CONTROL DE TIEMPOS EN SISTEMAS DE MULTIPLEXACION POR DIVISION DE FRECUENCIAS ORTOGONALES BASADO EN LA RELACION SEÑAL-RUIDO EFECTIVA.

Procedimiento que comprende:

utilizar una referencia de tiempos actual para decodificar una pluralidad de símbolos (400) multiplexados por división de frecuencias ortogonales OFDM,

en una pluralidad de intervalos de tiempo (700);

medir una tasa de error de paquetes de los símbolos OFDM (400) decodificados;

determinar una métrica de la relación señal-ruido, SNR, efectiva a partir de una respuesta de canal en amplitud de tonos piloto de los símbolos OFDM (400) decodificados;

en base a la métrica de SNR efectiva, predecir una tasa de error de paquetes admisible;

comparar la tasa de error de paquetes medida y la tasa de error de paquetes pronosticada; y

en base a dicha comparación, ajustar la actual referencia de tiempos antes de decodificar el siguiente intervalo de tiempo OFDM (700)

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2006/016063.

Solicitante: QUALCOMM INCORPORATED.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 5775 MOREHOUSE DRIVE,SAN DIEGO, CA 92121.

Inventor/es: BLACK, PETER, J., NAMGOONG,JUNE, XU,HAO, JAYARAMAN,SRIKANT, MANGAN,MICHAEL,JOHN.

Fecha de Publicación: .

Fecha Concesión Europea: 20 de Enero de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H04L1/20 ELECTRICIDAD.H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS.H04L TRANSMISION DE INFORMACION DIGITAL, p. ej. COMUNICACION TELEGRAFICA (disposiciones comunes a las comunicaciones telegráficas y telefónicas H04M). › H04L 1/00 Disposiciones para detectar o evitar errores en la información recibida. › utilizando un detector de la calidad de la señal.

Clasificación PCT:

  • H04L1/20 H04L 1/00 […] › utilizando un detector de la calidad de la señal.
  • H04L27/26 H04L […] › H04L 27/00 Sistemas de portadora modulada. › Sistemas utilizando códigos de frecuencias múltiples (H04L 27/32 tiene prioridad).
  • H04L5/00 H04L […] › Disposiciones destinadas a permitir la utilización múltiple de la vía de transmisión.
CONTROL DE TIEMPOS EN SISTEMAS DE MULTIPLEXACION POR DIVISION DE FRECUENCIAS ORTOGONALES BASADO EN LA RELACION SEÑAL-RUIDO EFECTIVA.

Fragmento de la descripción:

Control de tiempos en sistemas de multiplexación por división de frecuencias ortogonales basado en la relación señal-ruido efectiva.

Antecedentes

Campo

La presente descripción por lo general se refiere a unos sistemas de comunicación y concretamente al control de tiempos en sistemas de multiplexación por división de frecuencias ortogonales.

Antecedentes

En un sistema de espectro ensanchado, una estación móvil puede recibir transmisiones de una o más estaciones base. Cada estación móvil y estación base puede utilizar un código de propagación específico para identificar sus transmisiones de señales. En concreto en los sistemas OFDM, es muy importante detectar los tiempos de los símbolos. WO 2004/028055 A1 describe una solución para detectar los tiempos de los símbolos en un sistema OFDM. WO 2004/028 055 A1 describe un procedimiento y un dispositivo para detectar los tiempos de los símbolos midiendo un resultado de correlación de un símbolo de prueba de referencia; determinar una potencia efectiva de ruido media; comparar el resultado de la correlación y la potencia efectiva de ruido media; y en base a dicha comparación, ajustar la referencia de tiempo actual antes de decodificar el siguiente intervalo de tiempo OFDM.

Breve descripción de los dibujos

Diversas formas de realización de la descripción se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente descripción y las reivindicaciones adjuntas, consideradas junto con los dibujos adjuntos. Estos dibujos representan sólo unas formas de realización de ejemplo y no deben considerarse limitativas del alcance de la descripción.

La Fig. 1 ilustra un sistema de comunicación que comprende unas estaciones base y unas estaciones móviles.

