de transmisión de piloto del terminal de usuario no se solapan.

4. El método de comunicación de radio de la reivindicación 3 que comprende:

una etapa de multiplicar, cuando la estación base recibió señales piloto multiplexadas que se transmitieron a partir de una pluralidad de terminales de usuario, las componentes de frecuencia recibidas que se corresponden con la banda de transmisión de piloto del terminal de usuario por la réplica de la señal piloto en un dominio de la frecuencia; y una etapa de convertir los resultados de la multiplicación de réplicas en una señal en el dominio del tiempo, de 55 separar a continuación entre sí la porción de señal del terminal de usuario con respecto a esa señal en el dominio del tiempo y de realizar la estimación de canal.

5. El método de comunicación de radio de la reivindicación 1, que comprende:

una etapa de indicar a un determinado terminal de usuario que multiplique las señales piloto de todos los bloques por +1, y de indicar a otros terminales de usuario que multipliquen la mitad de los bloques de las señales piloto por +1 y que multipliquen la mitad restante de los bloques de las señales piloto por -1 cuando hay un número par de bloques de piloto en una trama; una etapa de realizar una operación de cálculo de adición o de sustracción sobre las señales piloto de la 65 totalidad de los bloques de tal modo que la señal piloto de un usuario especificado permanece cuando la estación base recibió señales piloto multiplexadas que se transmitieron a partir de una pluralidad de terminales de usuario; una etapa de multiplicar los resultados del cálculo por la réplica de la señal piloto en un dominio de la frecuencia; y una etapa de convertir los resultados de la multiplicación de réplicas en una señal en el dominio del tiempo, de separar a continuación entre sí la porción de señal de dicho terminal de usuario con respecto a esa señal en el dominio del tiempo y de realizar la estimación de canal.

6. El método de comunicación de radio de la reivindicación 1, que comprende:

una etapa de adquirir las condiciones de trayecto de propagación de los terminales de usuario; y una etapa de asignar, de forma preferente, una banda intermedia de la totalidad de la banda de transmisión de datos como la banda de transmisión de datos para un terminal de usuario que tiene una mala condición de trayecto de propagación, y de informar al terminal de usuario.

7. El método de comunicación de radio de la reivindicación 1, que comprende:

una etapa de realizar un control de salto de la asignación periódica de una banda intermedia y una banda de extremo de la totalidad de la banda de transmisión de datos como las bandas de transmisión de datos para los terminales de usuario.

8. Una estación base en un sistema de comunicación de radio, en el que cada uno de los terminales de usuario junto con la transmisión de una señal de datos a una estación base usando diferentes frecuencias de banda de transmisión de datos que se asignan por la estación base, realiza una multiplexación por división en el tiempo de una señal piloto con la señal de datos y transmite la señal resultante a la estación base, que comprende:

una unidad de gestión de recursos (35) para decidir una banda de transmisión de piloto para cada terminal de usuario de tal modo que la banda de transmisión de piloto cubre la banda de transmisión de datos del terminal de usuario mediante una desviación de frecuencia, y de indicar al terminal de usuario que transmita la señal piloto usando las frecuencias de dicha banda de transmisión de piloto decidida, donde una secuencia de CAZAC se usa como dicha señal piloto, y donde dicha unidad de gestión de recursos comprende:

una unidad de cálculo de cantidad de desplazamiento cíclico (35a) para calcular una cantidad de dicha desviación de frecuencia para cada terminal de usuario, y una cantidad de desplazamiento cíclico de la secuencia de CAZAC que se corresponde con el número de terminales de usuario que se multiplexan mediante un desplazamiento cíclico y la cantidad de la desviación de frecuencia; y una unidad de instrucción (35b) para, junto con indicar a cada terminal de usuario que realice un desplazamiento cíclico de dicha secuencia de CAZAC que se usa como la señal piloto en la cantidad de desplazamiento cíclico calculado, indicar a cada terminal de usuario que realice una desviación de frecuencia de la banda de transmisión de piloto en dicha cantidad de desviación de frecuencia.

