BRPI0617872A2 - pré-codificação linear para canais correlacionados espacialmente - Google Patents

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Jibing Wang
Gwendolyn D Barriac
Alexei Gorokhov
Hemanth Sampath
Tamer Kadous
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Abstract

<B>CODIFICAçãO LINEAR PARA CANAIS CORRELACIONADOS ESPACIALMENTE.<D> Sistemas e metodologias são descritos para facilitar a estimativa da co-variância de transmissão a partir da avaliação de um canal (por exemplo, canal de link direto, canal de link reverso,...) para ser utilizada na pré-codificação linear para sistemas de comunicação sem fio de múltiplas entradas e múltiplas saidas (MIMO). Os livros código pré-definidos que incluem qualquer número de matrizes de pré-codificação podem ser modificados com base nas estimativas de co-variância de transmissão para produzir um desempenho de pré-codificação aperfeiçoado. Adicionalmente, realimentação relacionada com canal pode ser gerada e analisada pela utilização dos livros-código modificados.

Description

"PRÉ-CODIFICAÇÃO LINEAR PARA CANAIS CORRELACIONADOSESPACIALMENTE".
Campo da Invenção
A descrição a seguir relaciona-se geralmente acomunicações sem fio, e mais particularmente à pré-codificação linear com base nas considerações de co-variância em iam sistema de comunicação sem fio.
Descrição da Técnica Anterior
Os sistemas de comunicação sem fio são amplamentedesenvolvidos para fornecer vários tipos de conteúdo decomunicação tal como, por exemplo, voz, dados e assim pordiante. Sistemas de comunicação sem fio típicos podem sersistemas de acesso múltiplo capazes de suportar acomunicação com múltiplos usuários pelo compartilhamento derecursos de sistema disponíveis (por exemplo, largura debanda, potência de transmissão, etc.). Exemplos de taissistemas de acesso múltiplo podem incluir sistemas deacesso múltiplo por divisão de código (CDMA), sistemas deacesso múltiplo por divisão de tempo (TDMA), sistemas deacesso múltiplo por divisão de freqüência (FDMA), sistemasde acesso múltiplo por divisão de freqüência ortogonal(OFDMA), e similares.
Geralmente, os sistemas de comunicação de acessomúltiplo sem fio podem suportar simultaneamente acomunicação para múltiplos dispositivos móveis. Cadadispositivo móvel pode se comunicar com uma ou maisestações base via transmissões em links direto e reverso. Olink direto (ou downlink) se refere ao link de comunicaçãodas estações base para os dispositivos móveis, e o linkreverso (ou uplink) se refere ao link de comunicação dosdispositivos móveis para as estações base. Adicionalmente,as comunicações entre os dispositivos móveis, e as estaçõesbase podem ser estabelecidas via sistemas de única entradae única saida (SISO), múltiplas entradas e única saída(MISO), múltiplas entradas e múltiplas saídas (MIMO), eassim por diante.
Os sistemas MIMO empregam comumente múltiplas(Nt) antenas de transmissão e múltiplas (Nr) antenas derecepção para transmissão de dados. Um canal MIMO formadopelas Nt antenas de transmissão e Nr de recepção podem serdecompostos em Ns canais independentes, que podem serreferidos como canais espaciais, onde Ns ^ {NT, NR}. Cada umdos Ns canais independentes corresponde a uma dimensão.
Ademais, sistemas MIMO podem fornecer um desempenhoaperfeiçoado (por exemplo, maior eficiência espectral,maior capacidade de transmissão e/ou maior confiabilidade)se as dimensões adicionais criadas pelas múltiplas antenastransmissoras e receptoras forem utilizadas.
Os sistemas MIMO podem suportar várias técnicasde duplexação para dividir as comunicações de link direto ereverso através de um meio físico comum. Por exemplo, ossistemas duplex de divisão de freqüência (FDD) podemutilizar regiões de freqüência díspares para comunicaçõesde link direto e reverso. Adicionalmente, nos sistemasduplex de divisão de tempo (TDD), comunicações de linkdireto e reverso podem empregar uma região de freqüênciacomum. No entanto, as técnicas convencionais podem forneceruma realimentação limitada ou nenhuma realimentaçãorelacionada com a informação de canal.
Resumo da Invenção
A seguir é apresentado um resumo simplificado deuma ou mais materializações a fim de se fornecer umacompreensão básica de tais materializações. Esse sumárionão é uma visão geral extensiva de todas as materializaçõescontempladas, e não pretende identificar elementos chave ouelementos críticos de todas as materializações nem delinearο escopo de toda e qualquer materialização. Sua únicafinalidade é apresentar alguns conceitos de uma ou maismaterializações de uma forma simplificada como um prelúdiopara a descrição mais detalhada que será apresentadaposteriormente.
De acordo com uma ou mais materializações edescrição correspondente das mesmas, vários aspectos sãodescritos com relação à facilitação da estimativa detransmissão de co-variância da avaliação de um canal (porexemplo, canal de link direto, canal de link reverso,...) aser utilizado na pré-codificação linear para sistemas decomunicação sem fio de múltiplas entradas e múltiplassaídas (MIMO). Os livros-código pré-definidos que incluemqualquer número de matrizes de pré-codificação podem sermodificados com base nas estimativas de co-variância detransmissão para produzir desempenho de pré-codificaçãoaperfeiçoado. Adicionalmente, realimentação relacionada como canal pode ser gerada e analisada pela utilização delivros-código modificados.
De acordo com os aspectos relacionados, um métodoque facilita geração de realimentação para a pré-codificação linear personalizada com base na co-variância édescrito aqui. 0 método pode compreender a determinação daco-variância a partir da observação de um canal de linkdireto. Adicionalmente, o método pode incluir a modificaçãode um livro-código pré-definido com base na co-variância.Ademais, o método pode compreender a geração derealimentação relacionada com o canal de link direto pelautilização do livro-código modificado.
Outro aspecto se refere a um aparelho decomunicações sem fio. 0 aparelho de comunicações sem fiopode incluir uma memória que retém um livro-códigopredeterminado e instruções relacionadas com a estimativada co-variância associada com um canal de link direto,alteração das matrizes no livro-código predeterminado combase na co-variância, e geração de realimentação pelautilização das matrizes alteradas. Adicionalmente, oaparelho de comunicações pode compreender um processador,acoplado à memória, configurado para executar as instruçõesretidas na memória.
Outro aspecto se refere a um aparelho décomunicações sem fio que gera realimentação para a pré-codificação linear pela utilização da co-variância detransmissão. O aparelho de comunicações sem fio podeincluir mecanismos para estimar a co-variância detransmissão a partir de um canal de link direto; mecanismospara alterar um livro-código predefinido com base na co-variância de transmissão; e mecanismos para gerar arealimentação com base em uma estimativa do canal de linkdireto e livro-código alterado.
Outro aspecto adicional se refere a um meiolegível por máquina possuindo armazenado no mesmoinstruções executáveis por máquina para estimativa dainformação estatística de um canal de link direto,estimativa de uma matriz relacionada com o canal de linkdireto, e modificação de um livro-código pré-definido queinclui uma pluralidade de matrizes com base na informaçãoestatística. O meio legível por máquina pode adicionalmenteter armazenado no mesmo instruções executáveis por máquinapara identificação de uma particular dentre a pluralidadede matrizes como uma função da matriz estimada etransmissão de dados relacionados com a particular dentre apluralidade de matrizes através de um canal de linkreverso.
De acordo com outro aspecto, um aparelho em iamsistema de comunicação sem fio pode incluir um processador,no qual o processador pode ser configurado para determinaruma co-variância pertencente a um canal de link direto.Adicionalmente, o processador pode ser configurado paraajustar as matrizes de pré-codificação incluídas em umlivro-código pré-definido com base na co-variância.Ademais, o processador pode ser configurado para produziruma realimentação de pré-codificação com base nas matrizesde pré-codificação ajustadas.
De acordo com um aspecto adicional, um método quefacilita o controle da transmissão de link direto com basena pré-codificação linear que utiliza uma medida de co-variância de transmissão é descrito aqui. 0 método podecompreender a determinação da co-variância a partir de umaanálise de um canal de link reverso. Adicionalmente, ométodo pode incluir a alteração de um livro-código pré-definido com base na co-variância. Adicionalmente, o métodopode incluir a análise da realimentação recebida com baseno livro-código alterado. Ademais, o método podecompreender o controle da transmissão através de um canalde link direto pela aplicação da realimentação analisada.
Outro aspecto se refere a um aparelho decomunicações sem fio. O aparelho de comunicações sem fiopode incluir uma memória que retém um livro-código einstruções para a determinação da ço-variância detransmissão, modificação de um livro-código predeterminado,e avaliação da realimentação com base no livro-códigomodificado. Adicionalmente, o aparelho de comunicações semfio pode incluir um processador, acoplado à memória,configurado para executar as instruções retidas na memória.
Outro aspecto adicional se relaciona a umaparelho de comunicações sem fio que controla a transmissãoem link direto pelo emprego de pré-codificação linear comestimativa de co-variância de transmissão. O aparelho decomunicações sem fio pode incluir mecanismos paraidentificação da co-variância de transmissão com base naanálise de um canal de link reverso, mecanismos paraajustar um livro-código pré-definido como uma função da co-variância, mecanismos para avaliar realimentação pelautilização do livro-código ajustado, e mecanismos paracontrolar a transmissão em link direto com base narealimentação avaliada.
