BRPI0615589A2 - suporte para pré-codificação e acesso múltiplo por divisão de espaço (sdma) - Google Patents

Abstract

SUPORTE PARA PRE-CODIFICAçAO E ACESSO MULTIPLO POR DIVISãO DE ESPAçO (SDMA). Modalidades são descritas em conexão com melhorar desempenho em um sistema de comunicação sem fio utilizando tecnologia de livro-código. De acordo com uma modalidade, é descrito um método para melhorar desempenho em um ambiente de comunicação sem fio. O método pode incluir receber uma preferência de usuário para um modo de transmissão, associar a preferência de usuário a uma entrada ou entradas em um livro-código, e atribuir o usuário a um modo de transmissão correspondendo à entrada ou entradas. O modo de transmissão pode ser um dentre: uma pré-codificação, acesso múltiplo por divisão de espaço (SDMA), pré-codificação SDMA, múltiplas-entradas e múltiplas-saídas (MIMO), pré- codificação MIMO, MEVIO-SDMA, e uma diversidade. Cada entrada pode corresponder a um modo de transmissão.

Description

"SUPORTE PARA PRÉ-CODIFICAÇÃO E ACESSO MÚLTIPLO POR DIVISÃODE ESPAÇO (SDMA)".

Campo da Invenção

A descrição a seguir se refere geralmente àscomunicações sem fio, e, entre outras coisas, à pré-codificação e suporte a acesso múltiplo por divisão deespaço (SDMA) para sistemas de comunicação sem fio.

Descrição da Técnica Anterior

Os sistemas de funcionamento em rede sem fio setornaram mecanismos predominantes através dos quais umgrande número de pessoas ao redor do mundo se comunica. Osdispositivos de comunicação sem fio se tornaram menores' emais potentes para atender às necessidades dosconsumidores, que incluem portabilidade e conveniênciaaperfeiçoadas. Os usuários têm encontrado muitos usos paradispositivos de comunicação sem fio, tais como telefonescelulares, assistentes pessoais digitais (PDAs) esemelhantes, e demandam serviço confiável e áreas decobertura expandidas.

0 desempenho para um sistema de comunicação semfio pode ser melhorado pelo uso de transmissões de feixeformado dentro de uma região para se comunicar, a partir deuma estação base ou ponto de acesso, com um dispositivo(s)móvel. Tal região pode ser uma área de serviço e podeincluir sub-regiões, ou setores. Múltiplas antenas detransmissão localizadas na estação base podem ser usadaspara formar transmissões de feixe formado, que utilizam"feixes", que cobrem tipicamente uma área mais estreita doque as transmissões utilizando uma única antena detransmissão. A relação sinal/ruido e interferência (SINR) émelhorada dentro da área ou setor coberto pelos feixes. Asporções do setor não cobertas por um feixe são referidascomo uma região nula. Dispositivos móveis dentro dessaregião nula geralmente têm uma SINR extremamente baixa,resultando em desempenho reduzido e possível perda dedados. 0 sistema de comunicação pode usar guia de feixe, naqual feixes são orientados dinamicamente para dispositivosde usuário específicos. Durante guia de feixe, feixes sãoredirecionados conforme dispositivo(s) de usuário muda(m)de local.

Um desafio em sistemas de comunicação é que odispositivo móvel ou receptor está localizado em uma porçãoespecífica de uma área servida pelo ponto de acesso outransmissor. Em tais casos, onde um transmissor temmúltiplas antenas de transmissão, os sinais providos apartir de cada antena não precisam ser combinados paraprover potência máxima no receptor. Nesses casos, podehaver problemas ao decodificar os sinais recebidos noreceptor.

Para superar o anteriormente mencionado, existeuma necessidade por técnicas para melhorar a relaçãosinal/ruído (SNR) de um link sem fio com múltiplas antenas.

A SNR aperfeiçoada também pode aperfeiçoar a decodificaçãodos sinais pelo receptor.

Resumo da Invenção

0 que se segue apresenta um sumário simplificadode uma ou mais modalidades para prover um entendimentobásico de alguns aspectos de tais modalidades. Esse sumárionão é uma visão geral extensiva da uma ou mais modalidades,e não pretende identificar elementos essenciais ou cruciaisdas modalidades nem delinear o escopo de tais modalidades.

Seu único propósito é apresentar alguns conceitos dasmodalidades descritas em uma forma simplificada como umprelúdio para a descrição mais detalhada que é apresentadaposteriormente.De acordo com uma ou mais modalidades e ainvenção correspondente, vários aspectos são descritos emconexão com comunicação sem fio e melhorar o desempenho detal comunicação. De acordo com uma modalidade está ummétodo para melhorar desempenho em um ambiente decomunicação sem fio. O método inclui receber umapreferência de usuário para um modo de transmissão. Ométodo inclui adicionalmente associar a preferência deusuário a uma entrada ou entradas em um livro-código eatribuir o usuário a um modo de transmissão correspondendoà entrada ou entradas. O modo de transmissão é um dentreuma pré-codificação, acesso múltiplo por divisão de espaço(SDMA), pré-codificação SDMA, múltiplas-entradas emúltiplas-saidas (MIMO), pré-codificação MIMO, MIMO-SDMA euma diversidade. Cada entrada pode corresponder a um modode transmissão.

De acordo com algumas modalidades está um métodode determinar uma preferência do usuário de um modo detransmissão. O método inclui determinar características decanal de um usuário, selecionar um modo ou modos detransmissão para aplicar a partir de um livro-código,· etransmitir um identificador do modo ou modos selecionados.Determinar características de canal de um usuário pôdeincluir determinar pela utilização de um CQI, deslocamentosde potência, intensidades de sinal, e outras informações deinterferência de setor. O modo pode ser um dentre uma pré-codificação, acesso múltiplo por divisão de espaço (SDMA),pré-codificação SDMA, múltiplas-entradas e múltiplas-saídas(MIMO-SDMA), pré-codificação MIMO e uma diversidade.

De acordo com algumas modalidades está umdispositivo de comunicação sem fio que inclui umprocessador e uma memória acoplada ao processador. Oprocessador pode ser configurado para selecionar um modo detransmissão de uma pluralidade de modos de transmissão apartir de um livro-código. 0 modo de transmissão pode serum dentre uma pré-codificação, acesso múltiplo por divisãode espaço (SDMA), pré-codificação SDMA, múltiplas-entradase múltiplas-saidas (MIMO), pré-codificação MIMO, MIMO-SDMA,e uma diversidade. Cada entrada do livro-código podecorresponder um modo de transmissão. Em algumasmodalidades, o processador automaticamente acessa um livro-código diferente quando o dispositivo é movido entrediferentes estações base ou o processador recebe um livro-código diferente a partir do qual pode selecionar um modode transmissão quando um dispositivo é movido entrediferentes estações base.

De acordo com algumas modalidades, está umdispositivo de comunicação sem fio que inclui mecanismospara receber uma preferência de usuário para um modo 'detransmissão. Também incluido no dispositivo está mecanismospara associar a preferência a uma entrada ou entradas em ;umlivro-código e mecanismos para atribuir o usuário a um modode transmissão correspondendo à entrada ou entradas. Cadaentrada pode corresponder a um modo de transmissão. O modode transmissão pode ser um dentre uma pré-codificação,acesso múltiplo por divisão de espaço (SDMA), pré-codificação SDMA, múltiplas-entradas e múltiplas-saidas(MIMO), pré-codificação MIMO, MIMO-SDMA e uma diversidade.

De acordo com algumas modalidades está umdispositivo de comunicação sem fio que inclui mecanismospara determinar características de canal de um usuário,mecanismos para selecionar um modo ou modos de transmissãopara aplicar a partir de um livro-código, e mecanismos paratransmitir um identificador do modo ou modos selecionados.

Os mecanismos para determinar características de canal deum usuário compreendem determinar pela utilização de umCQI, deslocamentos de potência, intensidades de sinal, eoutras informações de interferência de setor. 0 modo podeser um dentre uma pré-codificação, acesso múltiplo pordivisão de espaço (SDMA), pré-codificação SDMA, múltiplas-entradas e múltiplas-saidas (MIMO), pré-codificação MIMO,MIMO-SDMA, e uma diversidade.

Para a realização das finalidades anteriormentemencionadas e relacionadas, uma ou mais modalidades a seguircompreendem as características descritas completamente eparticularmente indicadas nas reivindicações. A descrição aseguir e os desenhos anexos apresentam em detalhe certosaspectos ilustrativos e são indicativos de apenas umaspoucas das várias formas nas quais os princípios dasmodalidades podem ser empregados. Outras vantagens ecaracterísticas inovadoras se tornarão evidentes a partir dadescrição detalhada a seguir quando considerada em conjurítocom os desenhos e as modalidades reveladas pretendem incluirtodos os tais aspectos e seus equivalentes.

