Medidas de diferencia de tiempo de sincronización en sistemas OFDM.

Un procedimiento en un terminal (120) móvil inalámbrico para determinar una diferencia de tiempo recibida,

entre una primera señal de OFDM recibida desde una primera estación (110A) base y una segunda señal de OFDM recibida desde una segunda estación (110B) base, estando dotadas las señales de OFDM de un intervalo de prefijo cíclico, caracterizado por que el procedimiento comprende:

determinar (410 a 430, 440 a 460) un instante de sincronización de decodificación para cada una de las señales primera y segunda de OFDM, estimando una respuesta de impulso de canal correspondiente a la respectiva señal de OFDM y seleccionando dicho instante de sincronización de decodificación para cada una entre las señales primera y segunda de OFDM, basándose en una comparación entre la respuesta estimada de impulso de canal y el intervalo de prefijo cíclico, de modo que se maximice la parte de la respuesta de impulso que queda dentro del intervalo de prefijo cíclico,

calcular (470) una diferencia de tiempo entre dichos instantes de sincronización; y

transmitir (480) un parámetro que indica la diferencia de tiempo a la primera estación (110A) base, indicando dicha diferencia de tiempo la relación de temporización entre la primera estación base y la segunda estación base, experimentada por el terminal móvil.

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DESCRIPCIÓN

Medidas de diferencia de tiempo de sincronización en sistemas OFDM

Antecedentes Campo técnico La presente invención se refiere, en general, a sistemas de comunicación inalámbricos y, en particular, se refiere a medidas de temporización de señales en un sistema de comunicación inalámbrica con Multiplexación por División de Frecuencia Ortogonal (OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing) .

Antecedentes El Proyecto de Asociación de 3ª Generación está actualmente desarrollando especificaciones para redes inalámbricas de la siguiente generación, como parte de la denominada iniciativa de Evolución a Largo Plazo (LTE, Long Term Evolution) . Según los planes actuales, la tecnología de Acceso Múltiple por División de Frecuencia Ortogonal (OFDMA) se utiliza en el enlace descendente. Como será evidente para los expertos en la materia, OFDMA es un esquema de modulación en el que los datos a transmitir se dividen en varios sub-flujos, donde cada sub-flujo es modulado en una sub-portadora diferente. Por tanto, en los sistemas basados en OFDMA, el ancho de banda disponible se subdivide en varios bloques de recursos o unidades según se define, por ejemplo, en el documento â??Physical layer aspects for evolved UTRAâ?? [â??Aspectos de la capa física para el UTRA evolucionadoâ??], 3GPP TR 25.814. De acuerdo a este documento, un bloque de recursos se define tanto en tiempo como en frecuencia. De acuerdo a las suposiciones actuales, el tamaño de un bloque de recursos es de 180 KHz y 0, 5 ms en los dominios de la frecuencia y del tiempo, respectivamente. El ancho de banda de transmisión global, de enlace ascendente y de enlace descendente, puede ser de hasta 20 MHz.

Para simplificar la ecualización en el receptor de Multiplexación por División de Frecuencia Ortogonal (OFDM) , así como para evitar interferencias inter-portadoras e inter-bloques, se utiliza un prefijo cíclico, donde cada símbolo OFDM transmitido tiene como prefijo una copia de las últimas muestras del símbolo OFDM. El prefijo cíclico proporciona un almacén temporal en el dominio del tiempo entre una señal OFDM actual y el símbolo OFDM transmitido anteriormente, evitando así interferencias inter-bloques. Además, el prefijo cíclico transforma de manera efectiva la convolución lineal, llevada a cabo por el canal de radio, en una convolución circular. Como resultado de este último efecto, se elimina la interferencia inter-portadoras, y se simplifica la ecualización de la señal OFDM recibida. La longitud del prefijo cíclico se selecciona generalmente de modo que normalmente exceda la amplitud del retardo del canal de propagación de radio (es decir, la diferencia de tiempo entre las señales multitrayecto que llegan en primer y último lugar en la respuesta al impulso de canal) .

En un sistema LTE, un terminal móvil (en terminología 3GPP, â??equipo de usuarioâ?? o â??UEâ??) lleva a cabo varias medidas para facilitar las tareas relacionadas con la gestión de recursos de radio (RRM, Radio Resource Management) , tales como un traspaso libre de contención. Una medida que puede ser particularmente útil para un traspaso libre de contención es una diferencia de tiempo entre una primera señal OFDM, desde una estación base de servicio, y otra señal OFDM desde una estación base de destino. Si la diferencia de tiempo, desde la perspectiva del terminal móvil, es conocida, entonces la red puede utilizar esta información para ajustar la temporización del transmisor del terminal móvil cuando accede a la célula de destino en el traspaso. Esto asegura que la señal transmitida por el terminal móvil llega a la célula de destino con la temporización adecuada, por ejemplo, dentro de los límites correctos de ranura y de trama.

