BRPI0613764A2 - acesso múltiplo por divisão de espaço (sdma) para wcdma com capacidade aumentada pela utilização de múltiplos códigos de embaralhamento - Google Patents

Abstract

ACESSO MULTIPLO POR DIVISAO DE ESPAçO (SDMA) PARA WCDMA COM CAPACIDADE AUMENTADA PELA UTILIZAçAO DE MULTIPLOS CóDIGOS DE EMBARALHAMENTO. São descritos sistemas e metodologias que facilitam aumento da capacidade de sistema em um ambiente de comunicação sem fio WCDMA limitado por código (como, por exemplo, TDD, FDD,...). De acordo com um aspecto, um espaço de código maior pode ser definido introduzindo-se múltiplos clusters de códigos dentro de um setor, em que cada cluster tem um código de embaralhamento único. Os códigos dentro de um cluster podem ter sequências Walsh ortogonais que podem ser designadas a dispositivos de usuário para facilitar comunicação através de uma rede sem fio e podem sobrepor-se a códigos em outro cluster. O código de embaralhamento único designado a cada cluster pode assegurar que sequências Walsh duplicadas em outro cluster no mesmo setor apareçam como códigos de pseudo-ruído.

Description

"ACESSO MÚLTIPLO POR DIVISÃO DE ESPAÇO (SDMA) PARA WCDMACOM CAPACIDADE AUMENTADA PELA UTILIZAÇÃO DE MÚLTIPLOSCÓDIGOS DE EMBARALHAMENTO"

FUNDAMENTOS

I. CAMPO

A descrição seguinte refere-se de maneira geral acomunicações sem fio e, entre outras coisas, à capacidadede sistema em um ambiente de comunicação WCDMA sem fio.

II. FUNDAMENTOS

Os sistemas sem fio em rede vêm se tornando ummeio predominante pelo qual a maioria das pessoas em todo omundo se comunica. Os dispositivos de comunicação sem fiovêm se tornando menores e mais potentes de modo a atenderemàs necessidades dos consumidores e a melhorarem aportabilidade e conveniência. 0 aumento na potência deprocessamento em dispositivos móveis, tais como telefonescelulares, tem levado a um aumento na procura por sistemasde transmissão em rede sem fio. Tipicamente, tais sistemasnão são tão facilmente atualizados quanto os dispositivoscelulares que se comunicam através deles. Na medida em queas capacidades dos dispositivos móveis se expandem, podeser difícil manter um sistema de rede sem fio mais antigode uma maneira que facilite a exploração total dascapacidades dos dispositivos sem fio novos e aperfeiçoados.

Mais especificamente, as técnicas baseadas emdivisão de freqüência separam tipicamente o espectro emcanais distintos dividindo-o em pedaços uniformes delargura de banda, como, por exemplo, a divisão da banda defreqüência alocada para comunicação por telefone celularsem fio pode ser dividida em 30 canais cada um dos quaispode portar uma conversa de voz ou, com serviço digital,portar dados digitais. Cada canal pode ser designado aapenas, um usuário de uma vez. Uma variante comumenteutilizada é uma técnica por divisão de freqüênciaortogonal, que particiona de maneira eficaz a largura debanda total do sistema em múltiplas sub-bandas ortogonais.

Estas sub-bandas são também referidas como tons,portadoras, sub-portadoras, binários e/ou canais defreqüência. Cada sub-banda á associada a uma sub-portadoraque pode ser modulada com dados. Com técnicas baseadas emdivisão de tempo, uma banda é dividida no tempo em fatiasde tempo ou partições de tempo seqüenciais. Cada usuário deum canal é provido com uma fatia de tempo para transmitir ereceber informações à maneira round-robin (rodízio). Porexemplo, em qualquer dado tempo t, a um usuário é providoacesso ao canal para uma rajada curta. Em seguida, o acessoé comutado para outro usuário, que é provido com uma rajadacurta de tempo para transmitir e receber informações. Ociclo de "revezamentos" continua, e consequentemente cadausuário é provido com múltiplas rajadas de transmissão erecepção.

As técnicas baseadas em divisão de códigotipicamente transmitem dados através de um número defreqüências disponíveis em qualquer momento em uma faixa.Em geral, os dados são digitalizados e espalhados atravésda largura de banda disponível, em que múltiplos usuáriospodem ser encobertos no canal e a respectivos usuários podeser designado um código de seqüência único. Os usuáriospodem transmitir no mesmo pedaço de espectro de bandalarga, em que o sinal de cada usuário é espalhado atravésde toda a largura de banda por seu respectivo código deespalhamento único. Esta técnica pode proporcionarcompartilhamento, em que um ou mais usuários podemtransmitir e receber concomitantemente. Talcompartilhamento pode ser obtido através de modulaçãodigital com espalhamento espectral, em que o fluxo de bitsde um usuário é encodificado e espalhado através de umcanal muito largo de maneira pseudo-aleatória. 0 receptor éprojetado para reconhecer o código de seqüência únicoassociado e desfazer a aleatorização de modo a coletar osbits para um usuário especifico de uma maneira coerente.

Uma rede de comunicação sem fio típica (queutiliza técnicas de divisão por freqüência, tempo e código,por exemplo) inclui uma ou mais estações base que provêemuma área de cobertura e um ou mais terminais móveis (semfio, por exemplo) que podem transmitir e receber dadosdentro da área de cobertura. Uma estação base típica podetransmitir simultaneamente múltiplos fluxos de dados paraserviços de broadcast, multicast e/ou unicast, em que umfluxo de dados é um fluxo de dados que pode ser deinteresse independente de recepção para um terminal móvel.Um terminal móvel dentro da área de cobertura de talestação base pode estar interessado em receber um, mais deum ou todos os fluxos de dados portados pelo fluxocomposto. De maneira semelhante, um terminal móvel podetransmitir dados à estação base ou a outro terminal móvel.Tal comunicação entre estação base e terminal móvel ouentre terminais móveis pode degradar-se devido a variaçõesde canal e/ou variações na potência de interferência. Porexemplo, as variações antes mencionadas podem afetar aprogramação, o controle de potência e/ou a predição de taxada estação base para um ou mais terminais móveis.

Os protocolos de transmissão em red'econvencionais são suscetíveis a limitações de programação elimites na capacidade de transmissão, que resulta emdiminuição de vazão (throughput) em rede. Existe, portanto,necessidade na técnica de um sistema e/ou metodologia deaperfeiçoamento da vazão em sistemas de rede sem fio.

SUMÁRIOA seguir é apresentado um sumário simplificado deuma ou mais modalidades de modo a se obter um entendimentobásico de tais modalidades. Este sumário não é uma vistapanorâmica extensiva de todas as modalidades contempladas,e não pretende identificar elementos chave ou essenciais detodas as modalidades nem delinear o escopo de qualquer umaou de todas as modalidades. Sua única finalidade é a deapresentar alguns conceitos de uma ou mais modalidades deforma simplificada como uma introdução ã descrição maisdetalhada que é apresentada mais adiante.

De acordo com uma ou mais modalidades e arevelação delas correspondente, diversos aspectos sãodescritos em conexão com o aumento da capacidade do sistemaem um ambiente de comunicação sem fio WCDMA limitado porcódigo (como, por exemplo, TDD, FDD,...). Deve ficarentendido que qualquer código ortogonal ou quase ortogonal,inclusive, mas não limitado a, códigos Walsh, códigos Walshdeslocados ou algum outro tipo de código ortogonal ou semi-ortogonal, pode ser empregado em conjunto com váriosaspectos aqui apresentados. Para simplificar, e parafacilitar o entendimento de tais aspectos, os sistemas ;emétodos detalhados neste documento são descritos desteponto para frente com relação aos códigos Walsh ortogonais;.

De acordo com um aspecto, um espaço de código maior podeser.definido introduzindo-se múltiplos clusters de códigosdentro de um setor, em que cada cluster tem um código deembaralhamento único. Por exemplo, em um sistema no qualsão utilizados códigos Walsh ortogonais, que sãbconvencionalmente limitados a 16 códigos (por exemplo, até16 usuários podem ser podem ser programados), N- múltiplosclusters de códigos podem ser definidos de modo a seaumentar o número de códigos disponíveis e, portanto, osusuários que possam ser programados, para W*16. Os códigosdentro de um cluster podem ter seqüências Walsh ortogonaise podem sobrepor-se a códigos em outro cluster. 0 código deembaralhamento único designado a cada cluster podeassegurar que seqüências Walsh duplicadas em outro clusterno mesmo setor apareçam como códigos de pseudo-ruido.