Breve Descrição das Figuras

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

A Figura 2 ilustra um sistema de comunicação semfio de acesso múltiplo de acordo com várias modalidades.

A Figura 3 ilustra um sistema de comunicação s'emfio de acordo com uma ou mais modalidades aquiapresentadas.

A Figura 4 ilustra um padrão de feixe para 'umsetor utilizando as técnicas reveladas para aperfeiçoarcomunicação em um ambiente sem fio.

A Figura 5 ilustra blocos funcionais de acordocom várias modalidades.

A Figura 6A ilustra uma metodologia para melhorardesempenho em um ambiente de comunicação sem fio.A Figura 6B ilustra um sistema para melhorardesempenho em um ambiente de comunicação sem fio.

A Figura 7A ilustra uma metodologia paradeterminar e relatar uma preferência do usuário de modo(s)ou técnica(s) de transmissão de acordo com as váriasmodalidades aqui apresentadas.

A Figura 7B ilustra um sistema para determinar erelatar uma preferência de um usuário de modo(s) outécnica(s) de transmissão de acordo com as váriasmodalidades aqui apresentadas.

A Figura 8 ilustra um sistema que utiliza astécnicas reveladas para aumentar a capacidade do sistema emum ambiente de comunicação sem fio de acordo com uma oumais modalidades aqui apresentadas.

A Figura 9 ilustra um sistema que utiliza pré-codificação e SDMA para aumentar a capacidade do sistema emum ambiente de comunicação sem fio de acordo com as váriasmodalidades.

A Figura 10 ilustra um transmissor e receptor emum sistema de comunicação sem fio de acesso múltiplo deacordo com as várias modalidades aqui apresentadas.

Descrição Detalhada da Invenção

Várias modalidades são descritas agora comreferência aos desenhos. Na descrição a seguir, parapropósitos de explanação, vários detalhes específicos sãoapresentados para prover um entendimento completo de uma oumais modalidades. Pode ser evidente, contudo, que tal(is)modalidade(s) pode(m) ser praticada(s) sem esses detalhesespecíficos. Em outras ocorrências, estruturas edispositivos bem conhecidos são mostrados na forma dediagrama de blocos para facilitar a descrição dessasmodalidades.Conforme usado nesse pedido, os termos:"componente", "sistema", e semelhantes pretendem se referira uma entidade relacionada a computador seja hardware,firmware, ou uma combinação de hardware e software,software, ou software em execução. Por exemplo, umcomponente pode ser, mas não é limitado a ser um processoexecutando em um processador, um processador, um objeto, umexecutável, uma cadeia de execução, um programa, e/ou umcomputador. Como ilustração, tanto um aplicativo rodando emum dispositivo de computação quanto o dispositivo decomputação podem ser um componente. Um ou mais componentespodem residir dentro de um processo e/ou cadeia de execuçãoe um componente pode estar localizado em um computador e/oudistribuído entre dois ou mais computadores. Além disso,esses componentes podem ser executados a partir de váriosmeios legíveis por computador tendo várias estruturas dedados armazenadas nos mesmos. Os componentes podem secomunicar através de processos locais e/ou remotos taiscomo de acordo com um sinal tendo um ou mais pacotes dedados (por exemplo, dados a partir de um componenteinteragindo com outro componente em um sistema local,sistema distribuído, e/ou através de uma rede tal como aInternet com outros sistemas através do sinal).

Além disso, várias modalidades são descritas aquiem conexão a um dispositivo de usuário. Um dispositivo deusuário também pode ser chamado de sistema, unidade deassinante, estação de assinante, estação móvel, dispositivomóvel, estação remota, ponto de acesso, estação base,terminal remoto, terminal de acesso, terminal de usuário,terminal, agente de usuário, ou equipamento de usuário. Umdispositivo de usuário pode ser um telefone celular, umtelefone sem fio, um telefone Protocolo de Iniciação deSessão (SIP) , uma estação de malha local sem fio (WLL) , umPDA, um dispositivo de mão tendo capacidade de conexão semfio, ou outro(s) dispositivo(s) de processamentoconectado(s) a um modem sem fio.

Além disso, vários aspectos ou característicasaqui descritas podem ser implementados como um método,equipamento, ou produto industrial utilizando técnicas deengenharia e/ou programação padrão. 0 termo "produtoindustrial" conforme usado aqui pretende abranger umprograma de computador que pode ser acessado a partir dequalquer dispositivo, portadora ou mídia legível porcomputador. Por exemplo, meios legíveis por computadorpodem incluir, mas não são limitados a: dispositivos dearmazenamento magnético (por exemplo, disco rígido,disquete, fitas magnéticas), discos óticos (por exemplo,disco compacto (CD), disco versátil digital (DVD)...),cartões inteligentes e dispositivos de memória flash (porexemplo, cartão, stick,... key drive).

Com referência agora aos desenhos, a Figura' 1ilustra um sistema de comunicação sem fio 100 de acordo comvárias modalidades aqui apresentadas. Vários modos podemser utilizados para aperfeiçoar a comunicação no sistemasem fio 100 incluindo pré-codificação, SDMA, pré-codificação SDMA, entrada múltipla e saída múltipla (MIMO),pré-codificação MIMO, e/ou MIMO/SDMA, e uma diversidade.

Conforme ilustrado, um dispositivo móvel 102 está emcomunicação sem fio como uma estação base 104. Deve serconsiderado que embora um dispositivo móvel 102, e umaestação base 104, sejam ilustrados para simplicidade, podehaver mais de um de cada um deles.

A estação base 104 inclui antenas de transmissãoque podem gerar feixes cobrindo áreas predeterminadas,resultando em um padrão de feixe fixo. A estação base 104suporta técnicas tais como pré-codificação, SDMA, pré-codificação SDMA, MIMO, pé-codificação MIMO, e/ou MIMO-SDMA. A estação base 104 realiza pré-processamento paraqualquer que seja a técnica utilizada. Por exemplo, parapré-codificação, um vetor especifico é utilizado que podemodular todas as transmissões de um usuário por algumperíodo de tempo. Para pré-codificação MIMO, um conjunto devetores pode ser usado para modular as transmissões apartir da estação base 104.

O livro-código 106 contém entradas de diferentesvetores e/ou matrizes que podem corresponder a múltiplosmodos de transmissão, tais informações podem serpredefinidas. Cada entrada pode corresponder a um modo detransmissão ou a uma forma de processamento espacial (porexemplo, pré-codificação pré-codificação MIMO, SDMA, SDMAcom pré-codificação, MIMO-SDMA, etc.). Por exemplo, ; olivro-código 106 pode conter um conjunto de 64 entradas,contudo, pode haver qualquer número de entradas e 64 é umnúmero arbitrário. O livro-código 106 pode ser adaptadopara estação(ões) base 104 ou setores ou dispositivo(s)móvel(is) 102 em comunicação com estação(ões) base 104. Como propósito de exemplo e não de limitação, o livro-código106 pode suportar uma pluralidade de usuários aplicando ;osmodos de transmissão descritos aqui. Deve ser observado queembora um livro-código seja mostrado 106, pode haver máisdo que um livro-código no sistema 100 e mais do que umlivro-código 106 pode ser associado ao dispositivo móvel102 e/ou estação base 104.

O dispositivo móvel 102 pode notificar a estaçãobase 104 sobre as entradas que o dispositivo móvel 102gostaria. O livro-código 106 pode ser conhecido a prioripor qualquer um ou por ambos, o dispositivo móvel 102 e· aestação base 104. Por exemplo, a estação base 104 podenotificar o dispositivo móvel 102 sobre seu livro-código106. Conforme o dispositivo móvel 102 se move entrediferentes estações base 104, o livro-código 106 muda paraa estação base 104 especifica. Essa mudança do livro-códigopode ser realizada automaticamente pelo dispositivo móvel102 de forma autônoma (por exemplo, por um processadoracessando o livro-código diferente) ou por uma estação base104 notificando o dispositivo móvel 102 sobre a mudança.