Outro aspecto adicional se refere a um meiolegível por máquina possuindo armazenado no mesmoinstruções executáveis por máquina para estimativa de umamatriz de co-variância de transmissão de uma avaliação deum canal de link reverso; modificação das matrizes de pré-codificação originais em um livro-código pré-definido combase na matriz de co-variância de transmissão; e controledas comunicações através de um canal de link direto combase na avaliação da realimentação recebida pelo empregodas matrizes de pré-codificação modificadas.
De acordo com outro aspecto, um aparelho em umsistema de comunicação sem fio pode incluir um processador,no qual o processador pode ser configurado para avaliar umacorrelação associada com um canal de link reverso, alterarum livro-código com base na correlação, receber arealimentação relacionada com um canal de link direto, eavaliar a realimentação com base no livro-código alterado.
Para a realização dos fins mencionados acima bemcomo outros fins, as uma ou mais materializaçõescompreendem as características descritas totalmente aseguir e particularmente destacadas nas reivindicações. Adescrição abaixo e os desenhos em anexo apresentam emdetalhes certos aspectos ilustrativos de uma ou maismaterializações. Esses aspectos são indicativos, noentanto, de apenas algumas das várias formas nas quais osprincípios de várias materializações podem ser empregados eas materializações descritas devem incluir todos os ditosaspectos e suas equivalências.
Breve Descrição das Figuras
A figura 1 é uma ilustração de um sistema decomunicação sem fio de acordo com vários aspectosapresentados aqui;
A figura 2 é uma ilustração de um aparelho decomunicações exemplar para o emprego dentro de um ambientede comunicações sem fio;
A figura 3 é uma ilustração de um exemplo de umsistema de comunicações sem fio que efetua a pré-codificação linear com base nas considerações derealimentação de co-variância;
A figura 4 é uma ilustração de um exemplo de umametodologia que facilita a geração de realimentação para apré-codificação linear que pode ser personalizada com basena co-variância λ-
Α figura 5 é uma ilustração de um exemplo de umametodologia que facilita a quantização de dados associadoscom um canal para o fornecimento de realimentação comrelação à pré-codificação linear;
A figura 6 é uma ilustração de um exemplo de umametodologia que facilita o controle da transmissão em linkdireto com base na pré-codificação linear que utiliza umamedida de co-variância de transmissão;
A figura 7 é uma ilustração de um exemplo dedispositivo móvel que facilita a estimativa da co-variânciade transmissão e/ou utilização da co-variância detransmissão com pré-codificação linear em um sistema MIMO;
A figura 8 é uma ilustração de um exemplo de umsistema que facilita o recebimento e/ou utilização derealimentação para controlar transmissão em link direto combase nas considerações de co-variância de transmissão em umambiente MIMO;
A figura 9 é uma ilustração de um exemplo de umambiente de rede sem fio que pode ser empregado em conjuntocom vários sistemas e métodos descritos aqui;
A figura 10 é uma ilustração de um exemplo de umsistema que fornece realimentação para a pré-codificaçãolinear pela utilização da estimativa(s) de co-variância detransmissão;
A figura 11 é uma ilustração de um exemplo de umsistema que controla transmissão em link direto peloemprego de pré-codificação linear com estimativa de co-variância de transmissão.
Descrição Detalhada da Invenção
Várias materializações serão agora descritas comreferência aos desenhos, onde referências numéricassimilares são utilizadas para se referir a elementossimilares em todos eles. Na descrição a seguir, para finsde explicação, inúmeros detalhes específicos sãoapresentados a fim de se fornecer uma compreensão profundade uma ou mais materializações. Pode ser evidente, noentanto, que tais materializações podem ser praticadas semesses detalhes específicos. Em outros casos, as estruturase dispositivos bem conhecidos são mostrados em forma dediagrama em bloco para facilitar a descrição de uma ou maismaterializações.
Como utilizado nesse pedido, os termos"componentes", "módulo", "sistema", e similares devem sereferir a uma entidade relacionada com computador, sejahardware, firmware, uma combinação de hardware e software,software, ou software em execução. Por exemplo, iamcomponente pode ser, mas não está limitado a ser, umprocesso rodando em um processador, um processador, umobjeto, iam elemento executável, uma seqüência de execução,um programa e/ou um computador. Por meio de ilustração,ambos um aplicativo rodando em um dispositivo de computaçãoe o dispositivo de computação podem ser um componente. Umou mais componentes podem residir dentro de um processoe/ou seqüência de execução e um componente pode estarlocalizado em um computador e/ou distribuído entre dois oumais computadores. Adicionalmente, esses componentes podemser executados a partir de várias mídias legíveis porcomputador possuindo várias estruturas de dadosarmazenadas. Os componentes podem se comunicar por meio deprocessos locais e/ou remotos tal como de acordo com umsinal possuindo um ou mais pacotes de dados (por exemplo,dados de um componente interagindo com outro componente emiam sistema local, sistema distribuído, e/ou através de umarede tal como a Internet com outros sistemas por meio desinal).
Adicionalmente, várias materializações sãodescritas aqui com relação a um dispositivo móvel. Umdispositivo móvel pode ser chamado também de iam sistema,unidade de assinante, estação de assinante, estação móvel,móvel, estação remota, terminal remoto, terminal de acesso,terminal de usuário, terminal, dispositivo de comunicaçãosem fio, agente de usuário, dispositivo de usuário, ouequipamento de usuário (UE) . Um dispositivo móvel pode serum telefone celular, um telefone sem fio, um telefone deProtocolo de Iniciação de Sessão (SIP), uma estação de Iooplocal sem fio (WLL), um assistente digital pessoal (PDA),um dispositivo manual possuindo capacidade de conexão semfio, dispositivo de computação ou outro dispositivo deprocessamento conectado a um modem sem fio. Ademais, váriasmaterializações são descritas aqui com relação a umaestação base. Uma estação base pode ser utilizada paracomunicação com dispositivos móveis e também pode serreferida como um ponto de acesso, Nó B, ou alguma outraterminologia.
Ademais, vários aspectos ou característicasdescritos aqui podem ser implementados como um método,aparelho, ou produto industrial utilizando técnicas deprogramação padrão e/ou de engenharia. O termo "produtoindustrial" como utilizado aqui serve para englobar umprograma de computador acessível a partir de qualquerdispositivo legível por computador, portador ou mídia. Porexemplo, a mídia legível por computador pode incluir, masnão está limitada a, dispositivos de armazenamentomagnético (por exemplo, disco rígido, disquete, tirasmagnéticas, etc.), discos óticos (por exemplo, discocompacto (CD), discos versáteis digitais (DVD), etc.),cartões inteligentes, e dispositivos de memória rápida (porexemplo, EPROM, cartão, stick, key drive, etc.).
Adicionalmente vários meios de armazenamento descritos aquipodem representar um ou mais dispositivos e/ou mídialegível por máquina para o armazenamento de informação. 0termo "meio legível por máquina" pode incluir, sem estarlimitado a, canais sem fio e várias outras mídias capazesde armazenar, conter, e/ou portar instruções e/ou dados.
Com referência agora à figura 1, um sistema decomunicação sem fio 100 é ilustrado de acordo com váriasmaterializações apresentadas aqui. O sistema 100 compreendeuma estação base 102 que pode incluir múltiplos grupos deantena. Por exemplo, um grupo de antena pode incluirantenas 104 e 106, outro grupo pode compreender antenas 108e 110, e um grupo adicional pode incluir antenas 112 e 114.Duas antenas são ilustradas para cada grupo de antenas; noentanto, mais ou menos antenas podem ser utilizadas paracada grupo. A estação base 102 pode incluir adicionalmenteuma seqüência transmissora e uma seqüência receptora, cadauma das quais pode, por sua vez, compreender umapluralidade de componentes associados com a transmissão erecepção de sinal (por exemplo, processadores, moduladores,multiplexadores, demoduladores, desmultiplexadores,antenas, etc.) como será apreciado pelos versados natécnica.
A estação base 102 pode se comunicar com um oumais dispositivos móveis tal como o dispositivo móvel 116 eo dispositivo móvel 122; no entanto, será apreciado que aestação base 102 pode se comunicar substancialmente comqualquer número de dispositivos móveis similares aosdispositivos móveis 116 e 122. Os dispositivos móveis 116 e122 podem ser, por exemplo, telefones celulares, telefonesinteligentes, laptops, dispositivos de comunicaçãoportáteis, dispositivos de computação portáteis, rádios viasatélite, sistemas de posicionamento global, PDAs, e/ouqualquer outro dispositivo adequado para comunicaçãoatravés do sistema de comunicação sem fio 100. Comoapresentado, o dispositivo móvel 116 está em comunicaçãocom as antenas 112 e 114, onde as antenas 112 e 114transmitem informação para o dispositivo móvel 116 atravésde um link direto 118 e recebem informação do dispositivomóvel 116 através de um link reverso 120. Ademais, odispositivo móvel 122 está em comunicação com as antenas104 e 106, onde as antenas 104 e 106 transmitem informaçãopara o dispositivo móvel 122 através de um link direto 124e recebem informação do dispositivo móvel 122 através de umlink reverso 126. Em um sistema duplex de divisão defreqüência (FDD), o link direto 118 pode utilizar uma bandade freqüência diferente da utilizada pelo link reverso 120,e o link direto 124 pode empregar uma banda de freqüênciadiferente da empregada pelo link reverso 126, por exemplo.Adicionalmente, em um sistema duplex de divisão de tempo(TDD), o link direto 118 e o link reverso 120 podemutilizar uma banda de freqüência comum e o link direto 124e o link reverso 126 podem utilizar uma banda de freqüênciacomum.
