BRPI0618184A2 - calibragem de arranjo de antenas para sistemas de comunicação sem fio por múltiplas-entradas e múltiplas-saìdas - Google Patents

Abstract

<B>CALIBRAGEM DE ARRANJO DE ANTENAS PARA SISTEMAS DE COMUNICAçãO SEM FIO POR MúLTIPLAS-ENTRADAS E MúLTIPLAS SAìDAS<D>Trata-se da calibragem para uma cadeia de transmissão de um dispositivo que transmite informações para múltiplos dispositivos sobre enlaces sem fio e para cadeias de recepção dos múltiplos dispositivos que recebeminformações sobre um dos enlaces sem fio utilizando cada uma das estimativas para diferentes antenas de um terminal de acesso como uma estimativa separada.

Description

"CALIBRAGEM DE ARRANJO DE ANTENAS PARA SISTEMAS DECOMUNCACAO SEM FIO POR MULTIPLAS-ENTRADAS E MULTIPLAS-SAIDAS".

Campo da Invenção

A descrição seguinte refere-se de maneira geral acomunicações sem fio e, entre outras coisas, à calibragemde um arranjo de antenas para sistemas de comunicação semfio de múltiplas entradas e múltiplas saídas.

Descrição da Técnica Anterior

Os sistemas de rede sem fio têm se tornado ummeio predominante pelo qual a maioria das pessoas no mundovem a comunicar-se. Os dispositivos de comunicação sem fiotêm tornado menores e mais poderosos a fim de atender àsnecessidades dos consumidores e para aperfeiçoar aportabilidade e a comodidade. 0 aumento da potência deprocessamento nos dispositivos móveis, tais como telefonescelulares, tem levado a um aumento da demanda de sistemasde transmissão em rede sem fio. Tais sistemas não sãotipicamente tão facilmente atualizados quanto osdispositivos celulares que se comunicam através deles. Àmedida que as capacidades dos dispositivos móveis seexpandem, pode ser difícil manter um sistema de rede semfio mais antigo de maneira que facilite a exploração totaldas capacidades novas e aperfeiçoadas dos dispositivos semfio.

Mais especificamente, as técnicas baseadas nadivisão de freqüência separam tipicamente o espectro emcanais distintos dividindo-o em partes uniformes de largurade banda, por exemplo, a divisão da banda de freqüênciaalocada para comunicação de telefones celulares sem fiopode ser dividida em canais, cada um dos quais pode portaruma conversa de voz ou, com serviço digital, portar dadosdigitais. Cada canal pode ser atribuído a apenas um usuáriode uma vez. Uma variante comumente utilizada é uma técnicapor divisão de freqüência ortogonal· que particiona demaneira eficaz a largura de banda total do sistema emvárias subportadoras ortogonais. Estas subportadoras sãotambém referenciadas como tons, portadoras, binários e/oucanais de freqüência. Com técnicas baseadas em divisão detempo, uma banda é dividida temporalmente em fatias detempo ou partições de tempo seqüenciais. Cada usuário de umcanal pode receber uma fatia de tempo para transmitir ereceber informações à maneira de rodízio. Por exemplo, emqualquer dado tempo t, é dado a um usuário acesso ao canaldurante uma curta rajada. Em seguida, o acesso é comutadopara outro usuário, que recebe uma curta rajada de tempopara transmitir e receber informações. O ciclo de"revezamentos" continua, e finalmente cada usuário recebevárias rajadas de transmissão e recepção

As técnicas baseadas em divisão de códigotipicamente transmitem os dados através de váriasfreqüências disponíveis a qualquer dado momento em umafaixa. Em geral, os dados são digitalizados e espalhadosatravés da largura de banda disponível, em que váriosusuários podem ser superpostos no canal e a respectivosusuários pode ser atribuído um código de seqüência único.Os usuários podem transmitir na mesma parte de espectro debanda larga, em que o sinal de cada usuário é espalhadoatravés de toda a largura de banda por seu respectivocódigo de espalhamento único. Esta técnica podeproporcionar compartilhamento, em que um ou mais usuáriospodem transmitir e receber concomitantemente. Talcompartilhamento pode ser obtido por meio de modulaçãodigital com espalhamento espectral, em que o fluxo de bitsde um usuário é codificado e espalhado através de um canalmuito largo de maneira pseudo-aleatória. O receptor éprojetado para reconhecer o código de seqüência único afimde desfazer a aleatorização de modo a coletar os bits paraum usuário especifico de maneira coerente.

Um tipo conhecido de sistema de comunicação é umsistema de comunicação de múltiplas entradas e múltiplassaídas, no qual tanto o transmissor quanto o receptor têmuma pluralidade de antenas de recepção e transmissão paracomunicação. Um terminal móvel, com -múltiplas antenas derecepção e transmissão, dentro da área de cobertura de umaestação base, pode estar interessado em receber um, mais deum ou todos os fluxos de dados da estação base. De maneirasemelhante, um terminal móvel pode transmitir dados àestação base ou a outro terminal móvel. Tal comunicaçãoentre estação base e terminal móvel ou entre terminaismóveis pode se deteriorar devido a variações de canal e/ouvariações na potência de interferência. Por exemplo, asvariações antes mencionadas podem afetar a programação, ocontrole de potência e/ou a predição de taxa da estaçãobase para um ou mais terminais móveis":

Quando arranjos de antenas e/ou estações base sãoutilizados em conjunto com a técnica de transmissão decanal duplexado no domínio do tempo (TDD) , podem serobtidos ganhos muito grandes. Uma suposição chave naobtenção destes ganhos é que, devido à natureza TDD datransmissão e da recepção, tanto o enlace direto (FL)quanto o enlace reverso (RL) observam canais de propagaçãofísicos semelhantes que correspondem a uma freqüência deportadora comum. Entretanto, na prática, as cadeias detransmissão e recepção totais, que podem incluir os front-ends analógicos e os transmissores e receptores deamostragem digitais, assim como o cabeamento físico e aarquitetura das antenas, contribuém para a resposta totalao canal experimentada pelo receptor. Em outras palavras, oreceptor verá um canal total ou equivalente entre a entradado conversor digital/analógico (DAC) do transmissor e asaída do conversor analógico/digital (ADC) do receptor, quepode compreender a cadeia analógica do transmissor, docanal de propagação físico, da estrutura física do arranjode antenas (inclusive o cabeamento) e a cadeia analógica doreceptor.