Em SDMA, múltiplos usuários podem ser programadossimultaneamente no mesmo recurso de tempo-freqüência ondesuas assinaturas espaciais podem ser distinguidas. Em SDMA,um setor é dividido em setores virtuais de tal modo quedispositivos de usuário nas diferentes regiões compartilhamos mesmos recursos de canal, desse modo obtendoreutilização espacial superior. Poderia haver um modo detransmissão separado que proporcionasse potencialmentesinalização robusta. Esse modo de transmissão pode serusado para transmitir dados de broadcast e/ou controle.Cada setor virtual poderia ser subdividido adicionalmenteem um conjunto de feixes espaciais mais estreitos de talmodo que um feixe especifico (ou combinação linear defeixes) dentro de um setor virtual pode ser aplicado a umdispositivo de usuário especifico, desse modo aumentando^ oganho de antena para o dispositivo de usuário e limitando oespalhamento espacial da interferência criada pelatransmissão.

SDMA é útil em cenários de elevada SNR quando' acapacidade está próxima da região não-linear. Nessasmodalidades, sobrepor múltiplos usuários aumenta o númerode canais disponíveis (dimensionalidade) à custa de SNRreduzida para cada usuário. Visto que em SNR elevada osusuários estão na região de capacidade não-linear, essaabordagem aumenta capacidade do sistema. Por outro lado, emregimes de baixa SNR (região linear da curva decapacidade), normalmente não é benéfico retirar potência deum usuário enquanto aumentando as dimensões. Nessasmodalidades, é benéfico aumentar a SNR do usuário atravésde técnicas, tais como pré-codificação, onde a pré-codificação pode ser através de múltiplos fluxos oucorrentes de informações (pré-codificação MIMO). Essasmodalidades utilizam um conjunto pré-definido de feixespara transmissão para o usuário. Em um esquema MIMO,existem múltiplos fluxos transmitidos para o mesmo usuário,em que os dados podem ser transmitidos ao longo demúltiplas direções de auto-vetor.

Utilizando as técnicas reveladas, operaçãoininterrupta de pré-codificação de múltiplas entradas eúnica saida/múltiplas-entradas e múltiplas-saidas(MISO/MIMO) e SDMA é habilitada pela aplicação de pré-codificação no espaço de feixe dos feixes S DMA.

Especificamente, se existem alguns poucos setores virtuáisonde SDMA é habilitada, cada tal região consisteadicionalmente de um conjunto de feixes espaciaisestreitos. Esses feixes estreitos formam uma base para atransmissão que ocorre dentro desse setor virtual.

A decisão de qual modo utilizar (pré-codificação,S DMA, SDMA e pré-codif icação, MIMO, MIMO e pré-codif icaçã, o,ou MIMO e SDMA) pode se basear em uma ou mais condições dècanal. Uma técnica de indicador de qualidade de canal (Cijl)pode ser utilizada para determinar qual vetor deve serutilizado, por exemplo, prover o valor mais alto ou maisbaixo. Para pré-codificação, uma entrada especifica podeser utilizada que pré-processa as transmissões do usuário.

Para pré-codif icação MIMO um conjunto de vetores pode serutilizado para pré-processar as transmissões da estaçãobase. A pré-codificação provê uma SNR superior, resultandopotencialmente em melhor desempenho.A Figura 2 ilustra um sistema de comunicação semfio de acesso múltiplo 200 de acordo com váriasmodalidades. Um sistema de comunicação sem fio de acessomúltiplo 200 inclui múltiplas células, por exemplo, células202, 204 e 206. Na modalidade da Figura 2, cada célula 202,204 e 206 pode incluir um ponto de acesso 250 que incluimúltiplos setores. Os múltiplos setores são formados porgrupos de antenas cada um deles responsável pelacomunicação com os terminais de acesso em uma porção dacélula. Na célula 202, grupos de antena 212, 214, e 216correspondem cada um a um setor diferente. Na célula 204,grupos de antena 218, 220 e 222 correspondem cada um a umsetor diferente. Na célula 206, grupos de antena 224, 226,e 228 correspondem cada um a um setor diferente.

Cada célula inclui diversos terminais de acesso,os quais estão em comunicação com um ou mais setores 'decada ponto de acesso. Por exemplo, terminais de acesso 230e 232 estão em comunicação com a estação base ou ponto deacesso 242, terminais de acesso 234 e 236 estão emcomunicação com o ponto de acesso 244, e terminais deacesso 238 e 240 estão em comunicação com o ponto de acesso246.

Conforme ilustrado na Figura 2 cada terminal deacesso 230, 232, 234, 236, 238 e 240 está localizado em umaporção diferente de sua respectiva célula do que o(s)outro(s) terminal(ais) de acesso na mesma célula.Adicionalmente, cada terminal de acesso pode estar a umadistância diferente dos grupos de antenas correspondentescom os quais ele está se comunicando. Ambos esses fatoresprovêem situações, também devido ao ambiente e outrascondições na célula que podem fazer com que diferentescondições de canal sejam apresentadas entre cada terminalde acesso e seu grupo de antenas correspondente com o qualele está se comunicando.

Conforme usado aqui, um ponto de acesso pode seruma estação fixa usada para se comunicar com os terminais etambém pode ser referido como, e incluir alguma ou toda afuncionalidade de uma estação base, um Nó B, ou algumaoutra terminologia. Um terminal de acesso também pode serreferido como, e incluir alguma ou toda a funcionalidade deum equipamento de usuário (UE), um dispositivo decomunicação sem fio, um terminal, uma estação móvel oualguma outra terminologia.

Em algumas modalidades, um conjunto de vetores Oumatrizes ortogonais ou semi-ortogonais pode ser utilizadona estação base para prover SDMA (por exemplo, setoresfixos ou adaptativos). Se a estação base tem conhecimentodos vetores ou feixes para cada usuário, ela pode alocar omesmo canal para diferentes usuários se eles utilizaremvetores òu matrizes ortogonais ou semi-ortogonais. Emoutras modalidades, o sistema 200 pode incluir um feixeomnidirecional que corresponde a nenhuma pré-codificação. Aestação base utilizaria esse feixe para transmissões debroadcast ou multicast. Em modalidades adicionais, osistema 200 pode utilizar pré-codificação sem SDMA se taisinformações de canal forem relatadas para o usuário.

A Figura 3 ilustra um sistema de comunicação semfio 300 de acordo com uma ou mais modalidades aquiapresentadas. Uma estação base de três setores 302 podeincluir múltiplos grupos de antena. Por exemplo, um grupopode incluir antenas 304 e 306, outro grupo pode incluirantenas 308 e 310, e um terceiro grupo pode incluir antenas312 e 314. Duas antenas são ilustradas para cada grupo deantenas, contudo, um número maior ou menor de antenas podeser utilizado para cada grupo de antenas. O dispositivomóvel 316 está em comunicação com as antenas 312 e 314,onde as antenas 312 e 314 transmitem informações para odispositivo móvel 316 através de um link direto 318 erecebem informações provenientes do dispositivo móvel 316através de um link reverso 320. 0 dispositivo móvel 322está em comunicação com as antenas 304 e 306, onde asantenas 304 e 306 transmitem informações para o dispositivomóvel 322 através do link direto 324 e recebem informaçõesprovenientes do dispositivo móvel 322 através do linkreverso 326.

Cada grupo de antenas e/ou a área na qual elassão designadas para comunicação pode ser referida como umsetor de estação base 302. Em uma ou mais modalidades,grupos de antenas são projetados para comunicação comdispositivos móveis em um setor das áreas coberturas pelaestação base 302. Técnicas de formação de feixe podem serutilizadas para prover orientações de transmissão fixas emsetores ou podem ser utilizadas em vez dos setores. Porexemplo, padrões de feixes podem prover múltiplasorientações de transmissão nos setores de uma estação básede três setores, resultando em uma estação base de seissetores virtuais. Essa habilidade de subdividir setorespode resultar aumento de capacidade do sistema.

SDMA, MIMO e/ou formação de feixe oportunistapode ser usada com sistemas de divisão de freqüência talcomo sistema de acesso múltiplo por divisão de freqüênciaortogonal (OFDMA). Um sistema OFDMA particiona a largura debanda geral do sistema em múltiplas subportadorasortogonais. Essas subportadoras também são referidas comotons, portadoras, subportadoras, faixas, e/ou canais defreqüência. Cada subportadora é associada a umasubportadora que pode ser modulada com dados. Um sistemaOFDMA pode usar multiplexação por divisão de tempo e/oufreqüência para obter ortogonalidade entre múltiplastransmissões de dados para múltiplos dispositivos 'deusuário. Aos grupos de dispositivos de usuários podem seralocadas subportadoras separadas, e a transmissão de dadospara cada dispositivo de usuário pode ser enviada na(s)subportadora(s) alocada(s) a esse dispositivo de usuário.SDMA., MIMO e/ou formação de feixe oportunista pode serimplementada para dispositivos de usuário alocados adiferentes regiões de freqüência.

