BRPI0612089A2 - codificação e modulação para múltiplos fluxos de dados em um sistema de comunicação - Google Patents

Abstract

CODIFICAçAO E MODULAçAO PARA MúLTIPLOS FLUXOS DE DADOS EM UM SISTEMA DE COMUNICAçAO. Técnicas para a transmissão de múltiplos fluxos de dados para um único receptor utilizando uma única taxa de código e diferentes esquemas de modulação são descritas. As estimativas de canal são determinadas para múltiplos fluxos de dados e utilizados para selecionar uma única taxa de código e múltiplos esquemas de modulação para os múltiplos fluxos de dados. O sistema pode suportar um conjunto de taxas de código, e cada taxa de código pode ser associada com um conjunto respectivo de esquemas de modulação que pode ser utilizado com essa taxa de código. A única taxa de código para todos os fluxos de dados é selecionada dentre o conjunto de taxas de código suportadas, e o esquema de modulação para cada fluxo de dados é selecionado dentre o conjunto de esquemas de modulação associados com a única taxa de código. Os múltiplos fluxos de dados são encodificados de acordo com a única taxa de código. Cada fluxo de dados é adicionalmente modulado de acordo com e esquema de modulação selecionado para esse fluxo.

Description

"CODIFICAÇÃO E MODULAÇÃO PARA MÚLTIPLOS FLUXOS DE DADOS EM

UM SISTEMA DE COMUNICAÇÃO"FUNDAMENTOS

Campo

A presente descrição refere-se geralmente acomunicação, e mais especificamente a técnicas para atransmissão de múltiplos fluxos de dados em um sistema decomunicação.

Fundamentos

Em um sistema de comunicação, um transmissor podetransmitir múltiplos fluxos de dados através de múltiploscanais de transmissão para um receptor. O transmissorencodifica e modula tipicamente (ou mapeia em simbolo) osdados para cada fluxo antes da transmissão a fim decombater as condições prejudiciais de canal. O receptorrealiza a demodulação e decodificação complementares pararecuperar os dados enviados pelo transmissor. A codificaçãoe modulação realizadas pelo transmissor têm um grandeimpacto no desempenho da transmissão de dados.

A seleção de taxa se refere à seleção de umesquema de codificação e modulação adequado para cada fluxode dados a fim de se alcançar um nivel especificado dedesempenho, que pode ser quantificado por uma taxa de errode pacote alvo (PER). A seleção de taxa é desafiante vistoque os canais de transmissão podem sofrer de diferentescondições de canal (por exemplo, desvanecimento diferente,multipercurso, e efeitos de interferência) e podem alcançarrelações sinal/ruido e interferência (SNRs) diferentes. ASNR de um canal de transmissão determina sua capacidade detransmissão, que é tipicamente quantificada por uma taxa dedados em particular que pode ser enviada de forma confiávelno canal de transmissão. Se a SNR variar de canal detransmissão para canal de transmissão, então a taxa dedados suportada pode variar também de canal para canal.Adicionalmente, se as condições de canal variarem com otempo, então as taxas de dados suportadas pelos canais detransmissão variarão com o tempo também.

Existe, portanto, uma necessidade na técnica para secriar técnicas para a realização da codificação e modulaçãopara múltiplos fluxos de dados de forma a alcançar um bomdesempenho e simplificar a seleção de taxa.

SUMÁRIO

As técnicas para a transmissão de múltiplosfluxos de dados para um único receptor utilizando uma únicataxa de código e diferentes esquemas de modulação sãodescritas aqui. Essas técnicas podem simplificar aencodificação e decodificação, podem simplificar a seleçãode taxa e/ou reduzir a quantidade de informação de taxa aser enviada, e podem aperfeiçoar o desempenho.

De acordo com uma modalidade da descrição, umequipamento é descrito incluindo um controlador e umprocessador. O controlador obtém uma seleção de uma únicataxa de código e múltiplos esquemas de modulação paramúltiplos fluxos de dados a serem enviados para um receptorúnico. O processador encodifica os múltiplos fluxos dedados de acordo com a única taxa de código e modula osmúltiplos fluxos de dados de acordo com os múltiplosesquemas de modulação.

De acordo com outra modalidade, um equipamento édescrito incluindo um processador e um controlador. Oprocessador determina as estimativas de canal paramúltiplos fluxos de dados a serem enviados para um únicoreceptor. O controlador seleciona uma única taxa de códigoe múltiplos esquemas de modulação para múltiplos fluxos dedados com base nas estimativas de canal.Vários aspectos e modalidades da descrição sãodescritos em maiores detalhes abaixo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A figura 1 ilustra um diagrama de blocos de umtransmissor e um receptor em um sistema de comunicação demúltiplos canais de acordo com uma modalidade.

A figura 2 ilustra um processo para transmissãode múltiplos fluxos de dados para um único receptorutilizando uma única taxa de código e diferentes esquemasde modulação de acordo com uma modalidade.

A figura 3 ilustra um processo de seleção detaxas para os múltiplos fluxos de dados com uma taxaindependente por fluxo de acordo com uma modalidade.

A figura 4 ilustra um processo para a seleção detaxas para os múltiplos fluxos de dados com um conjunto detaxa quantizada por vetor de acordo com uma modalidade.

A figura 5 ilustra um diagrama de blocos de umprocessador de dados de transmissão (TX) de acordo com umamodalidade.

DESCRIÇÃO DETALHADA

O termo "ilustrativo" é utilizado aqui parasignificar "servindo como um exemplo, caso ou ilustração".Qualquer modalidade descrita aqui como "ilustrativo" nãodeve ser necessariamente considerada como preferida ouvantajosa sobre outras modalidades.

As técnicas de seleção de taxa e transmissão dedados descritas aqui podem ser utilizadas para váriossistemas de comunicação multicanal com múltiplos canais detransmissão. Por exemplo, essas técnicas podem serutilizadas para um sistema de múltiplas entradas emúltiplas saidas (MIMO) , um sistema de multiplexação pordivisão de freqüência ortogonal (OFDM), um sistema MIMO queutiliza OFDM (que é chamado um sistema MIMO-OFDM), umsistema de multiplexação por divisão de tempo (TDM), umsistema de multiplexação por divisão de freqüência (FDM),um sistema de multiplexação por divisão de código (CDM), eassim por diante.

Um sistema MIMO emprega múltiplas antenas detransmissão (T) em um transmissor e múltiplas antenas derecepção (R) em um receptor para a transmissão de dados. Umcanal MIMO formado pelas T antenas de transmissão e as Rantenas de recepção pode ser decomposto em S canaisespaciais, onde S < min {T, R} . S canais de transmissãopodem ser formados com S canais espaciais.

Um sistema OFDM divide a largura de banda totaldo sistema em múltiplas sub-bandas ortogonais (K), que sãotambém chamadas de tons, sub-portadoras, compartimentos ecanais de freqüência. Cada sub-banda é associada com umportador respectivo .que pode ser modulado com dados. Até Kcanais de transmissão podem ser formados com K sub-bandas.

Um sistema MIMO-OFDM possui S canais espaciais para cadauma das K sub-bandas. Até S-K canais de transmissão podemser formados com canais espaciais das K sub-bandas nosistema MIMO-OFDM.

Em geral, os múltiplos canais de transmissãopodem ser formados nos domínios espaciais, de freqüência,tempo e/ou código. Por exemplo, os múltiplos canais detransmissão podem corresponder a diferentes canaisespaciais em um sistema MIMO, diferentes canais espaciaisde banda larga em um sistema MIMO-OFDM, diferentessub-bandas em um sistema OFDM ou FDM, diferentes partiçõesde tempo em um sistema TDM, diferentes canais de código emum sistema CDM, e assim por diante. Um canal de transmissãotambém pode ser chamado de canal físico, canal de tráfego,canal de dados, canal paralelo, ou alguma outraterminologia. Por motivos de clareza, partes da descrição aseguir são para um sistema MIMO-OFDM.

A figura 1 ilustra um diagrama de blocos de umtransmissor 110 e um receptor 150 em um sistema decomunicação multicanal 100 de acordo com uma modalidade. Notransmissor 110, um processador de dados TX 120 recebedados de tráfego/pacote, processa (por exemplo, encodifica,intercala, e mapeia em símbolo) os dados de tráfego deacordo com as M taxas a partir de um controlador principal140, e gera M fluxos de símbolos de dados, onde M > 1.Como utilizado aqui, um símbolo de dados é um símbolo demodulação para dados de tráfego, um símbolo piloto é umsímbolo de modulação para piloto (que são dados que sãoconhecidos de antemão por ambos o transmissor e oreceptor), um símbolo de modulação é um valor complexo paraum ponto em uma constelação de sinal para um esquema demodulação (por exemplo, PSK ou QAM), um símbolo detransmissão é um símbolo a ser enviado a partir de umaantena de transmissão em uma sub-banda em um período desímbolo, e um símbolo é um valor complexo. Um processadorespacial TX 130 multiplexa os M fluxos de símbolo de dadoscom símbolos piloto, realiza o processamento espacial nosdados e símbolos piloto (por exemplo, paraautodirecionamento, nenhum direcionamento, ou espalhamentoespacial, que serão descritos abaixo), e fornece T fluxosde símbolos de transmissão, onde T > M. Os M fluxos desímbolo de dados são para os M fluxos de dados. Os T fluxosde símbolo de transmissão são gerados de forma que os Mfluxos de dados sejam enviados nos M canais de transmissão.