Em vista do exposto acima, existe necessidade natécnica de um sistema e/ou metodologia de calibragem dearranjos de antenas utilizados nos dispositivos decomunicação sem fio.

Resumo da Invenção

A seguir é apresentado um resumo simplificado deuma ou mais modalidades de modo a obter um entendimentobásico de tais modalidades. Este resumo não é uma vistapanorâmica extensiva de todas as modalidades contempladas enão pretende nem identificar elementos chave ou críticos detodas as modalidades nem delinear o alcance de qualquer umaou de todas as modalidades. Sua única finalidade é a deapresentar alguns conceitos de uma ou mais modalidades sobuma forma simplificada como uma introdução à descrição maisdetalhada que é apresentada mais adiante.

De acordo com um aspecto, um método para calibrarum arranjo de antenas em uma rede sem fio compreendedeterminar estimativas de canal para pelo menos duasantenas de pelo menos dois terminais de acesso e determinaruma relação de calibragem com base em cada uma dasestimativas de canal para pelo menos duas antenas.

Para a consecução das finalidades precedentes eafins, a(s) modalidade(s) compreende os aspectoscompletamente descritos a seguir e especificamenteindicados nas reivindicações. A descrição a seguir e osdesenhos apensos apresentam em detalhes determinadosaspectos ilustrativos da(s) modalidade(s). Estes aspectosindicam, contudo, apenas algumas das diversas maneiraspelas quais os princípios de diversas modalidades podem serutilizados, e as modalidades descritas pretendem incluirtodos estes aspectos e seus equivalentes.

Breve Descrição das Figuras

Figura 1 - ilustra aspectos de um sistema decomunicação sem fio de acesso múltiplo.

Figura 2 - ilustra uma disposição de antenascompreendendo uma cadeia de receptor e uma cadeia detransmissor de acordo com diversos aspectos aqui descritos.

Figura 3 - ilustra aspectos de temporização paraoperações de calibragem.

Figura 4 - ilustra aspectos da ~ lógica quefacilita a calibragem de um arranjo de antenas paracompensar o descasamento dos ganhos.

Figura 5 - ilustra aspectos de um sistema quefacilita a calibragem de um arranjo de antenas paracompensar o descasamento dos ganhos.

Figura 6 - ilustra aspectos de uma metodologiapara calibrar um arranjo de antenas.

Figura 7 - ilustra aspectos de uma metodologiapara calibrar um arranjo de antenas.

Figura 8 - ilustra aspectos de um receptor e umtransmissor em um sistema de comunicação sem fio.

Figura 9 - ilustra aspectos de um ponto deacesso.

Descrição Detalhada da Invenção

Diversas modalidades são agora descritas comreferência aos desenhos, nos quais os mesmos números dereferência são utilizados para referenciar os mesmoselementos em toda parte. Na descrição a seguir, para finsde explanação, inúmeros detalhes específicos sãoapresentados de modo a obter um entendimento completo deuma ou mais modalidades. Poder ser evidente, contudo, quetal(ais) modalidade(s) pode(m) ser posta(s) em prática semestes detalhes específicos. Em outros casos estruturas edispositivos notoriamente conhecidos são mostrados em formade diagrama de blocos de modo a facilitar a descrição deuma ou mais modalidades.

Conforme utilizados neste pedido, os termos"componente", "sistema" e semelhantes pretendem referir-sea uma entidade relacionada com computador, seja hardware,uma combinação de hardware e software, software ou softwareem execução. Por exemplo, um componente pode ser, mas nãoestá limitado a ser, um processo que roda em umprocessador, um processador, um objeto, um executável, umfluxo de execução, um programa e/ou um computador. Um oumais componentes podem residir dentro de um processo e/oufluxo de execução, e um componente pode ser localizado emum computador e/ou distribuído entre dois ou maiscomputadores. Além disto, estes componentes podem serexecutados de diversos meios passíveis de leitura porcomputador que têm diversas estruturas de dados armazenadasneles. Os componentes podem comunicar-se por meio deprocessos locais e/ou remotos, tais como de acordo com umsinal que tem um ou mais pacotes de dados (como, porexemplo, dados de um componente que interage com outrocomponente em um sistema local, sistema distribuído e/ouatravés de uma rede como a Internet com outros sistemas pormeio do sinal).

Além disso, diversas modalidades são aquidescritas em conexão com uma estação de assinante. Umaestação de assinante pode ser também chamada de sistema,unidade de assinante, estação móvel, móvel, estação remota,ponto de acesso, estação base, terminal remoto, terminal deacesso, terminal de usuário, agente de usuário, equipamentode usuário, etc. Uma estação de assinante pode ser umtelefone 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 portátil com capacidade de conexão sem fioou outro dispositivo de processamento—eonectado a um modemsem fio.

Além do mais, diversos aspectos oucaracterísticas aqui descritos podem ser implementados comoum método, um equipamento ou produto industrial utilizando-se técnicas de programação ou engenharia padrão. 0 termo"produto industrial" conforme utilizado aqui pretendeabranger um programa de computador acessível de qualquerdispositivo, portadora ou meio legível por computador. Porexemplo, os meios legíveis por computador podem incluir,mas não estão limitados a, dispositivos de armazenamentomagnéticos (como, por exemplo, disco rígido, discoflexível, tiras magnéticas...), discos ópticos (como, porexemplo, disco compacto (CD) , disco. versátil digital(DVD)...), cartões inteligentes, dispositivos de memóriaflash (como, por exemplo, cartão, bastão, acionamento dechave...) e circuitos integrados, tais como memórias só deleitura, memória só de leitura programáveis e memórias sóde leitura programáveis eletricamente apagáveis.

Com referência à Figura 1, é mostrado um sistemade comunicação sem fio de acesso múltiplo de acordo com umamodalidade. Um sistema de comunicação sem fio de acessomúltiplo 1 inclui várias células, como, por exemplo, ascélulas 2, 4 e 6. Na Figura 1, cada célula 2, 4 e 6 podeincluir um ponto de acesso que inclui vários setores. Osvários setores são formados por grupos de antenas, cada umresponsável pela comunicação com terminais de acesso em umaparte da célula. Na célula 2, grupos de antenas 12, 14 e 16correspondem, cada um, a um diferente setor. Na célula 4,grupos de antenas 18, 20 e 22 correspondem, cada um, a umdiferente setor. Na célula 6, grupos de antenas 24, 26 e 28correspondem, cada um, a um diferente setor.