Em um sistema de transmissão de feixe formado, ossetores são divididos utilizando feixes separados. Osdispositivos de usuário servidos por um setor de estaçãobase podem indicar uma preferência para um dado feixe. Aestação base pode programar transmissão com o dispositivode usuário no feixe dado utilizando SDMA, MIMO, formação ;defeixe oportunista ou outros métodos de programação. Alémdisso, formação de feixe com um padrão de feixe fixopermite que uma estação base utilize SDMA, MIMO e técnicasde programação de formação de feixe oportunista,simultaneamente. Por exemplo, dispositivos de usuárioespacialmente ortogonais podem ser programados utilizandoSDMA, dispositivos de. usuário com matrizes de canal bemcondicionadas poderiam ser programados utilizando MIMO; eusuários adicionais poderiam ser programados utilizandoformação de feixe oportunista. ;

O sistema 300 pode utilizar formação de feixe emconjunto com técnicas de pré-codificação. A pré-codificaçãoé geralmente uma representação quantizada de um espaço devetores onde diferentes entradas de um vetor são aplicadasa diferentes antenas de transmissão. No caso de MIMO commúltiplos fluxos de dados, a pré-codificação pode consistirem um conjunto de vetores onde cada vetor corresponde a umcerto fluxo MIMO. Deve ser observado que múltiplos fluxosde dados podem incluir uma transmissão MIMO de multicamadascom cancelamento sucessivo, uma transmissão de uma única,ou múltiplas, palavras-código com símbolos de dadosmultiplexados através de múltiplas antenas de transmissão.

Em algumas modalidades, pesos de pré-codificaçãopodem ser selecionados a partir de matrizes de pré-codificação onde cada linha corresponde a certa antena detransmissão enquanto que cada coluna corresponde a um fluxoMIMO. Para tal pré-codificação MIMO, tanto uma quantizaçãoescalar quanto uma quantização vetorial pode ser aplicada.

Para quantização escalar, os coeficientes de uma matriz depré-codificação são quantizados independentemente. Páraquantização vetorial, a matriz de pré-codificação inteira éassociada a um índice de quantização específico. Deve serobservado que a precisão de quantização de espaço érelacionada inerentemente à quantidade de retornonecessária para relatar o índice de quantização desejadopara o local de transmissão (estação base) pelo local derecepção (dispositivo de usuário) que normalmente tem ummelhor conhecimento das condições de canal. A quantizaçãovetorial pode ser mais eficiente sempre que o overhead fordispendioso. Como um exemplo, uma representação de 6 bitsde um índice de quantização (portanto 64 matrizes de pié-codificação) por faixa de canal estático pode se aproximardo desempenho ótimo do retorno (contínuo) em um sistemaMIMO 4x4. Deve ser observado que faixa de canal estático serefere a uma região de tempo-freqüência onde o canal équase constante.

A Figura 4 ilustra um padrão de feixe 400 para umsetor 402 utilizando as técnicas reveladas para aperfeiçoarcomunicação em um ambiente sem fio. O setor 402 inclui umnúmero de setores virtuais incluindo um número de feixes404 transmitidos a partir de um ponto de acesso 406. Osfeixes ilustrados 404 representam duas combinaçõesseparadas de conjuntos de feixes, cada um tendo cincofeixes. Deve ser entendido que um número maior ou menor decombinações de feixes e/ou subconjuntos de feixes poderiaser utilizado com as modalidades reveladas. Por exemplo,qualquer combinação de feixes mais estreitos no conjuntopoderia ser utilizada para aperfeiçoar direcionalidade.Cada feixe pode ser associado a um grupo de pesos de pré-codificação, os quais, em algumas modalidades, podemcorresponder a matrizes unitárias que podem ser utilizadaspara pré-codificação. Em algumas modalidades, a combinaçãode feixes com pesos de pré-codificação em um dado setorvirtual é semi-ortogonal com relação a todas as outrascombinações de feixes com pesos de pré-codificação em çadaoutro setor virtual. Deve ser observado, que alguns feixes(por exemplo, aqueles nas bordas dos setores virtuais)podem ser protegidos de serem submetidos aos pesos de pré-codificação para impedir problemas de interferência 'oudispersão. Se um modo de pré-codificação é utilizado, os"feixes" são transmitidos e não se sobrepõem. No modo MIMO,as múltiplas combinações de "feixes" são utilizadas.

Ao contrário da pré-codificação padrão em quepesos de pré-codificação (por exemplo, linhas de matrizesde pré-codificação) são aplicados a diferentes antenas detransmissão diretamente, de acordo com algumas modalidadés,os coeficientes de pré-codificação são aplicados áiosfeixes. Essa abordagem pode permitir que uma combinaçãolinear arbitrária de feixes seja construída dentro de umsetor virtual, com base no conhecimento de canal. Portanto,alta eficiência de pré-codificação pode ser alcançada emrelação a um setor virtual, desde que a região seja ampla osuficiente para capturar a maior parte da energia de canalcorrespondendo a um dispositivo de usuário específico.Essa abordagem também pode garantir que ascombinações lineares sejam semi-ortogonais em relação àcombinação linear de feixes dentro de outros setoresvirtuais. Portanto, aos dispositivos de usuário podem seratribuídos os mesmos recursos em diferentes setoresvirtuais enquanto a interferência mútua (intra-setor) émantida baixa.

Em outras modalidades, os setores virtuais sãodefinidos em termos de matrizes de co-variância espacialmédia e matrizes de pré-codificação são geradas para cadaregião como realizações (pseudo)-aleatórias de matrizes coma matriz de co-variância média definida para a região. Pelaescolha de matrizes de co-variância média semi-ortogonaispara diferentes regiões, um baixo nível de interferênciaintracelular pode ser obtido quando aos dispositivos deusuário são atribuídos os mesmos recursos em diferentessetores virtuais.

A decisão de colocar um dispositivo de usuárioespecífico em um modo de utilizar combinações de peso defeixe e pré-codificação pode se basear na programação dosmesmos recursos para outro dispositivo de usuário em 'umsetor virtual diferente e tal determinação pode ser feitapelo ponto de acesso. Essa determinação pode se basear naqualidade de canal relatada pelo dispositivo de usuáriopara a matriz de pré-codificação desejada. A determinaçãotambém pode, entre outras coisas, se basear na intensidadede canal com relação a outros setores virtuais que podemcausar interferência intra-setorial quando no modo SDMA.

Para dispositivos de usuário que não sãoprogramados para usar combinação de peso de pré-codificaçãoe feixe, a pré-codificação pode ser realizada através de umsetor virtual que inclui o setor inteiro. Nessa modalidade,matrizes de pré-codificação podem ser definidas tanto comrelação às antenas de transmissão, que é a abordagemclássica, quanto com relação aos feixes.

Deve ser observado que pré-codificação de espaçode feixe pode ser benéfica para suportar SDMA porquefornece uma forma natural de limitar interferência entreusuários programados para os mesmos recursos em um setorvirtual diferente. A pré-codificação com relação a antenasde transmissão permite a definição de uma família dematrizes de pré-codif icação de tal modo que, para qualquermatriz de pré-codificação, cada antena transmite o mesmovalor de potência. Isso pode ser benéfico em ambienteslimitados termicamente (por exemplo, células grandés,orçamento de link limitado), onde pode ser desejáveltransmitir no nível de potência máximo. Em algumasmodalidades, a pré-codificação no espaço das antenas idetransmissão é utilizada para dispositivos de usuário não-SDMA. Além disso, em algumas modalidades, pode não haverpré-codificação e/ou SDMA aplicado para transmissões debroadcast.

A Figura 5 ilustra blocos funcionais de 'umsistema 500 de acordo com várias modalidades. Esses blocosfuncionais representam funções implementadas por umprocessador, software ou combinações dos mesmos (porexemplo, firmware). São incluídos: um gerador de feixe 502,um atribuidor 504, um programador 506, e um comunicador 508que estabelecem uma interface entre si. Embora quatroblocos funcionais sejam mostrados, pode haver um núméromaior ou menor de blocos funcionais e alguns blocosfuncionais podem ser combinados ou separados de acordo comas várias modalidades aqui apresentadas.

