BRPI0617044A2 - sistema de múltiplo acesso por divisão de freqüências e portadora única com base em formação de feixes mimo - Google Patents

sistema de múltiplo acesso por divisão de freqüências e portadora única com base em formação de feixes mimo Download PDF

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BRPI0617044A2
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Guodong Zhang
Kyle Jung-Lin Pan
Robert L Olesen
Allan Y Tsai
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Abstract

<B>Sistema de múltiplo acesso por divisão de freqüências e portadora única com base em formação de feixes MIMO<D>. é descrito sistema de múltiplo acesso por divisão de freqúências e portadora única (SC-FDMA) com base em formação de feixes de múltiplas entradas e múltiplas saidas (MIMO). No transmissor, transformação Fourier rápida (FFT) é realizada sobre dados de transmissão para gerar dados de domínio de frequências. Os dados de transmissão de domínio de frequências são mapeados para subportadoras atribuidas. Transformação Fourier rápida inversa (IFFT) é realizada sobre os dados de transmissão mapeados para as subportadoras atribuidas para gerar dados de transmissão de domínio de tempo. Os dados de transmissão de domínio de tempo são transmitidos por meio de antenas. Em receptor, FFT é realizada sobre os dados recebidos para gerar dados recebidos de domínio de freqúências. Desmapeamento de subportadora é realizado para extrair dados mapeados sobre as subportadoras atribuidas. Dispositivo de estimativa de canais gera matriz de H canais que é decomposta em matrizes U, D e V^ H^ . Distorção de canais e interferência entre antenas de transmissão e de recepção são equalizadas com base nas matrizes de canais decompostas para os dados recebidos pelo domínio de freqúência extraídos.

Description

Sistema de múltiplo acesso por divisão de freqüências e portadora única com base em formação de feixes MIMO.
Campo da Invenção
A presente invenção refere-se a sistema de comunicação sem fio. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a sistema de múltiplo acesso por divisão de freqüências de portadora única (SC-FDMA) com base em formação de feixes de múltiplas entradas e múltiplas saídas (MIMO).
Antecedentes
O projeto de parceria de terceira geração (3GPP) e 3GPP2 estão atualmente considerando evolução a longo prazo (LTE) do acesso via rádio terrestre (UTRA) do sistema universal de telecomunicações móveis (UMTS). Atualmente, SC-FDMA está sendo considerado para o UTRA evoluído (E-UTRA).
Em SC-FDMA, uma série de subportadoras ortogonais é dividida em uma série de blocos de subportadoras (também conhecidos como "blocos de recurso"). Bloco de subportadoras pode ser bloco de subportadoras localizado ou bloco de subportadoras distribuído. O bloco de subportadoras localizado é definido como conjunto de várias subportadoras consecutivas e o bloco de subportadoras distribuído é definido como conjunto de várias subportadoras não consecutivas. Bloco de subportadoras é unidade de programação básica para transmissões por link superior em sistema SC-FDMA. Dependendo da velocidade de dados ou situação do buffer, pelo menos um bloco de subportadoras é atribuído para unidade de transmissão e recepção sem fio (WTRU) para transmissão.
MIMO designa o tipo de esquema de transmissão e recepção sem fio em que ambos, transmissor e receptor, empregam mais de uma antena. Sistema MIMO utiliza-se da diversidade espacial ou multiplexação espacial para aumentar a relação sinal-ruído (SNR) e aumentar o rendimento.
Resumo da Invenção
A presente invenção refere-se a sistema SC-FDMA com base em formação de feixes MIMO que inclui transmissor e receptor. No transmissor, realiza-se transformação Fourier rápida (FFT) sobre os dados para transmissão para gerar dados de transmissão de domínio de freqüências. Unidades de mapeamento de subportadoras mapeiam os dados de transmissão de domínio de freqüências para subportadoras atribuídas. Realiza-se transformação Fourier inversa (IFFT) sobre os dados de transmissão mapeados para as subportadoras atribuídas para gerar dados de transmissão de domínio de tempo e os dados de transmissão de domínio de tempo são transmitidos em seguida por meio de diversas antenas. No receptor, os dados transmitidos são detectados por uma série de antenas de recepção. Realiza-se FFT sobre os dados recebidos para gerar dados recebidos de domínio de freqüências.Unidades de desmapeamento de subportadoras no receptor extraem dados mapeados sobre as subportadoras atribuídas. Dispositivo de estimativa de canais no receptor gera matriz de canais e unidade de decomposição de valor singular (SVD) decompõe a matriz de canais em matrizes U, D e VH. Unidade de formação de feixes e diagonalização de canais no receptor equaliza em seguida distorção de canais e interferência entre antenas de transmissão e recepção com base em matrizes de canais decompostas para os dados recebidos do domínio de freqüências extraídos.