Uma unidade transmissora (TMTR) 132 processa os Tfluxos de símbolo de transmissão (por exemplo, para OFDM) egera T sinais modulados, que são transmitidos a partir dasT antenas e através de um primeiro link de comunicação 148.O link de comunicação 148 distorce os sinais modulados comuma resposta de canal e degrada adicionalmente os sinaismodulados com ruido aditivo Gaussiano branco (AWGN) epossivelmente interferência de outros transmissores.

No receptor 150, R antenas recebem sinaistransmitidos e fornecem R sinais recebidos para uma unidadereceptora (RCVR) 160. Unidade receptora 160 condiciona edigitaliza os R sinais recebidos e processa adicionalmenteas amostras de forma complementar ao processamentorealizado pela unidade transmissora 132. A unidadereceptora 160 fornece símbolos piloto recebidos para umestimador/processador de canal 172 e R fluxos de símbolosde dados recebidos para um processador espacial de recepção(RX) 170. O estimador de canal 172 deriva as estimativas decanal para o link de comunicação 148 e fornece asestimativas de canal para o processador espacial RX 170. 0processador espacial RX 170 realiza o processamentoespacial receptor nos R fluxos de símbolo de dadosrecebidos com as estimativas de canal (por exemplo,utilizando uma técnica CSI total, CCMI ou MMSE, comodescrito abaixo) e fornece M fluxos de símbolo detectados,que são estimativas dos M fluxos de símbolo de dadosenviados pelo transmissor 110. Um processador de dados RX180 processa (por exemplo, demapeia em símbolo,deintercala, e decodifica) os M fluxos de símbolodetectados de acordo com as M taxas selecionadas para essesfluxos e fornece os dados decodificados, que é umaestimativa dos dados de trafego enviados pelo transmissor110. 0 processador de dados RX 180 pode adicionalmentefornecer resultados da decodificação (por exemplo, acondição de cada pacote) para um seletor/controlador detaxa 182.Os controladores principais 140 e 190 controlam aoperação de várias unidades de processamento no transmissor110 e receptor 150, respectivamente. As unidades de memória142 e 192 armazenam dados e códigos de programa utilizadospelos controladores 140 e 190, respectivamente.

Para o controle de seleção de taxa/seleção de taxa, oestimador de canal 172 pode processar os símbolos pilotorecebidos e possivelmente os símbolos de dados detectados ederivar as estimativas de canal, por exemplo, estimativasSNR, para os canais de transmissão. O seletor de taxa 182recebe as estimativas de CANAL e os resultados dadecodificação, seleciona uma única taxa de código paratodos os M fluxos de dados e um esquema de modulação paracada fluxo de dados, e fornece M taxas para os M fluxos dedados para o controlador 190. A taxa para cada fluxo dedados indica a taxa de código e o esquema de modulação parauso para esse fluxo de dados.

O controlador 190 envia a informação sobre taxa(por exemplo, as M taxas) e possivelmente outrasinformações (por exemplo, confirmações (ACKs) para ospacotes decodificados corretamente) através de um segundolink de comunicação 152 para o transmissor 110. 0controlador 140 no transmissor 110 recebe a informação detaxa e fornece M taxas para o processador de dados TX 120.A figura 1 ilustra a seleção de taxa sendo realizada peloreceptor 150. Em geral, a seleção de taxa pode serrealizada pelo receptor 150, ou transmissor 110, ou ambos.

Em um aspecto, uma única taxa de código éselecionada para todos os M fluxos de dados e um esquema demodulação diferente pode ser selecionado para cada fluxo dedados. As M taxas para os M fluxos de dados possuem, dessaforma, a mesma taxa de código e podem ter os mesmosesquemas de modulação ou esquemas diferentes. O uso de umaúnica taxa de código para todos os fluxos de dados podesimplificar a encodificação no transmissor e adecodificação no receptor, pode simplificar a seleção detaxa e/ou reduzir a quantidade de realimentação de taxa, epode aperfeiçoar o desempenho para os fluxos de dados.

O sistema pode suportar um conjunto de taxas decódigo. Cada taxa de código pode ser associada com umesquema de codificação especifico e uma quantidadeespecifica de redundância. As taxas de código suportadaspodem ser associadas com (1) diferentes esquemas decodificação ou (2) o mesmo esquema de codificação, masdiferentes taxas de perfuração. Um esquema de codificaçãopode compreender um código convolucional, um Turbo código,um código de bloco, algum outro código, ou uma combinaçãodos mesmos.

A Tabela 1 ilustra um conjunto ilustrativo detaxas suportadas pelo sistema. Cada taxa suportada éassociada com uma taxa de dados especifica, uma taxa decódigo especifica, um esquema de modulação especifico, euma SNR minima especifica necessária para se alcançar onivel desejado de desempenho. A taxa de dados pode serfornecida em número de bits de informação por símbolo demodulação (bits/símbolo). O nível desejado de desempenhopode ser quantificado por uma PER alvo, por exemplo, 1% dePER para um canal AWGN de não desvanecimento. A SNR exigidapara cada taxa pode ser obtida através de simulação decomputador, medição empírica, computação, e/ou algum outromeio e para um projeto de sistema específico (por exemplo,a taxa de código específica, o esquema de intercalação, e oesquema de modulação utilizados para essa taxa) e um canalAWGN.

Para o exemplo ilustrado na Tabela 1, quatrotaxas de código de 1/4, 1/2, 3/4 e 7/8 são suportadas. Osesquemas de modulação de BPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM e 256-QAM podem ser utilizados com taxas de código 1/4, 1/2 e3/4. Os esquemas de modulação de QPSK, 16-QAM, 64-QAM e256-QAM podem ser utilizados com a taxa de código de 7/8.

Dessa forma, apenas determinadas taxas (ou os pares de taxade código e modulação) são permitidas. Em geral, o sistemapode suportar qualquer conjunto de taxas de código, quepodem incluir taxas de código não listadas na Tabela 1 talcomo as taxas de código de 7/12, 5/8, 5/6 e assim pordiante. Adicionalmente, o sistema pode permitir quequalquer conjunto de esquemas de modulação seja utilizadocom cada taxa de código. A Tabela 1 também ilustra as SNRsnecessárias para algumas taxas.

Tabela 1 - Conjunto de Taxa

<table>table see original document page 10</column></row><table>

A figura 2 ilustra um processo 200 para atransmissão de múltiplos fluxos de dados (M) para um únicoreceptor utilizando uma única taxa de código e diferentesesquemas de modulação de acordo com uma modalidade. Umaúnica taxa de código é selecionada para todos os M fluxosde dados e um esquema de modulação é selecionado para cadafluxo de dados com base nas estimativas de canal, porexemplo, estimativas SNR, para esses fluxos de dados (bloco210) . As estimativas para os fluxos de dados podem serdependentes do número de fluxos de dados sendotransmitidas, da técnica de processamento espacial doreceptor utilizada pelo receptor, e assim por diante, comodescrito abaixo. A seleção de taxa pode ser realizada devárias formas, como também descrito abaixo.

A seleção de taxa no bloco 210 pode ser realizadapelo receptor, e as taxas selecionadas podem ser enviadasde volta para o transmissor, como ilustrado na figura 1.Alternativamente, a seleção de taxa pode ser realizada pelotransmissor com base na informação obtida a partir de/parao receptor. Por exemplo, em um sistema duplexado pordivisão de tempo (TDD) , o link de transmissão dotransmissor para o receptor e o link de recebimento doreceptor para o transmissor podem ser consideradosrecíprocos um com relação ao outro. Nesse caso, otransmissor pode derivar as estimativas de canal, porexemplo, estimativas SNR, para o link de recebimento combase em um piloto recebido do receptor. O transmissor podeentão derivar as estimativas para o link de transmissão combase nas estimativas para o link de recebimento e umparâmetro assimétrico indicativo da diferença, por exemplo,as diferenças nas SNRs para os dois links. O transmissorpode então selecionar as taxas para os fluxos de dados combase nas estimativas para o link de transmissão. Otransmissor e o receptor também podem realizar em conjuntoa seleção de taxa.