O gerador de feixe 502 pode ser configurado parapré-processar sinais com um ou mais vetores e/ou uma oumais combinações de vetores ou conjuntos. Por exemplo, ogerador de feixe 502 pode gerar um primeiro vetor ouconjunto de vetores tendo uma área de cobertura. O geradorde feixes 502 pode gerar adicionalmente um segundo(terceiro, quarto, etc.) vetor ou conjunto de vetores quetêm uma área de cobertura substancialmente diferente ouligeiramente diferente da área de cobertura do primeirovetor ou conjunto de vetores. Em tal maneira, o vetor ouconjuntos de vetores gerados não devem se sobrepor e podemser ortogonais. Em outras modalidades, os segundos vetores(ou conjuntos de vetores) podem ter a mesma área decobertura que o primeiro vetor (ou conjunto de vetor).

O atribuidor 504 pode ser configurado paraatribuir um ou mais dispositivos de usuário ao primeirofeixe ou conjunto de feixes. 0 atribuidor 504 pode serassociado a um livro-código que contém um conjuntopredefinido de vetores a partir dos quais um terminal deacesso pode escolher. Cada entrada no livro-código podecorresponder a um tipo de vetores. Desse modo, o atribuidor504 pode associar a preferência do usuário a uma entrada 'ouentradas em um livro-código. Por exemplo, uma entrada podeser um vetor que corresponde à pré-codificação. Outraentrada pode corresponder a dois vetores utilizados parapré-codificação MIMO, em que cada coluna em uma matrizseria um vetor. Ainda outra entrada pode ser um conjunto dematrizes, cada conjunto correspondendo a um cluster SDMA.

Os usuários SDMA devem ser separados tendo feixessuficientemente separados no transmissor, ou ponto deacesso. Se dois usuários se sobrepõem, eles devem sesobrepor apenas se obtiverem feixes a partir de diferentesclusters. Por exemplo, se dois usuários querem transmissõesa partir de um cluster, um ou ambos os usuários sãoenviados para diferentes entradas no livro-código, e SDMAnão é usado para esses usuários.Uma técnica de pré-codificação pode ser utilizadapara associar um feixe especifico (ou conjunto de feixes) aum dispositivo de usuário especifico. 0 atribuidor 504 podeser adicionalmente configurado para atribuir um segundo(terceiro, quarto, etc.) dispositivo de usuário a ,umsegundo (terceiro, quarto, etc.) feixe ou conjunto defeixes, que também pode considerar uma técnica deprocessamento espacial. Em outras modalidades, o atribuidor504 pode atribuir um primeiro dispositivo de usuário aosegundo (e subseqüente) feixe ou conjuntos de feixes sesomente pré-codificação for utilizada. De acordo comalgumas modalidades, o atribuidor 504 pode determinar umacaracterística de canal do usuário.

O programador 506 pode ser configurado paraprogramar comunicação para os dispositivos de usuário combase em acesso múltiplo por divisão de espaço (SDMA),múltiplas-entradas e múltiplas-saídas (MIMO), e/ou técnicasde programação de formação de feixe oportunista ou a ummodo de transmissão (por exemplo, pré-codificação, SDMA,pré-codificação SDMA, MIMO, pré-codificação MIMO, MIMO-SDMA, diversidade). Tal programação deve ser otimizada paramelhorar o desempenho em um ambiente de comunicação semfio. O programador 506 pode selecionar um ou mais modos detransmissão para ser aplicado. A seleção pode corresponderà entrada ou entradas no livro-código.

O comunicador 508 (ou transmissor/receptor) podeser configurado para receber informações a partir de cadadispositivo de usuário com relação a um feixe ou conjuntode feixes de preferência. Por exemplo, o comunicador 508pode receber uma preferência de usuário para um modo 'detransmissão. O comunicador 508 também pode ser configuradopara transmitir o identificador do modo ou modosselecionados. Em tal maneira, o comunicador 508 poderealizar interface com os outros blocos funcionais paralocalizar dois ou mais dispositivos de usuário que podemcompartilhar os recursos de um ponto de acesso comum.

A Figura 6A ilustra uma metodologia para melhoraro desempenho em um ambiente de comunicação sem fio. 0

método 600 começa, em 602, onde uma preferência de usuárioé recebida com base em uma pluralidade de critériosdeterminados pelo dispositivo móvel de usuário. Apreferência de usuário pode compreender uma preferênciaidentificando o modo, múltiplos modos junto a CQI,relacionados para alguns ou todos os modos, diferenciaisentre os CQIs para um ou mais modos, CQI, ou outrasinformações que são capazes de serem utilizadas páradeterminar essa preferência.

Em 604, um livro-código é lido para determinarqual modo e vetor especifico, ou vetores, ou matriz, oumatrizes, corresponde à preferência de usuário, porexemplo, corresponde a um índice quantizado que foiincluído na preferência de usuário. A leitura do livro-código pode ser realizada pela associação da preferênciarecebida a uma entrada ou entradas no livro-código. Em 606,o usuário pode ser atribuído ao modo de processamentoespacial específico ou modo de transmissão utilizando ovetor específico, ou vetores, ou matriz, ou matrizes.' 0modo de transmissão específico pode corresponder à entradaou entradas no livro-código que corresponde à preferênciado usuário.

Associar as entradas no livro-código a um modo deprocessamento espacial específico pode assumir muitasformas. Deve ser entendido que a discussão a seguir temapenas a finalidade de exemplo e não de limitação. Porexemplo, um conjunto de entradas pode corresponder à pré-codificação, que pode ser utilizada para uma pluralidade deusuários que estão em operação de linha de visada. Paradefinir essa pluralidade de usuários, vetores de guia defeixe são definidos e podem ser utilizados para os usuáriosde linha de visada.

Outro conjunto de entradas pode ser umacombinação linear de vetores de guia de feixe. Essesvetores de guia de feixe podem estar apontando em uma certaorientação em um setor. Desse modo, nem todo usuário estaráem linha de visada e poderá utilizar combinações linearesdesses vetores de guia de feixe. Outro conjunto de entradasno livro-código pode corresponder a essas combinaçõeslineares, por exemplo, um conjunto de combinações queinclui qualquer número de combinações (2, 3, 4, etc.). Deveser observado que um primeiro conjunto de entradas pode serdenominado "feixes" e o próximo conjunto de entradas podemser combinações lineares dos feixes. O ponto de acesso pôdeusar esses feixes predefinidos.

De acordo com MIMO, um conjunto de entradas podeser definido onde cada entrada inclui dois, três, quatro,cinco, etc. vetores. Cada coluna das matrizes pode ser umacombinação linear dos feixes. Um mecanismo para diferenciaras colunas pode ser averiguar as diferenças na combinaçãolinear pelas colunas. Por exemplo, a coluna 1 é umacombinação linear de feixes 1, 2 e 3 e a coluna 2 é umacombinação linear de feixes 2, 5 e 6. Um terceiro conjuntode entradas pode ser uma matriz, em que cada coluna podeser uma combinação linear de feixes.

Para um exemplo SDMA, um primeiro conjuntodefinido de feixes pode estar apontando em uma certaorientação em um setor. Para realizar agrupamento nosfeixes, todos os feixes podem estar apontando em um ângulode 30 graus, por exemplo. Um setor pode ser dividido emdois ou mais setores virtuais em que todos os feixes dentrode um setor virtual são agrupados e todos os feixes emoutro setor virtual são agrupados, separados do primeirogrupo. Esses feixes são essencialmente agrupados emclusters com base em para qual orientação eles estãoapontando. Desse modo, se dois usuários preferem os feixesem clusters separados, e o usuário 1 prefere feixes :nocluster Ieo usuário 2 prefere feixes no cluster 2, CDMApode ser utilizada com o usuário Ieo usuário 2. Essesfeixes podem se sobrepor. Pré-codificação com SDMA pode serdescrita como um modo onde um usuário é atribuído a umfeixe que é uma combinação linear de feixes em um cluster.

A Figura 6B ilustra um sistema para melhorar odesempenho em um ambiente de comunicação sem fio.Mecanismos 610 para interpretar uma preferência de usuáriosão acoplados a mecanismos 612 para ler um livro-códigopara determinar qual modo e vetor específico, ou vetorés,ou matriz, ou matrizes, corresponde à preferência deusuário, por exemplo, corresponde a um índice quantizadoque foi incluído na preferência do usuário. A leitura dolivro-código pode ser realizada pela associação dapreferência recebida a uma entrada ou entradas no livro-código. Mecanismos 612 são acoplados a mecanismos 614 paraatribuir o usuário ao modo de processamento espacial ou detransmissão específico a partir do livro-código utilizandoo vetor específico, ou vetores, ou matriz, ou matrizes.