Breve Descrição das Figuras
- A Figura 1 é diagrama de bloco de transmissor configurado conforme a presente invenção.
- A Figura 2 é diagrama de bloco de receptor configurado conforme a presente invenção. Descrição Detalhada das Realizações Preferidas
Quando indicado a seguir, a terminologia "WTRU" inclui, mas sem limitar-se a equipamento de usuário (UE)1 estação móvel, unidade de assinante fixa ou móvel, pager ou qualquer outro tipo de dispositivo capaz de operar em ambiente sem fio.
Quando indicado a seguir, a terminologia "estação base" inclui, mas sem limitar-se a Nó B, controlador de local, ponto de acesso (AP) ou qualquer outro tipo de dispositivo de interface em ambiente sem fio. A presente invenção pode ser implementada em WTRU ou estação base.
As características da presente invenção podem serincorporadas em circuito integrado (IC) ou ser configuradas em circuito que compreende uma série de componentes em interconexão.
A Figura 1 é diagrama de bloco de transmissor 100 configurado conforme a presente invenção. Dever-se-á observar que a Figura 1 é fornecida como exemplo e as funções realizadas pelos componentes exibidos na Figura 1 podem ser realizadas por mais ou menos componentes físicos. O transmissor 100 inclui codificadores 102a a 102n, moduladores 104a a 104n, unidades de transformação Fourier rápida (FFT) 106a a 106n, filtros de modelagem de pulso 108a a 108n, unidades de mapeamento de subportadoras 110a a 110n, formador de feixes 112 (opcional), 30 unidades FFT inversas (IFFT) 114a a 114n, unidades de inserção de prefixos cíclicos 116a a 116n e diversas antenas 118a a 118n para MIMO.
Os dados 101a a 101 η para transmissão são codificados pelos codificadores 102a a 102n. Dever-se-á observar que o transmissor 100 pode incluir somente um codificador, dependendo da configuração do sistema. Os dados de entrada codificados 103a a 103n são modulados pelos moduladores 104a a 104n, respectivamente, conforme esquema de modulação. Os dados de entrada modulados 105a a 105n são processados pelas unidades FFT 106a a 106n para conversão em dados de domínio de freqüências 107a a 107n, respectivamente. Os dados de domíniode freqüências 107a a 107n são processados através dos filtros de modelagem de pulsos 108a a 108n, respectivamente. Após processamento pelos filtros de modelagem de pulsos 108a a 108n, os dados de domínio de freqüências 107a a 107n são mapeados para subportadoras atribuídas pelas unidades de mapeamento de subportadoras 110a a 110n, respectivamente. Os dados mapeados pela subportadora 111a a 111n podem ser opcionalmente processados com matriz de formação de feixes de transmissão e/ou fator de escalonamento 120 pelo formador de feixes 112, que será explicado em detalhes a seguir.
Os dados mapeados pela subportadora 111a a 111 η (ou os dados 113a a 113n processados pelo formador de feixes 112) são processados em seguida pelas unidades IFFT 114a a 114n para conversão em dados de domínio de tempo 115a a 115n, respectivamente. CP é adicionado em seguida aos dados de domínio de tempo 115a a 115n pelas unidades de inserção de CP 116a a 116n e transmitido por meio das antenas 118a a 118n, respectivamente.
A Figura 2 é diagrama de bloco de receptor 200 configurado de acordo com a presente invenção. Dever-se-á observar que a Figura 2 é fornecida como exemplo e as funções realizadas pelos componentes exibidos na Figura 2 podem ser realizadas por mais ou menos componentes físicos. O receptor 200 inclui diversas antenas 202a a 202n, unidades de remoção de CP 204a a 204n, unidades IFFT 206a a 206n, unidades de desmapeamento de subportadoras 208a a 208n, controlador 210, filtros de modelagem de pulsos 212a a 212n, dispositivo de estimativa de canais 214, unidade de decomposição de valor singular (SVD) 216, unidade de diagonalização de canais e formação de feixes 218, unidades IFFT 220a a 220n, demoduladores 222a a 222n e decodificadores 224a a 224n.
Os sinais transmitidos pelo transmissor 100 são detectados pelas diversas antenas 202a a 202n e são gerados diversos fluxos de dados recebidos 203a a 203n. Cada fluxo de dados recebido 203a a 203n é processado pela unidade de remoção de CP 204a a 204n, respectivamente, para remover o CP que é inserido no transmissor 100.