Cada grupo de antenas e/ou a área na qual sãodesignadas a se comunicar podem ser referidos como um setorda estação base 102. Por exemplo, os grupos de antena podemser designados para se comunicarem com os dispositivosmóveis em um setor das áreas cobertas pela estação base102. Em comunicação através dos links direto 118 e 124, asantenas de transmissão da estação base 102 podem utilizar aconformação de feixe para aperfeiçoar a razão de sinal pararuído dos links direto 118 e 124 para os dispositivosmóveis 116 e 122. Além disso, enquanto a estação base 102utiliza a conformação de feixe para transmitir para osdispositivos móveis 116 e 122 espalhados de forma aleatóriaatravés de uma cobertura associada, os dispositivos móveisnas células vizinhas podem estar sujeitos a menosinterferência em comparação com uma estação basetransmissora através de uma única antena para todos os seusdispositivos móveis.
De acordo com um exemplo, o sistema 100 pode serum sistema de comunicação de múltiplas entradas e múltiplassaídas (MIMO). Adicionalmente, o sistema 100 pode utilizarqualquer tipo de técnica de duplexação para dividir oscanais de comunicação (por exemplo, link direto, linkreverso, ...) tal como FDD, TDD, e similares. Ademais, osistema 100 pode empregar a pré-codificação linear quealavanca a realimentação de co-variância; por exemplo, umamatriz de co-variância de transmissão (e/ou uma matriz decorrelação de transmissão) pode ser estimada e empregadacom relação à pré-codificação linear. De acordo com umailustração, a estação base 102 pode transmitir através doslinks direto 118 e 124 para os dispositivos móveis 116 e122. Os dispositivos móveis 116 e 122 podem avaliar a co-variância de transmissão (por exemplo, correlação)associada com os respectivos links direto 118 e 124. Osdispositivos moveis 116 e 122 podem, cada um, estarassociados com um livro-código predeterminado (por exemplo,incluindo N matrizes, onde N pode ser qualquer inteiro) ,cada um dos quais pode ser modificado com base na co-variância estimada associada com os respectivos linksdireto 118 e 124. Adicionalmente, os dispositivos móveis116 e 122 podem estimar os canais de link direto. Oslivros-código modificados podem ser empregados paradeterminar a realimentação a ser fornecida para a estaçãobase 102 relacionada com os canais estimados. Por exemplo,os dispositivos móveis 116 e 122 podem utilizar aquantização de vetor e/ou escalar para gerar arealimentação. De acordo com uma ilustração, um índiceassociado com uma matriz atualizada do livro-códigomodificado pode ser transmitido de um dos dispositivosmóveis 116 e 122 para a estação base 102; no entanto, amatéria reivindicada não está limitada a isso. Arealimentação pode ser transmitida através de um canal delink reverso para a estação base 102.
A estação base 102 pode obter a realimentaçãorelacionada com canal dos dispositivos móveis 116 e 122.Adicionalmente, a estação base 102 pode analisar a co-variância (por exemplo, co-variância de transmissão,correlação, . . .) a partir de cada um dos links reversos 120e 126, e, depois disso, a co-variância pode ser utilizadapara alterar um livro-código pré-definido retido pelaestação base 102 (por exemplo, de uma formasubstancialmente similar à alterada pelos dispositivosmóveis 116 e 122) . De acordo com um exemplo, a estação base102 e o dispositivo móvel 116 pode utilizar um livro-códigopré-definido substancialmente similar, e o livro-códigopode ser modificado substancialmente da mesma forma (porexemplo, com base na co-variância que pode ser estimada porambas a estação base 102 e o dispositivo móvel 116) parapermitir o fornecimento de uma compreensão comum derealimentação fornecido do dispositivo móvel 116 para aestação base 102; da mesma forma, a estação base 102 e odispositivo móvel 122 podem empregar e modificar um livro-código substancialmente similar de forma substancialmentesimilar. 0 livro-código alterado pode ser empregado paraavaliar a realimentação relacionada com canal obtido.Adicionalmente, a estação base 102 pode controlar atransmissão subseqüente através do canal de link direto combase na realimentação analisada (por exemplo, pelarealização da conformação de feixe para obtenção de ganhode conformação de feixe).
Voltando-se à figura 2, é ilustrado um aparelhode comunicações 200 para emprego dentro de um ambiente decomunicações sem fio. O aparelho de comunicações 200 podemser uma estação base ou uma parte ou um dispositivo móvelou uma parte do mesmo. O aparelho de comunicações 200 podeincluir um avaliador de co-variância 202 que estima a co-variância associada com as antenas de transmissão. Deacordo com uma ilustração, o aparelho de comunicações 200pode ser utilizado em um sistema MIMO FDD onde um linkdireto e um link reverso não apresentam reciprocidade (porexemplo, com base pelo menos em parte devido à utilizaçãode bandas de freqüência dispares para os canais de linkdireto e reverso) ; no entanto, o link direto e o linkreverso podem ter reciprocidade estatística visto quemúltiplas antenas de transmissão podem ser correlacionadas.De forma similar, múltiplas antenas de transmissão podemser correlacionadas em um sistema MIMO TDD. Visto que olink direto e o link reverso podem ter reciprocidadeestatística, apesar de os canais poderem diferir, a co-variância (e/ou correlação) pode ser estimada a partir deambos um canal de link direto (por exemplo, em umdispositivo móvel) e de um canal de link reverso (porexemplo, em uma estação base). Dessa forma, a matriz de co-variância similar R (e/ou a matriz de correlação) podeestar disponível e/ou estimada (por exemplo, gerada) emambos a estação base e o dispositivo móvel. Por exemplo, acorrelação da antena de transmissão pode se dar devido àgeometria e/ou localização (por exemplo, espaço limitado)associado com antenas e/ou o ângulo relativamente estreitono qual os dados podem ser recebidos.
O aparelho de comunicação 200 pode incluiradicionalmente um livro-código 204 (por exemplo, livro-código pré-definido) e um modificador de livro-código 206.O livro-código 204 pode incluir um conjunto de N matrizesoriginais (onde N pode ser qualquer inteiro) (por exemplo,um conjunto de N matrizes unitárias originais). Porexemplo, o livro-código 204 pode ser projetado para canaisdistribuídos de forma idêntica e independente (iid).Adicionalmente, o livro-código 204 pode ser C={Fj}Nj=i, ondeFj pode ser uma matriz unitária MTxL, Mt pode ser um númerode antenas de transmissão, e L pode ser uma classificaçãoe/ou número de seqüências de multiplexação espacial. Deacordo com um exemplo, o livro-código 204 pode incluir 64matrizes originais; no entanto, a matéria reivindicada nãoestá limitada a esse exemplo e, ao invés disso, contempla autilização de qualquer número de matrizes originais. Deacordo com um exemplo adicional, um livro-códigosubstancialmente . similar com matrizes substancialmentesimilares pode ser utilizado com iam aparelho decomunicações díspar com o qual o aparelho de comunicações200 interage. O livro-código 204 pode ser retido na memória(não ilustrada) associada com o aparelho de comunicações200, gerado pelo aparelho de comunicações 200, obtido peloaparelho de comunicações 200 a partir de uma fonte díspar esimilar.
Ademais, o modificador de livro-código 206 podealterar as matrizes incluídas no livro-código pré-definido204 com base na estimativa de co-variância produzida peloavaliador de co-variância 202. Assumindo-se que uma matrizde co-variância de transmissão R seja conhecida em umtransmissor e receptor, o modificador de livro-código 206pode modificar o livro-código 204 para permitir acombinação da pré-codificação linear com a realimentação deco-variância. Dessa forma, o modificador de livro-código206 pode modificar as matrizes de pré-codificação originaisno livro-código 204 como uma função da estrutura de co-variância. Em particular, um novo livro-código com matrizesatualizadas pode ser produzido pelo modificador de livro-código 206. Ademais, as matrizes no livro-código modificadopodem ser utilizadas para identificação de um canal. Olivro-código modificado produzido pelo modificador delivro-código 206 pode fornecer um desempenho aperfeiçoadopara produzir uma realimentação em comparação com astécnicas convencionais que falha em utilizar asconsiderações de co-variância.
De acordo com um exemplo, o modificador de livro-código 206 pode modificar um livro-código 204 como se segue(por exemplo, depois de um avaliador de co-variância 202observar uma forte correlação nas antenas transmissoras)para produzir um novo livro-código C1:<formula>formula see original document page 18</formula>
De acordo com essa ilustração, R1/2 pode ser a raiz quadradada matriz R (por exemplo, R = R1/2RH/2). Adicionalmente, Fjpode ser a matriz original j-ésima (por exemplo, matrizunitária) do livro-código 204, e FhJ pode ser a transpostaconjugada da matriz original j-ésima do livro-código 204.Adicionalmente, N pode ser o número de matrizes incluídasno livro-código, por exemplo, N pode ser qualquer inteiro.