De acordo com um aspecto associado, um métodopara aumentar capacidade do sistema em um ambiente decomunicação sem fio pode compreender designar um código deembaralhamento único a um cluster de códigos Walsh que temum conjunto de seqüências de códigos Walsh ortogonais edesignar uma seqüência de códigos Walsh a um dispositivo deusuário. Além disto, o método pode compreender avaliarassinaturas espaciais para dispositivos de usuário no setore determinar se um sinal espacial para um primeirodispositivo de usuário está dentro de uma faixa limitepredeterminada de uma assinatura espacial para um segundodispositivo de usuário. Além do mais, o método podecompreender designar os primeiro e segundo dispositivos deusuário a diferentes clusters de códigos Walsh quando dadeterminação de que as assinaturas espaciais para osprimeiro e segundo dispositivos de usuário estão fora dafaixa limite predeterminada, e designar os primeiro 'esegundo dispositivos de usuário ao mesmo cluster de códigosWalsh quando da determinação de que as assinaturasespaciais para os primeiro e segundo dispositivos deusuário estão dentro da faixa limite predeterminada.

De acordo com outro aspecto, um equipamento decomunicação sem fio pode compreender uma memória, quearmazena informações relacionadas com pelo menos um clusterde códigos Walsh que compreende um conjunto de seqüênciasde códigos Walsh ortogonais, e um processador que designaum código de embaralhamento único ao pelo menos um clusterde códigos Walsh e que designa uma seqüência de códigosWalsh a um dispositivo de usuário. A memória pode armazenaruma tabela de consulta que compreende informaçõesrelacionadas com clusters de códigos Walsh, seqüências decódigos Walsh em cada cluster, designações de dispositivosde usuário a seqüências de códigos Walsh e códigos deembaralhamento únicos designados a cada cluster, e oprocessador pode avaliar assinaturas espaciais associadasaos dispositivos de usuário no setor e agrupar osdispositivos de usuário em subconjuntos com base, pelomenos em parte, nas assinaturas espaciais dos dispositivosde usuário. 0 processador pode então designar asubconjuntos de dispositivos de usuário no setor um clusterde códigos e pode designar a cada um dentre os dispositivosde usuário no subconjunto uma seqüência de códigos Walshortogonal diferente no cluster para mitigar a interferênciaentre disposit ivos de usuário no mesmo cluster.

De acordo com ainda outro aspecto, um equipamentopara aumentar capacidade de sistema em um setor de umambiente de comunicação sem fio compreende mecanismos paragerar múltiplos clusters de códigos Walsh que têm úmconjunto completo de seqüências Walsh ortogonais,mecanismos para designar um código de embaralhamento únicoa cada cluster de códigos Walsh e mecanismos para designara subconjuntos de dispositivos de usuário clusters decódigo Walsh, em' que a cada dispositivo de usuário édesignada pelo menos uma seqüência Walsh ortogonal nocluster de códigos Walsh. Além disto, o equipamento podecompreender mecanismos para avaliar assinaturas espaciaisde dispositivos de usuário no setor e mecanismos paraagrupar os dispositivos nos subconjuntos com base, pelomenos em parte, nas assinaturas espaciais dos mesmos. ·

Ainda outro aspecto refere-se a um meio legívelpor computador que tem armazenadas no mesmo instruçõesexecutáveis por computador para gerar múltiplos clusters decódigos Walsh que têm um conjunto completo de seqüênciasWalsh ortogonais, designar um código de embaralhamentoúnico a cada cluster de códigos Walsh para identificar demaneira única cada cluster e designar a subconjuntos dedispositivos de usuário clusters de códigos Walsh, em que acada dispositivo de usuário é designada pelo menos umaseqüência Walsh ortogonal no cluster de códigos Walsh. Alémdo mais, o meio pode compreender instruções para avaliarassinaturas espaciais para um conjunto de dispositivos deusuário no setor e para agrupar os dispositivos de usuárioem subconjuntos com base, pelo menos em parte, nassemelhanças entre as assinaturas espaciais dos mesmos.

Ainda outro aspecto refere-se a um processadorque executa instruções para aumentar capacidade de sistemaem um ambiente de comunicação sem fio de acesso múltiplopor divisão de código em banda larga, as instruçõescompreendendo gerar múltiplos clusters de códigos Walsh quetêm, cada um, um conjunto completo de seqüências Walshortogonais, designar a subconjuntos de dispositivos deusuário clusters de códigos Walsh, em que a cadadispositivo de usuário é designada pelo menos uma seqüênciaWalsh ortogonal no , cluster de códigos Walsh e em quesubconjuntos são gerados com base, pelo menos em parte, emassinaturas espaciais dos dispositivos de usuário, edesignar um código de embaralhamento único a cada clusterde códigos Walsh de modo a se distinguir entre clusters decódigos Walsh.

Um outro aspecto apresenta um dispositivo móvelque facilita a comunicação através de uma rede sem fio, oqual compreende um componente que recebe uma designação deuma seqüência de códigos Walsh em um cluster de códigosWalsh, um componente que reconhece se a seqüência decódigos Walsh em um sinal entrante é designada aodispositivo móvel, e um componente que reconhece se umcódigo de embaralhamento esperado associado ao cluster decódigos Walsh está presente no sinal entrante, em que odispositivo móvel desconsidera como pseudo-ruido um sinalentrante que não apresente tanto a seqüência de códigosWalsh designada quanto o código de embaralhamento esperado.

Ainda outro aspecto refere-se a um método paraaumentar capacidade do sistema em um ambiente decomunicação sem fio, que compreende designar dispositivosde usuário com assinaturas espaciais semelhantes a um mesmocluster de códigos Walsh e designar dispositivos de usuáriocom assinaturas espaciais suficientemente diferentes adiferentes clusters de códigos Walsh. O método podecompreender adicionalmente designar um código deembaralhamento único a cada cluster de códigos Walsh demodo a.se distinguir entre clusters de códigos Walsh.

Para consumação dos efeitos precedentes e afins,as uma ou mais modalidades compreendem as característicascompletamente descritas a seguir e especificamenteassinaladas nas reivindicações. A descrição seguinte e osdesenhos anexos apresentam em detalhe determinados aspectosilustrativos das uma ou mais modalidades. Estes aspectossão indicativos, entretanto, apenas algumas maneiras pelasquais os princípios de várias modalidades podem serutilizados, e as modalidades descritas destinam-se aincluir todos esses aspectos e seus equivalentes.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 ilustra um sistema de comunicação semfio de acordo com diversas modalidades aqui apresentadas.

A Figura 2 é uma ilustração de um sistema decomunicação de acesso múltiplo sem fio de acordo com uma oumais modalidades.A Figura 3 ilustra uma metodologia paraaperfeiçoar a vazão em um ambiente de comunicação sem fio,de acordo com um ou mais aspectos aqui apresentados.

Figura 4 é uma ilustração uma metodologia paraaperfeiçoar vazão da comunicação em um ambiente decomunicação sem fio que utiliza um Ioop de realimentaçãopara avaliar a capacidade do sistema, de acordo com váriasmodalidades aqui descritas.

A Figura 5 ilustra uma tabela de consulta quepode ser gerada, dinamicamente atualizada e/ou armazenada,em um ou em ambos dispositivo de usuário e estação base, . eque compreende informações relacionadas com clusters deseqüências de códigos Walsh, designações de dispositivos deusuário e semelhantes, de acordo com vários aspectos.

A Figura 6 é uma ilustração de um setor decomunicação sem fio que compreende uma pluralidade deusuários com diferentes assinaturas espaciais, que pode serempregado para dividir o conjunto de todos os usuários emsubconjuntos espacialmente distintos, cada um dos quaispode ser designado a um único conjunto de seqüências' decódigos Walsh para facilitar escalonamento linear dacapacidade do sistema em um ambiente de comunicação semfio, de acordo com um ou mais aspectos.

A Figura 7 é uma ilustração de um sistema quefacilita definição de um espaço de código ampliado em umambiente de comunicação sem fio para mitigar limites dacapacidade do sistema de acordo com uma ou mais modalidadesaqui apresentadas.

A Figura 8 é uma ilustração de um sistema quefacilita o aumento do espaço de código em um ambiente decomunicação WCDiyiA de acordo com diversos aspectos. 'A Figura 9 é uma ilustração de um ambiente decomunicação sem fio que pode ser empregado em conjunto comos vários sistemas e métodos aqui descritos.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Várias modalidades são agora descritas comreferência aos desenhos, nos quais os mesmos números dereferência se referem aos mesmos elementos em toda parte.Para fins de explanação, na descrição seguinte sãoapresentados numerosos detalhes específicos de modo a seprover um entendimento completo de uma ou mais modalidades.Pode ser evidente, contudo, que tal(ais) modalidade(s)pode(m) ser posta(s) em prática sem estes detalhesespecíficos. Em outros casos, estruturas e dispositivosnotoriamente conhecidos são mostrados em forma de diagramade blocos de modo a facilitar a descrição de uma ou maismodalidades.