Independentemente de como a seleção de taxa érealizada, o transmissor obtém as taxas selecionadas paraos fluxos de dados. O transmissor então encodifica os dadosde tráfego para todos os fluxos de dados de acordo com aúnica taxa de código selecionada para esses fluxos de dados(bloco 212). 0 transmissor então modula (ou mapeia emsímbolo) os dados codificados para cada fluxo de dados deacordo com o esquema de modulação selecionado para essefluxo (bloco 214) . O transmissor processa adicionalmente osfluxos de dados (por exemplo, para transmissão espacial,OFDM, e assim por diante) e transmite esses fluxos de dadosem múltiplos canais de transmissão (bloco 216).

A seleção de taxa no bloco 210 pode ser realizadano começo de uma transmissão de dados, em cada quadro oupartição de tempo, em momentos designados, e assim pordiante. A codificação e modulação para as fluxos de dadossão ajustadas toda vez que novas taxas são selecionadaspara esses fluxos de dados.

Diferentes números de fluxos de dados (porexemplo, uma, duas, três, ou mais fluxos de dados) podemser transmitidos simultaneamente. Os fluxos de dados podeminterferir um com o outro, por exemplo, se esses fluxos dedados forem enviados em múltiplos canais espaciais de umcanal MIMO. A maior capacidade de transmissão total podeser alcançada pela transmissão do número máximo de fluxosde dados ou possivelmente mínimo de fluxos de dados,dependendo das condições de canal e da quantidade deinterferência entre esses fluxos de dados.

A figura 3 ilustra um processo 210a para seleçãodas taxas para os fluxos de dados em um sistema com taxaindependente por fluxo de acordo com uma modalidade. 0processo 210a é uma modalidade do bloco 210 na figura 2. Oprocesso 210a avalia diferentes números de fluxos de dadose diferentes taxas de código e seleciona o número de fluxosde dados e a taxa de código que fornece a maior capacidadede transmissão total e são suportadas pelas condições decanal. Cada número diferente de fluxos de dados é chamadotambém de combinação de fluxo ou um fluxo hipotético. 0número de combinações de fluxo para avaliação é tipicamentedependente do número de canais de transmissão disponíveispara transmissão de dados. Por exemplo, em um sistema MIMOcom S canais espaciais, S combinações de fluxo para 1,2,..., e S fluxos de dados podem ser avaliadas. As taxas decódigo para avaliação podem ser taxas de código de 1/4,1/2, 3/4 e 7/8 para o exemplo ilustrado na Tabela 1.

Inicialmente, uma variável max_otp utilizada paraarmazenar a maior capacidade de transmissão total atual éiniciada em zero, ou max__otp=0 (bloco 310) . Uma variável Mutilizada para denotar o número de fluxos de dados paratransmissão é iniciada em um ou M = 1 (também bloco 310).

Um loop 320 avalia uma combinação de fluxo decada vez, começando com o menor número de fluxos de dados(ou M = I) para a primeira interação desse loop. Umacombinação de fluxo com M fluxos de dados é selecionadapara avaliação (bloco 322) . Para essa combinação de fluxo,uma estimativa SNR é determinada para cada fluxo de dadoscom a consideração de que M fluxos de dados serão enviadosem M canais de transmissão (bloco 324). A estimativa SNR édescrita abaixo.

Um loop 330 avalia uma taxa de código de cadavez, por exemplo, começando com a taxa de código mais baixapara a primeira interação desse loop. Uma taxa de código éselecionada para avaliação (bloco 332). Para a taxa decódigo atual, um esquema de modulação é selecionado paracada uma das M fluxos de dados com base na estimativa SNRpara esse fluxo de dados e possivelmente as estimativas SNRpara os outros fluxos de dados (bloco 334). Por exemplo, aestimativa SNR para cada fluxo de dados pode ser comparadacom a SNR exigida para cada esquema de modulação permitidopara a taxa de código atual, e o esquema de modulação deordem mais alta com uma SNR exigida que é inferior a ouigual à estimativa de SNR pode ser selecionada para essefluxo de dados. Outros esquemas para seleção de esquemas demodulação para as M fluxos de dados são descritos abaixo.

Depois de selecionar os esquemas de modulaçãopara os M fluxos de dados, a taxa de dados para cada fluxode dados é determinada com base no esquema de modulaçãoselecionado para esse fluxo de dados e a taxa de códigoatual. A capacidade de transmissão total para a taxa decódigo atual é então computada como a soma das taxas dedados para os M fluxos de dados (bloco 336) . Se essamax otp for atualizada com essa capacidade de transmissãogeral, e a combinação de fluxo atual, a taxa de códigoatual, e os esquemas de modulação para os M fluxos de dadossão salvos (bloco 340).

Uma determinação é então feita se todas as taxasde código foram avaliadas (bloco 342) . Se a resposta for"não", então o processo retorna para o bloco 332 paraavaliar outra taxa de código, por exemplo, a próxima taxade código mais alta. Do contrário, se todas as taxas decódigo tiverem sido avaliadas para a presente combinação defluxo, então uma determinação é feita para se saber sesaber se todas as combinações de fluxo foram avaliadas(bloco 344). Se a resposta for "não", então a variável M éincrementada como M = M + 1 (bloco 346), e o processoretorna para o bloco 322 para avaliar outra combinação defluxo. Do contrário, se todas as combinações de fluxotiverem sido avalizadas, então a combinação de fluxo, taxade código, e esquemas de modulação com a maior capacidadede transmissão total são fornecidas para uso (bloco 348).

Múltiplas taxas de código para uma determinadacombinação de fluxo podem ter a mesma capacidade detransmissão geral mais alta. Nesse caso, a taxa de códigomais robusta (que é a taxa de código mais baixa) dentreessas múltiplas taxas de código pode ser selecionada. Issopode ser alcançado (1) avaliando as taxas de código emordem seqüencial começando com a taxa de código mais baixae (2) salvando uma taxa de código mais alta apenas se acapacidade de transmissão total for mais alta, comoilustrado na figura 3.

Múltiplas combinações de fluxo também podem ter amesma capacidade de transmissão total mais alta. Em umamodalidade, a combinação de fluxo com o menor número defluxos de dados é selecionada quando múltiplas combinaçõesde fluxo possuem a mesma capacidade de transmissão totalmais alta. Isso pode ser alcançado (1) avaliando ascombinações de fluxo na ordem seqüencial começando com acombinação de fluxo possuindo o menor número de fluxos dedados e (2) salvando uma combinação de fluxo apenas se acapacidade de transmissão total for mais alta, comoilustrado na figura 3.

Em outra modalidade, a combinação de fluxo com amaior margem SNR total é selecionada quando múltiplascombinações de fluxo possuem a mesma capacidade detransmissão total mais alta. A margem SNR para cada fluxode dados m pode ser expressa como:

SNRmmem (m) = SNResl (m) - SNRexig (Rm), com m = \,...,M, Eq(I)

onde Rm é a taxa selecionada para o fluxo de dados m ;

SNResl(m) é a estimativa de SNR para o fluxo de dados m ;

SNRexig(Rm) é a SNR exigida para a taxa Rm; e

SNRmargem(rn) é a margem de SNR para o fluxo de dados m .

SNResl(m), SNRexig(Rm) e SNRmmgem(rn) são fornecidas em unidadesde decibel (dB) . A margem de SNR total para todos os Mfluxos de dados pode ser expressa como:<formula>formula see original document page 16</formula>

Em outra modalidade, quando múltiplas combinaçõesde fluxo possuem a mesma capacidade de transmissão maisalta, uma combinação de fluxo com mais fluxos de dados éselecionada se sua margem SNR total exceder a margem SNRtotal de outra combinação de fluxo com menos fluxos dedados por uma quantidade predeterminada, que é denotadaAmargem. Em geral, quando múltiplas combinações de fluxopossuem a mesma capacidade de transmissão total mais alta,uma combinação de fluxo com menos fluxos de dados pode serselecionada para reduzir a interferência entre esses fluxose para simplificar o processamento no transmissor ereceptor. No entanto, uma combinação de fluxo com maisfluxos de dados pode ser selecionada se o desempenhoaperfeiçoado (capacidade de transmissão total mais alta,maior margem SNR total, e assim por diante) puder seralcançado.

Em geral, quando múltiplas combinações de fluxopossuem a mesma capacidade de transmissão total mais alta,qualquer um, qualquer combinação, ou todas asmodalidades/critérios descritos acima (taxa de código,número de fluxos, margem SNR, e assim por diante) podem serutilizados para selecionar uma combinação de fluxo. Porexemplo, se múltiplas combinações de fluxo possuírem amesma capacidade de transmissão total mais alta, então (1)as combinações de fluxo com o menor número de fluxos podemser selecionadas, então (2) a partir dessas combinações defluxo selecionadas as combinações de fluxo com maior margemSNR para, digamos, o fluxo mais baixo podem serselecionadas, então (3) a partir dessas combinações defluxo selecionadas as combinações de fluxo com a taxa decódigo mais robusta podem ser selecionadas, e assim pordiante, até que apenas uma combinação de fluxo sejaselecionada.

