PT2090050E

PT2090050E - Processo e dispositivo para o estabelecimento de um sinal de sincronização num sistema de comunicação

Info

Publication number: PT2090050E
Application number: PT08734202T
Authority: PT
Inventors: Branislav M Popovic
Original assignee: Huawei Tech Co Ltd
Priority date: 2007-05-02
Filing date: 2008-04-29
Publication date: 2011-04-14
Also published as: EP2090050B1; WO2008134976A1; ATE495616T2; SI2090050T1; US7751490B2; JP2015053717A; PL2090050T5; PL2090050T3; JP5642838B2; EP2090050B2; CN101299742A; JP5280376B2; CN101299742B; JP2013179684A; DK2090050T3; DE602008004427D1; SI2090050T2; EP2090050A4; US20100034305A1; ES2361108T5

Description

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DESCRIÇÃO "PROCESSO E DISPOSITIVO PARA O ESTABELECIMENTO DE UM SINAL DE SINCRONIZAÇÃO NUM SISTEMA DE COMUNICAÇÃO"

REFERENCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS O presente pedido reivindica prioridade relativamente ao pedido N.°SE0701056.4 depositado em 2 de Maio de 2007.

CAMPO DA INVENÇÃO O campo técnico são as comunicações e a sincronização. Mais particularmente, a presente invenção refere-se, por exemplo, à sincronização em sistemas OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex [Multiplexagem por Divisão de Frequência Ortogonal]).

ANTECEDENTES O documento 3GPP Techniccal Specification, 3GPP TS 36.211 vl. 0.0, 3rd Generation Partnership Project, Technical Specification Group radio Access Network, Physical Channels and Modulation (Release 8), France, March 2007, descreve canais físicos para UTRA evoluídos [Evolved Universal Terrestrial Radio Access (Acesso de Rádio Terrestre Universal Evoluído)].

Durante a especificação de um esquema de sincronização para um sistema de comunicação, evidentemente têm de ser ponderados diversos parâmetros para optimizar, de alguma forma, o desempenho do sistema. O que é verdade tanto para o desempenho de sincronização específico, em que talvez ao melhorar um parâmetro de concepção poderá piorar-se um outro e vice-versa, como também para o desempenho do sistema de comunicação enquanto um todo devido ao esquema 2 de sincronização escolhido. Por exemplo, para um sistema sem fios poderão existir limitações em terminais a nivel do consumo de energia, do custo do dispositivo, da sensibilidade de recepção de rádio e por ai adiante. Tais limitações em sistemas de comunicação e os respectivos constituintes tanto podem ser impostos por entidades reguladoras padrão, como pelos próprios fabricantes ao quererem maximizar os lucros através da geração de energia dos respectivos produtos. Os desenhadores de sistemas de comunicação que concebem esquemas de sincronização têm de estar cientes dos referidos problemas de concepção.

Um documento para item de agenda 7.2 do RAN WG1 meeting 48bis intitulado, Package of PSC and SSC proposals for LTE cell search, Rl-071497 Malta, March 26 - 30, 2007, propõe um pacote de códigos de sincronização primários, PSC, e, de códigos de sincronização secundários, SSC, concebidos para a procura de células LTE [Long Term Evolultion (Evolução a Longo Prazo)]. 0 referido documento apresenta uma solução para o problema de como conceber sequências de sincronização PSC que são sequências de Zadoff-Chu de comprimento 71, com Índices radicais de u=l,5 e 70.

Um outro documento para item de agenda 7.2 do RAN WG1 meeting 48bis intitulado, Comparison of sequence and structure for P-SCH, Rl-071531 Malta, March 26 - 30, 2007, apresenta uma outra proposta de como conceber sincronização para E-UTRA. No referido documento, propõe-se a utilização de sequências de Zadoff-Chu de comprimento 72, sem índices radicais u específicos.

Um outro documento para item de agenda 5.1.3.4 do 3GPP TSG RAN WG1 LTE ad hoc intitulado, Cell-specific sígnals for 3 initial synchronization and cell Identification, Rl-060225 Helsínkí, Finland, January 23 - 25, 2006, introduz os sinais centralmente simétricos e um algoritmo de detecção da correlação diferencial reversa cega para a detecção de sinais sem conhecimento da respectiva forma de onda exacta. 0 referido documento sublinha igualmente a importância dos valores PAPR (Peak-to-Average-Power-Ratio [Relação Potência de Pico/Potência Média]) e conclui que todos os sinais de sincronização OFDM, baseados em diferentes sequências de Golay a partir de um conjunto de pares complementares ortogonais apresentarão valores PAPR baixos, permitindo deste modo a maximização da potência média transmitida, ou seja, a maximização do SNR recebido na aresta da célula.