9. La estación base de la reivindicación 8, donde la unidad de cálculo de cantidad de desplazamiento cíclico está adaptada además para calcular la cantidad de desplazamiento cíclico de la secuencia de CAZAC para cada terminal de usuario de acuerdo con el número de terminales de usuario multiplexados y la desviación de frecuencia; y

la unidad de instrucción está adaptada además para, junto con indicar a cada terminal de usuario que realice un desplazamiento cíclico de dicha secuencia de CAZAC que se usa como la señal piloto en la cantidad de desplazamiento cíclico calculado, indicar al terminal de usuario que mueva las componentes de subportadora de la señal piloto que se corresponden con dicha desviación de frecuencia a una banda vecina de la banda de transmisión de piloto en el lado opuesto.

10. La estación base de la reivindicación 8, donde dicha estación base comprende una unidad de estimación de canal (34) para realizar la estimación de canal para cada terminal de usuario; y donde dicha unidad de estimación de canal comprende:

una unidad de recepción para recibir unas señales piloto multiplexadas que se transmiten a partir de una pluralidad de terminales de usuario; una unidad de adición (52) para añadir las componentes de frecuencia de la porción de las señales piloto que no se solapan entre sí; una unidad de multiplicación de réplicas (53) para multiplicar una combinación del resultado de la adición y las señales piloto multiplexadas recibidas por una réplica de la señal piloto en un dominio de la frecuencia; una unidad de conversión (54) para convertir el resultado de la multiplicación de réplicas en una señal en el dominio del tiempo; una unidad de separación (55) para separar entre sí la porción de señal de cada terminal de usuario con respecto a la señal en el dominio del tiempo; y

una unidad de estimación (56) para convertir la señal en el dominio del tiempo separada en una señal en el dominio de la frecuencia para estimar el canal de cada frecuencia.

11. La estación base de la reivindicación 8, donde la unidad de instrucción está adaptada además para, junto con indicar a cada terminal de usuario que realice un desplazamiento cíclico de dicha secuencia de CAZAC que se usa como la señal piloto en la cantidad de desplazamiento cíclico, copiar la componente de frecuencia de una banda de extremo en el lado opuesto de la banda de transmisión de piloto en una banda en la que la totalidad de la banda de transmisión de datos y la banda de transmisión de piloto del terminal de usuario no se solapan.

12. La estación base de la reivindicación 8, donde la unidad de cálculo de cantidad de desplazamiento cíclico está adaptada además para calcular una cantidad de desplazamiento cíclico de la secuencia de CAZAC para cada terminal de usuario de acuerdo con el número de terminales de usuario multiplexados y la desviación de frecuencia; y la unidad de instrucción está adaptada además para, junto con indicar a cada terminal de usuario que realice un desplazamiento cíclico de dicha secuencia de CAZAC que se usa como la señal piloto en la cantidad de desplazamiento cíclico, indicar al terminal de usuario que copie las componentes de subportadora de la señal piloto que se corresponde con dicha desviación de frecuencia en la banda vecina de la banda de transmisión de piloto en el lado opuesto.

13. La estación base de la reivindicación 11, donde dicha estación base comprende una unidad de estimación de canal (34) para realizar la estimación de canal para cada terminal de usuario; y donde dicha unidad de estimación de canal comprende:

una unidad de recepción para recibir unas señales piloto multiplexadas que se transmiten a partir de una pluralidad de terminales de usuario; una unidad de multiplicación de réplicas (53) para multiplicar las componentes de frecuencia de las señales piloto multiplexadas recibidas que se corresponden con la banda de transmisión de piloto del terminal de usuario por una réplica de la señal piloto en un dominio de la frecuencia; una unidad de conversión (54) para convertir los resultados de la multiplicación de réplicas en una señal en el dominio del tiempo; una unidad de separación (55) para separar entre sí la porción de señal del terminal de usuario con respecto a la señal en el dominio del tiempo; y una unidad de estimación (56) para convertir la señal en el dominio del tiempo separada en una señal en el dominio de la frecuencia para estimar el canal de cada frecuencia.