Após a remoção do CP1 os fluxos de dados recebidos 205a a 205n são enviados para as unidades FFT 206a a 206n para conversão nos dados de domínio de freqüências 207a a 207n, respectivamente. Cada uma das unidades de desmapeamento de subportadoras 208a a 208n extrai sinais de subportadora específicos 209a a 209n conforme sinal de controle 211 recebido do controlador 210. O controlador 210 gera o sinal de controle 211 com base nas subportadoras atribuídas para o receptor 200. As subportadoras atribuídas podem ser bloco de subportadoras localizadas ou conjunto de subportadoras distribuídas.
Os dados de subportadoras extraídos 209a a 209n sãoprocessados em seguida através dos filtros de modelagem de pulsos 212a a 212n, respectivamente. Após processamento pelos filtros de modelagem de pulsos 212a a 212n, os dados 213a a 213n são enviados em seguida para a unidade de diagonalização de canais e formação de feixes 218 e o dispositivo de estimativa de canais 214. O dispositivo de estimativa de canais 214 gera resposta de impulso de canais utilizando sinal piloto conhecido 230 e gera matriz de canais Hn<k> para cada subportadora. O dispositivo de estimativa de canais 214 pode ser dispositivo de estimativa de canais conjuntos, conforme exibido na Figura 2. Alternativamente, podem ser utilizados diversos dispositivos de estimativa de canais para processamento dos diversos fluxos de dados recebidos 213a a 213n, respectivamente. A matriz de canais Hn(k> é enviada para a unidade SVD 216.
A unidade SVD 216 decompõe a matriz de canais Hn(k> em matriz diagonal Dn<k> e matrizes unitárias Un(k> e Vn<k>, de tal forma que:
Hf1 = Un'k> Dn'k> Vn(k)H Equação (1)
em que o sobrescrito H indica transposição hermitiana. Un<k) e Vn<k> são matrizes unitárias para o k° usuário e a na subportadora e compreendem vetores eigen da matriz Hn(k} Hn(k,H e Hn<k,M Hn<k>, respectivamente. Un(k,H Un<k> = Vn(k)H Vn(k> = I. A matriz diagonal Dn<k> compreende a raiz quadrada dos valores eigen de Hnm Hn<k>H. Dever-se-á observar que SVD é exemplo de decomposição de matrizes de canais e a decomposição de matrizes de canais pode ser realizada com quaisquer outros métodos de decomposição de matrizes (tais como decomposição de valores eigen (EVD)) para atingir os mesmos resultados.
Segundo primeira realização da presente invenção, as matrizes decompostas, Un(k>, Dn<k> e Vn<k>, são enviadas para a unidade de diagonalização de canais e formação de feixes 218 e a unidade de diagonalização de canais e formação de feixes 218 realiza equalização de domínios de freqüências, de forma que as distorções de canais e interferências entre antenas sejam eliminadas.
O sinal recebido em domínio de freqüências é expressoconforme segue:
<formula>formula see original document page 5</formula>
Equaçao (2)
em que e são o sinal recebido e os dados transmitidos em domínio de freqüências para a na subportadora do usuário k, respectivamente, e é ruído. A unidade de diagonalização de canais e formação de feixes 218 equaliza a distorção de canais e interferência aplicando a matriz Un(k)H e Vn(k) Dn<k>'1 para o sinal recebido de domínio de freqüências. O sinal resultante após a diagonalização é expresso conforme segue:<formula>formula see original document page 6</formula>
Equação (3)
que são os dados de domínio de freqüências mais ruído. A equação (3) é solução que força zero para realizar formação de feixes somente no receptor 200. Esta solução pode equalizar a distorção de canais e interferência de antena, mas aumenta o ruído.
Após a diagonalizaçãó de canais pela unidade de diagonalização de canais e formação de feixes 218, os dados 219a a 219n são processados pelas unidades IFFT 220a a 220n para conversão nos dados de domínio de tempo 221a a 221 n, respectivamente. Os dados de domínio de tempo 221a a 221 η são demodulados pelos demoduladores 222a a 222n, respectivamente, e os dados demodulados 223a a 223n são processados pelos decodificadores 224a a 224n para gerar dados estimados 225a a 225n, respectivamente. Somente um decodificador pode ser utilizado, dependendo da configuração do sistema.