La Fig. 2 ilustra un ejemplo de unos tonos de multiplexación por división de frecuencias ortogonales (OFDM) múltiples en el dominio frecuencial, que pueden transmitirse en el sistema de la Fig. 1.

La Fig. 3 ilustra un ejemplo de una ruta de procesamiento OFDM.

La Fig. 4 ilustra un período de tiempo de símbolos OFDM total en el que los datos pueden transportarse en N tonos.

La Fig. 4B ilustra los símbolos OFMD en el dominio frecuencial.

La Fig. 4C ilustra un símbolo OFMD y su prefijo cíclico.

La Fig. 5 ilustra un dispositivo de adquisición/control de tiempos, que puede implementarse en el sistema de la Fig. 1.

La Fig. 6 ilustra un proceso de adquisición/control de tiempos, que puede llevarse a cabo mediante el dispositivo de la Fig. 5.

La Fig. 6B ilustra un dispositivo con unos medios que corresponden a los bloques de la Fig. 6A.

La Fig. 7 ilustra un patrón multiplexado por división de tiempo de intervalos multiplexados por división de código e intervalos OFDM.

La Fig. 8 ilustra unos ejemplos de una respuesta de canal real de señales OFDM transmitidas, un intervalo OFDM con una referencia de tiempo incorrecta, y un intervalo OFDM con una referencia de tiempo correcta.

Descripción detallada

Cualquier forma de realización descrita en la presente memoria no es necesariamente preferente o ventajosa sobre otras formas de realización. Aunque se presentan diversos aspectos de la presente descripción en los dibujos, los dibujos no están necesariamente dibujados a escala a menos que se indique específicamente.

La Fig. 1 ilustra un sistema de comunicación 100 que comprende unas estaciones base 102A, 102B y unas estaciones móviles 104A, 104B. El sistema 100 puede tener cualquier número de estaciones base y estaciones móviles. El sistema de comunicación 100 puede utilizar una o más técnicas de comunicación, como el acceso múltiple por división de código (CDMA), paquetes de datos de alta velocidad (HRPD), también denominados datos de alta velocidad (HRD), como se especifica en "cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification", TIAIEIA/IS-856, CDMA 1x Optimizado para Datos de Evolución o "Evolution Data Optimized" (EV-DO), CDMA de banda ancha (WCDMA), Sistema universal de telecomunicaciones móviles (UMTS), CDMA Síncrono por División de Tiempo (TD-SCDMA), Multiplexación por División de Frecuencias Ortogonales (OFDM), etc.

La Fig.1 muestra también dos señales de trayecto múltiple 110A, 110B recibidas por la estación móvil 104A como resultado de un objeto 106 entre la estación base 102A y la estación móvil 104A. Un repetidor 108 o la distancia entre el repetidor 108 y la estación base 102A puede retardar la señal 110B transmitida desde la estación base 102A a la estación móvil 104A.

Una "estación móvil" descrita en la presente memoria puede referirse a diversos tipos de dispositivos, como un teléfono de cable, un teléfono inalámbrico, un teléfono móvil, un ordenador portátil, una tarjeta de comunicación inalámbrica para ordenadores personales (PC), un asistente digital personal (PDA), un módem interno o externo, etc. Una estación móvil puede ser cualquier dispositivo que se comunique a través de un canal inalámbrico o a través de un canal cableado, por ejemplo utilizando cables coaxiales o de fibra óptica. Una estación móvil puede tener diversos nombres, como terminal de acceso, unidad de acceso, unidad de abonado, dispositivo móvil, unidad móvil, teléfono móvil, móvil, estación remota, terminal remoto, unidad remota, dispositivo de usuario, equipo de usuario, dispositivo de bolsillo, etc. Las estaciones móviles pueden ser móviles o fijas y pueden estar dispersas por todo el sistema de comunicación 100 de la Fig. 1. Las estaciones móviles pueden comunicarse con uno o más sistemas transceptores de estación base (BTSs), que también se denominan estaciones base, redes de acceso, puntos de acceso, Nodo Bs, y transceptores de pools de módems (MPTs).