De acordo com outro exemplo, o modificador delivro-código 206 pode alterar o livro-código 204 como sesegue:
<formula>formula see original document page 18</formula>
De acordo com outro exemplo, a quantização devetor ou escalar pode ser utilizado para quantizar um sub-espaço que abrange os auto-vetores dominantes de R (porexemplo, determinado pelo avaliador de co-variância 202).
Por exemplo, a base pode ser o número randomizado e/oumenor de bits que podem ser utilizados para os auto-modosmais fracos (base). Adicionalmente ou alternativamente,para a quantização de vetor, o sub-espaço dominante podeser quantizado. De acordo com outra ilustração, para aquantização escalar, os auto-feixes dominantes do canalpodem ser projetados na base do sub-espaço abrangido pelosauto-vetores dominantes de R.
De acordo com um exemplo, o aparelho decomunicações 200 pode ser um dispositivo móvel que avaliaum canal de link direto para resultar em uma matriz decanal H. Adicionalmente, a auto-decomposição pode serefetuada na matriz do canal pela análise de HhH=UhAU, ondeU pode ser uma matriz unitária de canal correspondendo àmatriz de canal, H, Hh pode ser a transposta conjugada deH, Uh pode ser a transposta conjugada de U e Λ pode ser umamatriz diagonal. De acordo com um exemplo, o dispositivomóvel pode dar retorno da informação associada com Uf quepode ser quantizada (por exemplo, utilizando a quantizaçãoescalar e/ou de vetor).
De acordo com um exemplo empregando a quantizaçãoescalar, a auto-decomposição pode ser adicionalmenteefetuada sobre a matriz de co-variância de transmissão Rpara produzir R=UhrAUr onde Ur pode ser uma matriz unitáriade co-variância. No dispositivo móvel U=(U1,U2) eUr= (Uri,Ur2) . Ui pode ser projetado dentro da matriz UR, e aprojeção pode ser alimentada de volta via o canal de linkreverso. Por exemplo, Ui=UhxUR1Ur1+Uh1Ur2Ur2 pode ser avaliadopelo dispositivo móvel, e Uh1UR1 e UhIUr2 podem serfornecidos como realimentação visto que Ur1 e Ur2 podem serestimados na estação base na qual a realimentação étransferida. De acordo com outro exemplo, R pode ser umamatriz 4x4 (por exemplo, existem 4 antenas de transmissão);dessa forma, A pode incluir A1, A2, Λ3 e Λ4. Por exemplo,Λ3 e A4 podem ser pequenos se houver uma forte correlaçãoentre as antenas de transmissão correspondentes. De acordocom um exemplo onde existe uma forte correlação, algunsauto-valores podem ser significativamente menores do que osauto-valores dominantes - dessa forma, a quantização podeutilizar um subconjunto da base (por exemplo 2 de 4 bases)para projetar nos auto-valores dominantes (por exemplo,para economizar a realimentação e fornecer um desempenhoaperfeiçoado) . Adicionalmente, por exemplo, Ai e A2 podemser dominantes e dessa forma Ur1 e Ur2 podem ser utilizadoscomo base de projeção; no entanto, se A1 e A2 foremsubstancialmente similares um ao outro, então UR1 e Ur230 podem não ser empregados como a base. Ao invés disso, umanova base pode ser determinada com base em U = (Ur1 Ur2) Qj,onde Qj pode ser uma matriz unitária randomizada conhecidaem ambas a estação base e o dispositivo móvel, e onde jpode ser de 1 a N (que pode ser qualquer inteiro).
Ademais, apesar de não ser ilustrado, deve-seapreciar que o aparelho de comunicações 200 pode incluiruma memória que retém instruções com relação à determinaçãode co-variância (por exemplo, co-variância de transmissão,correlação,...) a partir da observação de um canal,alteração de matrizes em um livro-código pré-definido combase na co-variância, geração de realimentação pelo emprego das matrizes alteradas, análise de realimentação recebidapela utilização das matrizes alteradas, controle datransmissão através de um canal com base na realimentação,e similar. Adicionalmente, o aparelho de comunicações 200pode incluir um processador que pode ser utilizado com relação à execução de instruções (por exemplo, instruçõesretidas dentro da memória, instruções obtidas a partir deuma fonte díspar,...).
Agora com referência à figura 3, é ilustrado umsistema de comunicações sem fio 300 que efetua á pré- codificação linear com base nas considerações derealimentação de co-variância. O sistema 300 inclui umaestação base 302 que se comunica com um dispositivo móvel304 (e/ou qualquer número de dispositivos móveis díspares(não ilustrados) ) . A estação base 302 pode transmitir informação para o dispositivo móvel 304 através de um canalde link direto; adicionalmente a estação base 302 podereceber informação do dispositivo móvel 304 através de umcanal de link reverso. Ademais, o sistema 300 pode ser umsistema MIMO.
O dispositivo móvel 304 pode incluir um avaliadorde co-variância 306, um livro-código 308, e um modificadorde livro-código 310. O livro-código 308 pode ser um . livro-código pré-definido que inclui qualquer número de matrizes(por exemplo, matrizes unitárias). O dispositivo móvel 304pode obter informação transferida através de um canal delink direto. O avaliador de co-variância 306 podedeterminar a co-variância associada com o canal de linkdireto e/ou gerar uma matriz de co-variância de transmissãoR. Adicionalmente, o modificador de livro-código 310 podealterar o livro-código 308 com base na co-variânciadeterminada.
A estação base 302 pode da mesma forma incluir iamavaliador de co-variância 312, um livro-código 314, e ummodificador de livro-código 316, que pode sersubstancialmente similar ao avaliador de co-variância 306,livro-código 308, e modificador de livro-código 310,respectivamente. Dessa forma, a estação base 302 e odispositivo móvel 304 pode empregar livros-código pré-definidos substancialmente similares 308 e 314.Adicionalmente, os avaliadores de co-variância 306 e 312permitem que ambos a estação base 302 e o dispositivo móvel304 estimem a co-variância associada com o canal de linkreverso e o canal de link direto, respectivamente (porexemplo, que pode ser substancialmente similar devido àreciprocidade estatística dentro dos sistemas MIMO).Ademais, os modificadores de livro-código 310 e 316facilitam o ajuste de matrizes dentro dos livros-código 308e 314 de uma forma comum com base nas estimativas de co-variância similares.
O dispositivo móvel 304 pode adicionalmenteincluir um estimador de canal 318 e um gerador derealimentação 320. 0 estimador de canal 318 pode estimar ocanal de link direto da estação base 302 para o dispositivomóvel 304. O estimador de canal 318 pode gerar uma matriz Hque corresponde ao canal de link direto, onde as colunas deH podem se relacionar com as antenas de transmissão daestação base 302 e as fileiras de H podem pertencer àsantenas receptoras no dispositivo móvel 304. De acordo comum exemplo, a estação base 302 pode utilizar quatro antenastransmissoras e o dispositivo móvel 304 pode empregar duasantenas receptoras, e, dessa forma, o estimador de canal318 pode avaliar o canal de link direto para produzir umamatriz H de dois por quatro (por exemplo, onde<formula>formula see original document page 22</formula> no entanto, deve ser apreciado que amatéria reivindicada contempla a utilização de qualquertamanho (por exemplo, qualquer número de fileiras e/oucolunas) de matriz de canal H (por exemplo, correspondendoa qualquer número de antenas de recebimento e/outransmissão).
O gerador de realimentação 320 pode empregar aestimativa de canal (por exemplo, matriz de canal H) paraproduzir realimentação que pode ser transferida para aestação base 302 através do canal de link reverso. Deacordo com um exemplo, o gerador de realimentação 320 (e/ouestimador de canal 318) pode efetuar a auto-decomposição damatriz de canal H para produzir uma matriz unitária decanal correspondente U. Por exemplo, a matriz unitária decanal U pode incluir informação relacionada com a direçãodo canal determinada a partir da matriz de canal estimadaΗ. A auto-decomposição da matriz de canal H pode serefetuada com base em HhH=UhAU, onde U pode ser uma matrizunitária de canal correspondendo à matriz de canal H, Hhpode ser a transposta conjugada de H, Uh pode ser atransposta conjugada de U, e Λ pode ser uma matrizdiagonal.
Ademais, o gerador de realimentação 320 podecomparar (ou quantizar) a matriz unitária de canal U para oconjunto de matrizes alteradas (por exemplo, matrizesunitárias) a partir do livro-código modificado gerado pelomodificador de livro-código 310 (por exemplo, paraquantizar a matriz unitária de canal U) . Adicionalmente,uma seleção pode ser feita a partir do conjunto de matrizesunitárias alteradas. Um índice associado com a matrizunitária selecionada a partir do conjunto pode seridentificado pelo gerador de realimentação 320. Ademais, ogerador de realimentação 320 pode fornecer o índice para aestação base 302 via o canal de link reverso.
A estação base 302 pode incluir adicionalmente umavaliador de realimentação 322 e um pré-codificador 324. Oavaliador de realimentação 322 pode analisar arealimentação (por exemplo, o índice obtido associado com ainformação quantizada) recebida do dispositivo móvel 304.Por exemplo, o avaliador de realimentação 322 pode utilizaro livro-código modificado de matrizes unitárias geradospelo modificador de livro-código 316 para identificar amatriz unitária selecionada com base no índice recebido;dessa forma, a matriz unitária identificada pelo avaliadorde realimentação 322 pode ser substancialmente similar àmatriz unitária selecionada pelo gerador de realimentação320.