Em uma modalidade da seleção de taxa, que éilustrada na figura 3, um esquema de modulação éselecionado de forma independente para cada fluxo de dadoscom base apenas na estimativa SNR para esse fluxo de dados.Essa modalidade pode ser utilizada, por exemplo, se osistema permitir uma seleção de taxa independente por fluxoe cada fluxo de dados é independentemente encodificada(descrito abaixo). A seleção de um esquema de modulação comuma margem SNR positiva para cada fluxo de dados garanteque cada fluxo de dados possa ser recebida de formaconfiável.

Em outra modalidade da seleção de taxa, osesquemas de modulação para os M fluxos de dados sãoselecionados com compartilhamento de margem. Essamodalidade pode ser utilizada, por exemplo, se o sistemapermitir uma seleção de taxa independente por fluxo e osfluxos de dados são encodifiçados em conjunto (descritoabaixo). Para essa modalidade, um esquema de modulação éinicialmente selecionado para cada fluxo de dados com basena estimativa SNR para esse fluxo de dados, como descritoacima. A margem SNR para cada fluxo de dados é determinadacomo ilustrado na equação (1) . A margem SNR total paratodos os M fluxos de dados é então computada como ilustradona equação (2). A margem SNR total é distribuída para um oumais fluxos de dados para permitir que um esquema demodulação de ordem mais alta seja selecionado para cada umados um ou mais fluxos de dados, se possível.

A distribuição da margem SNR total pode serrealizada de várias formas. Em um primeiro esquema para ocompartilhamento de margem, os M fluxos de dados sãoclassificados em ordem decrescente com base em suasestimativas SNR, das estimativas SNR mais alta para a maisbaixa. Os fluxos de dados classificados são entãoselecionados, uma de cada vez, para possível promoção,começando com o fluxo de dados possuindo a estimativa SNRmais alta. Uma SNR promovida é computada para o fluxo dedados selecionado como a diferença entre a SNR exigida parao próximo esquema de modulação de ordem mais alta (sealgum) e a SNR exigida para o esquema de modulaçãoinicialmente selecionado para esse fluxo de dados. Se a SNRpromovida for inferior a ou igual à margem de SNR total,então o fluxo de dados selecionado é promovido para opróximo esquema de modulação de ordem mais alta, e a margemSNR total é reduzida pela SNR promovida. 0 fluxo de dadosselecionado recebe, dessa forma, uma margem SNR suficientepara selecionar o próximo esquema de modulação de ordemmais alta. 0 mesmo processamento é repetido para cada fluxode dados restante até que nenhum fluxo de dados possa serpromovida.

Em um segundo esquema para o compartilhamento demargem, os M fluxos de dados são classificados em ordemcrescente com base em suas estimativas SNR, das estimativasSNR mais baixas para as mais altas. Os fluxos de dadosclassificados são então selecionados um de cada vez parapossível promoção, começando com o fluxo de dados possuindoa menor estimativa SNR.

Em um terceiro esquema para compartilhamento demargem, os M fluxos de dados são classificados em ordemcrescente com base em suas SNRs diferenciais, das SNRsdiferenciais mais baixas para as mais altas. A SNRdiferencial para um fluxo de dados é a diferença entre aSNR exigida para o próximo esquema de modulação de ordemmais alta e a estimativa SNR para o fluxo de dados. Osfluxos de dados classificados são então selecionados um decada vez para possível promoção, começando com o fluxo dedados possuindo a SNR diferencial mais baixa. Esse esquematenta promover primeiro o fluxo de dados que precisa damenor quantidade de margem SNR para promoção, que podeaperfeiçoar o desempenho e permitir que mais fluxos dedados sejam promovidos.

Em um quarto esquema para compartilhamento demargem, os M fluxos de dados são classificados em ordemcrescente com base em suas SNRs promovidas, das SNRspromovidas mais baixas para as mais altas. Os fluxos dedados classificados são então selecionados um de cada vezpara possível promoção, começando com o fluxo de dadospossuindo a menor SNR promovida. Esse esquema tentapromover primeiro o fluxo de dados possuindo a menor SNRpromovida, o que permite que mais fluxos de dados sejampromovidos.

Outros esquemas para a realização decompartilhamento de margem também podem ser utilizados, eisso está dentro do escopo da descrição. Em geral, a margemSNR total pode ser distribuída para os M fluxos de dados emvárias ordens e formas. Em uma modalidade, um fluxo dedados pode ser promovido para um esquema de modulação que émais que uma ordem mais alto. Por exemplo, o fluxo de dadosselecionado pode ser promovido o máximo possível com basena margem SNR total. Em outra modalidade, a quantidade demargem SNR que pode ser alocada a um fluxo de dados estálimitada a estar dentro de um valor predeterminadoSNRaloc max . SNRaloc limita a quantidade de margem SNR

negativa observada por qualquer fluxo de dados e garanteque nenhum fluxo de dados seja enviado a uma taxa com umaSNR exigida que é excessivamente maior do que a estimativaSNR para esse fluxo de dados. SNRaloc max pode ser um valorfixo para todas as taxas de código. Alternativamente,SNRaloc max pode ser um valor variável que é uma função dataxa de código de forma que uma SNRal0C_mla menor possa serutilizada para uma taxa de código menos robusta (porexemplo, taxa de código de 7/8) e uma SNRaloc max maior possaser utilizada para uma taxa de código mais robusta (porexemplo, taxa de código 1/2).

Um sistema pode permitir apenas determinadascombinações de taxas, por exemplo, a fim de reduzir aquantidade de informação de taxa para enviar de volta parao transmissor. O conjunto de combinações de taxa permitidopelo sistema é freqüentemente chamado de conjunto de taxaquantizado por vetor. A Tabela 2 ilustra um conjunto detaxa quantizada por vetor ilustrativo para um sistema noqual o transmissor pode transmitir até quatro fluxos dedados e taxas de código de 1/4, 1/2 e 3/4 podem serselecionadas. Para cada combinação de taxa, a capacidade detransmissão total (OTP), o número de fluxos de dados paratransmitir (Número de Fluxo) , a taxa de código para usarpara todos os fluxos de dados, e o esquema de modulaçãopara usar para cada fluxo de dados são fornecidos na Tabela2. Na Tabela 2, "B" denota BPSK, "Q" denota QPSK, "16"denota 16-QAM, "64" denota 64-QAM e "256" denota 256-QAM.

Como um exemplo, para a combinação de taxa com umacapacidade de transmissão total de 19,5 bits deinformação/período de símbolo, quatro fluxos de dados sãotransmitidos, a taxa de código de 3/4 é utilizada paratodos os quatro fluxos de dados, 256-QAM é utilizada paraos fluxos de dados 1 e 2, 64-QAM é utilizada para o fluxode dados 3, e 16-QAM é utilizada para o fluxo de dados 4.

Para as combinações de taxa com apenas um fluxo de dados,todos ou um subconjunto as taxas ilustrado na Tabela 1podem ser suportadas. O conjunto de taxa também pode serdefinido para cobrir outras taxas de código tal como, porexemplo, as taxas de código 7/12, 5/8, 5/6, 7/8, e assimpor diante.

Tabela 2 - Conjunto de Taxa Quantizada por Vetor

<table>table see original document page 21</column></row><table>

A figura 4 ilustra um processo 210b paraselecionar as taxas para os fluxos de dados em um sistemacom um conjunto de taxa quantizado por vetor de acordo comuma modalidade. O processo 210b é outra modalidade do bloco210 da figura 2. O processo 210b avalia diferentescombinações de fluxo e diferentes taxas de código com baseno conjunto de taxa suportado pelo sistema e seleciona acombinação de taxa que fornece a maior capacidade detransmissão total e é suportada pelas condições de canal.Inicialmente, a variável max_otp é iniciada emzero, e a variável M é iniciada em um (bloco 410) . Para aprimeira interação do Ioop 420, uma combinação de fluxo comM fluxos de dados é selecionada para avaliação (bloco 422)e uma estimativa SNR é determinada para cada taxa de códigoque possa ser selecionada para a combinação de fluxo atual.

Para cada interação de Ioop 430, uma taxa decódigo é selecionada para avaliação, por exemplo, começandocom a menor taxa de código permitida para a combinação defluxo atual (bloco 432) . Para a taxa de código atual, amargem SNR total para cada combinação de taxa permitida édeterminada com base nas estimativas SNR para os M fluxosde dados (bloco 434). A margem SNR total para umadeterminada combinação de taxa com M fluxos de dados podeser determinada como se segue. A margem SNR para cada fluxode dados m na combinação de taxa é primeiramente computadacomo ilustrado na equação (1), onde SNRexjg(Rm) é a SNRexigida para a taxa especificada para o fluxo de dados mpela combinação de taxa. Visto que a taxa para cada fluxode dados na combinação de taxa é especificada, a margem SNRpara cada fluxo de dados pode ser um valor positivo ounegativo. Se a margem SNR para qualquer fluxo de dados nacombinação de taxa for pior do que um valor predeterminado(por exemplo, -2 dB) , então essa combinação de taxa podeser descartada. Esse valor predeterminado pode ser um valorfixo ou um valor variável que é uma função da taxa decódigo. Por exemplo, um valor mais negativo (por exemplo, -3 dB) pode ser utilizado para uma taxa de código maisrobusta (por exemplo, uma taxa de código de 1/2), e umvalor menos negativo (por exemplo, -1 dB) pode serutilizado para uma taxa de código menos robusta (porexemplo, taxa de código de 3/4). A margem SNR total é entãocomputada como a soma das margens SNR para os M fluxos dedados, como ilustrado na equação (2).