Cada célula inclui vários terminais de acesso queestão em comunicação com um ou mais setores de cada pontode acesso. Por exemplo, os terminais de acesso 30 e 32estão em comunicação com a base de ponto de acesso 42, osterminais de acesso 34 e 36 estão em comunicação com oponto de acesso 44 e os terminais de acesso 38 e 40 estãoem comunicação com o ponto de acesso 46.

O controlador 50 é acoplado a cada uma dascélulas 2, 4 e 6. O controlador 50 pode conter uma ou maisconexões com várias redes, como a Internet, por exemplo,outras redes baseadas em pacotes ou redes de voz comutadaspor circuito que fornecem informações para os, e dos,terminais de acesso em comunicação com as células dosistema de comunicação sem fio de acesso múltiplo 1. Ocontrolador 50 inclui, ou é acoplado a, um programador queprograma transmissão de e para terminais de acesso. Emoutras modalidades, o programador pode residir em cadacélula individual, cada setor de uma célula ou umacombinação deles.

A fim de facilitar a calibragem das transmissõespara os terminais de acesso, é útil calibrar o Ioop decalibragem de ganhos de ponto de acesso para lidar com osdescasamentos devidas às cadeias de transmissão e recepçãodo ponto de acesso. Entretanto, devido ao ruido no canal,quaisquer estimativas de calibragem baseadas nos sinaisrecebidos nos terminais de acesso, no enlace direto, etransmitidos dos terminais de acesso, no enlace reverso,podem conter ruido e outras variações de canal que podempôr em questão as estimativas apresentadas. De modo asuperar os efeitos de ruido de canal, saô~ uti-üzadas váriascalibragens tanto no enlace direto quando no enlace reversopara vários terminais de acesso. Sob determinados aspectos,várias transmissões para e de cada terminal de acesso sãolevadas em conta para efetuar calibragem de um dado setor.Sob determinados aspectos, as várias antenas podem serutilizadas para calibrar a comunicação para um únicoterminal de acesso. Sob outros aspectos, uma ou mais quetodas as antenas para um grupo de terminais de acesso podemser utilizadas para comunicação com todas as antenas para ogrupo de terminais de acesso.

Sob determinados aspectos, ou a cadeia detransmissão do ponto de acesso ou a cadeia de recepção doponto de acesso pode ser calibrada. Isto pode ser feito,por exemplo, com a utilização de uma relação de calibragempara calibrar a cadeia de recepção do ponto de acesso parasua cadeia de transmissão ou calibrar sua cadeia detransmissão para sua cadeia de transmissão.

No caso de um sistema MIMO, cada antena de cadaterminal de acesso pode ser tratada como um terminal deacesso separado para os fins de determinar uma relação decalibragem. Em seguida, quando as relações de calibragemsão combinadas, cada relação ou informações de calibragemseparadas para cada antena de cada terminal de acesso podemser utilizadas como um componente separado. *

Conforme utilizado aqui, um ponto de acesso podeser uma estação fixa utilizada pàrã cbmunieação com osterminais e pode ser também referido como, e incluir algumaparte ou toda a funcionalidade de, uma estação base, um NóB ou alguma outra terminologia. Um terminal de acesso podeser também referido como, e incluir alguma parte ou toda afuncionalidade de, um equipamento de usuário (UE), umdispositivo de comunicação sem fio, um terminal, umaestação móvel ou alguma outra terminologia.

Deve-se observar que, embora a Figura 1 mostresetores físicos, isto é, que têm diferentes grupos deantenas para diferentes setores,—podem ser utilizadasoutras abordagens. Por exemplo, vários "feixes" fixos quecubram, cada um, diferentes áreas da célula no espaço defreqüência podem ser utilizados em lugar de, ou emcombinação com, setores físicos. Tal abordagem é mostrada erevelada no pedido de patente norte-americano co-pendenteNo. De Série 11/260 895, intitulado "Setorização Adaptativaem Sistema Celular".

Com referência à Figura 2, uma disposição deantenas 100 compreende uma cadeia de receptor 102 e umacadeia de transmissor 104 de acordo com diversos aspectosaqui descritos. A cadeia de receptor 102 compreende umcomponente conversor de descida 106, que convertedescendentemente um sinal em uma- ba-nda base quando dorecebimento. O componente de conversor de descida 106 éoperacionalmente conectado a uma funcionalidade de controleautomático de ganho (AGC) 108, que avalia a intensidade dosinal recebido e ajusta automaticamente o ganho aplicado aosinal recebido de modo a manter a cadeia de receptor 102dentro de sua faixa de funcionamento linear afim e de modoa fornecer uma intensidade de sinal constante paratransmitir através da cadeia de transmissor 104. Deve ficarentendido que o AGC 108 pode ser opcional a algumasmodalidades aqui descritas (como, por exemplo, não énecessário efetuar o controle de ganho automático emconjunto com cada modalidade). O AGC 108 é operacionalmenteacoplado a um conversor analógico/-dig-ital (A/D) 110, queconverte o sinal recebido em formato digital antes que osinal seja suavizado por um filtro passa-baixa (LPF)digital 112, que pode atenuar as oscilações de curto prazono sinal recebido. Finalmente, a cadeia de receptor 102pode compreender um processador de receptor 114 queprocessa o sinal recebido e pode comunicar o sinal a um oumais componentes da cadeia de transmissor 104.

A cadeia de transmissor 104 pode compreender umprocessador de transmissor 116, que recebe um sinal dacadeia de receptor 102 (como, por exemplo, o transmissorrecebe um sinal que foi originalmente receb ido pela cadeiade receptor 102 e submetido a diversos processos associadosaos componentes dele,...). O processador de transmissor 116é operacionalmente acoplado a um modelador de pulsos 118,que pode facilitar a manipulação de um sinal a sertransmitido de modo que o sinal possa ser formatado paraestar dentro das limitações da largura de banda, ao mesmotempo atenuando e/ou eliminando a interferência inter-símbolo. Uma vez formatado, o sinal pode passar porconversão digital/analógico (D/A) por um conversor D/A 120antes de ser submetido a um filtro passa-baixa (LPF) 122operativamente afim na cadeia de transmissor 104 parasuavização. Um componente de amplificador de pulsos (PA)124 pode amplificar o pulso/sinaI~~ãrtte.s da conversão desubida na banda base por um conversor de subida 126.

