Transmisión de señalización y de señales piloto de enlace ascendente en sistemas de comunicaciones inalámbricas.

Un procedimiento (500) para recibir señales piloto en un enlace ascendente en un sistema de comunicacióninalámbrica (100),

que comprende:

dividir (512) una pluralidad de sub-bandas utilizables adecuadas para su uso para transmisión de datos en almenos dos grupos disjuntos de sub-bandas no contiguas;

asignar (514) a un primer terminal un primer grupo (Grupo 1) de sub-bandas no contiguas de los al menosdos grupos disjuntos de sub-bandas no contiguas (120a);

recibir (532) una primera transmisión piloto desde el primer terminal (120a) en las sub-bandas en el primergrupo (Grupo 1);

asignar a un segundo terminal un segundo grupo (Grupo Q) de sub-bandas no contiguas de los al menosdos grupos disjuntos de sub-bandas no contiguas (120b); y

recibir una segunda transmisión piloto desde el segundo terminal (120b) en las sub-bandas del segundogrupo (Grupo Q).

Transmisión de señalización y de señales piloto de enlace ascendente en sistemas de comunicaciones inalámbricas SOLICITUDES RELACIONADAS

Esta solicitud reivindica prioridad tanto de la solicitud de patente provisional estadounidense con número de serie 60/422.368, presentada el 29 de octubre de 2002, titulada "Uplink Pilot And Signaling Transmission In Wireless Communication Systems", como de la solicitud de patente provisional estadounidense con número de serie 60/422.362, presentada el 29 de octubre de 2002, titulada “Channel Estimation for OFDM Communication Systems”.

ANTECEDENTES

I. Campo de la invención La presente invención se refiere en general a la comunicación de datos y, más específicamente, a técnicas para transmitir señales piloto e información de señalización (por ejemplo, control de velocidad) a través del enlace ascendente en sistemas de comunicaciones inalámbricas.

II. Antecedentes Los sistemas de comunicaciones inalámbricas se utilizan de manera generalizada para proporcionar varios tipos de comunicación tales como voz, datos por paquetes, etc. Estos sistemas pueden ser sistemas de acceso múltiple capaces de soportar comunicaciones con múltiples usuarios de manera secuencial o simultánea compartiendo los recursos de sistema disponibles. Ejemplos de tales sistemas de acceso múltiple incluyen sistemas de acceso múltiple por división de código (CDMA) , sistemas de acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) y sistemas de acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal (OFDMA) .

Un sistema OFDM utiliza multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) para dividir de manera eficaz el ancho de banda del sistema global en una pluralidad de (N) sub-bandas ortogonales. Estas sub-bandas también se denominan tonos, contenedores de frecuencia y sub-canales de frecuencia. Cada sub-banda puede considerarse como un canal de transmisión independiente que puede usarse para transmitir datos.

En un sistema de comunicaciones inalámbricas, una señal modulada de RF de un transmisor puede llegar a un receptor a través de una pluralidad de trayectorias de propagación. Las características de las trayectorias de propagación varían normalmente en el tiempo debido a varios factores. En un sistema OFDM, las N sub-bandas pueden experimentar diferentes condiciones de canal y pueden conseguir diferentes relaciones de señal a ruido (SNR) .

Normalmente se necesita una estimación precisa de la respuesta del canal inalámbrico entre el transmisor y el receptor para transmitir datos de manera eficaz en las sub-bandas disponibles. La estimación de canal se realiza normalmente enviando una señal piloto desde el transmisor y midiendo la señal piloto en el receptor. Puesto que la señal piloto está formada por símbolos conocidos a priori por el receptor, la respuesta de canal puede estimarse como la relación de los símbolos piloto recibidos con respecto a los símbolos piloto transmitidos.

La transmisión de señales piloto genera sobrecarga en un sistema de comunicaciones inalámbricas. Por tanto, es deseable minimizar la transmisión de señales piloto en la medida de lo posible. Sin embargo, debido al ruido y a otros artefactos en el canal inalámbrico, es necesario transmitir una cantidad suficiente de señales piloto para que el receptor obtenga una estimación razonablemente precisa de la respuesta de canal. Además, puesto que las contribuciones de las trayectorias de propagación a la respuesta de canal y las propias trayectorias de propagación varían normalmente en el tiempo, es necesario repetir la transmisión de señales piloto. La duración de tiempo en la que puede asumirse que el canal inalámbrico es relativamente constante se denomina normalmente tiempo de coherencia de canal. Las transmisiones repetidas de señales piloto necesitan estar mucho más juntas que el tiempo de coherencia de canal para mantener un alto rendimiento del sistema.