Um outro documento para item de agenda 6.5.1 do 3GPP TSG RAN WG1 meeting intitulado, RACH Zadoff-Chu sequence definition and allocation, Rl-071111 St. Louis, USA, February 12 - 16, 2007, discute a definição e a atribuição de sequências de Zadoff-Chu em preâmbulos de acesso aleatório não sincronizados para permitir uma implementação mais simples da geração e da detecção dos preâmbulos de acesso aleatório. 0 referido documento divulga igualmente que uma sequência de ZC definida por dominio de frequência recorre às propriedades de simetria central ou de simetria complexa conjugada para reduzir o número de multiplicações necessárias no receptor.

RESUMO

Um objecto das formas de realização exemplificativas da presente invenção é providenciar uma sincronização eficaz para as comunicações. 4

De acordo com uma forma de realização exemplificativa da presente invenção, um processo para o estabelecimento de um sinal de sincronização adequado, particularmente, para um receptor do tipo filtro adaptado num sistema de comunicação incluindo: a definição de um conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos, e; a transformação do referido conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos numa representação temporal discreta.

Além disso, preferencialmente o sistema de comunicação está preparado para utilizar a representação temporal discreta enquanto sinal de sincronização no sistema de comunicação.

Preferencialmente o conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos está definido de forma centralmente simétrica ou é alcançado a partir de um mapeamento de uma sequência de números centralmente simétricos. 0 conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos é um conjunto de coeficientes de frequência de Fourier que é centralmente simétrico e a referida sequência de números centralmente simétricos corresponde a um puncionamento de um elemento central de uma sequência de Zadoff-Chu de comprimento impar L+l. A especificação de um sinal de sincronização baseado em coeficientes de frequência de Fourier centralmente simétricos apresenta a vantagem de permitir uma implementação eficaz de um banco de correladores em, por exemplo, um receptor que recebe um sinal da referida natureza. 5

Um outro mérito demonstrado de acordo com uma forma de realização da presente invenção é uma Relação Potência de Pico/Potência Média, PAPR, vantajosa.

Um objecto de uma forma de realização exemplificativa preferida da presente invenção é conceber um esquema de sincronização melhorado ou alternativo para um receptor do tipo filtro adaptado.

De acordo com a presente invenção, é providenciado um transmissor exemplificativo para um sistema de comunicação, sendo que o referido transmissor está disposto de modo a enviar um sinal de sincronização, por exemplo, para um receptor do tipo filtro adaptado num sistema de comunicação. 0 sinal de sincronização preferencialmente é estabelecido a partir: da definição de um conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos, e; da transformação do referido conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos numa representação temporal discreta.

Além disso, preferencialmente o transmissor está disposto de modo a utilizar a representação temporal discreta enquanto sinal de sincronização no sistema de comunicação.

De acordo com uma forma de realização preferida da presente invenção, a representação temporal discreta é tal que o conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos é centralmente simétrico. 0 conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos é um conjunto de conjunto de coeficientes de frequência de Fourier que é centralmente simétrico, e, a referida sequência de números centralmente 6 simétricos corresponde ao puncionamento de um elemento central de uma sequência de Zadoff-Chu de comprimento impar L+l.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção é divulgado, um receptor exemplificativo, preferencialmente, do tipo filtro adaptado para um sistema de comunicação. 0 receptor está disposto de modo a receber um sinal de sincronização no sistema de comunicação e está adaptado ao sinal de sincronização estabelecido por: definição de um conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos; transformação do conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos numa representação temporal discreta, em que o receptor preferencialmente está disposto de modo a receber a representação temporal discreta enquanto sinal de sincronização no sistema de comunicação.

De acordo com uma forma de realização preferida, a representação temporal discreta é tal que o conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos é centralmente simétrico. 0 conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos é um conjunto de conjunto de coeficientes de frequência de Fourier que é centralmente simétrico, e, a referida sequência de números centralmente simétricos corresponde ao puncionamento de um elemento central de uma sequência de Zadoff-Chu de comprimento impar L+l.

De acordo com ainda outro aspecto exemplificativo da presente invenção, um sistema de comunicação compreende: 7 um transmissor disposto de modo a enviar um sinal de sincronização, e; um receptor, preferencialmente do tipo filtro adaptado, disposto de modo a receber o sinal de sincronização; em que o sinal de sincronização é estabelecido a partir: da definição de um conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos, e; da transformação do conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos numa representação temporal discreta, em que o transmissor e o receptor estão dispostos para transmitir e receber, respectivamente, a representação temporal discreta enquanto sinal de sincronização.

De acordo com formas de realização preferidas da presente invenção, os referidos transmissor e receptor estão dispostos de modo a utilizar a referida representação temporal discreta enquanto sinal de sincronização, sendo que a referida representação temporal discreta é tal que o referido conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos é centralmente simétrico. BREVE DESCRIÇÃO DA(S) FIGURA(S)

As formas de realização exemplificativas da presente invenção são descritas por meio das figuras anexas em que a:

Figura 1 ilustra, de acordo com a técnica anterior, funções correlacionais aperiódicas de sinais P-SCH do documento Rl-071497 do RAN WG1 meeting 48bis, utilizando correladores de 128 amostras.

