Señales piloto para sincronización y/o estimación de canal.

Un método de transmitir configuraciones de bit piloto que permite al menos una de sincronización de trama y estimación de canal en un sistema de comunicaciones móviles,

incluyendo el método:

transmitir configuraciones de bit piloto a través de un canal físico que tiene una trama radio con 15 intervalos, incluyendo cada intervalo un número Npilot de bits piloto, donde 2≤ Npilot ≤ 16, en el sistema de comunicaciones móviles, caracterizado porque las configuraciones de bit piloto incluidas en los intervalos de la trama radio incluyen al menos dos configuraciones de bits consecutivas seleccionadas entre las configuraciones de bit piloto siguientes:

C1≥(100011110101100),

C2≥(101001101110000),

C3≥(110001001101011),

C4≥(001010000111011),

C5≥(111010110010001),

C6≥(110111000010100),

C7≥(100110101111000), y

C8≥(000011101100101)

Señales piloto para sincronización y/o estimación de canal Antecedentes de la invención

1. Campo de la invención

La presente invención se refiere a sistemas de comunicaciones, y más en concreto, a sistemas celulares de comunicación.

2. Antecedentes de la técnica relacionada

El uso de técnicas de modulación de acceso múltiple por división de código (CDMA) es una de varias técnicas para facilitar las comunicaciones en las que hay gran número de sistemas. La figura 1 ilustra en general un sistema 10, que usa técnicas de modulación CDMA en la comunicación entre equipo de usuario (UE) 12a y 12b, incluyendo cada UE un teléfono celular, y estaciones base (BTS) 14a y 14b. Un controlador de estación base (BSC) 16 incluye típicamente una interface y circuitería de procesado para proporcionar control de sistema a las BTS 14a, 14b. El BSC 16 controla el enrutamiento de llamadas de teléfono desde la red telefónica pública conmutada (PSTN) a la BTS apropiada para transmisión al UE apropiado. El BSC 16 también controla el enrutamiento de llamadas desde los UEs, mediante al menos una BTS a la PSTN. El BSC 16 puede dirigir llamadas entre UEs mediante la BTS apropiada dado que los UEs no comunican típicamente directamente uno con otro. El BSC 16 puede estar acoplado a las BTS 14a y 14b por varios medios incluyendo líneas de teléfono dedicadas, enlaces de fibra óptica o por enlaces de comunicación por microonda.

Las flechas 13a-13d definen los posibles enlaces de comunicación entre la BTS 14a y los UEs 12a y 12b. Las flechas 15a-15d definen los posibles enlaces de comunicación entre la BTS 14ba y los UEs 12a y 12b. En el canal inverso o enlace ascendente (es decir, de UE a BTS), las señales de UE son recibidas por BTS 14a y/o BTS 14b, que, después de la demodulación y combinación, pasan la señal hacia delante al punto de combinación, típicamente al BSC 16. En el canal directo o enlace descendente (es decir, de BTS a UE), las señales de BTS son recibidas por UE 12a y/o UE 12b. El sistema anterior se describe en las Patentes de Estados Unidos números 5.101.501; 5.103.459; 5.109.390 y 5.416.797.

Un canal de radio es un medio generalmente hostil por naturaleza. Es bastante difícil predecir su comportamiento. Tradicionalmente, los canales de radio están modelados en forma estadística usando datos de medición de propagación real. En general, el desvanecimiento de señal en un entorno radio se puede descomponer en un componente de pérdida por trayectoria de gran escala conjuntamente con un componente variable lento de escala media que tiene una distribución logarítmica normal, y un componente variable lento de pequeña escala con una distribución Rician o Rayleigh, dependiendo de la presencia o ausencia de la situación de línea de visión (LOS) entre el transmisor y el receptor.