O arranjo de antenas 100 pode existir para cadaantena tanto de um ponto de acesso quanto de um terminal deacesso. Sendo assim, pode haver uma diferença notávelobservada entre as características de transferência dacadeia de transmissor 104 e da cadeia de receptor 102 e/oude amostras deles, uma reciprocidade das variações de canale/ou transmissor/receptor equivalentes pode não serpresumida. Quando se calibra um arranjo de antenas 100, umentendimento da magnitude das variações, em termos dosefeitos sobre a fase e/ou amplitude, dos sinais propagadosao longo das cadeias de transmissor e receptor e suainfluência sobre a exatidão de uma suposição dereciprocidade pode ser utilizado de modo a se facilitar oprocesso de calibragem. Além disto, no caso de um arranjode antenas, geralmente cada antena 100 tem uma cadeia detransmissor 104 e uma cadeia de receptor diferentes das decada outra antena. Portanto, cada cadeia de transmissor 104diferente pode ter efeitos diferentes, em termos de fasee/ou amplitude, como qualquer outra cadeia de transmissor104, respectivamente. O mesmo pode ser verdadeiro para ascadeias de receptor 102 de cada antena 100.

Os descasamentos nos efeitos podem ser devidos àestrutura fisica da antena 100, a diferenças Ue componentesou a diversos outros fatores. Tais descasamentos podemincluir, por exemplo, efeitos de acoplamento mútuo, efeitosde torre, conhecimento imperfeito da localização doselementos, descasamentos de amplitude e/ou fase devidas aocabeamento da(s) antena(s) e semelhantes. Além disto, asfaltas de correspondência podem ser devidas a elementos dehardware na cadeia de transmissor 104 e/ou na cadeia dereceptor 102 de cada antena 100. Por exemplo, taisdescasamentos podem estar associadas a filtros analógicos,desequilíbrio IeQ, descasamento de fase e/ou ganho de umamplificador de baixo ruído ou um amplificador de pulsosnas cadeias, diversos fatores de -não.JLinearidade, etc.

Para um ponto de acesso, calibrar cada cadeia detransmissão para sua cadeia de recepção correspondente(isto é, a cadeia de recepção que corresponde à mesmaantena) de maneira independente exigiria um processocomplexo e potencialmente difícil de executar. Além disto,qualquer realimentação específica, para transmissão noenlace direto, ou pilotos, utilizados para transmissão noenlace reverso, para qualquer dado terminal de acesso,estão sujeitos ao ruído para esse usuário. Portanto, paraqualquer dada relação de calibragem estimada com base tantono enlace direto quanto no enlace Teverso, há algum errointroduzido pela variação e o pelo ruído no canal.

Portanto, sob vários aspectos, uma ou mais relações decalibragem estimadas para vários terminais de acessodiferentes são combinadas de modo a se obter uma únicarelação de calibragem a ser utilizada pelo ponto de acessopara transmissão para um ou todos os terminais de acesso.Sob determinados aspectos, a combinação pode constituir umamédia de todas as relações de calibragem para cada terminalde acesso que se comunica com o ponto de acesso, ou algumsubconjunto predeterminado. Sob outro aspecto, a combinaçãopode ser feita à maneira de otimização conjunta, em que asmedições de canal de e para cada terminal de acesso sãocombinadas de modo a se estimar uma única relação decalibragem, que é uma combinação dos descasamentos dosganhos para cada terminal de acesso, sem se calcular umarelação de calibragem individual para cada antena de cadaterminal de acesso.

Para qualquer dada antena de cada terminal deacesso, o ponto de acesso utiliza suas estimativas de canalde enlace reverso para esse terminal de acesso assim comoas estimativas de canal de enlace direto, que são efetuadasno terminal de acesso e realimentadas para o ponto deacesso, de modo a se estimar ou calcular a relação decalibragem, com base nessa antena desse terminal de acesso.

Uma estimativa de canal de enlace direto,

<formula>formula see original document page 14</formula>

pode ser efetuada no terminal de acesso para transmissoesda i-ésima antena de transmissão do ponto de acesso.Entretanto, qualquer estimativa de canal terá componentesrelacionados com o ruído do canal, juntamente com qualquerganho ou distorção causada pela cadeia de transmissão dospontos de acesso e pela cadeia de recepção dos terminais deacesso. A estimativa de canal de enlace direto pode serentão escrita da seguinte maneira:

<formula>formula see original document page 15</formula>

Descasamento de Descasamento de CanalGanho de Cadeia de Ganho de Cadeia de FísicoTransmissão AT Recepção AP

Na Equação 1, a estimativa de canal é uma função dodescasamento de ganhos βAT da cadeia de receptor doterminal de acesso, do descasamento

<formula>formula see original document page 15</formula>

cadeia de

transmissor do ponto de acesso, hi, que é o canal físicoentre as duas antenas que é medido, e do ruído n± do canalque é parte da estimativa de canal.

No caso de transmissões no enlace reverso, aestimativa de canal na i-ésima antenãHcTe, recepção do pontode acesso devida à transmissão

<formula>formula see original document page 15</formula>

é essencialmente uminverso da Equação 1. Isto pode ser visto na Equação 2abaixo:

<formula>formula see original document page 15</formula>

Descasamento de Descasamento de CanalGanho de Cadeia de Ganho de Cadeia de FísicoTransmissão AT Recepção AP

Na Equação 2, esta estimativa de canal é uma função dodescasamento dos ganhos aA T da cadeia de transmissão doterminal de acesso, do descasamento dos ganhos

<formula>formula see original document page 15</formula>

dacadeia de recepção do ponto de acesso, hi, que é o canalfísico entre as duas antenas que é medido e do ruído Vi docanal que é parte da estimativa de canal.

A fim de calibrar o arranjo de antenas, os errosde descasamento entre as cadeias de receptor 102 e ascadeias de transmissor 104 das antenas 100 nelas sãomostrados a seguir na equação 3. Deve-se observar queoutras metodologias e relações matemáticas podem serutilizadas para se obter a calibragem de arranjos emconjunto com as, em lugar das, metodologias e relaçõesmatemáticas aqui descritas.