Figura 2 ilustra, de acordo com a técnica anterior, funções correlacionais aperiódicas de sinais P-SCH do documento Rl-071531 do RAN WG1 meeting 48bis, utilizando correladores de 128 amostras.

Figura 3 ilustra esquematicamente um mapeamento resultante de uma sequência P-SCH para subportadoras, de acordo com a presente invenção.

Figura 4 ilustra esquematicamente um filtro adaptado eficaz para um sinal P-SCH, definido pela equação 5 para comprimentos de sequência de amostras N=L+1, de acordo com a presente invenção.

Figura 5 ilustra, de acordo com a presente invenção, funções correlacionais aperiódicas de sinais P-SCH, conforme especificados na equação 14, utilizando correladores de 128 amostras.

Figura 6 ilustra esquematicamente um transmissor e um receptor de um sistema de comunicação exemplificativo de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Os sinais descendentes, por exemplo, num sistema celular E-UTRA, baseado na tecnologia de transmissão OFDM, são especificados para não utilizar a frequência central na largura de banda disponível, a também chamada subportadora CC, para transmissão. A razão subjacente é que uma potencial fuga do oscilador local, que pode ocorrer quer no transmissor da estação de base quer no receptor do equipamento do utilizador, UE, móvel, pode causar uma interferência significativa na subportadora CC e, por conseguinte, torná-la praticamente inutilizável. 0 sistema celular E-UTRA está especificado para utilizar sinais de sincronização primária, P-SCH, múltiplos (três), 9 transmitidos na ligação descendente, DL, para auxiliar a sincronização do timing dos simbolos OFDM no UE. Os três sinais P-SCH estão ligados a identidades de célula dentro de um grupo de identidade celular, deste modo servindo tanto o propósito da sincronização do timing como a transmissão de informação.

Os sinais P-SCH apresentam uma estrutura não repetitiva e são baseados em sequências de Zadoff-Chu, ZC. Os sinais P-SCH são sinais OFDM com até 72 subportadoras activas, centradas em volta da subportadora CC. As subportadoras activas são moduladas com os elementos de uma sequência P-SCH especifica da célula du[n] seleccionada de entre um conjunto de três sequências ZC diferentes com índices radicais u=ul, u2 e u3. O mapeamento resultante de uma sequência P-SCH exemplif icativa du[n], n=0, ..., 71, de comprimento L=72, para subportadoras disponíveis é esquematicamente ilustrado na figura 3. A recepção no UE do sinal de sincronização preferencialmente é realizada através de um receptor do tipo filtro adaptado. Pode ser apresentado um filtro adaptado para maximizar a relação sinal/ruído à saída do filtro no instante da recepção completa do sinal. A resposta impulsiva do filtro adaptado para o sinal que passou pelo canal Additive White Gaussian Noise [Ruído Gaussiano Branco Aditivo], AWGN, é igual à versão reversa no tempo do sinal transmitido. Tais filtros adaptados são utilizados na prática mesmo quando o canal de propagação não é AWGN, considerando que uma boa aproximação do filtro adaptado exacto para tais canais não AWGN iria requerer o conhecimento da função correlacionai do canal.

Comparando as duas propostas do RAN WG1 meeting 48bis, um compromisso realizado neste último é que uma subportadora 10 disponível permanece inutilizada. O que reduz a diversidade de frequência do sinal, tornando o sinal mais susceptível aos efeitos do canal de propagação enfraquecido. Uma maior redução da largura de banda do sinal iria conduzir a um alargamento do principal lóbulo de autocorrelação dos sinais, o que se iria traduzir numa exactidão reduzida da estimação do timing do sinal. Uma desvantagem desta última proposta, Comparison of sequence and structure for P-SCH, Rl-071531, comparada com a anterior, Package of PSC and SSC proposals for LTE cell search, Rl-071497, é que as correlações cruzadas máximas de sinais de sincronização primária, P-SCH, múltiplos, obtidas a partir de diferentes índices radicais de sequências de Zadoff-Chu de comprimento 72 são mais elevadas do que quando o comprimento das sequências de Zadoff-Chu é 71.

Para melhorar ou providenciar uma alternativa à técnica anterior, as formas de realização exemplificativas da presente invenção propõem um processo, um sistema e um dispositivo para o estabelecimento de um sinal de sincronização, particularmente adequado para um receptor do tipo filtro adaptado, num sistema de comunicação, sendo que o referido processo compreende: - a definição de um conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos, Hu[l]; - a transformação do referido conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos, Hu[l] numa representação temporal discreta, su[.fc], e; - a preparação do referido sistema de comunicação para a utilização da referida representação temporal discreta, su[k], enquanto sinal de sincronização no referido sistema de comunicação. 11 A "preparação do sistema de comunicação para utilização..." compreende a preparação do sistema de comunicação para utilizar um sinal de sincronização especificado, por exemplo: através do armazenamento do sinal numa memória algures no sistema; ou através da programação de partes do sistema de comunicação para usufruir do sinal de sincronização, durante a transmissão ou a recepção. 0 referido conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos, Hu[l], preferencialmente é definido de forma a ser centralmente simétrico. Irá ser abaixo demonstrado, que quando a representação de frequência é centralmente simétrica então isso é uma condição necessária e suficiente para a representação temporal discreta su[k] ser igualmente centralmente simétrica. Isto significa que o receptor do tipo filtro adaptado pode ser concebido de modo a ser muito mais eficaz do que é o caso das propostas acima referidas do RAN WG1 meeting 48bis.