La información de diferencia de tiempo también puede ser útil para otras aplicaciones. Por ejemplo, la información de diferencia de tiempo para una célula de servicio y cada una de varias células vecinas (al menos dos y, preferiblemente, tres o más) puede utilizarse para que una célula de servicio estime la posición del terminal móvil utilizando técnicas de triangulación bien conocidas.

Medidas similares se llevan a cabo en los sistemas de Acceso Múltiple por División de Código de Banda Ancha (WCDMA, Wideband Code-Division Multiple Access) . En el WCDMA, una estación móvil mide los tiempos de llegada de símbolos piloto originados en la célula de servicio y posibles células de destino. Posteriormente, se calculan las diferencias entre el tiempo de llegada del símbolo piloto de la célula de servicio y los símbolos piloto desde posibles células de destino. Más específicamente, en el WCDMA hay dos de tales mediciones que se llevan a cabo sobre algún canal o símbolos piloto conocidos, conocidas como mediciones SFN-SFN de tipo 1 y mediciones SFN-SFN de tipo 2. Las primeras miden la diferencia de tiempo entre el inicio de la recepción del P-CCPCH (Canal físico de Control Común Primario, Primar y Common Control Physical Channel) desde la célula de servicio y el inicio de la recepción del P-CCPCH desde la célula de destino. Para las mediciones SFN-SFN de tipo 2, el terminal móvil mide la diferencia de tiempo entre el inicio de la recepción del CPICH desde el servicio y el inicio de la recepción del CPICH desde la célula de destino.

En un sistema basado en CDMA, la medición del tiempo de llegada de los símbolos piloto puede realizarse de varias

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maneras. Por ejemplo, el receptor puede correlacionar la señal recibida con una secuencia predeterminada que se espera en la señal de CDMA recibida, por ejemplo, uno o más símbolos piloto o señales de sincronización. El tiempo de llegada puede designarse como el tiempo en el que se produce el primer pico de correlación, correspondiente al trayecto más corto en un entorno de señales multitrayecto. Alternativamente, el tiempo de llegada puede designarse como el tiempo en el que se produce el mayor pico de correlación, correspondiente a la llegada del trayecto más potente.

Una técnica similar a la descrita anteriormente también se presenta en el documento EP 1 608 198 A1.

Referir los tiempos de llegada de señales al tiempo de llegada de un rayo de una señal multitrayecto se ajusta muy bien a un sistema de transmisión de CDMA donde el terminal móvil trata de alinearse en el tiempo con el primer trayecto recibido o detectado. Sin embargo, este enfoque no es apropiado para sistemas basados en OFDM porque los picos de correlación individuales no significan gran cosa en un receptor de OFDM.

Resumen Cualquier ocurrencia del término â??realizaciónâ?? en la descripción debe considerarse como un â??aspecto de la invenciónâ??, estando la invención definida en las reivindicaciones independientes adjuntas.

Una o más realizaciones de la invención que se presenta en este documento proporcionan procedimientos y dispositivos para determinar una diferencia de tiempo recibida entre una primera señal de OFDM, recibida desde una primera estación base, y una segunda señal de OFDM recibida desde una segunda estación base. Los procedimientos y aparatos revelados en este documento pueden aplicarse a sistemas de LTE del 3GPP, así como a otros sistemas de comunicación inalámbrica basados en OFDM. Un ejemplo de procedimiento comprende determinar un tiempo de sincronización de decodificación para cada una entre las señales primera y segunda de OFDM recibidas por un terminal móvil, calcular una diferencia de tiempo entre los respectivos tiempos de sincronización y transmitir la diferencia de tiempo calculada a al menos una de las estaciones base. En algunas realizaciones, la primera señal de OFDM se recibe desde una estación base de servicio, la segunda señal de OFDM se recibe desde una estación base de destino para el traspaso del terminal móvil, y la diferencia de tiempo calculada se transmite a la estación base de servicio.

En algunas realizaciones, el tiempo de sincronización de decodificación para cada una de las señales de OFDM corresponde a un tiempo de inicio para un proceso de la Transformada Discreta de Fourier. En algunas de estas realizaciones, el tiempo de inicio para el proceso de DFT es determinado estimando una respuesta de impulso de canal correspondiente a la señal OFDM respectiva y seleccionando el tiempo de inicio basándose en una comparación entre la respuesta estimada de impulso de canal y el intervalo del prefijo cíclico. El inicio en concreto puede determinarse aplicando un filtro de ventana deslizante a la respuesta estimada de impulso de canal y seleccionando el tiempo de inicio correspondiente a una salida máxima del filtro de ventana deslizante. En algunas realizaciones,... [Seguir leyendo]