Conforme segunda realização da presente invenção, é realizada formação de feixes no transmissor 100 e no receptor 200. No transmissor 100, os dados 101 de transmissão são escalonados com inverso da matriz diagonal D e multiplicados pela matriz de direcionamento V pelo formador de feixes 112. Alternativamente, o transmissor 100 pode aplicar somente a matriz de direcionamento V. As matrizes DeV podem ser retroalimentadas pelo receptor 200 para o transmissor 100. Alternativamente, o transmissor 100 pode incluir dispositivo de estimativa de canais e unidade SVD de tal forma que as matrizes DeV possam ser obtidas pelo transmissor 100 com base na reciprocidade de canais. Esta operação é expressa por usuário e subportadora conforme segue:
<formula>formula see original document page 6</formula>
Equação (4)
O sinal recebido é expresso conforme segue:
<formula>formula see original document page 6</formula>
Equação (5)
No receptor 200, formação de feixes de recebimento é realizada por meio da multiplicação de matriz Un<k)H sobre o sinal recebido pela unidade de diagonalização de canais e formação de feixes 218. O sinal resultante após a formação de feixes é o seguinte:
<formula>formula see original document page 6</formula>
Equação (6)
A Equação (6) é solução que força zero para realizar
formação de feixes no transmissor 100 e no receptor 200. Esta solução evita problema de aumento de ruído da solução da Equação (3) realizando formação prévia de feixes com equalização no transmissor 100. A solução da Equação (7) aumenta a razão entrepotência de pico e média (PAPR) no transmissor 100.
Conforme terceira realização da presente invenção, solução de erro de mínimos quadrados médios (MMSE) é utilizada para suprimir PAPR no transmissor 100. A formação de feixes no transmissor 100 conforme a terceira realização requer informações de retroalimentação do receptor 200. As informações de retroalimentação incluem as matrizes Dn(k> e Vn<k> e SNR estimada. As informações de retroalimentação podem ser informações de retroalimentação completas ou informações de retroalimentação parciais. O formador de feixes 122 do transmissor 100 escalona e dirige os dados 101 para transmissão com base em solução MMSE conforme segue:
<formula>formula see original document page 7</formula>
Equação (7) O sinal recebido é expresso conforme segue:
<formula>formula see original document page 7</formula>
Após a unidade de diagonalização de canais e formação de feixes 218 realizar formação de feixes de recebimento multiplicando matriz Um(k)H, o sinal resultante é expresso conforme segue:
<formula>formula see original document page 7</formula>
A PAPR é reduzida conforme exibido na Equação (7). Osdados estimados no receptor 200 aproximam-se dos dados transmitidos quando relaçãosinal-ruído (SNR) for grande conforme exibido na Equação (9).
Conforme quarta realização, realiza-se formação de feixessomente no receptor 200 e nenhuma retroalimentação é enviada para o transmissor 100.
Sinal recebido após a formação de feixes de recebimento e supressão de ruídos pelaunidade de diagonalização de canais e formação de feixes 218 com base em soluçãoMMSE é expresso conforme segue:
<formula>formula see original document page 7</formula>
Conforme exibido na Equação (11), o sinal equalizado após a formação de feixes no receptor 200 aproxima-se dos dados transmitidos em alta SNR.
Isso ocorre porque o termo intermediário j |2 torna-se identidade em alta SNRe Vn<k>Vn(k>H = I. Em baixa SNR1 o sinal de formação de feixes equalizado no receptor 200é estimado com erro de aproximação (ou seja, ~ » mais o erro causado por ruído).Realizações
1. Sistema SC-FDMA em que parte de uma série de subportadoras é atribuída a transmissor e receptor para comunicação.
2. Sistema conforme a realização 1, que compreende transmissor MIMO.
3. Sistema conforme a realização 2, em que o transmissor MIMO compreende primeiro conjunto de unidades FFT para realizar FFT sobre dados para transmissão para gerar dados de domínio de freqüências.
4. Sistema conforme a realização 3, em que o transmissor MIMO compreende uma série de unidades de mapeamento de subportadoras para mapear os dados transmitidos por
domínio de freqüências sobre subportadoras atribuídas ao transmissor MIMO e receptor MIMO.
5. Sistema conforme a realização 4, em que o transmissor MIMO compreende primeiro conjunto de unidades IFFT para realizar IFFT sobre dados de transmissão mapeados para as subportadoras atribuídas para gerar dados de transmissão de domínio de tempo.
6. Sistema conforme a realização 5, em que o transmissor MIMO compreende uma série de antenas de transmissão para emitir os dados de transmissão de domínio de tempo.
7. Sistema conforme qualquer das realizações 1 a 6, que compreende receptor MIMO.
8. Sistema conforme a realização 7, em que o receptor MIMO compreende uma série de antenas de recepção para receber os dados de transmissão de domínio de tempo transmitidos e gerar diversos fluxos de dados recebidos.
9. Sistema conforme a realização 8, em que o receptor MIMO compreende segundo conjunto de unidades FFT para realizar FFT sobre os dados recebidos para gerar dados recebidos pelo domínio de freqüências.