Um dos motivos para a simetria central do sinal de acordo com a presente invenção é o alcance de uma implementação eficaz de um receptor, tal como um receptor do tipo filtro adaptado, para o qual o conhecimento exacto da forma de onda do sinal é um pré-requisito.

Uma forma de definir o conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos num processo exemplificativo de acordo com a presente invenção é, para definir o referido conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos, Hu[l], incluir no processo exemplificativo: - a definição de uma sequência de números, du[n], e; 12 a realização de um mapeamento da sequência de números, du[n], para chegar a um referido conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos, Hu[l], que preferencialmente é centralmente simétrico.

Isto permite uma forma conveniente de definir os coeficientes, Hu[l], que está igualmente em conformidade com o padrão na 3GPP Technical Specification, 3GPP TS vl.0.0 e no entanto mantém a propriedade preferida da simetria central.

Além disso no processo de acordo com a presente invenção, a definição de uma sequência de números du[n] preferencialmente inclui igualmente a definição da referida sequência de números, du[n], de modo a ser centralmente simétrica.

Adicionalmente, de acordo com uma forma de realização preferida da presente invenção o referido mapeamento é realizado de modo a apresentar o referido conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos Hu[l] com uma portadora CC igual a zero. Isto é muito benéfico em sistemas que necessitam de uma portadora CC igual a zero, tais como na 3GPP Technical Specification 3GPP TS 36.211 vl.0.0.

Como exemplo, um mapeamento de acordo com o processo de acordo com a presente invenção é realizado em conformidade com: 13 ô, ο

eq, ί em qualquer outra parta em que L é um comprimento da referida sequência de números du[n] e N=L+1 é o número de coeficientes de frequência de Fourier discretos, Hu[l]. 0 referido mapeamento tanto está em conformidade com o requisito preferido de mapear uma sequência de números centralmente simétrica num conjunto de coeficientes de frequência centralmente simétricos bem como com o mapeamento da referida sequência de números de modo que o conjunto de coeficientes de frequência apresenta uma portadora CC igual a zero. A definição da referida sequência de números pode envolver por exemplo a definição da referida sequência de números como sequência centralmente simétrica, du[n], sendo de comprimento L e apresentando uma propriedade tal que du [n] =du [L-l-n], n=0,l,.„, L/2-1. Isto iria providenciar a simetria central de du[n]. A referida sequência de números centralmente simétrica, du[n], poderia ser definida através da concatenação de uma sequência de números de comprimento l/2 e da respectiva réplica reversa. Como exemplo disso, poderia ser mencionada uma sequência de números, em que a referida sequência de números centralmente simétrica, du[n], é obtida através da concatenação de uma sequência de Zadoff-Chu de comprimento L/2 e da respectiva réplica reversa, de modo que du[n] é dada por 14 m [K'Hl'T)m<ni2ui * = (11.,,,/,/2-1 ?;-/../2,...,/,-( eq. 2

- UI

\ oy-HÍl—i-BX/.-t-ír-t-fi/Jliaiid 2 )H l" 1/2 em que WN=e j2,c/N, para números inteiros positivos N.

Uma outra forma de obter uma sequência de números centralmente simétrica é através do puncionamento de um elemento central de uma sequência de Zadoff-Chu de comprimento impar L+l, de modo que du[n] é dada por

JM rr/dw+i tVUl η=οχ^ιη~ι« ™ L /2,.,., L - § eq. 3 em que WN=e j2π/Ν, para números inteiros positivos N.

Quando a sequência du[n] é centralmente simétrica, de modo que áM* d«[L* Uil n»0,lt.....,Χ/2-l eq, 4 então Hu[l] na equação 1 será igualmente centralmente simétrico em volta da CC. Isso é uma condição suficiente e necessária para que o sinal de sincronização do dominio temporal, su[/c], seja centralmente simétrico, de modo que $„[£]*> $(»[#-£], Μ,...,Ν-L tq, 5

Isso significa que apenas a amostra su[0] não apresenta a respectiva contrapartida simétrica. A prova da equação 5 é a seguinte:

Partindo da definição de su[k],

15 ÍH W^expyix/N},/ f> íteft segue-se ' A: *“0,1 ,Ϊ,.,.ΛΊ, «j, 6 *»wj & tofl Λ f=f(· λ μ em que se introduziu a alteração de variáveis n=N-l, reordenou a soma e utilizou a periodicidade do DFT {hu [n]=HU[n+N]}. Das relações acima referidas, segue-se su [k] =su [N-k] quando Hu [n] =HU [N-n], que é uma condição suficiente. É igualmente uma condição necessária, o que significa que apenas se Hu [n]=HU[N-n] ocorrerá que su [k]=su[N-k], conforme pode ser demonstrado partindo da expressão para Hu[n].