A combinação de taxa com a maior capacidade detransmissão total e uma margem SNR total não negativa éidentificada (bloco 436). Se múltiplas combinações de taxapossuírem a mesma capacidade de transmissão total, então acombinação de taxa com a margem SNR total maior dentreessas múltiplas combinações de taxa é selecionada. Se acapacidade de transmissão total maior for superior amax otp atual, como determinado no bloco 438, então max_otpé atualizada com essa capacidade de transmissão total, e acombinação de taxa com a maior capacidade de transmissãototal é salva (bloco 440).

Uma determinação é então feita para se saber setodas as taxas de código foram avaliadas (bloco 442) . Se aresposta for "não", então o processo retorna para o bloco432 para avaliar outra taxa de código. Do contrário, setodas as taxas de código tiverem sido avaliadas para apresente combinação de fluxo, então uma determinação éfeita no sentido de se descobrir se todas as combinações defluxo foram avaliadas (bloco 444). Se a resposta for "não",então a variável M é incrementada como M = M + 1 (bloco446), e o processo retorna para o bloco 422 para avaliaçãode outra combinação de fluxo. Do contrário, se todas ascombinações de fluxo tiverem sido avaliadas, então acombinação de taxa com a capacidade de transmissão totalmais alta é fornecida para uso (bloco 448).

Múltiplas combinações de taxa para umadeterminada combinação de fluxo podem alcançar a mesmacapacidade de transmissão total mais alta e possuem margensSNR totais não negativas. Nesse caso, a combinação de taxacom a taxa de código mais robusta ou a combinação de taxacom a maior margem SNR total pode ser selecionada.Múltiplas combinações de taxa para diferentes combinaçõesde fluxo podem alcançar a mesma capacidade de transmissãototal mais alta e possuir margens SNR totais não negativas.

Nesse caso, a combinação de taxa com o menor número defluxos de dados, a combinação de taxa com a maior margemSNR total, a combinação de taxa com mais fluxos de dados,mas uma margem SNR total maior por Amargem, ou alguma outracombinação de taxa pode ser selecionada.

Em outra modalidade para seleção de taxas em umsistema com um conjunto de taxa quantizado por vetor, oconjunto de taxa é ordenado pela SNR exigida para um fluxode dados designada (por exemplo, o primeiro fluxo dedados), por exemplo, da SNR exigida mais baixa para a SNRexigida mais alta no fluxo de dados designada. Uma margemSNR minima de SNRmzigem min pode ser imposta ao fluxo de dadosdesignada. As combinações de taxa no conjunto de taxa podemser avaliadas, uma de cada vez, de acordo com os esquemasdescritos acima e adicionalmente, pela comparação da margemSNR do primeiro fluxo de dados (que é a SNR exigida menos aSNR real para o primeiro fluxo de dados) com a margem SNRminima. Visto que as combinações de taxa são ordenadas pelaSNR exigida do primeiro fluxo de dados, a partir da menorpara a maior, a margem SNR é progressivamente pior. Dessaforma, depois de se encontrar uma combinação de taxa com oprimeiro fluxo de dados possuindo uma pior margem SNR que amargem SNR minima, as combinações de taxa restantes podemser ignoradas visto que o primeiro fluxo de dados paraessas combinações de taxa terão a pior margem SNR que amargem SNR minima. Essa ordenação reduz o número decombinações de taxa que são avaliadas. Uma das combinaçõesde taxa cuja margem SNR do primeiro fluxo de dados é melhordo que SNRm m ^ pode então ser selecionada utilizando-sequalquer uma das técnicas descritas acima. As combinaçõesde taxa podem ser ordenadas pela SNR exigida para qualquerfluxo de dados, e não necessariamente o primeiro fluxo dedados. Adicionalmente, a ordenação pode ser realizadaatravés de todas as combinações de taxa no conjunto de taxaou apenas as combinações de taxa para cada taxa de código.

Em outra modalidade para seleção de taxas em umsistema com um conjunto de taxa quantizado por vetor, umaSNR exigida total é computada para cada combinação de taxacomo a soma das SNRs necessárias para as taxasespecificadas para todos os fluxos de dados nessacombinação de taxa. A SNR exigida total e a capacidade detransmissão total para cada combinação de taxa no conjuntode taxa podem ser armazenadas em uma tabela de consulta.Para a seleção de taxa, uma estimativa de SNR total écomputada como a soma das estimativas SNR para todos os Mfluxos de dados. A combinação de taxa com a capacidade detransmissão total mais alta e uma SNR exigida total que éinferior a ou igual à estimativa SNR total é entãoselecionada. Essa modalidade não limita a quantidade demargem SNR que pode ser alocada a cada fluxo de dados.

Modalidades ilustrativas para a realização daseleção de taxa para um sistema com taxa independente porfluxo e um sistema com um conjunto de taxa quantizado porvetor foram descritos acima. A seleção de taxa pode serrealizada também de outras formas, com e semcompartilhamento de margem.

A figura 5 ilustra um diagrama de blocos de umamodalidade do processador de dados TX 120 no transmissor110 de acordo com uma modalidade. O processador de dados TX120 inclui um encodificador 510, um demultiplexador (Demux)520, e M pares de intercaladores 522 e unidade demapeamento de símbolo 524 para os M fluxos de dados. 0encodificador 510 encodifica os dados de tráfego de acordocom a única taxa de código e gera bits de código. A únicataxa de código pode incluir um código convolucional, umTurbo código, um código de verificação de paridade de baixadensidade (LDPC), um código de verificação de redundânciaciclica (CRC), um código de bloco e assim por diante, ouuma combinação dos mesmos. Em uma modalidade, oencodificador 510 implementa um encodificador convolucionalbinário de taxa 1/2 que gera dois bits de código para cadabit de dados. Uma unidade de perfuração (não ilustrada nafigura 5) então perfura ou elimina os bits de códigonecessários para alcançar a taxa de código único. 0demultiplexador 520 recebe os bits de código doencodificador 510, desmultiplexa os bits de código em Mfluxos, e fornece os M fluxos de bit de código para Mintercaladores 522a a 522m.

O encodificador 510 encodifica cada pacote dedados de tráfego separadamente e o pacote codificado podeser enviado em um ou múltiplos fluxos de dados. Se cada umdos M fluxos de dados for encodificado e moduladoindependentemente, então o encodificador 510 pode seroperado M vezes para encodificar separadamente os pacotespara os M fluxos de dados, e o demultiplexador 520 fornececada pacote codificado para um intercalador 522 para umfluxo de dados. Alternativamente, M encodificadoresseparados podem ser utilizados para os M fluxos de dados(não ilustrados na figura 5). Se os M fluxos de dados foremencodifiçados em conjunto, mas moduladas independentemente,então o encodificador 510 encodifica cada pacote, e odemultiplexador 520 divide cada pacote codificado emmúltiplos subpacotes ou blocos e fornece esses subpacotespara diferentes intercaladores 522. Em qualquer caso, cadaintercalador 522 intercala ou reordena os bits de código emseu fluxo de acordo com um esquema de intercalação efornece bits intercalados para uma unidade de mapeamento desímbolo associada 524. Cada unidade de mapeamento desímbolo 524 mapeia os bits intercalados de acordo com oesquema de modulação selecionado para seu fluxo e forneceum fluxo de símbolos de dados. M unidades de mapeamento desímbolo 524a a 524m fornecem M fluxos de símbolo de dados.

As técnicas de transmissão de dados e seleção detaxa descrita aqui podem ser utilizadas para váriossistemas e vários tipos de canais de transmissão. Aresposta de freqüência de um canal de transmissão seletivode freqüência m pode ser fornecida por hm(k) para k = \,...,K,

onde hm(k) é o ganho de canal complexo para a sub-banda kdo canal de transmissão m . A SNR recebida para cada sub-banda k do canal de transmissão m, ym(k), pode ser

expressa como:

<formula>formula see original document page 27</formula>

para k = \,...,K e m = l,...,S, Eq (3)

onde Pm (k) é a potência de transmissão utilizada para asub-banda k do canal de transmissão m e N0 é a variaçãode ruído no receptor. A equação (3) ilustra uma expressãoilustrativa para a SNR recebida. Em geral, uma expressãoSNR recebida pode incluir os termos para vários fatores.Por exemplo, em um sistema MIMO, a SNR recebida depende doprocessamento espacial realizado pelo transmissor ereceptor, como descrito abaixo. A SNR recebida na equação(3) e outras quantidades de SNR na descrição a seguir sãofornecidas em unidades de dB.