Una o más estaciones base 102 pueden transmitir señales, como contenido de difusión/multidifusión, a una pluralidad de estaciones móviles 104, es decir, múltiples estaciones móviles 104 reciben el mismo contenido de difusión. La transmisión de difusión puede utilizar una técnica de comunicación OFDM. La OFMD distribuye los datos en una gran número de subportadoras de frecuencia equidistantes (también denominadas "portadoras", "tonos" de frecuencia o "bins" de frecuencia), como se muestra en la Fig. 2.

La Fig. 2 ilustra un ejemplo de tonos múltiples OFDM 200A-200E en el dominio frecuencial (eje horizontal), donde la amplitud se representa en el eje vertical. Cada tono 200 es "ortogonal" con cada uno de los demás tonos como resultado de separar los tonos a frecuencias precisas. El pico de cada tono 200 se corresponde con un nivel cero, o nulo, de cada uno de los demás tonos. De esta manera, no hay interferencias entre los tonos 200A-200E. Cuando un receptor muestrea a la frecuencia central de cada tono 200, la única energía presente es la de la señal deseada, más cualquier ruido que resulte estar en el canal. Un detector de un tono dado 200 no se ve afectado por la energía en los demás tonos 200. La OFDM permite que el espectro de cada tono 200 se superponga, y puesto que son ortogonales, no interfieren uno con otro.

Las formas de onda sinusoidales que constituyen los tonos 200 en la OFMD tienen una propiedad especial de ser las únicas funciones de un canal lineal. Esta propiedad especial evita que los tonos adyacentes en los sistemas OFDM interfieran uno con otro, de manera muy similar a la que el oído humano puede distinguir claramente entre cada uno de los tonos creados por las teclas adyacentes de un piano. Esta propiedad, y la incorporación de una pequeña cantidad de tiempo de seguridad para cada símbolo OFDM 400 (Fig. 4A) permite preservar la ortogonalidad entre los tonos 200 en presencia de la propagación de señales por trayectos múltiples.

Una parte de los datos del usuario se modula sobre cada tono 200 ajustando la amplitud del tono, fase o ambos. En una configuración, un tono 200 puede estar presente o deshabilitado para indicar un bit o cero bits de información. En otras configuraciones, puede utilizarse la modulación por desplazamiento de fase (PSK) o la modulación de amplitud en cuadratura (QAM) para modular los datos a cada tono.

La Fig. 3 ilustra un ejemplo de una ruta de procesamiento OFDM 300, que incluye una unidad de codificación de canal 302, una unidad de modulación 304, una unidad de mapeo de frecuencias 306, una unidad de procesamiento de la Transformada Rápida Inversa de Fourier (IFFT) 308, una unidad de inserción de prefijos cíclicos 310, una unidad de modulación de la portadora...

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento que comprende:

utilizar una referencia de tiempos actual para decodificar una pluralidad de símbolos (400) multiplexados por división de frecuencias ortogonales OFDM, en una pluralidad de intervalos de tiempo (700);
medir una tasa de error de paquetes de los símbolos OFDM (400) decodificados;
determinar una métrica de la relación señal-ruido, SNR, efectiva a partir de una respuesta de canal en amplitud de tonos piloto de los símbolos OFDM (400) decodificados;
en base a la métrica de SNR efectiva, predecir una tasa de error de paquetes admisible;
comparar la tasa de error de paquetes medida y la tasa de error de paquetes pronosticada; y
en base a dicha comparación, ajustar la actual referencia de tiempos antes de decodificar el siguiente intervalo de tiempo OFDM (700).

2. Procedimiento según la Reivindicación 1, en el que la comparación de la tasa de error de paquetes medida y la tasa de error de paquetes pronosticada comprende:

determinar si la tasa de error de paquetes medido es mayor que un primer valor umbral; y
determinar si la tasa de error de paquetes pronosticada es menor que un segundo valor umbral.