Num caso concreto, se a referida sequência de números centralmente simétrica for definida com um comprimento de L=72, pode comparar-se o respectivo desempenho com aquele alcançável com sequências da técnica anterior acima referida do RAN WG1 meeting 48bis. Comparada com o primeiro dos referidos documentos, providencia a utilização de todas as subportadoras disponíveis para sinais P-SCH. Comparada com ambas as propostas citadas do RAM WG1 meeting 48bis, produz sinais de sincronização com correlações cruzadas aperiódicas pares muito baixas, lóbulos secundários de autocorrelação de sinais de sincronização muito baixos e uma Relação Potência de Pico/Potência Média, PAPR, baixa, conforme será abaixo discutido.

Evidentemente, a escolha do comprimento L de du[n] não está limitada ao referido comprimento exemplificativo e depende 16 da aplicação. Como exemplo, é perfeitamente possível para a referida sequência centralmente simétrica apresentar um comprimento de L=64.

No processo de acordo com a presente invenção, a referida transformação acima recitada, poderia incluir a transformação de coeficientes de frequência de Fourier, Hu [ 1 ], 2=0,1, ..., N-l, de modo que 5 , k-Oi -.N-l J * tee

Isso é a Transformada de Fourier Discreta Inversa. Num sistema de comunicação em que é realizada uma transformação da referida natureza, poderia ser implementada com qualquer algoritmo adequado que permita uma computação rápida. Evidentemente é igualmente possível calcular a referida representação temporal discreta su[k] antecipadamente e armazená-la numa memória algures no sistema de comunicação. O processo descrito para o estabelecimento de um sinal de sincronização num sistema de comunicação de acordo com a presente invenção poderia ser utilizado para estabelecer sinais de sincronização em diferentes sistemas de comunicação que requeiram algum tipo de sincronização, por exemplo, estabelecendo tais sinais de sincronização num sistema de comunicação que é um sistema de comunicação sem fios. Um exemplo de um sistema de comunicação sem fios da referida natureza é um canal descendente OFDM num sistema de comunicação celular. Um sistema da referida natureza é descrito na 3GPP Technical Specification, 3GPP TS 36.211 vl. 0.0. É evidente que todas as características do processo de acordo com a presente invenção acima descritos e as 17 respectivas diferentes alternativas podem ser combinadas arbitrariamente, desde que tais combinações não impliquem uma auto-contradição.

Como exemplo, os ensinamentos da invenção são utilizados aplicados ao caso de um sistema de acordo com um especificado no 3GPP Technical Specification, 3GPP TS 36.211 vl. 0.0 e o desempenho do referido caso aplicado

comparado com aquele das propostas da técnica anterior acima referidas do RAN WG1 meeting 48bis. Conforme especificado no 3GPP Technical Specification, 3GPP TS

36.211 vl. 0.0, e demonstrado na figura 3, a portadora CC não pode ser utilizada para o mapeamento dos elementos da sequência du[n], enquanto os elementos da du[n] são mapeados a todas as outras subportadoras equitariamente espaçadas, consecutivas em volta da subportadora CC. O sinal P-SCH da banda de base su[ic], k= 0,1,..., N-l, da figura 3, por exemplo, é obtido através da IDFT (Inverse Discrete Fourier Transform [Transformada de Fourier Discreta Inversa]) de ponto N do espectro de coeficientes de Fourier N Hu[l], 1=0,1,..., N-l, conforme

eq. 9 em que du[n], n=0,l,..., L-l, é a sequência P-SCH exemplificativa de comprimento L=72.

Como ilustração, a proposta Rl-071497 do RAN WG1 meeting 48bis descreve sequências P-SCH dadas por 18r* l® ?$ - n as * - 71

t-q. JO

As funções de correlação cruzada/autocorrelação aperiódica dos sinais P-SCH do Rl-071497 do RAN WG1 meeting 48bis, para correladores de 128 amostras, são apresentadas na figura 1. Os valores PAPR dos referidos sinais são 3.14 dB, 3.14 dB e 4.66 dB.