Conforme utilizados neste pedido, os termos"componente", "sistema" e semelhantes pretendem referir-sea uma entidade relacionada a computador, seja hardware, umacombinação de hardware e software, software ou software emexecução. Por exemplo, um componente pode ser, mas não estálimitado a ser, um processo rodando em um processador, umprocessador, um objeto, um executável, um thread deexe.cução, um programa e/ou um computador. Um ou maiscomponentes podem residir dentro de um processo e/ou threadde execução, e um componente pode estar localizado em umcomputador e/ou distribuído entre dois ou maiscomputadores. Al ém disto, estes componentes podem serexecutados a partir de diversos meios legíveis porcomputador tendo várias estruturas de dados armazenadas nosmesmos. Os componentes podem comunicar-se por meio deprocessos locais e/ou remotos, tal como de acordo com umsinal que tem um ou mais pacotes de dados (como, porexemplo, dados de um componente que interage com outrocomponente em um sistema local, um sistema distribuído e/ouatravés de uma rede como a Internet com outros sistemas pormeio do sinal).

Além disso, várias modalidades são aqui descritasem conexão com uma estação de assinante. Uma estação deassinante pode ser também chamada de sistema, unidade deassinante, estação móvel, móvel, estação remota, ponto deacesso, estação base, terminal remoto, terminal de acesso,terminal de usuário, agente de usuário ou equipamento deusuário. Uma estação de assinante pode ser um telefonecelular, um telefone sem fio, um telefone com Protocolo deIniciação de Sessão (SIP), uma estação de Ioop local semfio (WLL), um assistente digital pessoal (PDA), umdispositivo de mão com capacidade de conexão sem fio ououtro dispositivo de processamento conectado a um modem semfio.

Além do mais, vários aspectos ou característicasaqui descritos podem ser implementados como um método,equipamento ou produto industrial utilizando-se técnicas deprogramação e/ou engenharia padrão. 0 termo, "produtoindustrial" conforme utilizado aqui pretende abranger umprograma de computador acessível de qualquer dispositivo,meios ou portadora legível por computador. Por exemplo,meios legíveis por computador podem incluir, mas não selimitam a, dispositivos de armazenamento magnéticos (como,por exemplo, disco rígido, disco flexível, tirasmagnéticas...), discos ópticos (como, por exemplo, discocompacto (CD), disco versátil digital (DVD)...), cartõesinteligentes e dispositivos de memória flash (como, porexemplo, cartão, stick, key drive...).

Com referência agora à Figura 1, é ilustrado umsistema de comunicação sem fio 100 de acordo com váriasmodalidades. 0 sistema 100 pode compreender uma ou maisestações base 102 em um ou mais setores que recebem,transmitem, repetem, etc., sinais de comunicação sem fioumas para as outras e/ou para um ' ou mais dispositivosmóveis 104. Cada estação base 102 pode compreender umacadeia de transmissores e uma cadeia de receptores, cadauma das quais pode, por sua vez, compreender umapluralidade de componentes associados à transmissão erecepção de sinais (como, por exemplo, processadores,moduladores, multiplexadores, demoduladores,demultiplexadores, antenas, etc.), conforme será entendidopelos versados na técnica. Os dispositivos móveis 104 podemser, por exemplo, telefones celulares, telefonesinteligentes, laptops, dispositivos de comunicaçãoportáteis, dispositivos de computação portáteis, rádio viasatélites, sistemas de posicionamento global, PDAs e/ououtro dispositivo adequado para comunicação através dosistema sem fio 100.

O WCDMA utiliza códigos Walsh para encodificar umcanal de comunicação tanto no link direto (FL) quanto nolink reverso (RL). Deve ficar entendido que, emboradiversos aspectos aqui apresentados sejam descritos comrelação a códigos Walsh, qualquer tipo de código ortogonalou semi-ortogonal (como, por exemplo, códigos Walshdeslocados, etc.) adequado pode ser empregado em conjuntocom eles, conforme será entendido pelos versados natécnica. Um código Walsh é um código ortogonal que facilitaidentificação única de canais de comunicação individuais,conforme será entendido pelos versados na técnica. Autilização de códigos Walsh pode limitar as dimensões dosistema e pode limitar as capacidades de transmissão quandomúltiplas antenas são empregadas em uma estação base paraações de transmissão/recepção. Para superar tais limitaçõesassociadas a sistemas convencionais, o acesso múltiplo pordivisão de espaço (SDMA) pode ser utilizado no link direto(FL) e no link reverso (RL) em um ambiente de comunicaçãoWC DMA. Tais técnicas são aplicáveis ao FL e ao RL emambientes WCDMA com duplexação por divisão de tempo (TDD) eduplexação por divisão de freqüência (FDD).

O FL e o RL em sistemas WCDMA convencionaisutilizam multiplexação de códigos Walsh onde a múltiplosusuários são alocados diferentes códigos e programadossimultaneamente. No caso do FL, uma estação base aloca umou mais códigos Walsh a cada dispositivo de usuário etransmite simultaneamente para os dispositivos de usuárioprogramados. No caso do RL, aos usuários dentro de um setorsão alocados diferentes códigos Walsh e são recebidossimultaneamente (utilizando-se um canal MAC, por exemplo)na estação base. Os dispositivos de usuário podem serseparados na estação base utilizando-se técnicas dedesespalhamento-decodificação padrão para CDMA. 0 número decódigos que pode ser designado simultaneamente é limitadopelo comprimento do código Walsh. Por exemplo, se o códigoWalsh for de N chips de comprimento, então em um dado tempoaté N códigos podem ser designados a múltiplos dispositivosde usuário. Isto impõe uma restrição sobre o número decódigos que pode ser designado simultaneamente (um limitede dimensão, por exemplo) . 0 FL e o RL em um típicoambiente WCDMA-TDD permitem códigos Walsh com umcomprimento de até 16 chips. Então, até 16 dispositivos deusuário podem ser suportados simultaneamente em qualquerdada partição. Esta limitação de dimensão pode serprejudicial quando a estação base tem múltiplas antenas derecepção.

Um sistema CDMA é usualmente projetado paraoperar em uma região linear, de modo que a relação SINR decapacidade de pós-processamento (no caso de o processamentoincluir desespalhamento, combinação de antenas, etc.) sejalinear. Por exemplo, caso o sistema esteja operando naregião linear e caso a SINR de pós-processamento aumente em3 dB (dobre, por exemplo), então a capacidade (vazão) dosistema também dobra. 0 aumento do número de antenas derecepção faz aumentar a SINR de pós-processamento.

Portanto, desde que o sistema opere na região linear, acapacidade do sistema pode ser escalonada linearmente com onúmero de antenas de recepção. Entretanto, quando sãoutilizadas múltiplas antenas de recepção, o aumento na SINRde pós-processamento tende a por o sistema para fora daregião linear. Uma maneira de forçar o sistema a permanecerna região linear é aumentar a interferência, o que pode serfeito aumentando-se o número de códigos suportadossimultaneamente. Por exemplo, caso o número de antenas derecepção dobre, um sistema CDMA que empregue códigospseudo-aleatórios poderá simplesmente dobrar o número decódigos (reduzindo-se a potência de transmissão por códigopela metade, neste caso, para controle de interferênciainter-setorial). A redução na potência de transmissão podeser compensada pelo ganho de SINR associado às múltiplasantenas de recepção. Desta maneira, pode-se obter umescalonamento com relação ao número de antenas de recepçãoem um sistema CDMA. Entretanto, em um sistema WCDMA-TDD comum número de códigos limitado (por exemplo, 16), o aumentodo número de antenas de recepção irá conseqüente eindesejavelmente por o sistema para fora da região linear,,afetando assim de maneira prejudicial o aperfeiçoamento dacapacidade do sistema.