3. Procedimiento según la Reivindicación 2, en el que en base a dicha comparación, ajustar la actual referencia de tiempos comprende si la tasa de error de paquetes medida es mayor que el primer valor umbral, y la tasa de error de paquetes pronosticada es menor que el segundo valor umbral, ajustando a continuación la actual referencia de tiempos antes de decodificar el siguiente intervalo de tiempo OFDM.

4. Procedimiento según la Reivindicación 1, en el que determinar una métrica de relación señal-ruido efectiva SNR, comprende utilizar:


donde C(x) es una capacidad de un Canal Gaussiano con SNR x y entrada limitada a un tipo de modulación seleccionado,
donde s2 representa una varianza estimada del ruido, donde P es el número de tonos piloto, y donde |Hk| representa una respuesta en amplitud de un canal.

5. Procedimiento según la Reivindicación 4, que comprende adicionalmente la utilización de una tabla de consulta para implementar la función C(x), y la estimación de la varianza del ruido.

6. Procedimiento según la Reivindicación 1, que comprende adicionalmente:

determinar si la actual referencia de tiempos no cambia durante un número de intervalos de tiempo OFDM consecutivos; y
en base a dicha determinación, hacer avanzar la actual referencia de tiempos un número configurado de chips para el siguiente intervalo de tiempo OFDM a decodificar.

7. Procedimiento según la Reivindicación 1, que comprende adicionalmente:

determinar si la actual referencia de tiempos no cambia durante un número configurado de chips desde una referencia de tiempos anterior; y
en base a dicha determinación, hacer avanzar la actual referencia de tiempos un número configurado de chips para el siguiente intervalo de tiempo OFDM a decodificar.

8. Procedimiento según la Reivindicación 1, que comprende adicionalmente:

recibir inalámbricamente transmisiones de trayectos múltiples que contienen símbolos OFDM en los intervalos de tiempo; y
buscar las transmisiones de trayectos múltiples para determinar la actual referencia de tiempos.

9. Procedimiento según la Reivindicación 1, en el que ajustar la actual referencia de tiempos comprende hacer avanzar la actual referencia de tiempos un número configurado de chips.

10. Procedimiento según la Reivindicación 1, que comprende adicionalmente repetir dicho ajuste de la actual referencia de tiempos hasta que la tasa de error de paquetes medida sea cercana a la tasa de error de paquetes pronosticada.

11. Procedimiento según la Reivindicación 1, que comprende adicionalmente repetir dicho ajuste de la actual referencia de tiempos hasta que el ajuste de la actual referencia de tiempos exceda un número umbral de chips determinado a priori en base a un máximo retardo posible en un canal.

12. Procedimiento según la Reivindicación 1, que comprende adicionalmente repetir dicho ajuste de la actual referencia de tiempos hasta que unos tiempos relativos de un primer trayecto de llegada cambian más que un número umbral de chips.

13. Procedimiento según la Reivindicación 1, en el que los símbolos OFDM comprenden un contenido de difusión destinado a una pluralidad de estaciones móviles (104).

14. Procedimiento según la Reivindicación 1, en el que los intervalos de tiempo que contienen los símbolos OFDM están multiplexados por división de tiempo con intervalos de tiempo que comprenden datos específicos de los usuarios.

15. Dispositivo configurado para recibir señales desde una estación base (102), comprendiendo el dispositivo:

medios para utilizar una referencia de tiempos actual para decodificar una pluralidad de símbolos OFDM (400), multiplexados por división de frecuencias ortogonales en una pluralidad de intervalos de tiempo (700);
medios para medir una tasa de error de paquetes de los símbolos OFDM (400) decodificados;
Unos medios para determinar una métrica de SNR, relación señal-ruido efectiva a partir de una respuesta de canal en amplitud en tonos piloto del símbolo OFDM (400) decodificado;
medios para predecir una tasa de error de paquetes admisible en base a la métrica de SNR efectiva determinada;
medios para comparar la tasa de error de paquetes medida y la tasa de error de paquetes pronosticada; y
medios para ajustar la actual referencia de tiempos antes de decodificar el siguiente intervalo de tiempo OFDM en base a dichos medios o comparación.