Como outra ilustração, a proposta do Rl-071531, do RAN WGl meeting 48bis pode ser descrita por sequências P-SCH dadas por

ff. mffl 72

eq.U

As funções de correlação cruzada/autocorrelação aperiódicas dos sinais P-SCH na proposta Rl-071531 do RAN WGl meeting 48bis, para correladores de 128 amostras, e, para u=l, 71 e 5, são apresentadas na figura 2. Os valores PAPR dos referidos sinais são 2.61 dB, 2.57 dB e 6.78 dB. A simetria central das amostras N-l de um sinal P-SCH pode ser utilizada para reduzir o número de multiplicações num filtro adaptado exemplificativo correspondente ao sinal P-SCH. Por exemplo, se N=L+1=73, existem 72 amostras centralmente simétricas do sinal P-SCH, de modo que o filtro adaptado pode ser implementado por 1+72/2=37 multiplicações por correlação singular, o que representa uma redução de aproximadamente 50% comparativamente à implementação directa, que requer 73 multiplicações. Isso é ilustrado na figura 4, em que "*" denota conjugação complexa. 19

Abaixo são discutidos dois procedimentos ou formas para obter uma sequência P-SCH exemplificativa, du[n], que é centralmente simétrica e baseada numa sequência de Zadoff-Chu, ZC. A primeira forma é concatenar a sequência de ZC de comprimento L/2 e a respectiva réplica reversa. As sequências P-SCH correspondentes, du[n], são dadas pela equação 2:

A segunda forma é puncionar o elemento central de uma sequência de ZC de comprimento impar L+l. Nesse caso as sequências P-SCH, du[n], são dadas pela equação 3:

f ÍJ+3}/ 2 ! ff uí

A segunda alternativa providencia sinais P-SCH exemplificativos com correlações cruzadas máximas mais baixas. A partir da discussão acima referida é possível concluir que é benéfico definir as três sequências P-SCH exemplificativas, du[n], de comprimento 72 conforme obtidas através do puncionamento dos elementos centrais de diferentes sequências de ZC de comprimento 73, ou seja conforme

20 -TO.jÇrt i; J 77 ca. i4 ,;Β/{«+Ι}<«+ϊ) , « ^36,....,71 1 ΐΓ”~

As funções de correlação cruzada/autocorrelação aperiódicas dos sinais P-SCH obtidas a partir da equação 14, utilizando correladores de 128 amostras, são apresentadas na figura 5. Os valores PAPR alcançados em conformidade com a invenção são 2.98 dB, 2.98 dB e 4.43 dB, ou seja, melhores do que os valores PAPR correspondentes da técnica anterior.

Considerando que a sequência de Zadoff-Chu de comprimento L+l com o indice radical u3=L+l-ul é a versão conjugada complexa da sequência de ZC com o mesmo comprimento com o índice radical ul, os dois filtros adaptados correspondentes podem ser implementados com a complexidade multiplicativa de apenas um filtro. A especificação de um sinal de sincronização baseado em coeficientes de frequência de Fourier que são centralmente simétricos beneficia de uma perspicácia não revelada nos documentos anteriores para o RAN WG1 meeting 48bis acima referidos, nomeadamente o facto de a transmissão de um sinal de sincronização da referida natureza providenciar a vantagem de permitir uma implementação eficaz de um banco de correladores correspondente, por exemplo, num receptor que recebe um sinal da referida natureza. 0 referido benefício é surpreendente do ponto de vista daquilo que pode ser alcançado a partir dos ensinamentos dos documentos da técnica anterior. 21

Outro mérito demonstrado de acordo com uma forma de realização da presente invenção é a Relação Potência de Pico/Potência Média, PAPR, vantajosa.

De acordo com uma forma de realização da presente invenção, a presente invenção compreende um transmissor para um sistema de comunicação, sendo que o referido transmissor está disposto de modo a enviar um sinal de sincronização, por exemplo, para um receptor do tipo filtro adaptado no referido sistema de comunicação, em que o referido sinal de sincronização é estabelecido a partir: - da definição de um conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos, Hu[l], e; da transformação do referido conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos, Hu [ I ], numa representação temporal discreta, su [ic] ; sendo que preferencialmente o referido transmissor está disposto de modo a utilizar a referida representação temporal discreta, su[£], enquanto sinal de sincronização no referido sistema de comunicação.

Numa forma de realização exemplificativa, o transmissor está disposto de modo a utilizar a referida representação temporal discreta, su [-fc], enquanto sinal de sincronização no referido sistema de comunicação, em que a referida representação temporal discreta, su[Jc], é tal que o referido conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos, Hu[l], é centralmente simétrico. A fiqura 6 ilustra esquematicamente o transmissor, Tx, (61), e o receptor, Rx, (65), de um sistema de comunicação exemplificativo de acordo com a presente invenção. 22

Basicamente, o transmissor pode ser disposto de modo a desempenhar qualquer tarefa, do ponto de vista da transmissão, do processo de acordo com a presente invenção, acima descrito, conforme desejado para uma aplicação especifica. 0 transmissor está disposto de modo a utilizar a representação temporal discreta, su[jí], enquanto sinal de sincronização no referido sistema da comunicação. Isso implica que está provido de estruturas para colocar o sinal de sincronização em utilização. Exemplos não exclusivos de estruturas da referida natureza incluem uma memória electrónica, MT, (64), um microprocessador dT, (62), e circuitos para o envio de sinais eléctricos, Tc, (63).