En el enlace descendente de un sistema de comunicaciones inalámbricas, una pluralidad de terminales puede usar una única transmisión de señales piloto desde un punto de acceso (o una estación base) para estimar la respuesta de los diferentes canales desde el punto de acceso hasta cada uno de los terminales. En el enlace ascendente, normalmente es necesario estimar el canal desde cada uno de los terminales hasta el punto de acceso a través de diferentes transmisiones de señales piloto desde cada uno de los terminales.

Por tanto, en un sistema de comunicaciones inalámbricas, múltiples terminales pueden necesitar transmitir a un punto de acceso una señal piloto en el enlace ascendente. Además, puede ser necesario enviar en el enlace ascendente información de señalización tal como información de control de velocidad y confirmaciones de recepción para transmisiones de enlace descendente. Si las transmisiones de enlace ascendente se llevan a cabo de manera multiplexada mediante división de tiempo (TDM) , entonces cada terminal puede tener asignada una ranura de tiempo distinta y transmitiría entonces sus señales piloto y su información de señalización en la ranura de tiempo asignada. Dependiendo del número de terminales activos y de la duración de las ranuras de tiempo, las transmisiones de señales piloto y de señalización pueden ocupar una fracción relativamente grande del tiempo de transmisión de enlace ascendente. Esta ineficiencia en la transmisión de señales piloto y de información de señalización en el enlace ascendente se agrava en un sistema OFDM, en el que la capacidad de transporte de datos de la unidad de transmisión más pequeña (normalmente un símbolo OFDM) puede ser bastante grande.

Por lo tanto, en la técnica existe una necesidad de técnicas para transmitir señales piloto e información de señalización de una manera más eficaz en sistemas de comunicaciones inalámbricas (por ejemplo, sistemas OFDM) .

El documento (WO 01/76110 A2) enseña que la información de estado de canal (CSI) puede ser usada por un sistema de comunicaciones para pre-condicionar las transmisiones entre las unidades transmisoras y las unidades receptoras. En un aspecto de la invención, los conjuntos disjuntos de sub-canales se asignan a antenas de transmisión ubicadas en una unidad transmisora. Los símbolos piloto se generan y transmiten en un por un subconjunto de los sub-canales disjuntos. Tras recibir los símbolos piloto transmitidos, las unidades receptoras determinan el CSI para los sub-canales disjuntos que transportaron símbolos piloto. Se informa a las unidades receptoras de estos CSI para generar estimadores CSI para los sub-canales disjuntos que no transportaron símbolos piloto. La cantidad de información necesaria para informa de CSI por el enlace inverso puede minimizarse más mediante técnicas de compresión y técnicas de asignación de recursos.

El documento (WO 02/49305 A2) describe un procedimiento y aparato para la selección de sub-portadora para los sistemas. En una realización, el sistema emplea acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal (OFDMA) . En una realización, un procedimiento para seleccionar sub-portadora comprende que cada uno de múltiples abonados canal mida información de interferencia y de canal para sub-portadoras en base a símbolos piloto recibidos desde una estación base, al menos uno de los abonados seleccionado una de un conjunto de sub-portadoras candidatas, proporcionar información de retroalimentación en el conjunto de sub-portadoras candidatas a la estación base, y recibir el abonado una indicación de sub-portadora del conjunto de sub-portadoras seleccionadas por la estación base para su uso por el abonado.

RESUMEN

La invención se define en las reivindicaciones independientes. En este documento se proporcionan técnicas para transmitir más eficientemente pilotos y señalización en el enlace ascendente en sistemas de comunicación inalámbrica. Con la multiplexación de sub-bandas, las M sub-bandas utilizables en un sistema pueden dividirse en Q grupos de sub-bandas disjuntos, donde cada sub-banda está incluida en un solo grupo, en todo caso. Cada grupo de sub-bandas puede entonces asignarse a un terminal diferente. Múltiples terminales pueden transmitir simultáneamente en sus sub-bandas asignadas.

Usando multiplexación por sub-banda puede obtenerse una estimación de canal precisa para cada terminal para toda la banda utilizable en función de la transmisión de señales piloto de enlace ascendente en solamente un pequeño subconjunto de las sub-bandas utilizables. Si la potencia total usada para la transmisión de señales piloto en S sub-bandas se mantiene igual a la potencia total usada en otro caso para la transmisión de señales piloto en todas las M sub-bandas utilizables,... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento (500) para recibir señales piloto en un enlace ascendente en un sistema de comunicación inalámbrica (100) , que comprende:

dividir (512) una pluralidad de sub-bandas utilizables adecuadas para su uso para transmisión de datos en al 5 menos dos grupos disjuntos de sub-bandas no contiguas;

asignar (514) a un primer terminal un primer grupo (Grupo 1) de sub-bandas no contiguas de los al menos dos grupos disjuntos de sub-bandas no contiguas (120a) ;

recibir (532) una primera transmisión piloto desde el primer terminal (120a) en las sub-bandas en el primer grupo (Grupo 1) ;

asignar a un segundo terminal un segundo grupo (Grupo Q) de sub-bandas no contiguas de los al menos dos grupos disjuntos de sub-bandas no contiguas (120b) ; y

recibir una segunda transmisión piloto desde el segundo terminal (120b) en las sub-bandas del segundo grupo (Grupo Q) .