10. Sistema conforme a realização 9, em que o receptor MIMO compreende uma série de unidades de desmapeamento de subportadoras para extração de dados mapeados sobre as subportadoras atribuídas.
11. Sistema conforme qualquer das realizações 7 a 10, em que o receptor MIMO compreende pelo menos um dispositivo de estimativa de canais para realizar estimativa de canais para canais MIMO entre o transmissor e o receptor para gerar matriz de canais.
12. Sistema conforme a realização 11, em que o receptor MIMO compreende unidade de decomposição de matrizes de canais para decompor a matriz de canais em matriz diagonal D e matrizes unitárias U e VH, em que sobrescrito H indica transpostohermitiano.
13. Sistema conforme a realização 12, em que o receptor MIMO compreende unidade de diagonalização de canais e formação de feixes para equalizar distorção de canais por meio da aplicação de pelo menos uma dentre as matrizes U1 D e Vh para os dadosrecebidos do domínio de freqüências extraído.
14. Sistema conforme a realização 13, em que o receptor MIMO compreende segundo conjunto de unidades IFFT para realizar IFFT sobre os dados equalizados para gerar os dados recebidos do domínio de tempo.
15. Sistema conforme qualquer das realizações 13 ou 14, em que a unidade de diagonalização de canais e formação de feixes equaliza a distorção de canais com base em solução que força zero.
16. Sistema conforme qualquer das realizações 13 ou 14, em que a unidade de diagonalização de canais e formação de feixes equaliza a distorção de canais com base em solução MMSE.
17. Sistema conforme qualquer das realizações 2 a 16, em que o transmissor MIMO compreende adicionalmente formador de feixes para realizar formação de feixes de transmissão aplicando a matriz V aos dados de transmissão de domínio de freqüências.
18. Sistema conforme a realização 17, em que o transmissor MIMO obtém a matriz V do receptor.
19. Sistema conforme qualquer das realizações 17 ou 18, em que o transmissor MIMO compreende adicionalmente segundo dispositivo de estimativa de canais para realizar estimativa de canais para obter a matriz V com base na reciprocidade de canais.
20. Sistema conforme qualquer das realizações 17 a 19, em que o formador de feixes aplica fator de escalonamento.
21. Sistema conforme a realização 20, em que o fator de escalonamento é matriz D inversa.
22. Sistema conforme a realização 20, em que o fator de escalonamento é gerado com base na matriz D e variação de ruído.
23. Sistema conforme qualquer das realizações 1 a 22, em que as subportadoras atribuídas ao receptor MIMO são bloco de subportadoras localizadas.
24. Sistema conforme qualquer das realizações 1 a 22, em que as subportadoras atribuídas ao receptor MIMO são conjunto de subportadoras distribuídas.
25. Sistema conforme qualquer das realizações 2 a 24, em que o transmissor MIMO compreende adicionalmente unidade de inserção de CP para inserir CP nos dados detransmissão de domínio de tempo.
26. Sistema conforme a realização 25, em que o receptor MIMO compreende adicionalmente unidade de remoção de CP para remover o CP dos dados recebidos.
27. Sistema conforme qualquer das realizações 10 a 26, em que o receptor MIMO 35 compreende adicionalmente controlador para gerar sinal de controle que indica as subportadoras que são atribuídas ao receptor, por meio do quê as unidades de desmapeamento de subportadoras extraem os dados específicos mapeados sobre as subportadoras com base no sinal de controle.28. Sistema conforme qualquer das realizações 12 a 27, em que a unidade de decomposição de matrizes de canais é unidade SVD.
29. Sistema conforme qualquer das realizações 12 a 27, em que a unidade de decomposição de matrizes de canais é unidade EVD.
30. Sistema conforme qualquer das realizações 2 a 29, em que o transmissor MIMO é WTRU.
31. Sistema conforme qualquer das realizações 7 a 30, em que o receptor MIMO é estação base.
32. Sistema conforme qualquer das realizações 2 a 29, em que o transmissor é estação base.
33. Sistema conforme qualquer das realizações 7 a 30, em que o receptor é WTRU.
34. Método de formação de feixes MIMO em sistema SC-FDMA em que parte de uma série de subportadoras é atribuída a transmissor e receptor para comunicação.
35. Método conforme a realização 34, que compreende a etapa de realização de FFT pelo transmissor sobre dados para transmissão para gerar dados de domínio de
freqüências.
36. Método conforme a realização 35, que compreende a etapa de mapeamento pelo transmissor dos dados de transmissão de domínio de freqüências para subportadoras atribuídas para o transmissor e o receptor.
37. Método conforme a realização 36, que compreende a etapa de realização pelo transmissor de IFFT sobre os dados de transmissão mapeados para as subportadoras atribuídas para gerar dados de transmissão de domínio de tempo.