De acordo com uma forma de realização da presente invenção, a presente invenção compreende um receptor do tipo filtro adaptado para um sistema de comunicação, sendo que o referido receptor está disposto de modo a receber um sinal de sincronização no referido sistema de comunicação, em que o referido sinal de sincronização é estabelecido a partir: - da definição de um conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos, Hu[l], e; da transformação do referido conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos, Hu [1], numa representação temporal discreta, su[-fe]; sendo que preferencialmente o referido receptor está disposto de modo a receber a referida representação temporal discreta, su [ic], enquanto sinal de sincronização no referido sistema de comunicação.

Numa forma de realização exemplificativa, o receptor está disposto de modo a utilizar a referida representação temporal discreta, su[.fc], enquanto sinal de sincronização no referido sistema de comunicação, em que a referida 23 representação temporal discreta, su[k], é tal que o referido conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos, Hu[l], é centralmente simétrico.

Basicamente, o receptor pode ser disposto de modo a desempenhar qualquer tarefa, do ponto de vista da recepção, do processo de acordo com a presente invenção, acima descrito, conforme desejado para uma aplicação especifica. 0 receptor está disposto de modo a utilizar a representação temporal discreta, su[k], enquanto sinal de sincronização no referido sistema da comunicação. Isso implica que está provido de estruturas para colocar o sinal de sincronização em utilização. Exemplos não exclusivos de estruturas da referida natureza incluem uma memória electrónica, MR, (68), um microprocessador dR, (66), e circuitos para a recepção de sinais eléctricos, Rc, (67).

De acordo com uma forma de realização exemplificativa da presente invenção, a presente invenção compreende um sistema de comunicação incluindo: - um transmissor disposto de modo a enviar um sinal de sincronização para um receptor do tipo filtro adaptado exemplificativo, e; um receptor, do tipo filtro adaptado exemplificativo, disposto de modo a receber o referido sinal de sincronização, em que o referido sinal de sincronização é estabelecido a partir: - da definição de um conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos, Hu[2], e; da transformação do referido conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos, Hu[2], numa representação temporal discreta, su[Ã:]; 24 sendo que preferencialmente o referido transmissor está disposto de modo a transmitir e o referido receptor está disposto de modo a receber a referida representação temporal discreta, su[.fc], enquanto sinal de sincronização. De acordo com uma forma de realização preferida da presente invenção, o transmissor e o receptor do referido sistema de comunicação estão dispostos de modo a utilizar a referida representação temporal discreta, su[^], enquanto sinal de sincronização, em que a referida representação temporal discreta, su[k], é tal que o conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos, Hu[l], é centralmente simétrico.

Lisboa, 7 de Abril de 2011

Claims

1 REIVINDICAÇÕES 1. Um processo para o estabelecimento de um sinal de sincronização para a transmissão num sistema de comunicação, compreendendo: a definição de um conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos; a transformação do referido conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos numa representação temporal discreta, e; a utilização da referida representação temporal discreta enquanto referido sinal de sincronização no referido sistema de comunicação; em que o conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos representa um mapeamento de uma sequência de números centralmente simétricos com coeficientes de frequência de Fourier discretos, sendo que o referido conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos é um conjunto de coeficientes de frequência de Fourier que é centralmente simétrico e que o processo é caracterizado por a referida sequência de números centralmente simétricos corresponder a um puncionamento de um elemento central de uma sequência de Zadoff-Chu de comprimento impar L+l. 2. 0 processo de acordo com a reivindicação 1, em que o referido conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos apresenta uma portadora CC igual a zero. 2 3. 0 processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que o referido mapeamento é realizado em conformidade com:

em que du[n], n=0,l, ..., L-l, representa a sequência de números e L é um comprimento da referida sequência de números e Hu[l], 1=0,1, N-l, representa os coeficientes de frequência de Fourier discretos e N é o número de coeficientes de frequência de Fourier discretos.

4. O processo de acordo com a reivindicação 3, em que a referida sequência de números, du[n], é de comprimento L e apresenta uma propriedade tal que du [n] =du [L-l-n], n=0,l, L/2-1.

5. O processo de acordo com a reivindicação 1, em que a referida sequência de números centralmente simétricos, du[n], é obtida pelo puncionamento de um elemento central de uma sequência de Zadoff-Chu de comprimento impar L+l, de modo que du[n] é dada por

em que !%=exp(~j2n/N), para um número inteiro positivo N.

6. O processo de acordo com a reivindicação 1 ou 5, em que a sequência de números centralmente simétricos é uma 3 sequência de Zadoff-Chu puncionada de um de três índices radicais u, u=ul, u=u2 ou u=u3. 7. 0 processo de acordo com a reivindicação 6, em que para um primeiro índice radical ul, um segundo índice radical é L+l-ul. 8. 0 processo de acordo com a reivindicação 6 ou 7, em que cada um dos índices radicais corresponde a uma sequência de sincronização específica da célula num sistema de comunicação celular. 9. 0 processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, em que o conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos é transformado numa representação temporal discreta, su[7c], correspondente a Λ í«e para coeficientes de frequência de Fourier Hu[l], 1=0,1,..., N-l, em que N é o número de coeficientes de frequência de Fourier discretos do conjunto.