Com referência agora à Figura 2, é ilustrado umsistema de comunicação sem fio de acesso múltiplo 200 deacordo com uma ou mais modalidades. Uma estação base de .3setores 202 inclui múltiplos grupos de antenas, umincluindo as antenas 204 e 206, outro incluindo as antenas208 e 210 e um terceiro incluindo as antenas 212 e 214. Deacordo com a Figura, apenas duas antenas são mostradas paracada grupo de antenas, contudo, mais ou menos antenas podemser utilizadas para cada grupo de antenas. 0 dispositivomóvel 216 está em comunicação com as antenas 212 e 214, nocaso de as antenas 212 e 214 transmitirem informações aodispositivo móvel 216 através do link direto 220 ereceberem informações provenientes do dispositivo móvel 216através do link reverso 218. 0 dispositivo móvel 222 estáem comunicação com as antenas 206 e 208, no caso de àsantenas 206 e 208 transmitirem informações ao dispositivomóvel 222 através do link direto 226 e recebereminformações provenientes do dispositivo móvel 222 atravésdo link reverso 224.

Com referência às Figuras 3-4, são ilustradasmetodologias referentes à geração de designações derecursos de sistema suplementares. Por exemplo, asmetodologias podem referir-se ao provimento de múltiplosclusters de códigos em um ambiente FDMA, em um ambienteOFDMA, em um ambiente CDMA, em um ambiente WCDMA, em umambiente TDMA, em um ambiente SDMA ou em qualquer outroambiente sem fio adequado. Especificamente, as metodologiasaqui apresentadas são descritas com relação a um ambientede .comunicação sem fio de acesso múltiplo por divisão decódigo em banda larga (WCDMA), embora outros tipos deambiente de comunicação possam ser utilizados em conjuntocom os aspectos descritos. Embora, para simplificar aexplanação, as metodologias sejam mostradas e descritascomo uma série de atos, deve ficar entendido que asmetodologias não estão limitadas pela ordem dos atos, umavez que alguns atos podem, de acordo com uma ou maismodalidades, ocorrer em ordem diferentes e/ouconcomitantemente com outros atos que não os mostrados edescritos aqui. Por exemplo, os versados na técnicaentenderão que uma metodologia pode ser alternativamenterepresentada como uma série de estados ou eventosinter-relacionados, tal como em um diagrama de estados.Além do mais, nem todos os atos mostrados podem serutilizados para implementar uma metodologia de acordo comuma ou mais modalidades.

Com referência agora à Figura 3, é ilustrada umametodologia 300 para aperfeiçoar a vazão em um ambiente decomunicação sem fio, de acordo com um ou mais aspectos aquiapresentados. Conforme observado acima, um inconveniente dautilização de um sistema WCDMA-TDD é o limite de dimensãodevido ao número limitado de códigos que podem serdesignados aos usuários. Isto por sua vez limita o limitesuperior potencial na capacidade do sistema quando seaumenta um número de antenas de recepção para escalonar osistema. De modo a se combater esta limitação, podem serutilizadas técnicas SDiyiA para explorar de maneiraapropriada o limite superior na capacidade do sistema.

De acordo com um aspecto, um espaço de códigomaior pode ser definido introduzindo-se múltiplos clustersde códigos dentro de um setor, em 302. Por exemplo, em umasituação na qual códigos Walsh são designados a usuário (emconjuntos de 16, por exemplo), caso dois clusters sejamdefinidos em vez de um, 16 χ 2 = 32 códigos (usuários)podem ser programados simultaneamente. Em 304, a cadacluster pode ser designado seu próprio código deembaralhamento único. O código de embaralhamento asseguraque os códigos (usuários) dentro do outro cluster (no mesmosetor) apareçam como códigos de pseudo-ruido (PN). Em 306,aos códigos dentro de um cluster podem ser designadasseqüências Walsh ortogonais. Tais códigos podem serdesignados a dispositivos de usuário em 308. 0 conjunto decódigos Walsh ortogonais designados a dispositivos deusuário no primeiro cluster podem sobrepor-se a códigos nooutro cluster porque os clusters são identificáveis demaneira única pelo código de embaralhamento designado aeles, o que pode facilitar fornecimento de uma divisãoproporcional da interferência.

Além disso, usuários com assinaturas espaciaissemelhantes podem ser alocados dentro do mesmo cluster,enquanto usuários bem separados podem ser alocados atravésde clusters. Por exemplo, usuários que têm assinaturasespaciais semelhantes podem ser designados a um primeirocluster de códigos Walsh ortogonais para assegurar que aeles sejam designados códigos suficientemente diferentespara mitigar interferência entre eles, enquanto a usuárioscom assinaturas espaciais desiguais podem ser designadoscódigos Walsh idênticos, mas em clusters diferentes, comcódigos de embaralhamento diferentes, uma vez que suasassinaturas espaciais são únicas o bastante para sugerirque a comunicação por tais usuários provavelmente nãointerferirá uns com os outros. As técnicas acima podem serentendidas como um método para criar interferência parafacilitar que se ponha o sistema para dentro da regiãolinear e que se retenha a escalabilidade linear dacapacidade do sistema com o número de antenas de recepção.

Embora acima se descreva comunicação em RL em umambiente WCDMA-TDD, as técnicas se aplicam igualmente bem àcomunicação em RL em um ambiente WCDMA-FDD. Além disto,durante a comunicação em FL, a conformação de feixes detransmissão provê üma oportunidade para um escalonamento dacapacidade do sistema com o número de antenas detransmissão. Assim, os conceitos de suporte de um númeromaior de usuários através de programação/aperfeiçoamentoespaço código apropriado são aplicáveis em comunicações emFL também.

A Figura 4 mostra uma metodologia 400 paraaperfeiçoar a vazão da comunicação em um ambiente decomunicação sem fio que utiliza um Ioop de realimentaçãopara avaliar a capacidade de sistema, de acordo comdiversas modalidades aqui descritas. A capacidade dosistema pode ser avaliada em 402. Por exemplo, se umsistema emprega um número limitado de códigos Walsh paradesignação a dispositivos de usuário em um setor dosmesmos, então isto pode ser determinado em 402. Em 4 04, umadeterminação pode ser feita com relação a se a capacidadedo sistema foi ultrapassada. No exemplo acima, por exemplo,se o sistema utiliza tipicamente um conjunto de 16 chips decódigos Walsh, então a capacidade do sistema é no máximo de16 usuários, onde a cada usuário é designado um únicocódigo Walsh para comunicação. Se for determinado em 404que há códigos suficientes para todos os usuários no setor,a capacidade do sistema não foi ultrapassada e o métodopode reverter para 402 para outras iterações de avaliação.

Caso haja mais usuários que possam ser tratadospelo código Walsh de múltiplos chips, então a capacidade dosistema se excedeu, e o método pode prosseguir até 406,onde cluster(s) de códigos duplicado(s) poderá(ão) sergerado(s). De acordo com um exemplo, por exemplo, podehaver 24 usuários em um setor, cada um dos quais recebe umadesignação de código para ser capaz de comunicar-se. Alémdisto, o código Walsh para o setor pode ter um comprimentomáximo de 16 chips, o que deixa um déficit de 8 códigos sea todos os usuários for permitido comunicar-se. Pararesolver este problema, o cluster de códigos duplicado(duplicidade do código Walsh de 16 chips, por exemplo) égerado em 406. Pode ser designada a cada um dentre ocluster duplicado e o cluster original uma seqüência deembaralhamento única em 408, que permite que o originalseja distinguido do duplicado. Em 410, códigos do clusterde códigos duplicado podem ser designados aos 8 usuáriosque necessitam de designações de código, superando-se assimo déficit determinado em 404. Desta maneira, múltiplosconjuntos de chips duplicados podem ser gerados eidentificados de maneira única para permitir aescalabilidade e superar limitações da capacidade dosistema associadas a sistemas CDMA convencionais. Alémdisto, os versados na técnica entenderão que o exemploprecedente não está limitado a um caso no qual um únicocluster de códigos duplicado é gerado, mas em vez disso quequalquer número de clusters de códigos duplicados pode sérgerado e identificado de maneira única (com códigos deembaralhamento, por exemplo) para facilitar demandas desistema de reunião e escalonar o sistema para o número deusuários aos quais são providas designações de códigos.

Deve ficar entendido que, de acordo com uma oumais modalidades aqui descritas, podem ser feitasinferências referentes ao escalonamento do sistema, àalocação de seqüências de códigos, etc. Conforme utilizadoaqui,, o termo "inferir" ou "inferência" refere-se, demaneira geral, ao processo de consideração ou inferência deestados do sistema, ambiente e/ou usuário a partir de umconjunto de observações captadas via eventos e/ou dados. Ainferência pode ser empregada para identificar uma ação oucontexto especifico, ou pode gerar uma distribuição deprobabilidades através de estados, por exemplo. Ainferência pode ser probabilistica - isto é, a computaçãode uma distribuição de probabilidade através de estados deinteresse baseada em uma consideração de dados e eventos. Ainferência pode também referir-se a técnicas empregadaspara compor eventos de nivel mais elevado a partir de umconjunto de eventos e/ou dados. Tal inferência resulta naconstrução de novos eventos ou ações a partir de umconjunto de eventos observados e/ou dados de eventosarmazenados, estejam ou não os eventos correlacionados emproximidade temporal, e sejam ou não os eventos e dadosoriundos de uma ou várias fontes de eventos e dados.