La figura 2 ilustra estos tres fenómenos de propagación diferentes. Se puede hallar una variación extrema en el recorrido de transmisión entre el transmisor y el receptor, que es del rango de LOS directa a trayectorias severamente obstruidas debido a edificios, montañas, o follaje. El fenómeno de disminución de la potencia recibida con la distancia debido a reflexión, difracción alrededor de estructuras y refracción se conoce como pérdida por trayectoria.

Como se representa, la señal transmitida es reflejada por muchos obstáculos entre un transmisor y un receptor, creando así un canal de trayectos múltiples. Debido a la interferencia entre muchos trayectos múltiples con diferentes retardos de tiempo, la señal recibida experimenta desvanecimiento por trayectos múltiples selectivo en frecuencia. Por ejemplo, cuando se usa la banda de frecuencia de portadora de 2GHz y un coche que tiene un UE está circulando a una velocidad de 100km/h, la frecuencia Doppler máxima de desvanecimiento es 185Hz. Aunque se puede usar detección coherente para aumentar la capacidad del enlace, en dicho desvanecimiento rápido, la estimación de canal de detección coherente es generalmente muy difícil de lograr. A causa de los canales de desvanecimiento, es difícil obtener una referencia de fase para la detección coherente de la señal de datos modulada. Por lo tanto, es beneficioso tener un canal piloto separado.

Típicamente, una estimación de canal para detección coherente se obtiene de un canal piloto común. Sin embargo, un canal piloto común transmitido con una antena omnidireccional experimenta un canal de radio diferente de una señal de canal de tráfico transmitida a través de un haz estrecho. Se ha observado que los canales de control comunes son a menudo problemáticos en el enlace descendente cuando se usan antenas adaptativas. El problema puede ser resuelto con símbolos piloto dedicados de usuario, que se usan como una señal de referencia para la estimación de canal. Los símbolos piloto dedicados pueden ser multiplexados en el tiempo o código.

La figura 3 ilustra un diagrama de bloques de un transmisor y un receptor para símbolos piloto multiplexados en el tiempo para un método de estimación de canal mejorado que opera satisfactoriamente en entornos de

desvanecimiento lento a rápido. Los símbolos piloto conocidos son multiplexados periódicamente con la secuencia de los datos transmitidos. Los símbolos piloto y los símbolos de datos que siguen a los símbolos piloto constituyen un intervalo, como se representa en la figura 3.

Además, en un transmisor DS-CDMA, la señal de información es modulada por un código de ensanchamiento, y en el receptor, es correlacionada con una réplica del mismo código. Así, en correlación cruzada entre los usuarios deseado e interferente es importante suprimir la interferencia por acceso múltiple. Se requieren buenas propiedades de autocorrelación para sincronización inicial fiable, dado que grandes lóbulos laterales de la función de autocorrelación pueden dar lugar a decisiones erróneas de sincronización de código. Además, las buenas propiedades de autocorrelación son importantes para separar fiablemente los componentes de trayectos múltiples.

Dado que la función de autocorrelación de un código de ensanchamiento deberá asemejarse, todo lo posible, a la función de autocorrelación de ruido gaussiano blanco, las secuencias de código DS también se denominan secuencias de pseudo-ruido (PN). Las funciones de autocorrelación y correlación cruzada están conectadas de tal forma que no sea posible lograr buenos valores de autocorrelación y correlación simultáneamente. Esto se puede explicar intuitivamente observando que tener las buenas propiedades de autocorrelación también es una indicación de buena aleatoriedad de una secuencia. Los códigos aleatorios exhiben peores propiedades de correlación cruzada que los códigos deterministas.

Dicho sistema de comunicaciones móviles ha pasado a través de diferentes etapas de evolución, y varios países usaron normas diferentes. Los sistemas móviles de primera generación en la década de los años 1980 usaban transmisión analógica para servicios de voz. El Servicio de Telefonía Móvil Avanzada (AMPS) en los Estados Unidos, el Sistema de Comunicaciones de Acceso Total (TACS) en el Reino Unido, Telefonía Móvil Nórdica (NMT) en Escandinavia, Teléfonos y Telégrafos de Japón (NTT) en Japón, etc, pertenecían a la primera generación.