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1. Un procedimiento en un terminal (120) móvil inalámbrico para determinar una diferencia de tiempo recibida, entre una primera señal de OFDM recibida desde una primera estación (110A) base y una segunda señal de OFDM recibida desde una segunda estación (110B) base, estando dotadas las señales de OFDM de un intervalo de prefijo cíclico, caracterizado por que el procedimiento comprende:

determinar (410 a 430, 440 a 460) un instante de sincronización de decodificación para cada una de las señales primera y segunda de OFDM, estimando una respuesta de impulso de canal correspondiente a la respectiva señal de OFDM y seleccionando dicho instante de sincronización de decodificación para cada una entre las señales primera y segunda de OFDM, basándose en una comparación entre la respuesta estimada de impulso de canal y el intervalo de prefijo cíclico, de modo que se maximice la parte de la respuesta de impulso que queda dentro del intervalo de prefijo cíclico, calcular (470) una diferencia de tiempo entre dichos instantes de sincronización; y transmitir (480) un parámetro que indica la diferencia de tiempo a la primera estación (110A) base, indicando dicha diferencia de tiempo la relación de temporización entre la primera estación base y la segunda estación base, experimentada por el terminal móvil.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual la primera estación (110A) base es una estación base de servicio y la segunda estación (110B) base es una estación base de destino para el traspaso del terminal (120) móvil.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, caracterizado además porque la determinación (410 a 430, 440 a 450) de un tiempo de sincronización óptimo comprende determinar un tiempo de inicio para una ventana de la Transformada Discreta de Fourier (DFT) .

4. El procedimiento de la reivindicación 3, caracterizado además porque la determinación de un tiempo de inicio para una ventana de DFT comprende estimar (410, 440) una respuesta de impulso de canal correspondiente a la respectiva señal de OFDM y seleccionar (430, 460) el tiempo de inicio basándose en una comparación (420, 450) entre la respuesta estimada de impulso de canal y el intervalo de prefijo cíclico.

5. El procedimiento de la reivindicación 4, caracterizado además porque la selección (430, 460) del tiempo de inicio basándose en una comparación (420, 450) entre la respuesta estimada de impulso de canal y el intervalo de prefijo cíclico comprende aplicar un filtro (520) de ventana deslizante a la respuesta estimada de impulso de canal y seleccionar el tiempo de inicio correspondiente a una salida máxima del filtro de ventana deslizante.

6. El procedimiento de la reivindicación 5, caracterizado además porque el filtro (520) de ventana deslizante tiene una anchura igual a la duración del intervalo de prefijo cíclico.

7. Un terminal (120) móvil para su uso en un sistema de comunicación inalámbrica basado en el OFDM, caracterizado porque el terminal (120) móvil comprende circuitos (124, 126) de procesamiento de señales, configurados para:

determinar un instante de sincronización de decodificación para cada una entre la primera señal de OFDM recibida desde una primera estación (110A) base y una segunda señal de OFDM recibida desde una segunda estación (110B) base, estando dotadas las señales de OFDM de un intervalo de prefijo cíclico, estimando una respuesta de impulso de canal correspondiente a la respectiva señal de OFDM y seleccionando dicho instante de sincronización de decodificación para cada una entre las señales primera y segunda de OFDM, basándose en una comparación entre la respuesta estimada de impulso de canal y el intervalo de prefijo cíclico, de modo que se maximice la parte de la respuesta de impulso que está dentro del intervalo de prefijo cíclico;

calcular una diferencia de tiempo entre dichos instantes de sincronización; y transmitir un parámetro que indica la diferencia de tiempo a la primera estación (110A) base, indicando dicha diferencia de tiempo la relación de temporización entre la primera estación base y la segunda estación base, experimentada por el terminal móvil.

8. El terminal (120) móvil de la reivindicación 7, caracterizado además porque los circuitos (124, 126) de procesamiento de señales están configurados para determinar un tiempo de sincronización óptimo determinando un tiempo de inicio para una ventana de la Transformada Discreta de Fourier (DFT) .

9. El terminal (120) móvil de la reivindicación 8, caracterizado además porque los circuitos (124, 126) de procesamiento de señales están configurados para determinar un tiempo de inicio para una ventana de DFT, estimando una respuesta de impulso de canal correspondiente a la respectiva señal de OFDM y seleccionando el tiempo de inicio basándose en una comparación entre la respuesta estimada de impulso de canal y el intervalo de

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prefijo cíclico.

10. El terminal (120) móvil de la reivindicación 9, caracterizado además porque los circuitos (124, 126) de procesamiento de señales están configurados para seleccionar el tiempo de inicio basándose en una comparación entre la respuesta estimada de impulso de canal y el intervalo de prefijo cíclico, aplicando un filtro (520) de ventana deslizante a la respuesta estimada de impulso de canal y seleccionando el tiempo de inicio correspondiente a una salida máxima del filtro (520) de ventana deslizante.

11. El terminal (120) móvil de la reivindicación 10, caracterizado además porque el filtro (520) de ventana 10 deslizante tiene una anchura igual a la duración del intervalo de prefijo cíclico.