<formula>formula see original document page 16</formula>

Na Equação 3, ci é a relação de descasamento total entre astransmissões no enlace reverso e a transmissão no enlacedireto, γ é a relação de descasamento dos ganhos entre ascadeias de transmissão e recepção do terminal de acesso eηi é a relação de descasamento das cadeias de transmissão erecepção para a i-ésima antena no ponto de acesso. Deve-seobservar que γ é substancialmente constante para cada parde antenas no ponto de acesso. ALém disto, a algunsrespeitos a Equação 3 é idealizada, uma vez que aestimativa de ruído não está incluída nela.

As relações de calibragem Ci, i = 1,...,M, onde Mé o número de antenas no arranjo de antenas do ponto deacesso que podem ser agrupadas em um vetor c , para cadaterminal de acesso, que pode ser denominado de "vetor decalibragem".<formula>formula see original document page 17</formula>

Na Equação 4, as entradas do vetor ccorrespondem às estimativas para cada antena do ponto deacesso com relação a um único terminal de acesso. Deve-seobservar que os elementos do vetor c podem ser númeroscomplexos que incluem um descasamento tanto de amplitudequanto de fase para cada cadeia de transmissão e recepçãodo arranjo de antenas do ponto de acesso assim como umdescasamento comum que corresponde ao descasamento detransmissão e recepção das cadelas de transmissão erecepção do terminal de acesso. Deve-se observar que,embora a Equação 4 descreva um vetor que tem entradas paraas antenas de um terminal de acesso, ela pode incluirentradas para vários terminais de acesso.

O vetor de ruido η inclui efeitos de erros demedição de canal (MSE) e também os efeitos da descorrelaçãode medição de canal, uma vez que as medições dos ganhos sãofeitas em momentos diferentes, permitindo assim variação decanal ao longo do tempo assim como variações de temperaturae outras variações para efetuar a medição.

Um vetor de calibragem estimado cu, quecorresponde ao terminal de acesso u, pode ser determinadoconforme mostrado abaixo na Equação (5)

<formula>formula see original document page 17</formula>

onde Yu é o descasamento de ganhos que corresponde àscadeias de transmissão e recepção do terminal de acesso e ηé o vetor de descasamento que corresponde às cadeias detransmissão e recepção do arranjo de antenas do ponto deacesso. O vetor Cu é determinado para todas as antenas doarranjo de antenas do ponto de acesso com relação a cadaantena de cada terminal de acesso.

No exposto acima deve-se—observar que há váriosmétodos para combinar diferentes estimativas de vetor decalibragem (que correspondem às medições de diferentesterminais de acesso) de modo a se gerar um vetor decalibragem total ou combinado. Uma maneira de obter estacombinação é calcular a média de todas as estimativas devetor de calibragem para se obter uma única estimativa.

Nesta abordagem, cada estimativa de vetor decalibragem inclui um fator de multiplicação, γ±, que édiferente para terminais de acesso diferentes. No caso emque um ou mais terminais de acesso possuem um descasamentode ganhos muito grande yu, o simples cálculo de média podelevar a resultados s, que influenciam a média para que osterminais de acesso tenham o maior diSiasamento de ganhosYu-

Sob outro aspecto, cada estimativa de vetor decalibragem, que corresponde a um terminal de acessoespecifico, é normalizada de acordo com um elemento dovetor. Isto pode proporcionar uma redução ao mínimo noscasos em que um ou mais terminais de acesso têm umdescasamento de ganhos elevada yu. Este processo é mostradoabaixo na Equação 6.

Deve-se observar que, sob determinados aspectos,o elemento normalizador pode ser quãXqnSr__elemento do vetorde calibragem, desde que seja o mesmo elemento para cadaestimativa de vetor de calibragem, como, por exemplo, oprimeiro elemento. A soma dos elementos normalizados éentão dividida pelo número total de elementos U do vetorc.

Uma outra abordagem que pode ser utilizada paracombinar diferentes estimativas de vetor de calibragem podeser baseada na combinação dos vetores estimados em umamatriz. Por exemplo, sob determinados aspectos pode ser quecada estimativa de vetor de calitoragem—uma versãorotacionada e escalonada do mesmo vetor η, e a rotação e oescalonamento são devidos aos diferentes descasamentos yupara os diferentes terminais de acesso. Uma maneira de selivrar deste escalonamento e desta rotação é primeironormalizar cada vetor de calibragem de modo a se ter umanorma unitária. Em seguida, uma matriz Q, cujas colunas sãoas estimativas do vetor de calibragem normalizadas, podeser formada a partir dos vetores de calibragem. Uma únicaestimativa para o vetor de calibragem é obtida efetuando-seuma decomposição da matriz, como, por exemplo, umadecomposição em valores singulares na matriz Q. O auto-vetor que corresponde ao valor sijigular máximo pode serutilizado como a estimativa de vetor de calTbragem total,conforme mostrado na Equação (7) abaixo, por exemplo.

<formula>formula see original document page 19</formula>

Conforme exemplificado nas três abordagens acima,uma relação de calibragem é geralmente estimada em duasetapas. Em primeiro lugar, os valores que correspondem aoselementos dos vetores de calibragem são calculados para oconjunto de antenas, ou para as antenas de interesse, comrelação aos terminais de acesso individuais. Os vetores decalibragem são em seguida combinados de acordo com um oumais processos matemáticos diferentes.

Uma alternativa ao cálculo de vários vetores decalibragem é a utilização de um procedimento de otimizaçãoconjunta que utiliza a medição de vários pontos de acesso eterminais de acesso, conforme o seguinte. Em alguns casos,o terminal de acesso e o ponto de acesso podem gerar suasestimativas de canal para diferentes tons de freqüência eem diferentes instantes no tempo. Além disto, pode haver um erro de temporização de Tk,u entre o ponto de acesso e o u-ésimo terminal de acesso no tempo K. Em tal caso, aestimativa de vetor de canal de enlace diretògi,k,u, medidano terminal de acesso, pode estar relacionada com aestimativa de vetor de canal de enlace reverso hi,k,u,medida no ponto de acesso. Uma abordagem, que utiliza ovetor de calibragem η e o descasamento do terminal deacesso /u é mostrada na Equação 8 abaixo.