A Figura 5 ilustra uma tabela de consulta 600 quepode ser gerada, dinamicamente atualizada e/ou armazenada,seja em um dispositivo de usuário ou uma estação base ou emambos, e que compreende informações relacionadas comclusters de seqüências de códigos Walsh, designações dedispositivos de usuário e semelhantes. De acordo com aFigura, é provida uma pluralidade de clusters de códigos,C1-Cn, cada um dos quais compreende 16 seqüências decódigos, rotuladas como 0-15, que podem ser designadas adispositivos de usuário e pelos tais dispositivos deusuário podem comunicar-se com uma antena de recepção emuma estação base, em que cada antena de recepção é alocadaespecificamente a um único cluster. Com base nasassinaturas espaciais associadas aos dispositivos deusuário U1-U16, a tais dispositivos foram designadas asseqüências Walsh ortogonais do cluster Ci. Deve-se notarque a. numeração dos dispositivos de usuário na Figura 5 éapresentada para se mostrar que cada dispositivo de usuárioé distinto, e que aos dispositivos de usuário sãodesignadas seqüências em cada cluster com base emassinaturas espaciais semelhantes. Ou seja, dispositivos deusuário com assinaturas espaciais semelhantes (posiçõesgeográficas, por exemplo) podem ser designados ao mesmocluster de modo a se assegurar que as seqüências de códigosWalsh designadas a ele sejam ortogonais, de modo que taisdispositivos de usuário posicionados em proximidade mútuanão interfiram uns com os outros.

Deve-se observar adicionalmente que ao Ui8 édesignada um par de seqüências Walsh, as seqüências 1 e 2,no cluster C2. Tal designação pode ser feita no caso de umdispositivo de usuário utilizar mais de uma única seqüênciaWalsh para comunicar-se com a antena de recepção para ocluster, e porque a assinatura espacial para Ui8 ésuficientemente diferente da de U2 e U3 no cluster C1, assimcomo da de UM+i e UM+2 no cluster Cn . Ou seja, devido àdisparidade geográfica relativa entre os dispositivos deusuário em uma área de comunicação, a tais dispositivos deusuário podem ser designadas seqüências Walsh idênticas,mas em clusters de códigos diferentes, tais como clustersde códigos duplicados distinguidos por seqüências deembaralhamento únicas e semelhantes.

A Figura 6 é uma ilustração de um setor décomunicação sem fio 700, que compreende uma pluralidade deusuários com assinaturas espaciais diferentes, que pode serempregado para dividir o conjunto de todos os usuários emsubconjuntos espacialmente distintos, a cada um dos quaispode ser designado um único conjunto de seqüências decódigos Walsh para facilitar escalonamento da capacidade dosistema em um ambiente de comunicação sem fio. Por exemplo,a área 700 pode ser servida por uma estação base (nãomostrada) com uma pluralidade de pares de antenas derecepção/transmissão, conforme descrito com relação àFigura 2. Uma pluralidade de usuários que se comunicamdentro da área 700 pode ser dividida em grupos utilizando-se uma técnica SDMA (como, por exemplo, com base, pelomenos em parte, em suas assinaturas espaciais, etc.).Conforme mostrado, um primeiro grupo 702 compreende umsubconjunto de todos os usuários na área 700, todos osquais têm características espaciais semelhantes. Ao grupo702 pode ser designado um primeiro cluster de códigos, quecompreende um conjunto de códigos Walsh ortogonais parafacilitar a recepção dos sinais de comunicação por umaprimeira antena de recepção na estação base, em que aortogonalidade dos códigos assegura que os usuários dentrodo grupo 702 não experimentem interferência inter-grupo.Além disto, deve ficar entendido que o escalonamento dacapacidade do sistema pode ser realizado no link reverso emum ambiente de comunicação WCDMS-TDD ou em um ambiente decomunicação WCDMA-FDD. Além do mais, no link direto, podemser utilizadas técnicas de conformação de feixes parafacilitar o escalonamento da capacidade do sistema com onúmero de antenas de transmissão.

Um segundo cluster de códigos compreendendo umapluralidade de seqüências Walsh pode ser designado a umsegundo grupo 704 de usuários. 0 segundo cluster de códigospode compreender um conjunto duplicado das seqüências Walshdesignadas ao primeiro grupo de usuários 7 02 porque oprimeiro grupo 702 e o segundo grupo 704 são espacialmentedistintos,. Para mitigar a interferência entre os sinaistransmitidos do primeiro grupo 7 02 e do segundo grupo 7 04onde convergem para uma estação base, códigos deembaralhamento únicos podem ser designados a cada clusterde códigos de modo a se permitir que uma antena de recepçãoidentifique e isole um cluster de códigos específico aoqual é atribuída. De maneira semelhante, tal técnica podeser aplicada a um terceiro grupo de usuários 706. Deveficar entendido que mais ou menos grupos de usuários podemser definidos e podem ser gerados clusters de códigosduplicados para eles. Desta maneira, a capacidade do setorem um ambiente de comunicação sem fio pode ser escalonadade acordo com um número de usuários aos quais pode serprovido o serviço, que pode por sua vez pode ditar umnúmero de antenas de recepção que podem ser alocadas parapermitir geração de múltiplos clusters de códigos paraampliar um espaço de código agregado através do qual osusuários podem se comunicar.

A Figura 7 é uma ilustração de um sistema 800 quefacilita a definição de um espaço de código ampliado em umambiente de comunicação sem fio para mitigar limites decapacidade do sistema de acordo com uma ou mais modalidadesaqui apresentadas. 0 sistema 800 pode residir em umaestação base e/ou em um dispositivo de usuário. 0 sistema800 compreende um receptor 802, que recebe um sinalproveniente de uma antena de recepção, por exemplo, erealiza ações típicas (por exemplo, filtra, amplifica,converte descendentemente, etc.) no sinal recebido edigitaliza o sinal condicionado de modo a obter amostras.Um demodulador 804 pode obter símbolos recebidos para cadaperíodo de símbolos, assim como prover símbolos pilotorecebidos a um processador 806 para estimação de canal.

O processador 806 pode ser um processadordedicado a analisar as informações recebidas pelocomponente de receptor 802 e/ou gerar informações paratransmissão por um transmissor 816, um processador quecontrola .um ou mais componentes de dispositivo de usuário800, e/ou um processador que tanto analisa informaçõesrecebidas pelo receptor 802, gera informações paratransmissão pelo transmissor 816 e controla um ou maiscomponentes do dispositivo de usuário 800. 1

O dispositivo de usuário 800 pode compreenderadicionalmente uma memória 8 08 que é operativamenteacoplada ao processador 806 e que armazena informaçõesrelacionadas a designações de clusters de códigos,seqüências de códigos Walsh, tabelas de consultacompreendendo informações relacionadas ao mesmo e quaisqueroutras informações adequadas relacionadas ao escalonamentolinear da capacidade do sistema com relação ao número deantenas de recepção empregadas, conforme aqui descrito. Amemória 808 pode adicionalmente armazenar protocolosassociados à geração de tabelas de consulta, modulação desímbolos com códigos Walsh, embaralhamento de códigos,etc., de modo que o dispositivo de usuário 800 possaempregar os protocolos e/ou algoritmos armazenados paraobter um espaço de código crescente em um setor, conformeaqui descrito. Deve ficar entendido que os componentes dearmazenamento de dados (por exemplo, memórias) aquidescritos podem ser ou memória volátil ou memória nãovolátil, ou podem incluir memória tanto volátil quanto nãovolátil. À título de ilustração, e não de limitação, amemória não volátil pode incluir uma memória somente paraleitura (ROM), uma ROM programável (PROM), uma ROMeletricamente programável (EPROM), uma ROM eletricamenteapagável (EEPROM) ou uma memória flash. A memória volátilpode incluir uma memória de acesso aleatório (RAM), queatua como memória cache externa. À titulo de ilustração enão de limitação, a RAM está disponível sob muitas formas,tais como RAM síncrona (SRAM), RAM dinâmica (DRAM), DRAMsíncrona (SDRAM), SDRAM de taxa de dados dupla (SDRAM DDR),.SDRAM aperfeiçoada (ESDRAM), DRAM com ligação síncrona(SLDRAM) e RAM Rambus direta (DRRAM) . A memória 808 dospresentes sistemas .e métodos pretende compreender, sem serlimitada a, estes e outros tipos adequados de memória.