Adicionalmente, o pré-codif icador 324 pode serutilizado pela estação base 302 para alterar astransmissões subseqüentes através do canal de link diretocom base na matriz identificada pelo avaliador derealimentação 322 a partir do livro-código alterado. Porexemplo, o pré-codificador 324 pode realizar a conformaçãode feixe para as comunicações de link direto com base narealimentação. De acordo com um exemplo adicional, o pré-codificador 324 pode multiplicar a matriz identificada porum vetor de transmissão associado com as antenas detransmissão da estação base 302.
Com referência às figuras de 4 a 6, asmetodologias referentes à combinação da pré-codificaçãolinear com a realimentação de co-variância nos sistemasMIMO são ilustradas. Enquanto, para fins de simplicidade deexplicação, as metodologias são ilustradas e descritas comouma série de atos, será compreendido e apreciado que asmetodologias não devem ser limitadas pela ordem dos atos,visto que alguns atos podem, de acordo com uma ou maismaterializações, ocorrer em ordens diferentes e/ousimultaneamente com outros atos como foi ilustrado edescrito aqui. Por exemplo, os versados na técnicacompreenderão e apreciarão que uma metodologia pode seralternativamente representada como uma série de estados oueventos inter-relacionados, tal como em um diagrama deestado. Ademais, nem todos os atos ilustrados podem sernecessários para se implementar uma metodologia de acordocom uma ou mais materializações.
Voltando-se à figura 4, é ilustrada umametodologia 400 que facilita a geração de realimentaçãopara a pré-codificação linear que pode ser personalizadacom base na co-variância. Em 402, a co-variância pode serdeterminada a partir da observação de um canal (porexemplo, canal de link direto). De acordo com umailustração, a co-variância (por exemplo, co-variância detransmissão, correlação, ...) pode ser determinada a partirdo canal de link direto além de a partir de um canal delink reverso (por exemplo, em um ambiente MIMO).
Consequentemente, a co-variância estimada a partir do canalde link direto pode ser substancialmente similar à co-variância estimada a partir do canal de link reverso. Em404, um livro-código pré-definido pode ser modificado combase na co-variância. É contemplado que as matrizes de pré-codificação ajustadas que formam o livro-código modificadopodem ser produzidas. Por exemplo, a co-variância pode serutilizada para modificar o livro-código pré-definido de umaforma combinada com um aparelho de comunicações díspar (porexemplo, estação base). Em 406, a realimentação relacionadacom o canal pode ser gerada pela utilização do livro-códigomodificado. De acordo com um exemplo, o canal de linkdireto pode ser estimado e uma matriz de canal pode sergerada. Uma matriz alterada particular a partir do livro-código modificado pode ser selecionada com base na matrizde canal (e/ou como uma função de um canal relacionado commatriz unitária obtida pela realização da auto-decomposição). Adicionalmente, um índice associado com amatriz selecionada pode ser identificado e enviado comorealimentação através do canal de link reverso; entretanto,deve-se apreciar que a matéria reivindicada não estálimitada a tal exemplo.
Com referência agora, à figura 5, é ilustrada umametodologia 500 que facilita a quantização de dadosassociados com um canal para o fornecimento derealimentação com relação à pré-codificação linear. Em 502,a co-variância pode ser determinada a partir de um canal delink direto (por exemplo, em um sistema MIMO) . Em 504, umlivro-código pré-definido pode ser modificado com base naco-variância. Em 506, o canal de link direto pode serestimado. De acordo com um exemplo, qualquer tipo deduplexação pode ser utilizado com relação ao canal de linkdireto e um canal de link reverso; dessa forma, os canaisnão precisam ser alternados (por exemplo, o canal de linkdireto não precisa ser capaz de ser estimado a partir deuma análise do canal de link reverso) . No entanto, a co-variância pode ser obtida por meio de avaliação dos canaisde link direto e reverso. Em 508, o canal de link diretoestimado pode ser quantizado com base no livro-códigomodificado. Por exemplo, a quantização escalar e/ou devetor pode ser empregada. Em 510, os dados quantizadospodem ser transmitidos através de um canal de link reverso.
Com referência à figura 6, é ilustrada umametodologia 600 que facilita o controle da transmissão emlink direto com base na pré-codificação linear que utilizauma medida da co-variância de transmissão. Em 602, a co-variância pode ser determinada a partir de uma análise deum canal de link reverso. A estimativa da co-variância podeser substancialmente similar a uma estimativa produzida porum aparelho de comunicação diferente (por exemplo,dispositivo móvel) do qual a realimentação pode ser obtida.Em 604, um livro-código pré-definido pode ser alterado combase na co-variância. Em 606, a realimentação recebida podeser analisada com base no livro-código alterado. Porexemplo, um índice pode ser obtido, e uma matriz do livro-código alterado que corresponde ao índice pode seridentificada. Em 608, a realimentação analisada (porexemplo, matriz identificada) pode ser aplicada àtransmissão de controle através de um canal de link direto.De acordo com um exemplo, a conformação de feixe pode serefetuada pela utilização da realimentação analisada (porexemplo, matriz identificada).
Será apreciado que, de acordo com um ou maisaspectos descritos aqui, inferências podem ser feitasreferentes à análise de co-variância, modificação delivros-código pré-definidos, fornecimento de realimentaçãorelacionado com canal, utilização de realimentaçãorelacionada com canal, etc. Como utilizado aqui, o termo"inferir" ou "inferência" se refere geralmente ao processode racionalização sobre ou inferência de estados dosistema, ambiente e/ou usuário a partir de um conjunto deobservações como capturado via eventos e/ou dados. Ainferência pode ser empregada para identificar um contextoou ação específicos, ou pode gerar uma distribuição deprobabilidades através de estados, por exemplo. Ainferência pode ser probabilística - isso é, a computaçãode uma probabilidade de distribuição através dos estados deinteresse com base em uma consideração de dados e eventos.
A inferência também pode se referir a técnicas empregadaspara composição de eventos de nível mais alto a partir deum conjunto de eventos e/ou dados. Tal inferência resultana construção de novos eventos ou ações a partir de umconjunto de eventos observados e/ou dados de eventoarmazenados, caso ou não os eventos estejam correlacionadosem proximidade temporal, e se os eventos e dados sãoprovenientes de uma ou várias fontes de eventos e dados.
De acordo com um exemplo, um ou mais métodosapresentados acima podem incluir a realização deinferências pertencentes à seleção de uma forma pela qualse aplica a co-variância de transmissão estimada (porexemplo, seleção de modificações efetuadas sobre asmatrizes em um livro-código predeterminado com base naestimativa obtida da co-variância de transmissão). Por meiode ilustração adicional, uma inferência pode ser feita comrelação à seleção, se utiliza ou não a estimativa de co-variância com relação à pré-codificação linear. Seráapreciado que os exemplos acima são ilustrativos pornatureza e não pretendem limitar o número de inferênciasque podem ser realizadas ou a forma na qual taisinferências podem ser realizadas em conjunto com váriasmaterializações e/ou métodos descritos aqui.
A figura 7 é uma ilustração de um dispositivomóvel 700 que facilita a estimativa de co-variância detransmissão e/ou utilização da co-variância de transmissãocom a pré-codificação linear em um sistema MIMO. 0dispositivo móvel 700 compreende vim receptor 702 que recebeum sinal de, por exemplo, uma antena de recepção (nãoilustrada), e realiza as ações típicas no mesmo (porexemplo, filtra, amplifica, converte descendentemente,etc.) sinal recebido e digitaliza o sinal condicionado paraobter amostras. 0 receptor 702 pode ser, por exemplo, umreceptor MMSE, e pode compreender um demodulador 204 quepode demodular os símbolos recebidos e fornecer os mesmospara um processador 706 para estimativa de canal. Oprocessador 706 pode ser um processador dedicado paraanalisar a informação recebida pelo receptor 702 e/ou gerarinformação para transmissão por um transmissor 716, umprocessador que controla um ou mais componentes dodispositivo móvel 700, e/ou um processador que analisa ainformação recebida pelo receptor 702, gera informação paraa transmissão pelo transmissor 716 e controla um ou maiscomponentes do dispositivo móvel 700.
O dispositivo móvel 700 pode adicionalmentecompreender memória 708 que é acoplada de forma operacionalao processador 706 e que pode armazenar dados a seremtransmitidos, dados recebidos, informação relacionada comcanais disponíveis, dados associados com sinal analisadoe/ou intensidade de interferência, informação relacionadacom um canal designado, potência, taxa ou similares, equalquer outra informação adequada para estimativa de iamcanal e comunicação via o canal. A memória 708 podearmazenar adicionalmente protocolos e/ou algoritmosassociados com a estimativa e/ou utilização de vim canal(por exemplo, com base em desempenho, com base emcapacidade, etc.)Será apreciado que o armazenador de dados (porexemplo, memória 708) descrito aqui pode ser memóriavolátil ou memória não volátil, ou pode incluir ambas amemória volátil e a não volátil. Por meio de ilustração, enão de limitação, a memória não volátil pode incluirmemória de leitura apenas (ROM), ROM programável (PROM),ROM eletricamente programável (EPROM), PROM eletricamenteapagável (EEPROM) ou memória rápida. A memória volátil podeincluir memória de acesso randômico (RAM), que age como amemória cache externa. Por meio de ilustração e não delimitação RAM está disponível em muitas formas tal como RAMsincronizada (SRAM), RAM dinâmica (DRAM), DRAM sincronizada(SDRAM), SDRAM de taxa de dados dupla (SDRAM DDR), SDRAMmelhorada (ESDRAM), DRAM Synchlink (SLDRAM), e RAM Rambusdireta (DRRAM). A memória 708 dos presentes sistemas emétodos deve compreender, sem ser limitada a, esses equaisquer outros tipos adequados de memória.