38. Método conforme a realização 37, que compreende a etapa de emissão pelo transmissor dos dados de transmissão de domínio de tempo por meio de diversas antenas.
39. Método conforme a realização 38, que compreende a etapa de recebimento pelo receptor dos dados de transmissão de domínio de tempo transmitidos e geração de diversos feixes de dados recebidos.
40. Método conforme a realização 39, que compreende a etapa de realização pelo receptor de FFT sobre os dados recebidos para gerar dados recebidos de domínios de freqüências.
41. Método conforme a realização 40, que compreende a etapa de extração pelo receptor de dados mapeados sobre as subportadoras atribuídas.
42. Método conforme a realização 41, que compreende a etapa de realização pelo receptor de estimativa de canais MIMO entre o transmissor e o receptor para gerar matriz de canais.
43. Método conforme a realização 42, que compreende a etapa de decomposição pelo receptor da matriz de canais em matriz diagonal D e matrizes unitárias U e VH, em quesobrescrito H indica transposto hermitiano.
44. Método conforme a realização 43, que compreende a etapa de equalização pelo receptor de distorção de canais por meio da aplicação da pelo menos uma dentre as matrizes UH, DeV para os dados recebidos do domínio de freqüências extraído.
45. Método conforme a realização 44, que compreende a etapa de realização pelo receptor de IFFT sobre os dados equalizados para gerar dados recebidos do domínio de tempo.
46. Método conforme qualquer das realizações 44 ou 45, em que a distorção de canais é equalizada com base em solução que força zero.
47. Método conforme qualquer das realizações 44 ou 45, em que a distorção de canais é equalizada com base em solução MMSE.
48. Método conforme qualquer das realizações 35 a 47, que compreende adicionalmente a etapa de realização pelo transmissor de formação de feixes de transmissão por meio da aplicação da matriz V aos dados de transmissão de domínio defreqüências.
49. Método conforme a realização 48, em que o transmissor obtém a matriz V do receptor.
50. Método conforme qualquer das realizações 48 ou 49, que compreende adicionalmente a etapa de realização pelo transmissor de estimativa de canais para obter a matriz V com base em reciprocidade de canais.
51. Método conforme qualquer das realizações 36 a 50, que compreende adicionalmente a etapa de aplicação pelo transmissor de fator de escalonamento aos dados de transmissão de domínio de freqüências.
52. Método conforme a realização 51, em que o fator de escalonamento é matriz D inversa.
53. Método conforme a realização 51, em que o fator de escalonamento é gerado com base na matriz D e variação de ruído.
54. Método conforme qualquer das realizações 34 a 53, em que as subportadoras atribuídas ao receptor são bloco de subportadoras localizadas.
55. Método conforme qualquer das realizações 34 a 53, em que as subportadoras atribuídas ao receptor são conjunto de subportadoras distribuídas.
56. Método conforme qualquer das realizações 37 a 55, que compreende adicionalmente a etapa de inserção pelo transmissor de CP nos dados de transmissão de domínio de tempo.
57. Método conforme a realização 56, que compreende a etapa de remoção pelo receptor do CP dos dados recebidos.
58. Método conforme qualquer das realizações 41 a 57, que compreende adicionalmente a etapa de geração pelo receptor de sinal de controle que indica assubportadoras que são atribuídas ao receptor, por meio do quê os dados mapeados sobre as subportadoras atribuídas são extraídas com base no sinal de controle.
59. Método conforme qualquer das realizações 43 a 58, em que a matriz de canais é decomposta realizando SVD.
60. Método conforme qualquer das realizações 43 a 58, em que a matriz de canais é decomposta realizando EVD.
Embora as características e elementos da presente invenção sejam descritos nas realizações preferidas em combinações específicas, cada característica ou elemento pode ser utilizado isoladamente sem as demais características e elementos das realizações preferidas ou em várias combinações com ou sem outras características e elementos da presente invenção.