O processador 808 é adicionalmente acoplado a umcomponente de código Walsh 810 que pode gerar seqüência(s)de códigos Walsh e anexar estas a um sinal de comunicaçãoque pode ser recebido por uma antena de recepção alocada aocluster de códigos específico ao qual o dispositivo deusuário 800 é designado. Uma vez que os clusters de códigosWalsh podem ser duplicados para aumentar o espaço de códigoem um setor, um componente de código de embaralhamento 812é operativamente associado a um componente de código Walsh810, que pode anexar um código de embaralhamento único aocluster de códigos Walsh ao qual o dispositivo de usuário800 é designado. 0 código de embaralhamento pode serempregado por uma antena de recepção da estação base e pelohardware/software associado para identificar o dispositivode usuário 800 como pertencendo ao cluster de códigos Walshao qual a antena está associada, e a seqüência de códigosWalsh anexada ao sinal transmitido pelo dispositivo deusuário 800 pode identificar o dispositivo de usuário 800para a estação base como um dispositivo especifico no grupode dispositivos associado ao cluster de códigos Walshespecifico. O dispositivo de usuário 800 compreendeadicionalmente um modulador de símbolos 814 e ümtransmissor que transmite o sinal modulado com osidentificadores de código Walsh e código de embaralhamento.

A Figura 8 é uma ilustração de um sistema 900 quefacilita o aumento do espaço de código em um ambiente decomunicação WCDMA de acordo com diversos aspectos. Osistema 900 compreende uma estação base 902 com um primeiromódulo de comunicação 904, um segundo módulo de comunicação906, até um n-ésimo módulo de comunicação 908. Deve,portanto, ficar entendido que a estação base 902 podecompreender qualquer número de módulos de comunicação, emque cada módulo de comunicação está associado a umrespectivo par de antenas, conforme apresentado na Figura2. Conforme ilustrado, o primeiro módulo de comunicação 904recebe sinal(ais) provenientes de um ou mais dispositivosde usuário 910 via uma antena de recepção 912 e transmitepara os um ou mais dispositivos de usuário 910 através deuma antena de transmissão 918. De maneira semelhante, omódulo de comunicação 906 está associado a uma antena derecepção 914 e a uma antena de transmissão 920, e o módulode comunicação 908 está igualmente associado a uma antenade recepção 916 e a uma antena de transmissão 922, onde asantenas 914, 916, 920 e 922 facilitam a comunicação com umou mais dispositivos de usuário (não mostrados).

O módulo de comunicação 904 compreende umreceptor 924 que recebe informações da antena de recepção912 e está operativamente associado a um demodulador 926,que demodula as informações recebidas. Os símbolosdemodulados são analisados por um processador 928, que ésemelhante ao processador descrito acima com relação àFigura 7 e é acoplado a uma memória 930, que armazenainformações relacionadas a clusters de códigos, designaçõesde dispositivos de usuário, tabelas de consultarelacionadas aos mesmos, seqüências de embaralhamentoúnicas e semelhantes. 0 processador 928 é adicionalmenteacoplado a um gerador de códigos Walsh 932, que geraseqüências de códigos que podem ser anexadas a um sinalpara identificar de maneira única um dispositivo de usuáriopretendido. 0 módulo de comunicação 904 compreendeadicionalmente um gerador de códigos de embaralhamento 934,que pode anexar uma seqüência de códigos de pseudo-ruído·aum sinal para identificar de maneira única o módulo decomunicação a partir do qual o sinal se origina. Ummodulador 936 pode multiplexar o sinal para transmissão,por um transmissor 938 através da antena de transmissão 918para dispositivos de usuário 910.

A estação base 902 compreende adicionalmente umcomppnente de designação 940, que pode avaliar uma união detodos dispositivos dé usuário em um setor servido pelaestação base 902, e pode agrupar dispositivos de usuário emsubconjuntos (como o subconjunto de dispositivos de usuário910, por exemplo) com base, pelo menos em parte, nasassinaturas espaciais de dispositivos de usuárioindividuais (utilizando-se uma técnica SDMA ou semelhantes,por exemplo). Em. um ambiente de comunicação WCDMA-TDD ouWCDMA-FDD, por exemplo, podem ser empregados códigos Walshpara delinear de maneira única um dispositivo de usuário dopróximo, onde um dispositivo de usuário reconhece apenastais sinais de comunicação que exibem a seqüência decódigos Walsh do dispositivo de usuário e transmiteutilizando a mesma seqüência de códigos Walsh paraidentificar-se a uma estação base. Entretanto, sistemasWCDMA convencionais são limitados no número de códigosWalsh que podem ser empregados (tipicamente 16 por setor,por exemplo), assim, tais sistemas exibem um limitesuperior indesejável com relação à capacidade do sistema.

De modo a se prover escalabilidade a taissistemas WCDMA, o componente de designação 940 pode agrupardispositivos de usuário em subconjuntos de acordo com umnúmero de usuários que podem ser suportados por um conjuntode códigos Walsh. Deve ficar entendido que o componente dedesignação 94Q pode ser um processador, semelhante ouidêntico ao processador 928, que avalia um conjunto dedispositivos de usuário em um setor; gera subconjuntos dedispositivos de usuário no setor com base, pelo menos emparte, nas assinaturas espaciais dos dispositivos deusuário; designa os subconjuntos a clusters de códigosWalsh e/ou módulos de comunicação que transmitem via osclusters; designa códigos de embaralhamento únicos aclusters individuais, etc. Por exemplo, todos os usuáriosem um setor podem ser divididos em subconjuntos de 16 oumenos com base pelo menos em parte em suas proximidadesgeográficas, uns dos outros, e cada subconjunto pode serdesignado a um módulo de comunicação. 0 gerador de códigosWalsh 932 de cada módulo de comunicação pode gerar umaseqüência de códigos Walsh única para cada dispositivo deusuário no subconjunto designado do módulo de comunicação.

Para mitigar qualquer interferência indesejável entredispositivos de usuário com designações de seqüências decódigos Walsh idênticas, mas em clusters diferentes, ogerador de códigos de embaralhamento de cada módulo decomunicação pode adicionar um código de embaralhamentoúnico a todos os sinais transmitidos da antena do módulo decomunicação. Desta maneira, um dispositivo de usuário 910pode reconhecer um código de embaralhamento especifico comosendo compatível com seu módulo de comunicação 904designado, conforme designado pelo componente de designação940 e pode determinar então se a seqüência Walsh com a qualo sinal é transmitido coincide com a seqüência Walshdesignada do dispositivo de usuário. Se este for o caso, όdispositivo de usuário pode iniciar decodificação eprocessamento do sinal. Caso contrário, o sinal aparecerácomo pseudo-ruído para o dispositivo de usuário.

Deve ficar entendido que, embora o exposto acimaseja descrito com relação a escalonamento linear dacapacidade do sistema em link reverso à medida que umnúmero de antenas de recepção é aumentado em um ambiente decomunicação. WCDMA TDD e/ou FDD, tais técnicas podem seraplicadas a transmissões em link direto assim como àutilização de conformação de feixes e ao aumento do númerode antenas de transmissão, conforme será entendido pelosversados na técnica.

A Figura 9 mostra um sistema de comunicação semfio exemplar 1000. O sistema de comunicação sem fio 1000mostra uma estação base e um terminal por razões deconcisão. Entretanto, deve ficar entendido que o sistemapode incluir mais de uma estação base e/ou mais de umterminal, em que estações base e/ou terminais adicionaispodem ser substancialmente semelhantes ou diferentes daestação base e do terminal exemplares descritos a seguir.

Além disto, deve ficar entendido que a estação base e/ou oterminal podem utilizar os sistemas (Figuras 7-8) e/oumétodos (Figuras 3-4) aqui descritos para facilitar acomunicação sem fio entre eles.