<formula>formula see original document page 20</formula>

Na Equação 8, Zi,k,u é uma matriz diagonal cujoselementos diagonais são os elementos da estimativa de vetorde canal de enlace reverso ^^ Os subscritosi,k, u são os indices de tom, tempo e usuário,,respectivamente. Na equação acima, as incógnitas são ovetor de calibragem η e o descasamento específico doterminal de acesso yí,k,u- Um aspecto da Equação 8 é que odescasamento do terminal de acesso inclui o efeito dodescasamento de temporização entre o ponto de acesso e oterminal de acesso além do descasamento dos ganhos devidoàs cadeias de transmissão e recepção do terminal de acesso.Uma maneira de obter uma solução para ne Yi,k,u e utilizaruma abordagem de erro elevado ao quadrado médio mínimo(MMSE), conforme mostrado na Equação 9.

<formula>formula see original document page 21</formula>

As soluções para n e Yi,k,u podem ser dadas pela Equação 10abaixo.

<formula>formula see original document page 21</formula>

onde, para um vetor χ, o operador de projeção ortogonal Πpode ser definido como:

<formula>formula see original document page 21</formula>

Para compensar os descasamentos, as relações decalibragem podem ser utilizadas para alterar o ganho, emtermos tanto de fase quanto de amplitude ou de fase ouamplitude, da cadeia de transmissor do ponto de acesso efazer com que ele corresponda à cadeia de receptor ou, de

maneira equivalente, para alterar no ganho da cadeia derecepção do ponto de acesso de modo a fazer com que elecorresponda à sua cadeia de transmissão.

Mais especificamente, o ponto de acesso podeutilizar formação de feixes de combinação de relaçõesmáximas (MRC), formação de feixes de combinação de ganhosiguais (EGC) ou quaisquer outras técnicas de processamentoespacial para transmissão para qualquer terminal de acesso.Ou seja, se o vetor de canal de enlace for h, o ponto deacesso utiliza as ponderações de pré-processamento seguintes para transmissão:

<formula>formula see original document page 22</formula> para MRC

<formula>formula see original document page 22</formula> para EGC

Com uma estimativa de vetor de calibragem η, o ponto deacesso utiliza as ponderações de pré-processamentoseguintes para compensar seus descasamentos na cadeia detransmissão e recepção:

<formula>formula see original document page 22</formula> para MRC

<formula>formula see original document page 22</formula> para EGC

onde diag (no) = diag(D η).

Embora a Figura 2 mostre e descreva umamodalidade da cadeia de receptor 102 e da cadeia detransmissor 104, outros layouts e estruturas podem serutilizados. Por exemplo, um número diferente de componentes pode ser utilizado tanto na cadeia de receptor 102 quantona cadeia de transmissor 104. Além disto, podem serutilizados como substitutos diferentes dispositivos eestruturas.

Deve-se observar que os vetores de calibragem combinados ou conjuntos podem ser formados tratando-se cadaantena, ou grupo de antenas, de um dado terminal de acessocomo um terminal de acesso separado. Dessa maneira, oprocesso de calibragem pode ser simplificado e não énecessário calibrar cada terminal de acesso de maneiraindependente.

A Figura 3 mostra um ciclo de temporização parauma calibragem a partir de um único terminal de acesso, emque é utilizado um sistema TDD com um único quadro ourajada de enlace direto adjacente a um único quadro ourajada de enlace reverso. Como se—pode ver, um ou maispilotos transmitidos no enlace reverso são medidos no pontode acesso. 0 período de tempo da medição é uma função dotempo de decodificação do ponto de acesso. Durante esteperíodo de decodificação, um ou mais pilotos sãotransmitidos no enlace direto para o canal de acesso, Oterminal de acesso mede então os pilotos de modo a estimaro canal de enlace direto. Como ocorre com estimativas deenlace reverso, existe algum retardo de decodificação. Nãoé necessário transmitir as estimativas de enlace diretodecodificadas de volta ao ponto de acesso de modo a segerar a relação de calibragem. Portanto, pode-se ver que háalguma quantidade mínima de tempo e, portanto, umavelocidade máxima do terminal de acesso, para a qual acalibragem pode ser mantida sem que o deslocamento seja umfator forte ou substancialmente interferente.

Como se pode ver a partir da Figura 3, se váriasestimativas de canal de vários terminais de acesso foremutilizadas, o ruído e o deslocamento associados podem serreduzidos ou pelo menos amostrados dentro de uma faixa detempos e cadeias de recepção. Além disto, se várias antenaspara cada terminal de acesso forem utilizadas e tratadas demaneira independente, o deslocamento e o ruído podem sermelhor estimados, uma vez que o ruído e o deslocamentopodem ser mais uniformes para essas antenas para um únicoterminal de acesso, atenuando-se assim quaisquer anomaliaspara uma dada antena.

A Figura 4 mostra aspectos da lógica que facilitaa calibragem de um arranjo de antenas para compensar odescasamento de ganhos. 0 sistema 300 compreende umcomponente de calibragem 302, que inclui um componente deestimação de descasamento 304, que analisa os modelos desinais de saida da cadeia de receptor e/ou as comparaçõesentre os sinais de saida da cadeia de receptor, e umcalculador de agregação de relações 306, que calcula asrelações que são utilizadas para gerar o vetor η e asagrega para utilização utilizando um dos métodos descritosacima para combinar diferentes medicoes de diferentesantenas de diferentes terminais de acesso.

A Figura 5 mostra aspectos de um sistema quefacilita a calibragem de um arranjo de antenas paracompensar o descasamento dos ganhos. O sistema 400compreende um processador 402 que é operacionalmenteacoplado a um arranjo de antenas 404. O processador 402pode determinar os descasamentos de ganhos para combinaçõesde antenas individuais no terminal de acesso e no ponto deacesso utilizando o componente de calibragem 406. Oprocessador 402 compreende também um componente decalibragem 406, que determina as relações de calibragem egera e utiliza o vetor η.