16. Dispositivo según la reivindicación 15, en el que los medios de comparación comprenden: medios para determinar si la tasa de error de paquetes medida es mayor que un primer valor umbral;

medios para determinar si la tasa de error de paquetes pronosticada es menos que un segundo valor umbral; y
si la tasa de error de paquetes medida es mayor que el primer valor umbral, y la tasa de error de paquetes pronosticada es menor que el segundo valor umbral, medios para ajustar la actual referencia de tiempos antes de decodificar el siguiente intervalo de tiempos OFDM.

17. Dispositivo según la reivindicación 16, en el que un módulo de control de tiempos forma:

los medios para determinar si una tasa de error de paquetes medida es mayor que un primer valor umbral;
los medios para determinar si una tasa de error de paquetes pronosticada es menor que un segundo valor umbral;
los medios para ajustar la actual referencia de tiempos antes de decodificar el siguiente intervalo de tiempos OFDM (700);

18. Dispositivo según cualquiera de las Reivindicaciones 15 a 17, que comprende adicionalmente:

un receptor (506) configurado para recibir inalámbricamente transmisiones de trayectos múltiples que contienen símbolos OFDM (400) en una pluralidad de intervalos de tiempo (700); y
un buscador (504) para buscar las transmisiones de trayectos múltiples para determinar la actual referencia de tiempos.

19. Dispositivo según la reivindicación 18, en el que los intervalos de tiempo (700) que contienen símbolos OFDM (400) están multiplexados por división de tiempo con intervalos de tiempo (700) que comprenden datos específicos de usuarios.

20. Dispositivo según cualquiera de las Reivindicaciones 15 a 17, en el que un decodificador forma:

los medios para utilizar una actual referencia de tiempos para decodificar una pluralidad de símbolos OFDM en una pluralidad de intervalos de tiempo;
los medios para medir una tasa de error de paquetes de los símbolos OFDM decodificados;
los medios para determinar una métrica de SNR efectiva a partir de una respuesta de canal en amplitud en tonos piloto de los símbolos OFDM (400) decodificados; y
los medios para predecir una tasa de error de paquetes admisible.

21. Dispositivo según la Reivindicación 17, en el que el módulo de control de tiempos se configura adicionalmente para:

determinar si la actual referencia de tiempos no cambia durante un número de intervalos de tiempo OFDM consecutivos (700); y
en base a dicha determinación, hacer avanzar la actual referencia de tiempos un número configurado de chips para el siguiente intervalo de tiempo OFDM (700) a decodificar.

22. Dispositivo según la reivindicación 17, en el que el módulo de control de tiempos se configura adicionalmente para:

determinar si la actual referencia de tiempos no cambia durante un número configurado de chips desde una referencia de tiempos anterior; y
en base a dicha determinación, hacer avanzar la actual referencia de tiempos un número configurado de chips para el siguiente intervalo de tiempo OFDM (700) a decodificar.

23. Dispositivo según las Reivindicaciones 15 ó 17, en el que ajustar la actual referencia de tiempos comprende hacer avanzar la actual referencia de tiempos un número configurado de chips.

24. Dispositivo según la Reivindicación 17, en el que el módulo de control de tiempos es configurado para repetir dicho ajuste de la actual referencia de tiempos hasta que la tasa de error de paquetes medida sea cercana a la tasa de error de paquetes pronosticada.

25. Dispositivo según la Reivindicación 17, en el que el modulo de control de tiempos es configurado para repetir dicho ajuste de la actual referencia de tiempos hasta que el ajuste de la actual referencia de tiempos exceda un número umbral de chips determinado a priori en base a un máximo posible retardo en un canal.

26. Dispositivo según la Reivindicación 17, en el que el modulo de control de tiempos es configurado para repetir dicho ajuste de la actual referencia de tiempos hasta que unos tiempos relativos de un primer trayecto de llegada cambien más que un número umbral de chips.

27. Dispositivo según la Reivindicación 17, en el que los símbolos OFDM (400) comprenden un contenido de difusión destinado a una pluralidad de estaciones móviles (104).


 

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