Claims (34)

1. Sistema de múltiplo acesso por divisão de freqüências de portadora única (SC-FDMA) em que parte de uma série de subportadoras é atribuída a transmissor e receptor para comunicação, em que o sistema é caracterizado pelo fato de que de compreender:- transmissor de múltiplas entradas e múltiplas saídas (MIMO) que compreende:- primeiro conjunto de unidades de transformação Fourier rápida (FFT) para realizar FFT sobre dados para transmissão para gerar dados de domínio de freqüências;- uma série de unidades de mapeamento de subportadoras para mapearos dados de transmissão de domínio de freqüências sobre subportadoras atribuídas para o transmissor MIMO e receptor MIMO;- primeiro conjunto de unidades de transformação Fourier inversa (IFFT) para realizar IFFT sobre dados de transmissão mapeados para as subportadoras atribuídas para gerar dados de transmissão de domínio de tempo; e- uma série de antenas de transmissão para emitir os dados de transmissão de domínio de tempo; eem que o receptor MIMO compreende:- uma série de antenas de recepção para receber os dados de transmissão de domínio de tempo transmitidos e geração de diversos feixes de dados recebidos;- segundo conjunto de unidades FFT para realizar FFT sobre os dados recebidos para gerar dados recebidos de domínio de freqüências;- uma série de unidades de desmapeamento de subportadoras para extrair dados mapeados sobre as subportadoras atribuídas;- pelo menos um dispositivo de estimativa de canais para realizar estimativa de canais para canais MIMO entre o transmissor e o receptor para gerar matriz de canais;- unidade de decomposição de matrizes de canais para decompor a matriz de canais em matriz diagonal D e matrizes unitárias U e Vhl1 em que sobrescrito H indica transposto hermitiano;- unidade de diagonalização de canais e formação de feixes para equalizar distorção de canais por meio de aplicação de pelo menos uma das matrizes U, D e Vh para os dados recebidos de domínios de freqüência extraídos; e- segundo conjunto de unidades IFFT para realizar IFFT sobre os dados equalizados para gerar dados recebidos de domínio de tempo.
2. Sistema conforme a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que a unidade de diagonalização de canais e formação de feixes equaliza a distorção de canais com base em solução que força zero.
3. Sistema conforme a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que a unidade de diagonalização de canais e formação de feixes equaliza a distorção de canais com base em solução de erro de mínimos médios quadrados (MMSE).
4. Sistema conforme a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o transmissor compreende adicionalmente formador de feixes para realizar formação de feixes de transmissão por meio da aplicação da matriz V aos dados de transmissão de domínio de freqüências.
5. Sistema conforme a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o transmissor obtém a matriz V do receptor.
6. Sistema conforme a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o transmissor compreende adicionalmente segundo dispositivo de estimativa de canais para realizar estimativa de canais para obter a matriz V com base em reciprocidade de canais.
7. Sistema conforme a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o formador de feixes aplica fator de escalonamento.
8. Sistema conforme a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o fator de escalonamento é matriz D inversa.
9. Sistema conforme a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o fator de escalonamento é gerado com base na matriz D e variação de ruído.
10. Sistema conforme a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as subportadoras atribuídas ao receptor são bloco de subportadoras localizadas.
11. Sistema conforme a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as subportadoras atribuídas ao receptor são conjunto de subportadoras distribuídas.
12. Sistema conforme a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o transmissor compreende adicionalmente unidade de inserção de prefixo cíclico (CP) para inserção de CP nos dados de transmissão de domínio de tempo e o receptor compreende adicionalmente unidade de remoção de CP para remover o CP dos dados recebidos.
13. Sistema conforme a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o receptor compreende adicionalmente controlador para gerar sinal de controle que indica as subportadoras que são atribuídas ao receptor, por meio do quê asunidades de desmapeamento de subportadoras extraem os dados específicos mapeados sobre as subportadoras com base no sinal de controle.
14. Sistema conforme a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de decomposição de matrizes de canais é unidade dedecomposição de valor singular (SVD).
15. Sistema conforme a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de decomposição de matrizes de canais é unidade de decomposição de valor eigen (EVD).
16. Sistema conforme a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o transmissor é unidade de transmissão e recepção sem fio (WTRU) e o receptor é estação base.
17. Sistema conforme a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o transmissor é estação base e o receptor é unidade de transmissão e recepção sem fio (WTRU).
18. Em sistema de múltiplo acesso por divisão de freqüências de portadora única (SC-FDMA) em que parte de uma série de subportadoras é atribuída a transmissor e receptor para comunicação, método de formação de feixes de múltiplas entradas e múltiplas saídas (MIMO), em que o método é caracterizado pelo fato de que de compreender:- realização pelo transmissor de transformação Fourier rápida (FFT) sobre dados para transmissão para gerar dados de domínio de freqüências;- mapeamento pelo transmissor dos dados de transmissão de domínio de freqüências para subportadoras atribuídas para o transmissor e o receptor;- realização pelo transmissor de transformação Fourier rápida inversa (IFFT) sobre os dados de transmissão mapeados para as subportadoras atribuídas para gerar dados de transmissão de domínio de tempo;- emissão pelo transmissor dos dados de transmissão de domínio de tempo por meio de diversas antenas;- recebimento pelo receptor dos dados de transmissão de domínio de tempo transmitidos e geração de diversos feixes de dados recebidos;- realização pelo receptor de FFT sobre os dados recebidos para gerar dados recebidos de domínio de freqüências;- extração pelo receptor de dados mapeados sobre as subportadoras atribuídas;- realização pelo receptor de estimativa de canais MIMO entre o transmissor e o receptor para gerar matriz de canais;- decomposição pelo receptor da matriz de canais em matriz diagonal D e matrizes unitárias U e VH, em que sobrescrito H indica transposto hermitiano;- equalização pelo receptor de distorção de canais por meio da aplicação de pelo menos uma das matrizes UH, D e V para os dados recebidos de domínio de freqüênciasextraído; e- realização pelo receptor de IFFT sobre os dados equalizados para gerar dados recebidos de domínio de tempo.