Los sistemas de segunda generación que usan transmisión digital fueron introducidos a finales de la década de 1980. Ofrecen mayor eficiencia de espectro, mejores servicios de datos, e itinerancia más avanzada que los sistemas de primera generación. El Sistema Global para Comunicaciones Móviles (GSM) en Europa, Personal Digital Celular (PDC) en Japón, e IS-95 en los Estados Unidos pertenecían a la segunda generación.

Recientemente, las redes radio móviles de tercera generación han sido objeto de intensa búsqueda y explicación y emergerán alrededor del año 2000. En la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU), las redes de tercera generación se denominan Telecomunicaciones Móviles Internacionales - 2000 (IMT-2000) y en Europa Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles (UMTS). IMT-2000 proporcionará una multitud de servicios, incluyendo multimedia y datos en paquetes a alta tasa de bits.

CDMA de banda ancha ha emergido como la principal solución de interface de aire para las redes de tercera generación. Los sistemas CDMA de banda ancha están siendo estandarizados actualmente por el Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones (ETSI) de Europa, la asociación de las Empresas de Difusión y Radio (ARIB) de Japón, los Comités Técnicos TIA TR45 y TR46 y el Comité T1 T1P1 de los Estados Unidos, y la Asociación de Tecnología de las Telecomunicaciones TTAI y TTA II (renombradas CDMA Global... [Seguir leyendo]

1. Un método de transmitir configuraciones de bit piloto que permite al menos una de sincronización de trama y estimación de canal en un sistema de comunicaciones móviles, incluyendo el método:

transmitir configuraciones de bit piloto a través de un canal físico que tiene una trama radio con 15 intervalos, incluyendo cada intervalo un número Npi|0t de bits piloto, donde 2< Np¡i0t^ 16, en el sistema de comunicaciones móviles, caracterizado porque las configuraciones de bit piloto incluidas en los 15 intervalos de la trama radio incluyen al menos dos configuraciones de bits consecutivas seleccionadas entre las configuraciones de bit piloto siguientes:

C1=(100011110101100),

C2=(101001101110000),

C3=(110001001101011),

C4=(001010000111011),

C5=(111010110010001),

C6=(110111000010100),

C7=(100110101111000), y

C8=(000011101100101)

2. El método de la reivindicación 1, donde, cuando Np¡i0t es igual a 5 o 6, las configuraciones de bit piloto incluidas en los 15 intervalos de la trama radio son las siguientes:

3. El método de la reivindicación 1, donde, cuando Np¡i0t es igual a 7 o 8, las configuraciones de bit piloto incluidas en los 15 intervalos de la trama radio son las siguientes:

4. El método de la reivindicación 2 o 3, donde el canal físico es un canal de control físico dedicado de enlace ascendente, DPCCH.

5. El método de la reivindicación 3, donde el canal físico lleva un canal de acceso aleatorio, RACH, cuando Np¡iot es igual a 8.

6. El método de la reivindicación 1, donde, cuando NP¡i0t es igual a 2, 4, 6 o 8, las configuraciones de bit piloto Incluidas en los 15 Intervalos de la trama radio son las siguientes:

7. El método de la reivindicación 6, donde el canal físico es un canal de control físico dedicado de enlace descendente, DPCCH.

8. El método de la reivindicación 1, donde, cuando NP¡iot es igual a 4, 8 o 16, las configuraciones de bit piloto incluidas en los 15 Intervalos de la trama radio son las siguientes:

9. El método de la reivindicación 8, donde el canal físico usa codificación de diversidad de espacio tiempo, STTD.

10. El método de la reivindicación 9, donde el canal físico es un canal de control físico dedicado de enlace descendente (DPCCH).

11. El método de la reivindicación 9, donde el canal físico es un canal físico de control común secundario (S- CCPCH) donde Npilot es igual a 8 o 16.