O sistema 400 pode compreender—-além disso umamemória 408, que é operacionalmente acoplada ao processador402 e que armazena informações relacionadas com acalibragem do arranjo, geração de relações, diferentestipos de técnica de calibragem, critérios para selecionardiferentes tipos de técnica de calibragem e quaisqueroutras informações adequadas relacionadas com a calibragemdo arranjo de antenas 404. Deve ficar entendido que oprocessador 402 pode ser um processador dedicado a analisare/ou gerar informações recebidas pelo processador 402, umprocessador que controla um ou mais componentes do sistema400 e/ou um processador que tanto-"- analisa e gerainformações recebidas pelo processador 402 quanto controlaum ou mais componentes do sistema 400.

A memória 408 pode armazenar, além disso,protocolos associados à geração de cópias emodelos/representações de sinais, estimações dedescasamento, etc., de modo que o sistema 400 possautilizar protocolos e/ou algoritmos armazenados de modo ase obter calibragem de antenas, seleção de técnicas e/oucompensação de descasamento, conforme aqui descrito. Deveficar entendido que os componentes de armazenamento dedados (memórias, por exemplo) aqui descritos podem ser umamemória volátil ou uma memória não volátil, ou podemincluir uma memória tanto volátil quanto não. volátil. Atitulo de ilustração, e não de limitação, uma memória nãovolátil pode incluir memória só de leitura (ROM), ROMOprogramável (PROM), ROM eletricamente programável (EPROM),ROM eletricamente apagável (EEPROM) ou memória flash. Amemória volátil pode incluir uma memória de acessoaleatório (RAM), que atua como memória cache externa. Atitulo de ilustração e não de limitação, uma RAM estádisponível sob muitas formas, tais como RAM síncrona, RAMdinâmica (DRAM), DRAM síncrona (SDRAM), SDRAM de taxa duplade dados (DDR SDRAM), SDRAM aperfeiçoada (ESDRAM), DRAM deLink de Sinc (SLDRAM) e RAM Rambus direta (DRRAM) . Amemória 408 dos presentes sistemas e métodos destina-se acompreender, sem estar limitada a, estes e quaisquer outrostipos adequados de memória.

Sob determinados aspectos, a memória 408 podearmazenar os vetores de calibragem Cu para cada estado,isto é, nível de amplificação, do AGC. Sob tais aspectos,para cada transmissão o processador 402 pode acessar ovetor de calibragem cu para o estado AGC sem efetuar umacalibragem. A decisão quanto a se efetuar uma calibragemadicional ou acessar um vetor de calibragem Cu anteriorpara uma dada transmissão pode ser baseada em um período detempo ou no número de transmissõesuma "vez—que o vetor decalibragem cu para o estado AGC foi obtido. Isto pode serparâmetro de sistema ou pode variar com base nas condiçõesdo canal, como, por exemplo, a carga do canal.

Com referência à Figura 6, é mostrada umametodologia referente à geração de atribuição de recursosde sistema suplementares. Por exemplo, as metodologiaspodem referir-se à calibragem de arranjos de antenas em umambiente TDMA, um ambiente OFDM, um ambiente OFDMA, umambiente CDMA ou qualquer outro ambiente sem fio adequado.Embora, para simplificar a explanação, as metodologiassejam mostradas e descritas como uma série de atos, deveficar entendido que as metodologias___não estão limitadaspela ordem dos atos, uma vez que alguns atos podem, deacordo com uma ou mais modalidades, ocorrem em ordensdiferentes e/ou concomitantemente com outros atos que nãoos aqui mostrados e descritos. Por exemplo, os versados natécnica entenderão que uma metodologia pode seralternativamente representada como uma série de estados oueventos inter-relacionados, tal como em um diagrama deestados. Além do mais, nem todos os atos mostrados podemser necessários para implementar uma metodologia de acordocom uma ou mais modalidades.

A Figura 6 mostra uma metodologia para calibrarum arranjo de antenas para transmissão. As estimativas decanal para o enlace direto são recebidas dos terminais deacesso, bloco 500. Conforme discutido acima, estasestimativas de canal podem ser geradas de pilotos de enlacedireto transmitidos pelo ponto de acesso. Além disto, asestimativas de canal para as informações de enlace reverso,como, por exemplo, pilotos de canal de enlace reverso, sãogeradas pelo ponto de acesso, bloco 502.

Depois que as estimativas de canal tanto de

enlace direto quanto de enlace reverso forèrir-coletadas, asrelações de calibragem para cada antena de terminal deacesso e de ponto de acesso podem ser determinadas, bloco504. Sob determinados aspectos, a estimativa de canal deenlace direto e a de canal de enlace reverso mais recentesuma com relação à outra no tempo são utilizadas para formaruma relação de calibragem. Em tais casos, váriasestimativas para um dado terminal de acesso podem serobtidas com base em pares de estimativas de canalconsecutivos de estimativas de enlace direto e enlacereverso.

Conforme discutido com relação à Figura 3, podehaver algum retardo de tempo entremos diferentes cálculos e

transmissões. Além disto, a funcionalidadè~"pa:ra os blocos500 e 502 pode ocorrer de maneira substancialmentesimultânea ou em diferentes momentos para os mesmos oudiferentes terminais de acesso. Portanto, uma relação decalibragem pode ser determinada para um dado terminal deacesso com base nas estimativas de canal das transmissõesde enlace direto e de enlace reverso que podem ser ou nãoconsecutivas no tempo.

As relações de calibragem são então combinadas demodo a formarem uma estimativa de calibragem através devários terminais de acesso, bloco 506. Esta relação decalibragem combinada pode incluir relações de calibragempara alguns ou todos os terminais^ de acesso em um dadosetor ou célula e ter um número desigual ou igual derelações de calibragem para cada terminal de acesso para oqual uma ou mais relações de calibragem estão sendoobtidas.

A relação de calibragem combinada pode ser obtidapela simples divisão proporcional das relações decalibragem ou pela utilização das outras abordagensdiscutidas com relação à Figura 2, como, por exemplo, asabordagens discutidas com relação à Equação 5 ou 7.

Cada transmissão de cada cadeia de transmissão doponto de acesso é então ponderada com ponderações com basena relação de calibragem combinada para essa cadeia detransmissão. Além disto, um conjunto combinado ou conjuntode ponderações de calibragem pode ser utilizado para uma oumais cadeias de transmissão do ponto' de acesso.Alternativamente, é possível transmitir esta relação decalibragem combinada ou uma instrução de calibragem combase na relação de calibragem combinada para um ou maisterminais de acesso. Os terminais de acesso aplicariamentão as ponderações baseadas na relação de calibragemcombinada à decodificação das transmissões recebidas noterminal de acesso.