10. Um transmissor (61) para um sistema de comunicação, sendo que o referido transmissor compreende circuitos para enviar no referido sistema de comunicação um sinal de sincronização conforme estabelecido, sendo que o transmissor é caracterizado por um microprocessador adaptado para estabelecer o sinal de sincronização para transmissão representando um conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos conforme definidos, 4 sendo que o referido conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos é transformado numa representação temporal discreta; um conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos definido para representar um mapeamento de uma sequência de números centralmente simétricos com coeficientes de frequência de Fourier discretos, sendo que o referido conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos é um conjunto de coeficientes de frequência de Fourier que é centralmente simétrico e que a referida sequência de números centralmente simétricos corresponde ao puncionamento de um elemento central de uma sequência de Zadoff-Chu de comprimento impar L+l, e; que os referidos circuitos para o envio estão dispostos de modo a enviar um sinal de sincronização correspondente à referida representação temporal discreta no referido sistema de comunicação. 11. 0 transmissor de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o microprocessador estar adaptado para estabelecer um sinal de sincronização do processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9.

12. Um receptor (65) para um sistema de comunicação, sendo que o referido receptor compreende circuitos para receber no referido sistema de comunicação um sinal de sincronização conforme estabelecido, sendo que o receptor é caracterizado por um microprocessador adaptado para sincronizar o receptor com o sinal de sincronização representando 5 um conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos conforme definidos, sendo que o referido conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos é transformado numa representação temporal discreta; um conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos definido para representar um mapeamento de uma sequência de números centralmente simétricos com coeficientes de frequência de Fourier discretos, sendo que o referido conjunto de coeficientes de frequência de Fourier discretos é um conjunto de coeficientes de frequência de Fourier que é centralmente simétrico e que a referida sequência de números centralmente simétricos corresponde ao puncionamento de um elemento central de uma sequência de Zadoff-Chu de comprimento impar L 1, e; que os referidos circuitos para a recepção estão dispostos de modo a receber um sinal de sincronização correspondente à referida representação temporal discreta no referido sistema de comunicação. 13. 0 receptor de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por o receptor corresponder a um receptor do tipo filtro adaptado, em que o número de coeficientes de filtragem menos um corresponde a metade do comprimento da sequência de números centralmente simétricos. 14. 0 receptor de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o receptor corresponder a um receptor do tipo filtro adaptado, para o qual os coeficientes de filtragem correspondem a um de uma pluralidade de índices 6 radicais de uma sequência de Zadoff-Chu, disposta para armazenar coeficientes de filtragem para a pluralidade de índices radicais. 15. 0 receptor de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por o receptor ser do tipo filtro adaptado. 16. 0 receptor de acordo com qualquer uma das reivindicações de 12 a 15, caracterizado por o microprocessador estar adaptado a um sinal de sincronização conforme estabelecido no processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9.

17. Um sistema de comunicação compreendendo um transmissor (61) e um receptor (65), sendo que o transmissor compreende circuitos para enviar um sinal de sincronização conforme estabelecido para o receptor, sendo que o receptor compreende circuitos para receber o sinal de sincronização do transmissor, sendo que o sistema de comunicação é caracterizado por o transmissor ser um transmissor de acordo com a reivindicação 10 ou 11 e o receptor ser um receptor de acordo com qualquer uma das reivindicações de 12 a 16, sendo que o receptor está adaptado para sincronizar-se com o transmissor a partir do conhecimento da forma de onda do sinal. Lisboa, 7 de Abril de 2011 1/5 1/5 '0 Ή *d *ο <rf Η Φ è $ í V ?...... à\ ,. ; S, : ; Ϊ í fd »\ í ί 1Ϊ? ! ϊίί': í Q *} . r ' \* ;f|oov S'..... ... 1 Ή : Ij s :' et·-·. ........... *............. ,-.-K...\sv...^.. Ή -1 L| -2GQ '100 0 100 OOO φ 15· ... & 100,............................... ·—f——ΐ „; : ; ; ; u ..: ., .. ... , ;] iao: «w o 100 soo 100...........; - ·...................: fê w t*4 ê u k iop - δ i - ··' .....nji! ·· ^#1 vlc-X^w. > >-;·. - v III ; 1' 0 ííd *t o : SOj.......-4-~ ....... 4....,·..... ...;: CK....... '200 h\ ! TO ; h A '10D 0 100 200 P ^ ; ·* o ,. '200 Ί00 ........o..... 100 200 15,— ------ ........ y, í»,----------------:...... -----------,-------------- tf* : . í ; - i 1 0 .., j o s| - ' ô.U~ -200 A \'llf ' mw · Í>MV* Φ ' Kit, * .·..... í O|. > ' Too ' \ 0 1 -P " 1 P i ití Ί&& t ΛΛ'ψ* > ·> + ...,i..______________Jg 0<? i .$· ^^ \v V" 100 200

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Fig.6