Um fluxo de dados pode ser enviada em cada canalde transmissão. Uma estimativa SNR pode ser derivada paracada fluxo de dados/canal de transmissão de várias formas.Uma modalidade para derivação da estimativa SNR é descritaabaixo. Para essa modalidade, a SNR média para cada fluxode dados m , Ymidia^m é computada como:

<formula>formula see original document page 28</formula>

A variação das SNRs recebidas para cada fluxo de dados m ,C2snrm Pode ser computada como:

<formula>formula see original document page 28</formula>

A estimativa SNR para cada fluxo de dados m , SNResl(m) ,pode então ser computada como:

SNRest (m) = Ymidia m - Yrecuo m , Eq ( 6)

onde Yrecuom é um fator de recuo (back-off) para o fluxo dedados m . 0 fator de recuo Yrecu0itn pode ser utilizado paracompensar a variação nas SNRs recebidas através do fluxo dedados e pode ser computado como uma função da SNR média eda variação de SNR, por exemplo, Yrecuo = Krecuo-σ^, onde Krecuoé uma constante. O fator de recuo também pode compensaroutros fatores tais como, por exemplo, a ordem dediversidade para o fluxo de dados, os esquemas decodificação e intercalação utilizados para o fluxo dedados, o tamanho de pacote e assim por diante.

Para um sistema MIMO-OFDM, o canal MIMO entre otransmissor e o receptor pode ser caracterizado por umconjunto de K matrizes de resposta de canal, H(k) comk = \,...,K . Cada matriz de resposta de canal H(k) possui umadimensão de RxT e contém um ganho complexo entre cadaantena de transmissão e cada antena de recepção para a sub-banda k . Cada matriz H(k) inclui S canais espaciais, ondeS^ min {T, R}. Até S canais espaciais de banda larga podemser formados para o canal MIMO, onde cada canal espacial debanda larga inclui um canal espacial para cada uma das Ksub-bandas. Por exemplo, cada canal espacial de banda largapode corresponder a K sub-bandas de uma antena detransmissão. Como outro exemplo, cada canal espacial debanda larga pode incluir um automodo para cada uma das Ksub-bandas. Cada canal espacial de banda larga pode serutilizado como um canal de transmissão.

Para sistemas MIMO e MIMO-OFDM, diferentes canaisde transmissão podem ser formados com o transmissorrealizando diferentes processamentos espaciais. Porexemplo, o transmissor pode realizar autodirecionamento,nenhum direcionamento ou espalhamento espacial.

Para autodirecionamento, a matriz de resposta decanal H_(k) para cada sub-banda pode ser diagonalizada pelarealização da decomposição de autovalor como se segue:

l(k) = Hh (Jfe) · H(k) = E(k) A(k) Eh (k), Eq (7)

onde E(k) é uma matriz unitária de autovetor, A(k) é umamatriz diagonal, e H' denota a transposição conjugada. Otransmissor pode transmitir dados em até S canais espaciaisortogonais (ou automodos) de cada sub-banda k utilizandoE(k). A matriz diagonal A(k) para cada sub-banda k contémos ganhos de potência para os S automodos de H(Jc) . A matrizde resposta de canal H_{k) para cada sub-banda também podeser diagonalizada pela realização da decomposição singulardo valor, como se segue:

K(k) = £/(£) Σ(&) · Eh (k) , Eq (8)

onde U_(k) é uma matriz unitária dos vetores singularesesquerdos, E(k) é uma matriz unitária dos vetoressingulares direitos (que também é a matriz dosautovetores), e Σ(&) é uma matriz diagonal dos ganhos decanal para os S automodos de H_(k) .

Para nenhum direcionamento, o transmissortransmite os dados sem qualquer processamento espacial, porexemplo, transmite um fluxo de dados a partir de cadaantena de transmissão. Para o espalhamento espacial, otransmissor transmite dados com diferentes matrizes dedirecionamento V_(k) através das sub-bandas e/ou períodos desímbolo de forma que a transmissão de dados observe umconjunto de canais efetivos.

A Tabela 3 ilustra o processamento espacialrealizado pelo transmissor para autodirecionamento ("ad"),nenhum direcionamento ("nd") e espalhamento espacial ("ee")para uma sub-banda, com o índice de sub-banda k sendoomitido por motivos de clareza, s é um vetor com até Ssímbolos de dados a serem enviados em uma sub-bandaem umperíodo de símbolo. Xx é um vetor com até S símbolos detransmissão a serem enviados a partir das T antenas detransmissão em uma sub-banda em um período de símbolo parao modo x, onde χ pode ser "ad", "nd" ou "ee". H_x é umamatriz de resposta de canal efetiva observada pelo vetor dedados s para o modo χ .

Tabela 3 - Processamento Espacial do Transmissor

<table>table see original document page 30</column></row><table>

Os símbolos recebidos obtidos pelo receptor podemser expressos como:

Lx =K-Xx +n = Kx 'S + n , Eq ( 9)onde rx é um vetor de símbolos recebidos para o modo χ e ηé um vetor de ruído, que pode ser considerado como sendoAWGN com uma variação de σ2η .

A Tabela 4 ilustra o processamento espacialrealizado pelo receptor para obtenção dos símbolosdetectados s, que são estimativas dos símbolos de dados s.A técnica de informação de estado de canal total (CSItotal) pode ser utilizada para autodirecionamento. Astécnicas de inversão da matriz de correlação de canal(CCMI) e Mínimo Erro Quadrático Médio (MMSE) podem serutilizadas para autodirecionamento, nenhum direcionamento,e espalhamento espacial. Para cada técnica, o receptorderiva uma matriz de filtro espacial M_ para cada sub-banda com base na matriz de resposta de canal real ouefetiva para essa sub-banda. O receptor então realiza afiltragem combinada espacial nos símbolos recebidos com amatriz de filtro espacial.

Tabela 4 - Processamento Espacial de Receptor

<table>table see original document page 31</column></row><table>

A Tabela 4 ilustra também a SNR recebida paracada sub-banda k do canal de transmissão m para as trêstécnicas de processamento espacial de receptor. Para atécnica de CSI total, &m(k) é o m-ésimo elemento diagonalde Λ(£). Para a técnica CCMI, rm(k) é o /w-ésimo elementodiagonal de <formula>formula see original document page 32</formula> .Para a técnica MMSE, qm(k)é o m-ésimo elemento diagonal de M-mmse(k) ~lLx(k) · Comoindicado na Tabela 4, as SNRs recebidas para cada canal detransmissão dependem da resposta de canal MIMO, a técnicade processamento espacial do receptor utilizada peloreceptor, e a potência de transmissão alocada para o canalde transmissão. A potência de transmissão total Ptotal étipicamente fixa para o transmissor. A quantidade depotência de transmissão Pm alocada para cada canal detransmissão m pode depender do número de fluxos de dados aser transmitido, por exemplo, Pm=PlotalIM . As SNRs recebidaspara cada canal de transmissão podem ser utilizadas paraderivar a estimativa SNR para esse canal de transmissão,como descrito acima para as equações (3) a (6).

As técnicas de transmissão de dados e seleção detaxa descritas aqui podem ser implementadas por váriosmeios. Por exemplo, essas técnicas podem ser implementadasem hardware, software ou uma combinação dos mesmos. Parauma implementação de hardware, as unidades de processamentoutilizadas para processar dados para transmissão (porexemplo, processador de dados TX 120 nas figuras 1 e 5)podem ser implementadas dentro de um ou mais dos circuitosintegrados de aplicação especifica (ASICs), processadoresde sinal digital (DSPs), dispositivos de processamento desinal digital (DSPDs), dispositivos lógicos programáveis(PLDs), conjuntos de porta programável em campo (FPGAs),processadores, controladores, micro controladores,microprocessadores, dispositivos eletrônicos, outrasunidades eletrônicas projetadas para realizar as funçõesdescritas aqui, ou uma combinação dos mesmos. As unidadesde processamento utilizadas para seleção de taxa (porexemplo, seletor/controlador de taxa 182 na figura 1)também podem ser implementadas dentro de um ou mais ASICs,DSPs, processadores, e assim por diante.

Para uma implementação de software, as técnicasdescritas aqui podem ser implementadas com módulos (porexemplo, procedimentos, funções e assim por diante) querealizam as funções descritas aqui. Os códigos de softwarepodem ser armazenados em uma unidade de memória (porexemplo, unidade de memória 142 ou 192 na figura 1) eexecutados por um processador (por exemplo, controladorprincipal 140 ou 190) . A unidade de memória pode serimplementada dentro do processador ou fora do processador,caso no qual pode ser acoplada de forma comunicativa aoprocessador através de vários meios como é sabido natécnica.