A Figura 7A ilustra uma metodologia 700 paradeterminar e relatar uma preferência do usuário de ummodo(s) ou técnica(s) de transmissão de acordo com asvárias modalidades aqui apresentadas. De acordo com' ametodologia, uma ou mais características de canal para umusuário são determinadas, no bloco 702. As característicasde canal podem ser um ou mais CQIs para cada, algumas, outodas as técnicas ou modos de transmissão, e suascombinações, disponíveis ao usuário. Esses modos incluemSDMA, pré-codificação SDMA, pré-codificação, MIMO-SDMA,pré-codificação MIMO, modo de diversidade, e/ou semelhante.

Adicionalmente, as características de canal podem incluirdeslocamentos de potência de transmissão, intensidades desinal, outras informações de interferência de setor, e/ououtros critérios de informações de canal.

No bloco 704, é feita uma determinação em relaçãoa qual modo aplicar. A determinação pode se basear ;emcaracterísticas de canal, por exemplo. Após uma seleçãodo(s) modo(s) ser feita, um identificador incluindo o modoé transmitido, em 706.

Conforme discutido acima, os modos incluem SDMA,pré-codificação SDMA, pré-codificação, MIM0-SDMA, pré-codificação MIMO, e/ou semelhante. Para se selecionar seutiliza SDMA, pré-codificação SDMA, pré-codificação, MIMO-SDMA, pré-codificação MIMO, modo de diversidade, e/ousemelhante, certas informações devem ser providas à estaçãobase ou transmissor. Essas informações devem comunicar nãoapenas a seleção, mas também informações sobre quais pesosde pré-codificação ou feixes e pesos de pré-codificaçãoutilizar. 0 usuário ou dispositivo de usuário pode incluiruma ou todas as métricas a seguir ao relatar informações decanal, as quais podem então ser usadas para decidir qualabordagem deve ser utilizada assim como qual combinaçãolinear deve ser utilizada na abordagem. As métricas quepodem ser utilizadas e relatadas incluem CQI para pré-codificação, CQI para SDMA, e/ou CQI para modo dediversidade. Essas métricas podem ser relatadas emquaisquer conjuntos de combinações ou exclusivamente umasdas outras.

0 CQI para métrica de pré-codificação captura aqualidade de canal (por exemplo, SINR) se um usuário estáprogramado em certo feixe (ou matriz, se MIMO).Normalmente, o CQI correspondendo ao melhor feixe érelatado junto ao índice do melhor feixe. Pode haverbenefícios em retornar os CQIs de pré-codificação (eíndices) para o segundo melhor feixe, terceiro melhorfeixe, etc.

0 CQI para métrica SDMA captura a qualidade decanal, por exemplo, SINR, se o usuário está programadoutilizando SDMA. A potência de sinal é computada supondoque o usuário foi programado no melhor feixe. Em geral, ainterferência é a soma de duas quantidades. A primeiraquantidade é a soma da interferência térmica e dainterferência intracelular. A segunda qualidade correspondeà interferência devido a um usuário programado em um dosfeixes em um cluster diferente. Pode haver muitas formas decomputar isso e duas modalidades não-limitadoras (cálculode média de feixes adversos e feixe interferente único)serão descritas.

No modo de cálculo de média de feixes adversos,' ainterferência devido a um usuário co-SDMA é estimada. Essaestimação supõe que o usuário pode ser programado emqualquer um dos feixes dentro de um cluster diferente e queum usuário é programado em um cluster espacial. Aquantidade de interferência gerada a partir de outrocluster é a média da interferência criada pelos feixespertencentes àquele cluster. A interferência total é,portanto, a soma da interferência devido aos outfosclusters.

No modo de feixe interferente único, o usuárioSDMA supõe que um feixe específico é atribuído a um usuárioem um cluster CDMA interferente. A interferência, portanto,é justamente a interferência a partir deste feixe. Atravésda utilização das computações descritas ou outrascomputações, o terminal de usuário tem as informações decanal disponíveis com o sinal e interferência computados.Isso pode ser retornado junto ao índice do melhor feixe (desinalização) e o índice do feixe interferente, seutilizando o modo de feixe interferente único.

Outra métrica é o CQI para transmissão em modo dediversidade. Essa métrica captura a qualidade de canal senem pré-codificação nem SDMA for utilizada para programar ousuário. Essa métrica permite ao sistema prover um nívelmínimo de desempenho para um dado usuário. A idéia aqui· éque pré-codificação/SDMA seja usada apenas se CQI deS DMA/pré-codif icação for maior do que o CQI do modo dediversidade. Deve ser observado que esse CQI relata aqualidade do canal contendo informações de modo dediversidade.

A Figura 7B ilustra um sistema para determinar erelatar uma preferência do usuário de um modo(s) outécnica(s) de transmissão de acordo com várias modalidadesaqui apresentadas. Mecanismos 710 para determinar uma oumais características de canal são acoplados a mecanismos712 para determinar um modo para aplicar a partir de umlivro-código com base na uma ou mais características decanal. As características de canal podem ser um ou maisCQIs para cada uma, algumas, ou todas as técnicas ou modosde transmissão, e suas combinações, disponíveis para ousuário. Os modos incluem SDMA, pré-codificação SDMA, pré-codificação, MIMO-SDMA, pré-codificação MIMO, modo dediversidade, e/ou semelhante. Adicionalmente, ascaracterísticas de canal podem incluir deslocamentos depotência de transmissão, intensidades de sinal, outrasinformações de interferência de setor, e/ou outroscritérios de informações de canal. Mecanismos 712 sãoacoplados a mecanismos 714 para gerar um identificador domodo, o qual pode ser então transmitido para o ponto deacesso.

A Figura 8 ilustra um sistema 800 que utiliza astécnicas reveladas para aumentar a capacidade do sistema emum ambiente de comunicação sem fio de acordo com uma oumais modalidades apresentadas. O sistema 800 pode residirem uma estação base e/ou em um dispositivo de usuário, comoserá apreciado pelos versados na técnica. O sistema 800inclui um receptor 802 que recebe um sinal a partir, porexemplo, de uma ou mais antenas de recepção, e realizaações típicas no mesmo (por exemplo, filtra, amplifica,converte descendentemente,...) o sinal recebido edigitaliza o sinal condicionado para obter as amostras. Umdemodulador 804 pode demodular e prover símbolos pilotorecebidos a um processador 806 para estimação de canal.

O processador 806 pode ser um processadordedicado para analisar informações recebidas pelo receptor802 e/ou gerar informações para transmissão por umtransmissor 814. O processador 806 pode ser um processadorque controla um ou mais componentes do dispositivo deusuário 800, e/ou um processador que analisa informaçõesrecebidas pelo receptor 802, gera informações paratransmissão por um transmissor 814, e controla um ou maiscomponentes do dispositivo de usuário 800. 0 processador806 pode ser configurado para selecionar um modo detransmissão de uma pluralidade de modos de transmissão apartir de um livro-código. O dispositivo de usuário 800pode incluir um otimizador 808 que coordena atribuições defeixe. O otimizador 808 pode ser incorporado no processador806. Deve ser apreciado que o otimizador 808 pode incluircódigo de otimização que realiza análise baseada emutilidade em conexão com atribuir dispositivos de usuário afeixes. O código de otimização pode utilizar métodos combase em interferência artificial em conexão com realizardeterminações de interferência e/ou probabilisticas e/oudeterminações com base em estatística em conexão comotimizar atribuições de feixe de dispositivo de usuário.

0 dispositivo de usuário 800 adicionalmente podecompreender memória 810 que é acoplada operativamente aoprocessador 806 e que armazena informações relacionadas: ainformações de padrão de feixe, tabelas de consultacompreendendo informações relacionadas às mesmas, e outrasinformações adequadas relacionadas à formação de feixeconforme aqui descrito. A memória 810 pode adicionalmentearmazenar protocolos associados a gerar tabelas deconsulta, etc., de tal modo que o dispositivo de usuário800 pode empregar protocolos armazenados e/ou algoritmospara aumentar a capacidade do sistema. Será apreciado queos componentes de armazenamento de dados (por exemplo,memórias) aqui descritos podem ser tanto memória volátilquanto memória não-volátil, ou podem incluir ambas memóriavolátil e memória não-volátil. Como ilustração, e não comolimitação, memória não-volátil pode incluir memória somenteleitura (ROM), ROM programável (PROM), ROM eletricamenteprogramável (EPROM), ROM eletricamente apagável (EEPROM),ou memória flash. Memória volátil pode incluir memória deacesso aleatório (RAM) , a qual atua como memória cacheexterna. Como ilustração e não-limitação, a RAM estádisponível em muitas formas tais como RAM síncrona (SRAM),RAM dinâmica (DRAM), DRAM síncrona (SDRAM), SDRAM de taxade dados dupla (DDR SDRAM), SDRAM melhorada (ESDRAM), DRAMSynchlink (SLDRAM), e RAM Rambus direta (DRRAM). A memória810 dos sistemas e métodos em questão pretende abranger,sem ser limitada a esses e outros tipos adequados dememória. 0 processador 806 é conectado a um modulador desímbolo 812 e transmissor 814 que transmite o sinalmodulado.