Com referência agora à Figura 9, em um downlink,no ponto de acesso 1005, um processador de dados detransmissão (TX) 1010 recebe, formata, codifica, intercalae modula (ou mapeia em símbolos) dados de tráfego e provêsímbolos de modulação ("símbolos de dados"). Um moduladórde símbolos 1015 recebe e processa os símbolos de dados eos símbolos piloto e provê um fluxo de símbolos. Ummodulador de símbolos 1015 multiplexa símbolos piloto e dedados nas sub-bandas apropriadas, provê um valor de sinalde zero para cada sub-banda não utilizada e obtém umconjunto de N símbolos de transmissão para as N sub-bandaspara cada período de símbolos. Cada símbolo de transmissãopode ser um símbolo de dados, um símbolo piloto ou um valorde sinal de zero. Os símbolos piloto podem ser enviadoscontinuamente em cada período de símbolos. Os símbolospiloto podem ser multiplexados por divisão de freqüência(FDM), multiplexados por divisão de freqüência ortogonal(OF.DM), multiplexados por divisão de tempo (TDM) oumultiplexados por divisão de código (CDM) . No caso de umsistema OFDM, o modulador de símbolos 1015 pode transformarcada conjunto de N símbolos de transmissão no domínio dotempo utilizando uma IFFT de N pontos para obter um símbolo"transformado" que contém N chips no domínio do tempo. 0modulador de símbolos 1015 repete tipicamente uma parte decada símbolo transformado para obter um símbolocorrespondente. A parte repetida é conhecida como umprefixo cíclico e é utilizada para combater o espalhamentode retardo no canal sem fio.

Uma unidade transmissora (TMTR) 1020 recebe econverte o fluxo de símbolos em um ou mais sinaisanalógicos e adicionalmente condiciona (por exemplo,amplifica, filtra e converte ascendentemente em freqüência)os sinais analógicos para gerar um sinal de downlinkadequado para transmissão através do canal sem fio. O sinalde downlink é então transmitido aos terminais através deuma antena 1025. No terminal 1030, uma antena 1035 recebe osinal de downlink e provê o sinal recebido a uma unidadereceptora (RCVR) 1040. A unidade receptora 1040 condiciona(filtra, amplifica e converte descendentemente emfreqüência, por exemplo) o sinal recebido e digitaliza osinal condicionado para obter amostras. Um demodulador desímbolos 1045 remove o prefixo cíclico anexado a cadasímbolo, transforma cada símbolo transformado recebido nodomínio da freqüência utilizando uma FFT de N pontos, obtémN símbolos recebidos para as N sub-bandas para cada períodode sírrtbolos, e provê os símbolos piloto recebidos a umprocessador 1050 para .estimação de canal. O demodulador desímbolos, 104 5 adicionalmente recebe uma estimativa deresposta em freqüência para o downlink proveniente doprocessador 1050, realiza demodulação de dados nos símbolosde dados recebidos para obter estimativas de símbolos dedados (que são estimativas dos símbolos de dadostransmitidos), e provê as estimativas de símbolos de dadosa um processador de dados RX 1055, que demodula (demapeiaem símbolos, por exemplo), deintercala e decodifica asestimativas de símbolos de dados para recuperar os dados detráfego transmitidos. 0 processamento pelo demodulador desímbolos 1045 e pelo processador de dados RX 1055 écomplementar ao processamento pelo modulador de símbolos1015 e pelo processador de dados TX 1010, respectivamente,no ponto de acesso 1000.

No uplink, um processador de dados TX 1060processa dados de tráfego e provê símbolos de dados. Ummodulador de símbolos 1065 recebe e multíplexa os símbolosde dados com símbolos piloto, realiza modulação e provê umfluxo de símbolos. Os símbolos piloto podem sertransmitidos em sub-bandas que foram designadas ao terminal1030 para transmissão de piloto, onde o número desubbandas de piloto para o uplink pode ser o mesmo oudiferente do número de subbandas de piloto para o downlink.

Uma unidade transmissora 1070 em seguida recebe e processao fluxo de símbolos para gerar um sinal de uplink, que étransmitido pela antena 1035 ao ponto de acesso 1010.

No ponto de acesso 1010, o sinal de uplink doterminal 1030 é recebido pela antena 1025 e processado poruma unidade receptora 1075 para obter amostras. Umdemodulador de símbolos 1080 processa então as amostras eprovê símbolos piloto recebidos e estimativas de símbolosde dados ao uplink, Um processador de dados RX 1085processa as estimativas de símbolos de dados para recuperaros dados de tráfego transmitidos pelo terminal 1035. Umprocessador 1090 realiza estimação de canal para cadaterminal ativo que transmite no uplink. Múltiplos terminaispodem transmitir piloto concomitantemente no uplink em seusrespectivos conjuntos designados de subbandas de piloto,onde os conjuntos de subbandas de piloto podem serentrelaçados.

Os processadores 1090 e 1050 orientam (como, porexemplo, controlam, coordenam, gerenciam, etc.) ofuncionamento no ponto de acesso 1010 e no terminal 1035,respectivamente. Os respectivos processadores 1090 e 1050podem ser associados a unidades de memória (não mostradas),que armazenam códigos de programa e dados. Os processadores1090 e 1050 podem também realizar computações para derivarestimativas de resposta ao impulso e em freqüência para ouplink e o downlink, respectivamente.

Para um sistema de acesso múltiplo (como, porexemplo, FDMA, OFDMA, CDMA, TDMA, etc.), múltiplosterminais podem transmitir concomitantemente no upllink.Para tal sistema, as subbandas de piloto podem sercompartilhadas entre diferentes terminais. As técnicas deestimação de canal podem ser utilizadas nos casos em que assubbandas de piloto para cada terminal se estendem por todaa banda de operação (possivelmente exceto nas bordas dabanda). Tal estrutura de subbanda de piloto seria desejávelpara se obter diversidade em freqüência para cada terminal.

As técnicas aqui descritas podem ser implementadas pordiversos meios. Por exemplo, estas técnicas podem serimplementadas em hardware, software ou uma combinação dosmesmos. Para uma implementação em hardware, as unidades deprocessamento utilizadas na estimação de canal podem serimplementadas dentro de um ou mais circuitos integrados deaplicação especifica (ASICs), processadores de sinaisdigitais (DSPs), . dispositivos de processamento de sinaisdigitais (DSPDs), dispositivos lógicos programáveis (PLDs),arranjos, de portas programáveis em campo, (FPGAs),processadores, , controladores, microcontroladores,microprocessadores, outras unidade eletrônicas projetadaspara realizar as funções aqui descritas ou uma combinaçãodos mesmos. Com software, a implementação pode ser atravésde módulos (como, por exemplo, procedimentos, funções eassim por diante) que realizem as funções aqui descritas.

Os códigos de software podem ser armazenados em uma unidadede memória e executados pelos processadores 1090 e 1050.Para uma implementação em software, as técnicasaqui descritas podem ser implementadas com módulos (como,por exemplo, procedimentos, funções e assim por diante) querealizem as funções aqui descritas. Os códigos de softwarepodem ser armazenados em unidades de memória e executadospor processadores. A unidade de memória pode serimplementada dentro do processador ou fora do processador,e neste caso ela pode ser comunicativamente acoplada aoprocessador por diversos meios, conforme é sabido natécnica.

O que foi descrito acima inclui exemplos de umaou mais modalidades. Evidentemente, não é possíveldescrever cada combinação concebível de componentes oumetodologias para fins de descrição das modalidades acimamencionadas, mas os versados na técnica podem reconhecerque são possíveis muitas outras combinações e permutação dediversas modalidades. Por conseguinte, as modalidadesdescritas pretendem abranger todas as alterações,modificações e variações que se incluam dentro do espíritoe escopo das reivindicações anexas. Além disto, na medidaem que o termo "inclui" é utilizado ou na descriçãodetalhada ou nas reivindicações, tal termo pretende serinclusivo de uma maneira semelhante ao termo"compreendendo" como "compreendendo" é interpretado quandoutilizado como uma palavra de transição em umareivindicação.

Claims (36)

1. Método para aumentar capacidade de sistemapara um ambiente de comunicação sem fio, compreendendo:designar um código de embaralhamento único a umcluster de códigos Walsh que tem um conjunto de seqüênciasde códigos Walsh ortogonais, com base em informaçõesespaciais; edesignar uma seqüência de códigos Walsh a umdispositivo de usuário.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1,compreendendo adicionalmente avaliar se capacidade desistema foi ultrapassada.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2,compreendendo adicionalmente definir um número de clustersde códigos Walsh suficiente para atender às exigências desistema quando a capacidade de sistema tiver sidoultrapassada.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1,compreendendo adicionalmente determinar se uma assinaturaespacial para um primeiro dispositivo de usuário estádentro de uma faixa limite predeterminada de uma assinaturaespacial para um segundo dispositivo de usuário.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, noqual a faixa limite predeterminada é baseada, pelo menos emparte, na distância dentro da qual os primeiro e segundodispositivos de usuário interferirão um com o outro quandoa eles forem designados códigos Walsh idênticos.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1,compreendendo adicionalmente designar um primeiro e umsegundo dispositivos de usuário a diferentes clusters decódigos Walsh quando da determinação de que assinaturasespaciais para os primeiro e segundo dispositivos deusuário estão fora de uma faixa limite predeterminada.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1,compreendendo adicionalmente designar um primeiro e segundodispositivos de usuário a um mesmo cluster de códigos Walshquando da determinação de que assinaturas espaciais para osprimeiro e segundo dispositivos de usuário estão dentro deuma faixa limite predeterminada.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, noqual aos dispositivos de usuário dentro do mesmo cluster decódigos Walsh são designadas seqüências de códigos Walshortogonais.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, noqual vários clusters de códigos Walsh são definidos comotendo conjuntos duplicados de códigos Walsh ortogonais.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, noqual o ambiente de comunicação sem fio emprega um protocolode acesso múltiplo por divisão de código de banda larga.