19. Método conforme a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a distorção de canais é equalizada com base em solução que força zero.
20. Método conforme a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a distorção de canais é equalizada com base em solução de erro de mínimos médios quadrados (MMSE).
21. Método conforme a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a realização pelo transmissor de formação de feixes de transmissão por meio da aplicação da matriz V aos dados de transmissão de domínio de freqüências.
22. Método conforme a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o transmissor obtém a matriz V do receptor.
23. Método conforme a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a realização pelo transmissor de estimativa de canais para obter a matriz V com base na reciprocidade de canais.
24. Método conforme a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a aplicação pelo transmissor de fator de escalonamento para os dados de transmissão de domínio de freqüências.
25. Método conforme a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o fator de escalonamento é matriz D inversa.
26. Método conforme a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o fator de escalonamento é gerado com base na matriz D e variação de ruído.
27. Método conforme a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que as subportadoras atribuídas ao receptor são bloco de subportadoras localizadas.
28. Método conforme a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que as subportadoras atribuídas ao receptor são conjunto de subportadoras distribuídas.
29. Método conforme a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:- inserção pelo transmissor de prefixo cíclico (CP) nos dados de transmissão de domínio de tempo; e- remoção pelo receptor do CP dos dados recebidos.
30. Método conforme a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a geração pelo receptor de sinal de controle que indica as subportadoras que são atribuídas ao receptor, por meio do quê os dados mapeados sobre as subportadoras atribuídas são extraídos com base no sinal de controle.
31. Método conforme a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a matriz de canais é decomposta por meio de realização de decomposição de valores singulares (SVD).
32. Método conforme a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a matriz de canais é decomposta por meio de realização de decomposição de valor eigen (EVD).
33. Transmissor de múltiplas entradas e múltiplas saídas (MIMO) para uso em sistema de múltiplo acesso por divisão de freqüências de portadora única (SC-FDMA) em que parte de uma série de subportadoras é atribuída a transmissor e receptor para comunicação, em que o transmissor é caracterizado pelo fato de que de compreender:- primeiro conjunto de unidades de transformação Fourier rápida (FFT) para realizar FFT sobre dados para transmissão para gerar dados de domínio de freqüências;- uma série de unidades de mapeamento de subportadoras para mapear os dados de transmissão de domínio de freqüências sobre subportadoras atribuídas para o transmissor;- primeiro conjunto de unidades de transformação Fourier inversa (IFFT) para realizar IFFT sobre dados de transmissão mapeados para as subportadoras atribuídas para gerar dados de transmissão de domínio de tempo; e- uma série de antenas de transmissão para emitir os dados de transmissão de domínio de tempo.
34. Receptor de múltiplas entradas e múltiplas saídas (MIMO) para uso em sistema de múltiplo acesso por divisão de freqüências de portadora única (SC-FDMA) em que parte de uma série de subportadoras é atribuída a transmissor e receptor para comunicação, em que o receptor é caracterizado pelo fato de compreender:- uma série de antenas de recepção para receber dados de transmissão de domínio de tempo transmitidos e geração de diversos fluxos de dados recebidos;- segundo conjunto de unidades FFT para realizar FFT sobre os dados recebidos para gerar dados recebidos de domínios de freqüências;- uma série de unidades de desmapeamento de subportadoras para extrair dados mapeados sobre as subportadoras atribuídas;- pelo menos um dispositivo de estimativa de canais para realizar estimativa de canais para canais MIMO entre o transmissor e o receptor para gerar matriz de canais;- unidade de decomposição de matrizes de canais para decompor a matriz de canais em matriz diagonal D e matrizes unitárias U e VH, em que sobrescrito H indica transposto hermitiano;- unidade de diagonalização de canais e formação de feixes para equalização dedistorção de canais por meio da aplicação de pelo menos uma das matrizes U1 D e Vh aos dados recebidos de domínio de freqüências; e- segundo conjunto de unidades IFFT para realizar IFFT sobre os dados equalizados para gerar dados recebidos de domínio de tempo.
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