A Figura 9 ilustra um sistema que utiliza pré-codificação e SDMA para aumentar a capacidade do sistema emum ambiente de comunicação sem fio de acordo com as váriasmodalidades. O sistema 900 compreende uma estação base 902com um receptor 910 que recebe sinal(ais) a partir de um oumais dispositivos de usuário 904 através de uma ou maisantenas de recepção 906, e transmite para o um ou maisdispositivos de usuário 904 através de uma pluralidade deantenas de transmissão 908. Em uma ou mais modalidades, asantenas de recepção 906 e antenas de transmissão 908 podemser implementadas utilizando um único conjunto de antenas.

O receptor 910 pode receber informações a partir dasantenas de recepção 906 e é associado operativamente a umdemodulador 912 que demodula informações recebidas. ; 0receptor 910 pode ser, por exemplo, um receptor Rake (porexemplo, uma técnica que processa individualmentecomponentes de sinal de multipercurso utilizando umapluralidade de correlatores de banda base,...), um receptorbaseado em MMSE, ou algum outro receptor adequado paraseparar os dispositivos de usuário atribuídos a eles, comoserá apreciado pelos versados na técnica. De acordo domvários aspectos, múltiplos receptores podem ser empregados(por exemplo, um por antena de recepção), e tais receptorespodem se comunicar entre si para prover estimativasaperfeiçoadas de dados de usuário. Símbolos demodulados sãoanalisados por um processador 914 que é similar aoprocessador descrito acima com relação à Figura 8, e éacoplado a uma memória 916 que armazena informaçõesrelacionadas a atribuições de dispositivo de usuário,tabelas de consulta relacionadas a eles, e semelhantes.' Asaída do receptor para cada antena pode ser processadaconjuntamente pelo receptor 910 e/ou processador 914. Ummodulador 918 pode multiplexar o sinal para transmissão porum transmissor 920 através das antenas de transmissão 908para os dispositivos de usuário 904.

A estação base 902 compreende adicionalmente umatribuidor 902, o qual pode ser um processador distinto deou integrado ao processador 914, e o qual pode avaliar umgrupo de todos os dispositivos de usuário em um setorservido pela estação base 904 e pode atribuir dispositivosde usuário a feixes com base pelo menos em parte nalocalização dos dispositivos de usuário individuais, umesquema de pré-codificação, ou um esquema decompartilhamento de recursos.

A Figura 10 ilustra um transmissor e receptor emum sistema de comunicação sem fio de acesso múltiplo 1000de acordo com as várias modalidades aqui apresentadas. Osistema de comunicação sem fio 1000 descreve uma estaçãobase e um dispositivo de usuário para fins de brevidade.

Contudo, deve ser apreciado que o sistema pode incluir maisdo que uma estação base e/ou mais do que um dispositivo deusuário, em que estações base adicionais e/ou dispositivosde usuário podem ser substancialmente similares oudiferentes da estação base exemplar e dispositivo deusuário descrito abaixo. Além disso, deve ser apreciado quea estação base e/ou o dispositivo de usuário podem empregaros sistemas e/ou métodos descritos aqui para facilitarcomunicação sem fio entre eles.

No sistema transmissor 1010, os dados de tráfegopara um número de fluxos de dados são providos a partir deuma fonte de dados 1012 para um processador de dados detransmissão (TX) 1014. Em algumas modalidades, cada fluxode dados é transmitido através de uma antena de transmissãorespectiva. O processador de dados TX 1014 formata,codifica, e intercala os dados de tráfego para cada fluxode dados com base em um esquema de codificação especificoselecionado para aquele fluxo de dados para prover os dadoscodificados. Em algumas modalidades, o processador de dadosTX 1014 aplica pesos de formação de feixe aos símbolos dosfluxos de dados com base no usuário para o qual os símbolosestão sendo transmitidos e a antena a partir da qual osímbolo está sendo transmitido. Em algumas modalidades, ospesos de formação de feixe podem ser gerados com base eminformações de resposta de canal que são indicativas dacondição dos percursos de transmissão entre o ponto deacesso e o terminal de acesso. As informações de respostade canal podem ser geradas utilizando informações CQI ouestimativas de canal providas pelo usuário. Adicionalmente,naqueles casos de transmissões programadas, o processadorde dados TX 1014 pode selecionar o formato de pacote dombase em informações de classificação que são transmitidas apartir do usuário.

Os dados codificados para cada fluxo de dadospodem ser multiplexados com dados piloto utilizandotécnicas OFDM. Os dados pilotos são tipicamente um padrãode dados conhecido que é processado de uma maneiraconhecida e pode ser usado no sistema receptor para estimara resposta de canal. Os dados codificados e pilotosmultiplexados para cada fluxo de dados são então modulados(por exemplo, mapeados em símbolos) com base em um esquèmade modulação específico (por exemplo, BPSK, QPSK, M-PSK, ouM-QAM) selecionado para aquele fluxo de dados para proversímbolos de modulação. A taxa de dados, codificação, emodulação para cada fluxo de dados podem ser determinadaspor instruções realizadas ou providas pelo processador1030. Em algumas modalidades, o número de fluxos espaciaisparalelos pode variar de acordo com as informações declassificação que são transmitidas a partir do usuário.

Os símbolos de modulação para os fluxos de dadossão providos a um processador MIMO TX 1020, o qual podeprocessar adicionalmente os símbolos de modulação (porexemplo, para OFDM) . 0 processador MIMO TX 1020 provê NTfluxos de símbolos para NT transmissores (TMTR) 1022a a1022t. Em algumas modalidades, o processador MIMO TX 1020aplica pesos de formação de feixe aos símbolos dos fluxosde dados com base no usuário para o qual os símbolos estãosendo transmitidos e a antena a partir da qual o símboloestá sendo transmitido a partir daquelas informações deresposta de canal do usuário.

Cada transmissor 1022 recebe e processa um fluxode símbolos respectivo para prover um ou mais sinaisanalógicos, e adicionalmente condiciona (por exemplo,amplifica, filtra, e converte ascendentemente) os sinaisanalógicos para prover um sinal modulado adequado paratransmissão através do canal MIMO. Os NT sinais modulados apartir dos transmissores 1022a a 1022t são transmitidos'' apartir de NT antenas 1024a a 1024t, respectivamente.

No sistema receptor 1050, os sinais moduladostransmitidos são recebidos pelas NR antenas 1052a a 1052r eo sinal recebido a partir de cada antena 1052 é provido aum receptor respectivo (RCVR) 1054. Cada receptor 1054condiciona (por exemplo, filtra, amplifica, e convertedescendentemente) um sinal recebido respectivo, digitalizao sinal condicionado para prover amostras, e adicionalmenteprocessa as amostras para prover um fluxo de símbolos"recebidos" correspondente.

Um processador de dados RX 1060 então recebe eprocessa os NR fluxos de símbolos recebidos a partir de NRreceptores 1054 com base em uma técnica de processamento dereceptor específica para prover um número de classificaçãode fluxos de símbolos "detectados". 0 processamento peloprocessador de dados RX 1060 é descrito em detalhesadicionais abaixo. Cada fluxo de símbolos detectado incluisímbolos que são estimativas dos símbolos de modulaçãotransmitidos para o fluxo de dados correspondente. Oprocessador de dados RX 1060 então demodula, deintercala, edecodifica cada fluxo de símbolos detectado para recuperaros dados de tráfego para o fluxo de dados. 0 processamentopelo processador de dados RX 10 60 é complementar àquelerealizado pelo processador MIMO TX 1020 e processador dedados TX 1014 no sistema transmissor 1010.