14. La estación base de la reivindicación 8, donde dicha estación base comprende una unidad de estimación de canal (34) para realizar la estimación de canal para cada terminal de usuario; y donde dicha unidad de estimación de canal comprende:

una unidad de recepción para recibir unas señales piloto multiplexadas que se transmiten a partir de una pluralidad de terminales de usuario; una unidad de sustracción / adición (62) para, cuando dicha unidad de gestión de recursos indica a un determinado terminal de usuario que multiplique las señales piloto de todos los bloques de piloto por +1 e indica a otros terminales de usuario que multipliquen las señales piloto de la mitad de los bloques de piloto por

+1 y que multipliquen las señales piloto de la mitad restante de los bloques de piloto por -1, realizar un proceso de cálculo de adición o de sustracción sobre las señales piloto de todos los bloques de piloto de tal modo que la señal piloto de un usuario especificado permanece; una unidad de multiplicación de réplicas (53) para multiplicar el resultado del cálculo por una réplica de la señal piloto en un dominio de la frecuencia una unidad de conversión (54) para convertir los resultados de la multiplicación de réplicas en una señal en el dominio del tiempo; una unidad de separación (55) para separar entre sí la porción de señal del terminal de usuario especificado con respecto a la señal en el dominio del tiempo; y una unidad de estimación (56) para convertir la señal en el dominio del tiempo separada en una señal en el

dominio de la frecuencia para estimar el canal de cada frecuencia.

15. La estación base de la reivindicación 8, donde dicha unidad de gestión de recursos está adaptada además para adquirir las condiciones de propagación de los terminales de usuario y para asignar, de forma preferente, una banda intermedia de la totalidad de la banda de transmisión de datos como la banda de transmisión de datos para un terminal de usuario que tiene una mala condición de trayecto de propagación, e informa a los terminales de usuario.

16. La estación base de la reivindicación 8, donde dicha unidad de gestión de recursos está adaptada además para realizar un control de salto de la asignación

periódica de una banda intermedia y una banda de extremo de la totalidad de la banda de transmisión de datos como la banda de transmisión de datos para cada terminal de usuario.

17. Un terminal de usuario en un sistema de comunicación de radio, en el que cada uno de los terminales de usuario junto con la transmisión de una señal de datos a una estación base usando diferentes frecuencias de banda de transmisión de datos que se asignan por la estación base, realiza una multiplexación por división en el tiempo de una señal piloto con la señal de datos y transmite la señal resultante a la estación base, que comprende:

una unidad de recepción para recibir una información de recursos de enlace ascendente que incluye unas instrucciones a partir de una estación base de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 16; y una unidad de generación de piloto (25) para generar unos pilotos de acuerdo con las instrucciones en la información de recursos de enlace ascendente:

donde dicha unidad de generación de piloto comprende:

una unidad de generación de secuencia de CAZAC (11) para, basándose en la información de recursos, generar una secuencia de CAZAC que tiene una longitud de secuencia especificada y un número de secuencias como una señal piloto; una primera unidad de conversión (13) para convertir la secuencia de CAZAC, que es una señal piloto en el dominio del tiempo, en una señal piloto en el dominio de la frecuencia; una unidad de establecimiento de correspondencia de subportadora (14) para realizar el establecimiento de correspondencia de las componentes de subportadora de la señal piloto basándose en la información de desviación de frecuencia que se incluye en dicha información de recursos; una segunda unidad de conversión (15) para convertir la señal piloto con unas subportadoras con establecimiento de correspondencia en una señal en el dominio del tiempo; y una unidad de desplazamiento cíclico (12) para realizar un desplazamiento cíclico sobre la secuencia de CAZAC basándose en una cantidad de desplazamiento cíclico que se incluye en dicha información de recursos o bien antes de la primera conversión o bien después de dicha segunda conversión.