0 receptor 702 é adicionalmente acopladooperativamente a um avaliador de co-variância 710 queavalia a co-variância de transmissão (por exemplo,correlação) a partir do canal de link direto no dispositivomóvel 700. A co-variância de transmissão obtida peloavaliador de co-variância 710 pode ser substancialmentesimilar a uma co-variância de transmissão obtida a partirda análise do canal de link reverso - dessa forma, a co-variância pode ser conhecida por ambos um receptor e umtransmissor (por exemplo, dispositivo móvel 700 e umaestação base). Adicionalmente, um modificador de livro-código 712 pode utilizar a co-variância de transmissão paraalterar um livro-código predeterminado retido na memória708 do dispositivo móvel 700. Por exemplo, o livro-códigopredeterminado pode incluir N matrizes, onde N pode serqualquer número inteiro. 0 modificador. de livro-código 712pode ajustar as N matrizes como uma função da co-variânciade transmissão obtida pelo avaliador de co-variância 710. Olivro-código modificado produzido pelo modificador delivro-código 712 pode, depois disso, ser empregado (porexemplo, pelo processador 706) para gerar realimentação quepode ser enviada através de um canal de link reverso. Porexemplo, uma ou mais matrizes do livro-código modificadopodem ser selecionadas correspondendo a uma estimativa deum canal de link direto, e os dados associados com as umaou mais matrizes selecionadas podem ser transferidos (porexemplo, para uma estação base). 0 dispositivo móvel 700ainda compreende adicionalmente um modulador 714 e umtransmissor 716 que transmite o sinal para, por exemplo,uma estação base, outro dispositivo móvel, etc. Apesar deser representado como sendo separado do processador 706,deve-se apreciar que o avaliador de co-variância 710, omodificador de livro-código 712 e/ou modulador 714 podemser parte do processador 706 ou de um número deprocessadores (não ilustrados).
A figura 8 é uma ilustração de um sistema 800 quefacilita o recebimento e/ou utilização da realimentaçãopara controle da transmissão de link direto com base nasconsiderações da co-variância de transmissão em um ambienteMIMO. 0 sistema 800 compreende uma estação base 802 (porexemplo, ponto de acesso, ...) com um receptor 810 querecebe sinais de um ou mais dispositivos móveis 804 atravésde uma pluralidade de antenas receptoras 806, e umtransmissor 822 que transmite para um ou mais dispositivosmóveis 804 através de uma antena transmissora- 808. Oreceptor 810 pode receber informação das antenas receptoras806 e é operacionalmente associado com iam demodulador 812que demodula a informação recebida. Os símbolos demoduladossão analisados por iam processador 814 que pode ser similarao processador descrito acima com relação à figura 7, e queé acoplado a uma memória 816 que armazena informaçãorelacionada com a estimativa de uma intensidade de sinal(por exemplo, piloto) e/ou intensidade de interferência,dados a serem transmitidos para ou recebidos dosdispositivos móveis 804 (ou uma estação base díspar (nãomostrada)), e/ou qualquer outra informação adequadarelacionada com a realização de várias ações e funçõesapresentadas aqui. 0 processador 814 é adicionalmenteacoplado a um avaliador de co-variância 818 que analisa aco-variância de transmissão associada com os canais de linkreverso. Por exemplo, o avaliador de co-variância 818 podeavaliar a co-variância de transmissão relacionada comqualquer número de links reverso. Adicionalmente, a co-variância de transmissão associada com cada link reversopode ser substancialmente similar a uma co-variância detransmissão relacionada com um link direto correspondente(por exemplo, devido à reciprocidade estatística).
0 avaliador de co-variância 818 pode seradicionalmente acoplado a um modificador de livro-código820 que altera um livro-código pré-definido com base na co-variância relacionada com os dados obtidos pelo avaliadorde co-variância 818. Por exemplo, o livro-código pré-definido pode incluir N matrizes de pré-codificação, onde Npode ser qualquer número inteiro. Adicionalmente, o livro-código pré-definido pode ser retido na memória 816 daestação base 802. 0 modificador de livro-código 820 podeajustar o livro-código pré-definido para fornecer umdesempenho de pré-codificação linear aperfeiçoado. Porexemplo, o processador 814 pode identificar uma matrizparticular a partir do livro-código ajustado quecorresponde a realimentação obtida. Adicionalmente, oprocessador 814 pode realizar a transmissão através docanal de link direto como uma função da matriz identificada(por exemplo, conformação de feixes). A informaçãoutilizada para controlar as transmissões subseqüentes podeser fornecida para um modulador 822. O modulador 822 podemultiplexar a informação de controle para transmissão porum transmissor 826 através da antena 808 para osdispositivos móveis 804. Apesar de ser representado comosendo separado do processador 814, também é apreciado que oavaliador de realimentação implícito 818, o avaliador derealimentação explícito 820, e/ou o modulador 822 podem serparte do processador 814 ou de um número de processadores(não mostrado).
A figura 9 ilustra um exemplo de um sistema decomunicação sem fio 900. O sistema de comunicação sem fio900 retrata uma estação base 910 e um dispositivo móvel 950por motivos de brevidade. No entanto, é apreciado que osistema 900 pode incluir mais de uma estação base e/ou maisde um dispositivo móvel, onde as estações base adicionaise/ou dispositivos móveis podem ser substancialmentesimilares ou diferentes da do exemplo de estação base 910 edo dispositivo móvel 950 descritos abaixo. Adicionalmente,deve ser apreciado que a estação base 910 e/ou odispositivo móvel 950 podem empregar os sistemas (figuras 1a 3 e 7 e 8) e/ou métodos (figuras 4 a 6) descritos aquipara facilitar a comunicação sem fio entre eles.
Na estação base 910, os dados de tráfego paravários fluxos de dados são fornecidos a partir de uma fontede dados 912 para um processador de dados de transmissão(TX) 914. De acordo com um exemplo, cada fluxo de dadospode ser transmitida através de uma antena respectiva. Oprocessador de dados TX 914 formata, codifica e intercala ofluxo de dados de tráfego com base em um esquema decodificação particular selecionado para esse fluxo de dadospara fornecer dados codificados.
Os dados codificados para cada fluxo de dadospodem ser multiplexados com dados piloto utilizandotécnicas de multiplexação de divisão de freqüênciaortogonal (OFDM). Adicionalmente ou alternativamente, ossímbolos piloto podem ser multiplexados por divisão defreqüência (FDM), multiplexados por divisão de tempo (TDM)ou multiplexados por divisão de código (CDM). Os dadospiloto são tipicamente um padrão de dados conhecido que éprocessado de forma conhecida e podem ser utilizados nodispositivo móvel 950 para estimar a resposta de canal. Osdados piloto multiplexados e codificados para cada fluxo dedados podem ser modulados (por exemplo, mapeados porsímbolo) com base em um esquema de modulação particular(por exemplo, chaveamento de deslocamento de fase binário(BPSK), chaveamento de deslocamento de fase por quadratura(QPSK), chaveamento de deslocamento de fase M (M-PSK),modulação de amplitude por quadratura M (M-QAM), etc.)selecionado para esse fluxo de dados para fornecer símbolosde modulação. A taxa de dados, codificação, e modulaçãopara cada fluxo de dados pode ser determinada porinstruções realizadas ou fornecidas pelo processador 930.
Os símbolos de modulação para os fluxos de dadospodem ser fornecidos para um processador MIMO TX 920, quepode adicionalmente processar os símbolos de modulação (porexemplo, para OFDM). O processador MIMO TX 920 entãofornece Nt fluxos de símbolo de modulação para Nttransmissores (TMTR) 922a a 922t. Em váriasmaterializações, o processador MIMO TX 920 aplica pesos deconformação de feixe aos símbolos de fluxos de dados e àantena a partir da qual os símbolos estão sendotransmitidos.Cada transmissor 922 recebe e processa um fluxode símbolos respectivo para fornecer um ou mais sinaisanalógicos, e condiciona adicionalmente (por exemplo,amplifica, filtra e converte ascendentemente) os sinais analógicos para fornecer um sinal modulado adequado paratransmissão através do canal MIMO. Adicionalmente, Ntsinais modulados dos transmissores 922a a 922t sãotransmitidos a partir das Nt antenas 924a a 924t,respectivamente.
No dispositivo móvel 950, os sinais moduladostransmitidos são recebidos por Nr antenas 952a a 952r e osinal recebido de cada antena 952 é fornecido para umreceptor respectivo (RCVR) 954a a 954r. Cada receptor 954condiciona (por exemplo, filtra, amplifica, e converte descendentemente) um sinal respectivo, digitaliza o sinalcondicionado para fornecer amostras, e processaadicionalmente as amostras para fornecer um fluxo desímbolo "recebido" correspondente.