A descrição anterior das modalidades descritas éfornecida para permitir que qualquer pessoa versada natécnica crie ou faça uso da presente descrição. Váriasmodificações a essas modalidades serão prontamenteaparentes aos versados na técnica, e os princípiosgenéricos definidos aqui podem ser aplicados a outrasmodalidades sem se distanciar do espírito ou escopo dadescrição. Dessa forma, a presente descrição não deve serlimitada às modalidades ilustradas aqui, mas deve seracordado o escopo mais amplo consistente com os princípiose características novas descritos aqui.

Claims (43)

1. Equipamento, compreendendo:um controlador operativo para obter uma seleçãode uma única taxa de código e uma pluralidade de esquemasde modulação para uma pluralidade de fluxos de dados a serenviada para um único receptor; eum processador operativo para encodificar apluralidade de fluxos de dados de acordo com a única taxade código e para modular a pluralidade de fluxos de dadosde acordo com a pluralidade de esquemas de modulação.

2. Equipamento, de acordo com a reivindicação 1,em que a pluralidade de fluxos de dados é restrita a umataxa de código selecionada dentre uma pluralidade de taxasde código suportada pelo sistema, em que cada uma dapluralidade de taxas de código é associada com umrespectivo conjunto de esquemas de modulação, em que aúnica taxa de código é a uma taxa de código selecionadadentre a pluralidade de taxas de código, e em que umesquema de modulação para cada uma dentre a pluralidade defluxos de dados é selecionado dentre o conjunto de esquemasde modulação associados com a única taxa de código.

3. Equipamento, de acordo com a reivindicação 1,em que a única taxa de código e a pluralidade de esquemasde modulação são para uma combinação de taxa selecionadadentre uma pluralidade de combinações de taxa suportadapelo sistema.

4. Equipamento, de acordo com a reivindicação 1,em que o controlador é operativo para receber a seleção daúnica taxa de código e a pluralidade de esquemas demodulação a partir do receptor único.

5. Equipamento, de acordo com a reivindicação 1,em que o controlador é operativo para determinar asestimativas de relação sinal/ruido e interferência (SNR)para a pluralidade de fluxos de dados e para selecionar aúnica taxa de dados e a pluralidade de esquemas demodulação com base nas estimativas de SNR.

6. Equipamento, de acordo com a reivindicação 1,em que o processador é operativo para encodificar e modularcada uma dentre a pluralidade de fluxos de dadosindependentemente.

7. Equipamento, de acordo com a reivindicação 1,em que o processador é operativo para encodificar apluralidade de fluxos de dados de forma agrupada e paramodular cada uma dentre a pluralidade de fluxos de dadosindependentemente.

8. Equipamento, de acordo com a reivindicação 1,compreendendo adicionalmente:um segundo processador operativo para processarespacialmente a pluralidade de fluxos de dados para atransmissão através de uma pluralidade de canais espaciaisem um canal de múltiplas entradas e múltiplas saídas(MIMO).

9. Método para transmitir dados em um sistema decomunicação, compreendendo:obter uma seleção de uma única taxa de código euma pluralidade de esquemas de modulação para umapluralidade de fluxos de dados a ser enviada para um únicoreceptor;encodificar a pluralidade de fluxos de dados deacordo com a única taxa de código; emodular a pluralidade de fluxos de dados deacordo com a pluralidade de esquemas de modulação.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9,compreendendo adicionalmente:processar espacialmente a pluralidade de fluxosde dados para transmissão através de uma pluralidade decanais espaciais em um canal de múltiplas entradas emúltiplas saídas (MIMO).

11. Equipamento, compreendendo:meios para obter uma seleção de uma única taxa decódigo e uma pluralidade de esquemas de modulação para umapluralidade de fluxos de dados a ser enviada para um únicoreceptor;meios para encodificar a pluralidade de fluxos dedados de acordo com a única taxa de código; emeios para modular a pluralidade de fluxos dedados de acordo com a pluralidade de esquemas de modulação.

12. Equipamento, de acordo com a reivindicação-11, compreendendo adicionalmente:meios para processar espacialmente a pluralidadede fluxos de dados para transmissão através de umapluralidade de canais espaciais em um canal de múltiplasentradas e múltiplas saídas (MIMO).

13. Equipamento, compreendendo:um processador operativo para determinar asestimativas de canal para uma pluralidade de fluxos dedados a ser enviada para um único receptor; eum controlador operativo para selecionar umaúnica taxa de código e uma pluralidade de esquemas demodulação para a pluralidade de fluxos de dados nasestimativas de canal.

14. Equipamento, de acordo com a reivindicação-13, em que o controlador é operativo para selecionar umataxa de código dentre uma pluralidade de taxas de códigosuportada pelo sistema e para fornecer uma taxa de códigocomo a única taxa de código para a pluralidade de fluxos dedados.

15. Equipamento, de acordo com a reivindicação-14, em que cada uma dentre a pluralidade de taxas de códigoé associada com um respectivo conjunto de esquemas demodulação, e em que o controlador é operativo paraselecionar um esquema de modulação para cada uma dentre apluralidade de fluxos de dados dentre o conjunto deesquemas de modulação associados com a única taxa decódigo.

16. Equipamento, de acordo com a reivindicação 13, em que o controlador é operativo para selecionar umesquema de modulação para cada uma dentre a pluralidade defluxos de dados para alcançar uma margem SNR não negativapara o fluxo de dados.

17. Equipamento, de acordo com a reivindicação 13, em que as estimativas de canal compreendem estimativasde relação sinal/ruido e interferência (SNR) e em que ocontrolador é operativo para selecionar a pluralidade deesquemas de modulação para a pluralidade de fluxos de dadosde forma que pelo menos um fluxo de dados tenha uma margemSNR negativa e a pluralidade de fluxos de dados tenha umamargem SNR total não negativa.

18. Equipamento, de acordo com a reivindicação 17, em que o controlador é operativo para limitar a margemSNR negativa para cada um do pelo menos um fluxo de dadosde forma que esteja dentro de um valor predeterminado.

19. Equipamento, de acordo com a reivindicação 18, em que o valor predeterminado é determinado pela únicataxa de código selecionada para a pluralidade de fluxos dedados.

20. Equipamento, de acordo com a reivindicação 18, em que o valor predeterminado é determinado pela únicataxa de código selecionada para a pluralidade de fluxos dedados, um indice de cada um dentre a pluralidade de fluxosde dados, modulação selecionada para cada fluxo de dados,número de fluxos de dados sendo transmitido ou umacombinação dos mesmos.

21. Equipamento, de acordo com a reivindicação 13, em que as estimativas de canal compreendem estimativasde relação sinal/ruido e interferência (SNR) e em que ocontrolador é operativo para determinar uma capacidade detransmissão total e uma margem SNR total para cada umadentre a pluralidade de taxas de código, para selecionaruma taxa de código possuindo uma capacidade de transmissãototal mais alta e uma margem de SNR total não negativadentre a pluralidade de taxas de código, e para fornecer ataxa de código selecionada como a única taxa de código paraa pluralidade de fluxos de dados.

22. Equipamento, de acordo com a reivindicação 21, em que o controlador é operativo para selecionar umataxa de código mais baixa dentre as múltiplas taxas decódigo possuindo a maior capacidade de transmissão total.

23. Equipamento, de acordo com a reivindicação 13, em que as estimativas de canal compreendem estimativasde relação sinal/ruido e interferência (SNR) e em que ocontrolador é operativo para determinar uma capacidade detransmissão total e uma margem de SNR total para cada umadentre uma pluralidade de taxas de código para cada umadentre uma pluralidade de combinações de fluxo, paraselecionar uma taxa de código e uma combinação de fluxopossuindo uma maior capacidade de transmissão total e umamargem de SNR total não negativa dentre a pluralidade detaxas de código e a pluralidade de combinações de fluxo, epara fornecer a taxa de código selecionada como a únicataxa de código, em que cada combinação de fluxo correspondea um número diferente de fluxos de dados, e em que apluralidade de fluxos de dados é para a combinação de fluxoselecionada.

24. Equipamento, de acordo com a reivindicação 23, em que o controlador é operativo para selecionar umacombinação de fluxo com menos fluxos de dados dentre asmúltiplas combinações de fluxo possuindo a maior capacidadede transmissão total.

25. Equipamento, de acordo com a reivindicação 13, em que o controlador é operativo para selecionar umacombinação de taxa dentre uma pluralidade de combinações detaxa suportadas pelo sistema e para obter a única taxa decódigo e a pluralidade de esquemas de modulação a partir dacombinação de taxa selecionada.