A estimativa de resposta de canal gerada peloprocessador RX 1060 pode ser usada para realizarprocessamento de espaço, espaço/tempo no receptor, ajustarníveis de potência, mudar as taxas ou esquemas 'demodulação, ou outras ações. O processador RX 1060 podeadicionalmente estimar as relações de sinal/ruído einterferência (SNRs) dos fluxos de símbolos detectados,; epossivelmente outras características de canal, e prdvêessas quantidades a um processador 1070. O processador dedados RX 1060 ou processador 1070 pode adicionalmentederivar uma estimativa da SNR "efetiva" para· o sistema. Oprocessador 1070 então provê informações de canal estimadas(CSI), que podem compreender vários tipos de informaçõescom relação ao link de comunicação e/ou ao fluxo de dadosrecebidos. Por exemplo, a CSI pode compreender apenas a SNRde operação. A CSI é então processada por um processador dedados TX 1078, o qual também recebe dados de tráfego paraum número e fluxos de dados a partir de uma fonte de dados1076, modulada por um modulador 1080, condicionada pelostransmissores 1054a a 1054r, e transmitido de volta aosistema transmissor 1010.No sistema transmissor 1010, os sinais moduladosa partir do sistema receptor 1050 são recebidos pelasantenas 1024, condicionados pelos receptores 1022,demodulados por um demodulador 1040, e processados por umprocessador de dados RX 1042 para recuperar a CSI relatadapelo sistema receptor. A CSI relatada é então provida aoprocessador 1030 e usada para (1) determinar as taxas dedados e esquemas de codificação e modulação a serem usadospara os fluxos de dados e (2) gerar vários controles para oprocessador de dados TX 1014 e processador MIMO TX 1020.

No receptor, várias técnicas de processamentopodem ser usadas para processar os NR sinais recebidos páradetectar os NT fluxos de símbolos transmitidos. Essastécnicas de processamento de receptor podem ser agrupadasem duas categorias principais (i) técnicas de processamentode receptor espaciais e espaço-temporais (as quais tambémsão referidas como técnicas de equalização); e (ii) técnicade processamento de receptor de "anulamentosucessivo/equalização e cancelamento de interferência" (aqual também é referida como técnica de processamento :dereceptor de "cancelamento de interferência sucessivo" ou"cancelamento sucessivo").

Um canal MIMO formado pelas NT antenas ,detransmissão e NR antenas de recepção pode ser decomposto em

Ns canais independentes, com Ns ^ min {NT, NR}. Cada um dos

Ns canais independentes também pode ser referido como umsubcanal espacial (ou um canal de transmissão) do canalMIMO e corresponde a uma dimensão.

Deve ser entendido que as modalidades aquidescritas podem ser implementadas por hardware, software,firmware, middleware, microcódigo, ou qualquer combinaçãodos mesmos. Para uma implementação de hardware, as unidadesde processamento dentro de um ponto de acesso ou de umterminal de acesso podem ser implementadas com um ou maiscircuitos integrados de aplicação especifica (ASICs),processadores de sinais digitais (DSPs), dispositivos deprocessamento de sinais digitais (DSPDs), dispositivoslógicos programáveis (PLDs), arranjos de portasprogramáveis em campo (FPGAs), processadores,controladores, microcontroladores, microprocessadores,outras unidades eletrônicas projetadas para realizar asfunções descritas aqui ou uma combinação das mesmas.

Quando as modalidades são implementadas emsoftware, firmware, middleware ou microcódigo, código deprograma ou segmentos de código, elas podem ser armazenadasem um meio legível por máquina, tal como um componente dearmazenamento. Um segmento de código pode representar umprocedimento, uma função, um subprograma, um programa, umarotina, uma sub-rotina, um módulo, um pacote de software,uma classe, ou qualquer combinação de instruções,estruturas de dados, ou declarações de programa. Umsegmento de código pode ser acoplado a outro segmento decódigo ou a um circuito de hardware pela passagem e/ourecepção de informações, dados, argumentos, parâmetros, ouconteúdo de memória. Informações, argumentos, parâmetros,dados, etc. podem ser passados, emitidos, ou transmitidosutilizando qualquer mecanismo adequado incluindocompartilhamento de memória, passagem de mensagem, passagemde token, transmissão de rede, etc.

Para uma implementação em software, as técnicasaqui descritas podem ser implementadas com módulos (porexemplo, procedimentos, funções, e assim por diante) querealizam 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 externa aoprocessador, em cujo caso, ela pode ser acopladacomunicativamente ao processador através de váriosmecanismos como é conhecido na técnica.

O que foi descrito acima inclui exemplos de umaou mais modalidades para permitir que versados na técnicarealizem ou utilizem as características, funções,operações, e modalidades aqui reveladas. Evidentemente, nãoé possível descrever cada combinação concebível decomponentes ou metodologias com o propósito de descrever asmodalidades anteriormente mencionadas, mas os versados natécnica podem reconhecer que muitas combinações epermutações adicionais de várias modalidades são possíveis.Conseqüentemente, se pretende que as modalidades descritasabranjam todas as tais alterações, modificações e variaçõesque estejam compreendidas no espírito e escopo dasreivindicações anexas. Além disso, a medida em que o termo"inclui" é utilizado seja na descrição detalhada ou nasreivindicações, se pretende que tal termo seja inclusivo deuma maneira similar ao termo "compreendendo" como"compreendendo" é interpretado ao ser empregado como umapalavra transicional em uma reivindicação.

Claims (13)

1. Método para melhorar desempenho em um ambientede comunicação sem fio (100), CARACTERIZADO pelo fato deque compreende as etapas de:receber (602) uma preferência de usuário para ummodo de transmissão;associar (604) a preferência de usuário a umaentrada ou entradas em um livro-código (106), em que olivro-código (106) é notificado a partir de uma estaçãobase (104) para um dispositivo móvel (102); eatribuir (606) o usuário a um modo de transmissãocorrespondendo à entrada ou entradas.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que associar a preferência deusuário a uma entrada ou entradas em um livro-códigocompreende ler um livro-código para determinar um modo epelo menos um vetor ou pelo menos uma matriz quecorresponda à preferência de usuário.

3. Método, de acordo com a reivindicação .1,CARACTERIZADO pelo fato de que cada entrada corresponde aum modo de transmissão;

4. Método, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERI ZADO pelo fato de que a preferência de usuáriorecebida compreendendo pelo menos uma de uma preferênciaidentificando o modo, um indicador de qualidade de canal(CQI), múltiplos modos em conjunto e relacionados a CQIspara pelo menos um dos múltiplos modos, e diferenciaisentre os CQIs para pelo menos um dos modos.

5. Método para determinar uma preferência deusuário de um modo de transmissão, CARACTERIZADO pelo fatode que compreende as etapas de:determinar (702) características de canal de umusuário;Torresselecionar (704) um modo ou modos de transmissãoa partir de um livro-código (106) a ser aplicado, em que olivro-código (106) é notificado a partir de uma estaçãobase (104) para um dispositivo móvel (102); etransmitir (706) um identificador do modo oumodos selecionados.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5,CARACTERIZADO pelo fato de que as características de canalcompreendem pelo menos uma métrica que é utilizada paraselecionar o modo ou modos de transmissão a ser aplicado.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6,CARACTERIZADO pelo fato de que a métrica compreende pelomenos um de um CQI para pré-codificação, CQI para SMDA, eCQI para modo de diversidade.

8. Dispositivo de comunicação sem fio (800),CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:um processador (806) configurado para selecionaruma entrada de uma pluralidade de entradas a partir de umlivro-código (106), em que o livro-código (106) énotificado a partir de uma estação base (104) para odispositivo de comunicação sem fio (800; 102); euma memória acoplada ao processador.

9. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que cadaentrada do livro-código corresponde a um modo detransmissão.

10. Dispositivo de comunicação sem fio (800),CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:mecanismos para processar uma preferência deusuário recebida para um modo de transmissão;mecanismos para associar a preferência a umaentrada ou entradas em um livro-código (106), em que olivro-código é notificado a partir de uma estação base(104) ao dispositivo de comunicação sem fio (800; 102); emecanismos para atribuir o usuário a um modo detransmissão correspondendo à entrada ou entradas.

11. Dispositivo de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que cadaentrada corresponde a um modo de transmissão.

12. Dispositivo de comunicação sem fio (800)CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:mecanismos para determinar uma característica decanal de um usuário;mecanismos para selecionar um modo ou modos detransmissão a partir de um livro-código (106) a seraplicado, em que o livro-código (106) é notificado a partirde uma estação base (104) ao dispositivo de comunicação semfio (800; 102); emecanismos para transmitir um identificador 'domodo ou modos selecionados.

13. Mídia legível por computador incluindoinstruções armazenadas na mesma CARACTERIZADA pelo fato deque compreende:instruções para processar uma preferência deusuário recebida para um modo de transmissão;instruções para associar a preferência de usuárioa uma entrada ou entradas em um livro-código (106), em queo livro-código (106) é notificado a partir de uma estaçãobase (104) para um dispositivo móvel (102); einstruções para atribuir o usuário a um modo detransmissão correspondendo à entrada ou entradas.