2. El procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además:

derivar (536) una estimación de canal para el primer terminal (120a) en base a la primera transmisión piloto recibida en las sub-bandas en el primer grupo (Grupo 1) , en donde la estimación de canal cubre al menos una sub-banda no incluida en el primer grupo (Grupo 1) .

3. El procedimiento según la reivindicación 2, en el que la estimación de canal para el primer terminal (120a) cubre la pluralidad de sub-bandas utilizables.

4. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que cada uno de los al menos dos grupos disjuntos incluyen el mismo número de sub-bandas.

5. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que cada grupo de los al menos dos grupos disjuntos incluye S sub-bandas, donde S es un número entero mayor que o igual a un número de muestras para una respuesta impulsional de canal para el enlace ascendente.

6. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que las sub-bandas en cada uno de los al menos dos grupos disjuntos se distribuyen uniformemente a lo largo de la pluralidad de sub-bandas utilizables.

7. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la potencia de transmisión utilizada para la primera transmisión piloto en cada una de las sub-bandas en el primer grupo (Grupo 1) se escala mayor que una potencia de transmisión media por sub-banda que se utilizaría si la primera transmisión de piloto se enviase en todas las sub-bandas, mediante un factor de escala mayor que uno.

8. El procedimiento según la reivindicación 7, en el que el factor de escala es igual al número de sub-bandas utilizables dividido por el número de sub-bandas en el primer grupo (Grupo 1) .

9. El procedimiento según la reivindicación 7, en el que el factor de escala para la potencia de transmisión utilizada para la primera transmisión de piloto en cada una de las sub-bandas en el primer grupo (Grupo 1)

se determina por limitaciones de potencia de transmisión total y por MHz y según una banda de frecuencia utilizada por el sistema de comunicación inalámbrico (100) .

10. El procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además:

controlar la potencia de transmisión de la primera transmisión piloto desde el primer terminal (120a) de tal manera que una relación de señal a ruido (SNR) recibida para el primer terminal (120a) se mantiene en o por 40 debajo de un umbral de SNR particular.

11. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que las sub-bandas en el primer grupo (Grupo 1) asignadas al primer terminal (120a) son adyacentes a sub-bandas en al menos otro grupo asignado a al menos un otro terminal.

12. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que el sistema de comunicación inalámbrica (100) es un 45 sistema de comunicación de multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) .

13. Un programa de ordenador para llevar a cabo un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

14. Un aparato (110) en un sistema de comunicación inalámbrica (100) con una pluralidad de sub-bandas, que comprende:

medios para dividir una pluralidad de sub-bandas utilizables adecuadas para su uso para transmisión de datos en al menos dos grupos disjuntos de sub-bandas no contiguas;

medios para asignar a un primer terminal (120a) un primer grupo (Grupo 1) de sub-bandas no contiguas de los al menos dos grupos disjuntos de sub-bandas no contiguas;

medios para recibir una primera transmisión piloto desde el primer terminal (120a) en las sub-bandas en el primer grupo (Grupo 1) ;

medios para asignar a un segundo terminal (120b) un segundo grupo (Grupo Q) de sub-bandas no contiguas 10 de los al menos dos grupos disjuntos de sub-bandas no contiguos; y

medios para recibir una segunda transmisión piloto desde el segundo terminal (120b) en las sub-bandas del segundo grupo (Grupo Q) .

15. El aparato según la reivindicación 14, que comprende además:

medios para derivar una estimación de canal para el primer terminal (120a) en base a la primera transmisión piloto recibida en las sub-bandas en el primer grupo (Grupo 1) , en donde la estimación de canal cubre al menos una sub-banda no incluida en el primer grupo (Grupo 1 ) .

16. El aparato según la reivindicación 14, en el que cada uno de los al menos dos grupos disjuntos incluyen el mismo número de sub-bandas.

17. El aparato según la reivindicación 14, en el que las sub-bandas en cada uno de los al menos dos grupos 20 disjuntos se distribuyen uniformemente a lo largo de la pluralidad de sub-bandas utilizables.

18. El aparato según la reivindicación 14, que comprende además:

medios para controlar la potencia de transmisión de la primera transmisión piloto desde el primer terminal (120a) de tal manera que una relación de señal a ruido (SNR) recibida para el primer terminal (120a) se mantiene en o por debajo de un umbral de SNR particular.

19. El aparato según la reivindicación 14, en el que las sub-bandas en el primer grupo (Grupo 1) asignadas al primer terminal (120a) son adyacentes a sub-bandas en al menos otro grupo asignado a al menos un otro terminal.