26. Equipamento, de acordo com a reivindicação 13, em que as estimativas de canal compreendem estimativasde relação sinal/ruido e interferência (SNR) e em que ocontrolador é operativo para determinar uma margem SNRtotal para cada uma dentre uma pluralidade de combinaçõesde taxa, para selecionar uma combinação de taxa possuindouma capacidade de transmissão total mais alta e uma margemde SNR total não negativa dentre a pluralidade decombinações de taxa, e para obter a única taxa de código ea pluralidade de esquemas de modulação a partir dacombinação de taxa selecionada, em que cada combinação detaxa é associada com um número especifico de fluxos dedados, uma taxa de código especifica para todos os fluxosde dados, um esquema de modulação especifico para cada umados fluxos de dados e uma capacidade de transmissão totalespecifica para todos os fluxos de dados.

27. Equipamento, de acordo com a reivindicação 26, em que o controlador é operativo para selecionar umacombinação de taxa com menos fluxos de dados dentre asmúltiplas combinações de taxa possuindo a maior capacidadede transmissão total.

28. Equipamento, de acordo com a reivindicação-26, em que o controlador é operativo para selecionar umacombinação de taxa com uma margem de SNR total maior dentreas múltiplas combinações de taxa possuindo a maiorcapacidade de transmissão total.

29. Equipamento, de acordo com a reivindicação-26, compreendendo adicionalmente:uma memória configurada para armazenar uma tabelade consulta da pluralidade de combinações de taxa dispostasem uma ordem determinada por uma SNR exigida para um fluxode dados em cada uma dentre a pluralidade de combinações detaxa, e em que o controlador é operativo para selecionar acombinação de taxa com base na tabela de consulta.

30. Equipamento, de acordo com a reivindicação-13, em que as estimativas de canal compreendem estimativasde relação sinal/ruido e interferência (SNR) e em que oprocessador é operativo para determinar as SNRs recebidaspara uma pluralidade de sub-bandas de freqüência para cadauma dentre a pluralidade de fluxos de dados e paradeterminar uma estimativa de SNR para cada fluxo de dadoscom base nas SNRs recebidas para o fluxo de dados.

31. Método para realizar seleção de taxa em umsistema de comunicação, compreendendo:determinar estimativas de canal para umapluralidade de fluxos de dados a ser enviada para um únicoreceptor; eselecionar uma única taxa de código e umapluralidade de esquemas de modulação para a pluralidade defluxos de dados com base nas estimativas de canal.

32. Método, de acordo com a reivindicação 31, emque as estimativas de canal compreendem estimativas derelação sinal/ruido e interferência (SNR) e em queselecionar a única taxa de código e a pluralidade deesquemas de modulação compreende:selecionar um esquema de modulação para cada umadentre a pluralidade de fluxos de dados para alcançar umamargem SNR não negativa para o fluxo de dados.

33. Método, de acordo com a reivindicação 31, emque as estimativas de canal compreendem estimativas derelação sinal/ruido e interferência (SNR) e em queselecionar a única taxa de código e a pluralidade deesquemas de modulação compreende:selecionar a pluralidade de esquemas de modulaçãopara a pluralidade de fluxos de dados de forma que pelomenos um fluxo de dados tenha uma margem SNR negativa e apluralidade de fluxos de dados tenha uma margem SNR totalnão negativa.

34. Método, de acordo com a reivindicação 31, emque as estimativas de canal compreendem estimativas derelação sinal/ruido e interferência (SNR) e em queselecionar a única taxa de código e a pluralidade deesquemas de modulação compreende:determinar uma capacidade de transmissão total euma margem SNR total para cada uma dentre uma pluralidadede taxas de código; eselecionar uma taxa de código possuindo uma maiorcapacidade de transmissão total e uma margem SNR total nãonegativa dentre a pluralidade de taxas de código, em que aúnica taxa de código é a taxa de código selecionada.

35. Método, de acordo com a reivindicação 31, emque as estimativas de canal compreendem estimativas derelação sinal/ruido e interferência (SNR) e em queselecionar a única taxa de código e a pluralidade deesquemas de modulação compreende:determinar uma capacidade de transmissão total euma margem SNR total para cada uma dentre uma pluralidadede taxas de código para cada uma dentre uma pluralidade decombinações de fluxo, em que cada combinação de fluxocorresponde a um número diferente de fluxos de dados; eselecionar uma taxa de código e uma combinação defluxo possuindo uma maior capacidade de transmissão total euma margem SNR total não negativa dentre a pluralidade detaxas de código e a pluralidade de combinações de fluxo, emque a única taxa de código é a taxa de código selecionada ea pluralidade de fluxos de dados é para a combinação defluxo selecionada.

36. Método, de acordo com a reivindicação 31, emque as estimativas de canal compreendem estimativas derelação sinal/ruido e interferência (SNR) e em queselecionar a única taxa de código e a pluralidade deesquemas de modulação compreende:determinar uma margem SNR total para cada umadentre a pluralidade de combinações de taxa, em que cadacombinação de taxa é associada com um número especifico defluxos de dados para transmissão, uma taxa de códigoespecifica para todos os fluxos de dados, um esquema demodulação especifico para cada um dos fluxos de dados, euma capacidade de transmissão total especifica para todosos fluxos de dados; eselecionar uma combinação de taxa possuindo umacapacidade de transmissão total mais alta e uma margem SNRtotal não negativa dentre a pluralidade de combinações detaxa, em que a única taxa de código e a pluralidade deesquemas de modulação são para a combinação de taxaselecionada.

37. Equipamento, compreendendo:meios para determinar estimativas de canal parauma pluralidade de fluxos de dados a ser enviada para umúnico receptor; emeios para selecionar uma única taxa de código euma pluralidade de esquemas de modulação para a pluralidadede fluxos de dados com base nas estimativas de canal.

38. Equipamento, de acordo com a reivindicação 37, em que as estimativas de canal compreendem estimativasde relação sinal/ruído e interferência (SNR) e em que osmeios para selecionar a única taxa de código e apluralidade de esquemas de modulação compreendem:meios para selecionar um esquema de modulaçãopara cada um dentre a pluralidade de fluxos de dados paraalcançar uma margem SNR não negativa para o fluxo de dados.

39. Equipamento, de acordo com a reivindicação 37, em que as estimativas de canal compreendem estimativasde relação sinal/ruido e interferência (SNR) e em que osmeios para selecionar uma única taxa de código e apluralidade de esquemas de modulação compreendem:meios para selecionar a pluralidade de esquemasde modulação para a pluralidade de fluxos de dados de formaque pelo menos um fluxo de dados tenha uma margem SNRnegativa e a pluralidade de fluxos de dados possua umamargem SNR total não negativa.

40. Equipamento, de acordo com a reivindicação 37, em que as estimativas de canal compreendem estimativasde relação sinal/ruido e interferência (SNR) e em que osmeios para selecionar uma única taxa de código e apluralidade de esquemas de modulação compreendem:meios para determinar uma capacidade detransmissão total e uma margem SNR total para cada umadentre uma pluralidade de taxas de código; emeios para selecionar uma taxa de códigopossuindo uma capacidade de transmissão total mais alta euma margem SNR total não negativa dentre a pluralidade detaxas de código, em que a única taxa de código é a taxa decódigo selecionada.

41. Equipamento, de acordo com a reivindicação-37, em que as estimativas de canal compreendem estimativasde relação sinal/ruido e interferência (SNR) e em que osmeios para selecionar uma única taxa de código e apluralidade de esquemas de modulação compreendem:meios para determinar uma capacidade detransmissão total e uma margem SNR total para cada umadentre a pluralidade de taxas de código para cada umadentre uma pluralidade de combinações de fluxo, em que cadacombinação de fluxo corresponde a um número diferente defluxos de dados; emeios para selecionar uma taxa de código e umacombinação de fluxo possuindo uma capacidade de transmissãototal mais alto e uma margem SNR total não negativa dentrea pluralidade de taxas de código e pluralidade decombinações de fluxo, em que a única taxa de código é ataxa de código selecionada e a pluralidade de fluxos dedados é para a combinação de fluxo selecionada.

42. Equipamento, de acordo com a reivindicação-37, em que as estimativas de canal compreendem estimativasde relação sinal/ruido e interferência (SNR) e em que osmeios para selecionar a única taxa de código e apluralidade de esquemas de modulação compreendem:meios para determinar uma margem SNR total paracada uma dentre uma pluralidade de combinações de taxa, emque cada combinação de taxa é associada com um númeroespecifico de fluxos de dados, uma taxa de códigoespecifica para todos os fluxos de dados, um esquema demodulação específico para cada um dos fluxos de dados, euma capacidade de transmissão total específica para todosos fluxos de dados; emeios para selecionar uma combinação de taxapossuindo uma capacidade de transmissão total mais alta euma margem SNR não negativa dentre a pluralidade decombinações de taxa, em que a única taxa de código e apluralidade de esquemas de modulação são para a combinaçãode taxa selecionada.

43. Mídia legível por processador para armazenarinstruções operáveis para:determinar estimativas de canal para umapluralidade de fluxos de dados a ser enviada para um únicoreceptor; eselecionar uma única taxa de código e umapluralidade de esquemas de modulação para a pluralidade defluxos de dados com base nas estimativas de canal.