Um processador de dados RX 960 pode receber e processar os Nr fluxos de símbolo recebidas a partir dos Nrreceptores 954 com base em uma técnica de processamento dereceptor particular para fornecer Nt fluxos de símbolo"detectados". O processador de dados RX 960 pode demodular,deintercalar, e decodificar cada fluxo de símbolo para recuperar os dados de tráfego para a seqüência de dados. Oprocessamento por parte do processador de dados RX 960 écomplementar ao realizado pelo processador MIMO TX 920 e oprocessador de dados TX 914 na estação base 910.
Um processador 970 pode determinar periodicamente qual matriz de pré-codificação utilizar como discutidoacima. Adicionalmente, o processador 970 pode formular umamensagem de link reverso compreendendo uma parte de índicede matriz e uma classificação de parte de valor.A mensagem de link reverso pode compreendervários tipos de informação referente ao link de comunicaçãoe/ou ao fluxo de dados recebido. A mensagem de link reversopode ser processada por um processador de dados TX 938, quetambém recebe dados de tráfego para vários fluxos de dadosa partir de uma fonte de dados 936, modulada por ummodulador 980, condicionada pelos transmissores 954a a954r, e transmitida de volta para a estação base 910.
Na estação base 910, os sinais modulados dodispositivo móvel 950 são recebidos pelas antenas 924,condicionados pelos receptores 922, demodulados por umdemodulador 940 e processados por um processador de dadosRX 942 para extrair a mensagem de link reverso transmitidapelo dispositivo móvel 950. Adicionalmente, o processador930 pode processar a mensagem extraída para determinar qualmatriz de pré-codificação utilizar para determinar os pesosde conformação de feixe.
Os processadores 930 e 970 podem direcionar (porexemplo, controlar, coordenar, gerenciar, etc.) a operaçãona estação base 910 e no dispositivo móvel 950,respectivamente. Os respectivos processadores 930 e 970podem ser associados com a memória 932 e 972 que armazenamcódigos e dados de programa. Os processadores 930 e 970também podem realizar computações para derivar asestimativas de resposta a impulso e freqüência para uplinke downlink, respectivamente.
Deve-se compreender que as materializaçõesdescritas aqui podem ser implementadas em hardware,software, firmware, middleware, micro código ou qualquercombinação dos mesmos. Para uma implementação de hardware,as unidades de processamento podem ser implementadas dentrode um ou mais dos circuitos integrados específicos deaplicativo (ASICs), processadores de sinal digital (DSPs),dispositivos de processamento de sinal digital (DSPDs),dispositivos lógicos programáveis (PLDs), conjuntos deporta programável em campo (FPGAs), processadores,controladores, micro controladores, microprocessadores,outras unidades eletrônicas projetadas para realizar asfunções descritas aqui, ou uma combinação dos mesmos.
Quando as materializações são implementadas emsoftware, firmware, middleware ou micro código; código deprograma ou segmentos de código, as mesmas podem serarmazenadas em um meio legível por máquina tal como umcomponente de armazenamento. Um segmento de código poderepresentar iam procedimento, uma função, um sub-programa,um programa, uma rotina, uma sub-rotina, um módulo, umpacote de software, uma classe, ou qualquer combinação deinstruções, estruturas de dados, ou declarações deprograma. Um segmento de código pode ser acoplado a outrosegmento de código ou um circuito de hardware pela passageme/ou recebimento de informação, dados, argumentos,parâmetros ou conteúdo de memória. Informação, argumentos,parâmetros, dados, etc. podem ser passados, enviados outransmitidos utilizando quaisquer mecanismos adequadosincluindo o compartilhamento de memória, passagem demensagem, passagem de token, transmissão de rede, etc.
Para uma implementação de software, as técnicasdescritas aqui podem ser implementadas com módulos (porexemplo, procedimentos, funções e assim por diante) querealizam as funções descritas aqui. O códigos de softwarepodem ser armazenados nas unidades de memória e executadospelos processadores. A unidade de memória pode serimplementada dentro do processador ou fora do processador,caso no qual pode ser acoplada de forma comunicativa aoprocessador via vários mecanismos como é sabido da técnica.Com referência à figura 10, é ilustrado umsistema 1000 que fornece realimentação para a pré-codificação linear pela utilização da estimativa de co-variância de transmissão. Por exemplo, o sistema 1000 poderesidir pelo menos parcialmente dentro de um dispositivomóvel. Deve ser apreciado que o sistema 1000 é representadocomo incluindo blocos funcionais, que podem ser blocosfuncionais que representam as funções implementadas por umprocessador, software ou uma combinação dos mesmos (porexemplo, firmware) . 0 sistema 1000 inclui um agrupamentológico 1002 de componentes elétricos que podem agir emconjunto. Por exemplo, o agrupamento lógico 1002 podeincluir um componente elétrico para estimativa de co-variância de transmissão de um canal de link direto 1004.Por exemplo, uma co-variância de transmissãosubstancialmente similar pode ser estimada a partir docanal de link direto em comparação com uma co-variância detransmissão estimada a partir de um canal de link reverso.Adicionalmente, o canal de link direto e o canal de linkreverso podem ser associados com um ambiente MIMO.Adicionalmente, o agrupamento lógico 1002 pode compreenderum componente elétrico para alteração de um livro-códigopré-definido com base na co-variância 1006. Por exemplo, asmatrizes incluídas no livro-código pré-definido podem sermodificadas como uma função da co-variância estimada.Ademais, o agrupamento lógico 1002 pode incluir iamcomponente elétrico para geração de realimentação com baseem uma estimativa do canal de link direto e o livro-códigoalterado 1008. De acordo com um exemplo, uma matriz decanal estimada pode ser obtida a partir da análise o canalde link direto, e a matriz de canal estimada pode sercomparada (ou quantizada) com matrizes no livro-códigoalterado. Adicionalmente, um índice associado com umamatriz selecionada do livro-código alterado pode seridentificado e/ou transferido (por exemplo, para umaestação base). Adicionalmente, o sistema 1000 pode incluiruma memória 1010 que retém as instruções para execução dasfunções associadas com os componentes elétricos 1004, 1006e 1008. Enquanto é mostrado como sendo externo à memória1010, deve-se compreender que um ou mais componenteselétricos 1004, 1006 e 1008 podem existir dentro da memória 1010.
Voltando-se à figura 11, é ilustrado um sistema1100 que controla a transmissão em link direto pelo empregoda pré-codificação linear com estimativa de co-variância detransmissão. O sistema 1100 pode residir dentro de umaestação base, por exemplo. Como representado, um sistema1100 inclui blocos funcionais que podem representar funçõesimplementadas por um processador, software ou combinação(por exemplo, firmware). O sistema 1100 inclui umagrupamento lógico 1102 dos componentes elétricos quefacilita o controle da transmissão em link direto. Oagrupamento lógico 1102 pode incluir um componente elétricopara identificação da co-variância de transmissão com basena análise de um canal de link reverso 1104. Por exemplo, ocanal de link reverso pode ser estatisticamente similar aum canal de link direto apesar de os canais poderem não terreciprocidade (por exemplo, para um sistema FDD); noentanto, o assunto reivindicado não está limitado a canaisnão recíprocos (por exemplo, dessa forma, o sistema 1100pode ser um sistema TDD). Ademais, o agrupamento lógico1102 pode incluir um componente elétrico para ajuste de umlivro-código pré-definido como uma função da co-variância1106. De acordo com um exemplo, um receptor e umtransmissor podem ajustar o livro-código pré-definido deuma forma substancialmente similar. Adicionalmente, oagrupamento lógico 1102 pode compreender um componenteelétrico para avaliação de realimentação pela utilização dolivro-código ajustado 1108. Além disso, o agrupamentológico 1102 pode incluir um componente elétrico paracontrolar a transmissão em link direto com base narealimentação avaliada 1110. Por exemplo, a conformação defeixe pode ser realizada pela utilização da realimentaçãoavaliada. Adicionalmente, o sistema 1100 pode incluir umamemória 1112 que retém instruções para a execução dasfunções associadas com os componentes elétricos 1104, 1106,1108 e 1110. Enquanto foi mostrado como estando fora damemória 1112, deve-se compreender que os componenteselétricos 1104, 1106, 1108 e 1110 podem existir dentro damemória 1112.
0 que foi descrito acima inclui exemplos de umaou mais materializações. É, obviamente, impossível sedescrever cada combinação concebível dos componentes oumetodologias para fins de descrição das materializaçõesmencionadas acima, mas os versados na técnica podemreconhecer que muitas combinações adicionais e permutas devárias materializações são possíveis. De acordo, asmaterializações descritas devem englobar todas as ditasalterações, modificações e variações que se encontramdentro do conceito inventivo e escopo das reivindicações emanexo. Adicionalmente, até onde o termo "inclui" éutilizado na descrição detalhada ou nas reivindicações, taltermo deve incluir de forma similar o termo "compreendendo"como "compreendendo" é interpretado quando empregado comouma palavra de transição em uma reivindicação.

Claims (35)

1. Método que facilita gerar realimentação para apré-codificação linear personalizada com base na co-variância, compreendendo:determinar co-variância a partir da observação deum canal de link direto;modificar um livro-código pré-definido mediante aco-variância; egerar realimentação relacionado com o canal delink direto pela utilização do livro-código modificado.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1,compreendendo adicionalmente:estimar o canal de link direto para produzir umaestimativa de canal;quantizar a estimativa de canal pela seleção deuma matriz de pré-codificação a partir do livro-códigomodificado;identificar um índice associado com a matriz depré-codificação selecionada; etransmitir o índice através de um canal de linkreverso.