11. Equipamento de comunicação sem fio,compreendendo:uma memória que armazena informações relacionadasa pelo menos um cluster de códigos Walsh compreendendo umconjunto de seqüências de códigos Walsh ortogonais; eum processador, acoplado à memória, que designaum código de embaralhamento único ao pelo menos um clusterde códigos Walsh e que designa uma seqüência de códigosWalsh a um dispositivo de usuário.

12. Equipamento, de acordo com a reivindicação 11, no qual a memória armazena uma tabela de consultacompreendendo informações relacionadas a clusters decódigos Walsh, seqüências de códigos Wals.h em cada cluster,designações de dispositivos de usuário de seqüências decódigos Walsh e códigos de embaralhamento designados a cadacluster.

13. Equipamento, de acordo com a reivindicação-12, no qual o processador avalia assinaturas espaciaisassociadas a dispositivos de usuário no setor e agrupa osdispositivos de usuário em subconjuntos com base, pelomenos em parte, nas assinaturas espaciais dos dispositivosde usuário.

14. Equipamento, de acordo com a reivindicação-13, no qual o processador designa subconjuntos dedispositivos de usuário no setor a um cluster de códigos.

15. Equipamento, de acordo com a reivindicação-14, no qual o processador designa adicionalmente cada umdos dispositivos de usuário em um subconjunto a umaseqüência de códigos Walsh ortogonais diferente no clusterpara mitigar interferência entre dispositivos de usuário nomesmo cluster.

16. Equipamento, de acordo com a reivindicação-12, no qual o processador designar um código deembaralhamento único a cada cluster para diferenciar entreclusters.

17. Equipamento, de acordo com a reivindicação-16, no qual o código de embaralhamento é um código depseudo-ruido.

18. Equipamento, de acordo com a reivindicação-11, no qual o equipamento de comunicação sem fio secomunica de acordo com um protocolo de acesso múltiplo pordivisão de código em banda larga.

19. Equipamento, de acordo com a reivindicação-11, no qual o equipamento de comunicação sem fio secomunica de acordo com pelo menos um dentre comunicaçãoduplexada por divisão de tempo e comunicação duplexada pordivisão de freqüência.

20. Equipamento para aumentar capacidade desistema em um setor em um ambiente de comunicação sem fio,compreendendo:mecanismos para gerar múltiplos clusters decódigos Walsh que têm um conjunto completo de seqüênciasWalsh ortogonais;mecanismos para designar um código deembaralhamento único a cada cluster de códigos Walsh; emecanismos para designar subconjuntos dedispositivos de usuário a clusters de códigos Walsh, em quea cada dispositivo de usuário é designada pelo menos umaseqüência Walsh ortogonal em um cluster de códigos Walsh.

21. Equipamento, de acordo com a reivindicação 20, compreendendo adicionalmente mecanismos para avaliarassinaturas espaciais para um conjunto de dispositivos deusuário no setor e agrupar os dispositivos de usuário emsubconjuntos com base, pelo menos em parte, em respectivasassinaturas espaciais.

22. Equipamento, de acordo com a reivindicação 21, compreendendo adicionalmente mecanismos para escalonaro número de clusters de códigos Walsh de acordo com demandade sistema no setor, de modo que a todos os dispositivos deusuário seja designada pelo menos uma seqüência Walshortogonal.

23. Equipamento, de acordo com a reivindicação 21, no qual o ambiente de comunicação sem fio utiliza umprotocolo de acesso múltiplo por divisão de código em bandalarga.

24. Equipamento, de acordo com a reivindicação 23, no qual o ambiente de comunicação sem fio é pelo menosum dentre duplexado por divisão de tempo e duplexado pordivisão de freqüência.

25. Meio legível por computador que temarmazenadas no mesmo instruções executáveis por computadorpara:gerar múltiplos clusters de códigos Walsh quetêm, cada um, um conjunto completo de seqüências Walshortogonais;designar um código de embaralhamento único a cadacluster de códigos Walsh para idéntificar de maneira únicacada cluster; edesignar subconjuntos de dispositivos de usuárioa clusters de códigos Walsh, em que a cada dispositivo deusuário é designada pelo menos uma seqüência Walshortogonal em um cluster de códigos Walsh.

26. Meio legível por computador, de acordo com areivindicação 25, compreendendo adicionalmente instruçõespara agrupar dispositivos de usuário no setor emsubconjuntos com base, pelo menos em parte, em umaassinatura espacial associada a cada dispositivo deusuário.

27. Meio legível por computador, de acordo com areivindicação 26, compreendendo adicionalmente mecanismospara escalonar o número de clusters de códigos Walsh deacordo com demanda de sistema no setor, de modo que a todosos dispositivos de usuário seja designada pelo menos umaseqüência Walsh ortogonal.

28. Processador que executa instruções paraaumentar capacidade de sistema em um ambiente decomunicação sem fio de acesso múltiplo por divisão decódigo em banda larga, as instruções compreendendo:gerar múltiplos clusters de códigos Walsh quetêm, cada um, um conjunto completo de seqüências Walshortogonais;designar subconjuntos de dispositivos de usuárioa clusters de códigos Walsh, em que a cada dispositivo deusuário é designada pelo menos uma seqüência Walshortogonal em um cluster de códigos Walsh e em quesubconjuntos são gerados com base, pelo menos em parte, nasassinaturas espaciais dos dispositivos de usuário; edesignar um código de embaralhamento único a cadacluster de códigos Walsh para se distinguir entre osclusters de códigos Walsh.

29. Dispositivo móvel que facilita comunicaçãoatravés de uma rede sem fio, compreendendo:um componente que recebe uma designação de umaseqüência de códigos Walsh em um cluster de códigos Walsh;um componente que reconhece se a seqüência decódigos Walsh em um sinal entrante é designada áodispositivo móvel; e;um componente que reconhece se um código deembaralhamento esperado associado ao cluster de códigosWalsh está presente no sinal entrante;em que o dispositivo móvel desconsidera comopseudo-ruido um sinal entrante que não apresenta nem aseqüência de códigos Walsh designada nem o código deembaralhamento esperado.

30. Dispositivo móvel, de acordo com areivindicação 29, no . qual o dispositivo é pelo menos umdentre um telefone celular, um telefone inteligente, umdispositivo de comunicação portátil, um dispositivo decomputação portátil, um rádio via satélite, um sistema deposicionamento global, um laptop e um PDA.

31. Método para aumentar capacidade de sistema emum ambiente de comunicação sem fio, compreendendo as etapasde:designar dispositivos de usuário com assinaturasespaciais semelhantes a um mesmo cluster de códigos Walsh;edesignar dispositivos de usuário com assinaturasespaciais suficientemente diferentes a clusters de códigosWalsh diferentes.

32. Método, de acordo com a reivindicação 31,compreendendo adicionalmente designar um código deembaralhamento único a cada cluster de códigos Walsh parase distinguir entre clusters de códigos Walsh.

33. Método, de acordo com a reivindicação 31,compreendendo adicionalmente definir uma faixa limiteespacial predeterminada que delineia fronteiras espaciaisentre dispositivos de usuário.

34. Método, de acordo com a reivindicação 33,compreendendo adicionalmente designar dispositivos deusuário ao mesmo cluster de códigos quando suas assinaturasespaciais estão dentro da faixa limite espacialpredeterminada umas das outras.

35. Método, de acordo com a reivindicação 33,compreendendo adicionalmente designar dispositivos deusuário a diferentes clusters de códigos quando suasassinaturas espaciais não estão dentro da faixa limiteespacial predeterminada umas das outras.

36. Método, de acordo com a reivindicação 35,compreendendo adicionalmente permitir designação deseqüências de códigos Walsh idênticas em diferentesclusters de códigos a dispositivos de usuário designados adiferentes clusters de códigos.