3. Método, de acordo com a reivindicação 2,compreendendo adicionalmente:estimar o canal de link direto para resultar emuma matriz de canal; edeterminar uma matriz unitária de canalcorrespondendo à matriz de canal pela realização doautovalor de decomposição sobre a matriz de canal; equantizar a matriz unitária de canal.
4. Método, de acordo com a reivindicação 1,modificando o livro-código pré-definido compreendendo gerarum livro-código alterado C1 pela avaliação deC1= {auto_vetor (R1/2FjFjHRH/2)}Nj=1 Jil onde R é uma matriz de co-variância de transmissão, R1/2 é a raiz quadrada da matrizR, Fj é uma matriz original j-ésima do livro-código pré-definido, Fsj é a transposta conjugada da matriz originalj-ésima do livro-código pré-definido, e N é um número dematrizes incluídas no livro-código alterado.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1,modificando o livro-código pré-definido compreendendoadicionalmente a construção de um livro-código modificadoC2={normalização_apropriadade (R172Fj) } *fml onde R é uma matrizde co-variância de transmissão, R1/2 é a raiz quadrada damatriz R, Fj é uma matriz original j-ésima do livro-códigopré-definido, e N é o número de matrizes incluídas nolivro-código modificado.
6. Método, de acordo com a reivindicação 1, noqual a co-variância é pelo menos uma dentre uma matriz co-variância de transmissão e uma correlação.
7. Método, de acordo com a reivindicação 1, noqual o canal de link direto é associado com um sistema demúltiplas entradas e múltiplas saídas MIMO.
8. Método, de acordo com a reivindicação 1, noqual a co-variância determinada a partir da observação docanal de link direto é substancialmente similar a umaestimativa de co-variância de um canal de link reverso.
9. Método, de acordo com a reivindicação 1, noqual o livro-código pré-definido inclui N matrizesunitárias, onde N pode ser um inteiro.
10. Método, de acordo com a reivindicação 1,compreendendo adicionalmente a quantização de um sub-èspaçoabrangido por um ou mais dos auto-vetores dominantes de umamatriz de co-variância.
11. Aparelho de comunicações sem fio,compreendendo:uma memória que retém um livro-códigopredeterminado e instruções relacionadas com a estimativada co-variância associada com um canal de link direto, aalteração de matrizes no livro-código predeterminado combase na co-variância, e a geração de real iment ação pelautilização das matrizes alteradas; eum processador, acoplado à memória, configuradopara executar as instruções retidas na memória.
12. Aparelho de comunicações sem fio, de acordocom a reivindicação 11, onde a memória retém adicionalmenteinstruções para estimar o canal de link direto, selecionaruma matriz particular a partir das matrizes alteradas, edeterminar um indice associado com a matriz particular.
13. Aparelho de comunicações sem fio, de acordocom a reivindicação 11, no qual as instruções para aalteração das matrizes no livro-código predeterminado sãosubstancialmente similares às instruções para modificar umlivro-código predeterminado substancialmente similar retidopor um aparelho de comunicações diferente.
14. Aparelho de comunicações sem fio, de acordocom a reivindicação 11, no qual a memória retémadicionalmente instruções para quantizar. um sub-espaçoabrangido por auto-vetores dominantes de uma matriz de co-variância.
15. Aparelho de comunicações sem fio que gerarealimentação para pré-codificação linear pela utilizaçãode co-variância de transmissão, compreendendo:mecanismos para estimar a co-variância detransmissão a partir de um canal de link direto;mecanismos para alterar um livro-código pré-definido com base na co-variância de transmissão; emecanismos para gerar a realimentação com base emuma estimativa do canal de link direto e o livro-códigoalterado.
16. Aparelho de comunicações sem fio, de acordocom a reivindicação 15, compreendendo adicionalmentemecanismos para estimar uma matriz de canal associada com ocanal de link direto.
17. Aparelho de comunicações sem fio, de acordocom a reivindicação 15, no qual a co-variância detransmissão do canal de link direto é substancialmentesimilar a uma estimativa de co-variância de transmissão apartir de um canal de link reverso.
18. Meio legível por máquina possuindo armazenadono mesmo instruções executáveis por máquina para:estimar informação estatística de um canal delink direto;estimar uma matriz relacionada com o canal delink diretomodificar um livro-código pré-definido que incluiuma pluralidade de matrizes com base na informaçãoestatística;identificar uma particular dentre a pluralidadede matrizes como uma função da matriz estimada; etransmitir dados relacionados com a particulardentre a pluralidade de matrizes através de um canal delink reverso.
19. Meio legível por máquina, de acordo com areivindicação 18, as instruções executáveis por máquinacompreendendo adicionalmente determinar uma matriz unitáriarelacionada com o canal a partir da matriz estimadarelacionada com o canal de link direto.
20. Em um sistema de comunicação sem fio, umaparelho compreendendo:um processador configurado para:determinar uma co-variância pertencente a umcanal de link direto;ajustar matrizes de pré-codificação incluídas emum livro-código pré-definido com base na co-variância; eproduzir realimentação de pré-codificação combase nas matrizes de pré-codificação ajustadas.
21. Método que facilita controle da transmissãode link direto com base na pré-codificação linear queutiliza uma medição de uma co-variância de transmissão,compreendendo:determinar co-variância a partir de uma análisede um canal de link reverso;alterar um livro-código pré-definido com base naco-variância;analisar realimentação recebida com base nolivro-código alterado; econtrolar transmissão através de um canal de linkdireto pela aplicação da realimentação analisada.
22. Método, de acordo com a reivindicação 21,compreendendo adicionalmente realizar conformação de feixecom base na realimentação analisada.
23. Método, de acordo com a reivindicação 21, noqual o canal de link reverso e o canal de link direto sãoassociados com um ambiente de múltiplas entradas emúltiplas saídas MIMO.
24. Método, de acordo com a reivindicação 21, noqual o canal de link reverso e o canal de link diretoutilizam a duplexação de divisão de freqüência.
25. Método, de acordo com a reivindicação 21, noqual o canal de link reverso e o canal de link diretoempregam duplexação por divisão de tempo.
26. Método, de acordo com a reivindicação 21, noqual a co-variância determinada a partir da análise docanal de link reverso é substancialmente similar a umaestimativa de co-variância de um canal de link diretorelacionado com a realimentação recebida.
27. Método, de acordo com a reivindicação 21,alterando o livro-código pré-definido compreendendoadicionalmente alterar o livro-código pré-definido de umaforma substancialmente similar em comparação com uma fontede realimentação recebida.
28. Método, de acordo com a reivindicação 21,compreendendo adicionalmente analisar realimentaçãorecebida obtida a partir de um aparelho de comunicaçõesdiferente que efetuou a quantização escalar.
29. Aparelho de comunicações sem fio,compreendendo:uma memória que retém um livro-código einstruções para determinar a co-variância de transmissão,modificar um livro-código predeterminado, e avaliarrealimentação com base no livro-código modificado; eum processador, acoplado à memória, configuradopara executar as instruções retidas na memória.
30. Aparelho de comunicações sem fio, de acordocom a reivindicação 29, no qual a memória inclui asinstruções para a realização da conformação de feixeassociada com a transmissão de canal de link direto, aconformação de feixe sendo baseada na realimentaçãoavaliada.
31. Aparelho de comunicações sem fio que controlaa transmissão de link direto por emprego da pré-codificaçãolinear com a estimativa de co-variância de transmissão,compreendendo:mecanismos para identificar co-variância detransmissão com base na análise de um canal de linkreverso;mecanismos para ajustar iam livro-código pré-definido como uma função da co-variância;mecanismos para avaliar realimentação pelautilização do livro-código ajustado; emecanismos para controlar transmissão em linkdireto com base na realimentação avaliada.
32. Aparelho de comunicações sem fio, de acordocom a reivindicação 31, compreendendo adicionalmentemecanismos para ajustar o livro-código pré-definido de umaforma substancialmente similar em comparação com umaparelho de comunicação sem fio diferente de onde arealimentação é obtida.
33. Meio legível por máquina possuindo armazenadono mesmo instruções executáveis por máquina, para:estimar uma matriz de co-variância de transmissãoa partir de uma avaliação de um canal de link reverso;modificar matrizes de pré-codificação originaisem um livro-código pré-definido com base na matriz de co-variância de transmissão; econtrolar comunicações através de um canal delink direto com base na avaliação da realimentação recebidapelo emprego das matrizes de pré-codificação modificadas.
34. Meio legível por máquina, de acordo com areivindicação 33, as instruções executáveis por máquinacompreendendo adicionalmente identificar uma matriz de pré-codificação modificada particular associada com arealimentação recebida.
35. Em um sistema de comunicação sem fio, umaparelho compreendendo:um processador configurado para:avaliar uma correlação associada com umcanal de link reverso;alterar um livro-código com base nacorrelação;receber realimentação relacionada com umcanal de link direto;avaliar a realimentação com base no livro-código alterado; econtrolar transmissão subseqüente através docanal de link direto com base na avaliação darealimentação.
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