Além disto, sob alguns aspectos as ponderações decalibragem são utilizados para um estado AGC específico enão para outros estados AGC. Sendo assim, o bloco 508 seaplicaria então somente ao estado AGC durante o bloco 500.

A Figura 7 mostra outra mejtodologia para calibrarum arranjo de antenas para transmissão. As estimativas decanal para o enlace direto são recebidas de terminais deacesso, bloco 600. Conforme discutido acima, estasestimativas de canal podem ser geradas de pilotos de enlacedireto pelo ponto de acesso. Além disto, as estimativas decanal para as informações de enlace reverso, como, porexemplo, pilotos de canal de enlace reverso, são geradaspelo ponto de acesso, bloco 602.

Depois que as estimativas de canal de enlacedireto e enlace reverso são coletadas, uma relação decalibragem que utiliza várias estimativas de canal paravários terminais de acesso, bloco 604. Sob determinadosaspectos, é utilizada a estimativa de canal de enlacedireto e a de canal de enlace reverso mais recentes uma comrelação à outra. Em tais casos, várias estimativas para umdado terminal de acesso podem ser obtárdas com base em paresde estimativas de canal consecutivos de estimativas deenlace direto e enlace reverso.

Conforme discutido com relação à Figura 3, podehaver algum retardo de tempo entre os diferentes cálculos etransmissões. Além disto, a funcionalidade para os blocos600 e 602 pode ocorrer de maneira substancialmentesimultânea ou em diferentes momentos para os mesmos oudiferentes terminais de acesso. Portanto, as estimativas decanal podem ser determinadas para um dado terminal deacesso com base nas estimativas de canal das transmissõesde enlace direto e enlace reverso que podem ser ou nãoconsecutivas no tempo.

A relação de calibragem "con^uíita pode ser obtidacom a utilização de um processo de otimização conjuntoconforme discutido com relação à Figura 2, como, porexemplo, à Equação 8.

Cada transmissão de cada cadeia de transmissão doponto de acesso é então ponderada com ponderações com basena relação de calibragem conjunta para essa cadeia detransmissão. Além disto, um conjunto combinado ou conjuntode ponderações de calibragem pode ser utilizado para uma oumais cadeias de transmissão do ponto de acesso.Alternativamente, é possível transmitir esta relação decalibragem conjunta ou uma instrução de calibragem com basena relação de calibragem conjunta para um ou mais terminaisde acesso. Os terminais de acesso aplicariam então asponderações baseados" na relação cte—caidbragem conjunta àdecodificação das transmissões recebidas na antena doterminal de acesso.

Além disto, sob alguns aspectos as ponderações decalibragem são utilizados para um estado AGC especifico enão para outros estados AGC. Sendo assim, o bloco 608 seriaentão aplicado ao estado AGC durante o bloco 600.

A Figura 8 mostra um sistema de comunicação semfio exemplar 1300. 0 sistema de comunicação sem fio 1300mostra uma estação base e um terminal por relações deconcisão. Entretanto, deve ficar entendido que o sistemapode incluir mais de uma estação base e/ou mais de umterminal, em que as estações base e/ou terminais adicionaispodem ser substancialmente semellrante-sx ou diferentes daestação base e do terminal exemplares descritos a seguir.Deve ficar também entendido que a estação base e/ou oterminal podem utilizar os sistemas (Figuras 1-5) e/ou osmétodos (Figuras 6-7 ou 10) aqui descritos para facilitar acomunicação sem fio entre eles.

Com referência à Figura 8, são mostrados umtransmissor e um receptor em um sistema de comunicação semfio de acesso múltiplo. No sistema de transmissor 1310, osdados de tráfego para vários fluxos de dados são enviadosde uma fonte de dados 1342 a um processador de dados detransmissão : (TX) 1344. Em uma modalidade, cada fluxo dedados é transmitido através de uma respectiva antena detransmissão. O processador de dâdcrs— TX 1344 formata,codifica e intercala os dados de tráfego para cada fluxo dedados com base em um esquema de codificação especificoselecionado para esse fluxo de dados de modo a obter dadoscodificados. Em algumas modalidades, o processador de dadosTX 1344 aplica ponderações de formação de feixes aossímbolos dos fluxos de dados com base no usuário para oqual os símbolos estão sendo transmitidos e na antena daqual o símbolo está sendo transmitido. Em algumasmodalidades, as ponderações de formação de feixe podem sergerados com base informações de resposta ao canal queindicam a condição dos percursos de transmissão entre oponto de acesso e o terminal de acesso. As informações deresposta ao canal podem ser geradas utilizando-seinformações CQI ou estimativas de -canai -fornecidas pelousuário. Além disto, nos casos de transmissões programadas,o processador de dados TX 1344 pode selecionar o formato depacote com base em informações de classificação que sãotransmitidas do usuário.

Os dados codificados para cada fluxo de dadospodem ser multiplexados com dados piloto utilizando-setécnicas OFDM. Os dados piloto constituem tipicamente umpadrão de dados conhecido que é processado de maneiraconhecida e podem ser utilizados no sistema de receptorpara estimar a resposta ao canal. Os dados piloto ecodificados multiplexados para cada fluxo de dados sãoentão modulados (isto é, mapeados em símbolos) com base emum esquema de modulação específico (BFSK, QSPK, M-PSK ou M-QAM, por exemplo) selecionado para esse fluxo de dados demodo a se obterem s) selecionado para esse fluxo de dadosde modo a se obterem símbolos de modulação. A taxa dedados, a codificação e a modulação para cada fluxo de dadospodem ser determinadas por instruções executadas oufornecidas pelo processador 1330. Em algumas modalidades, onúmero de fluxos espaciais paralelos pode variar de acordocom as informações de classificação que são transmitidas dousuário.Os símbolos de modulação para todos os fluxos dedados são em seguida enviados a um processador MIMO TX1346, que pode processar também os símbolos de modulação(para OFDM, por exemplo). 0 processador MIMO TX 1346 enviaentão Nt fluxos de símbolos a Nt transmissores (TMTR) 1322aa 1322t. Em determinadas modalidades, o processador MIMO TX134 6 aplica ponderações de formaçãõ~j3ãZ£eixes^aos símbolosdos fluxos de dados com base no usuário para o qual ossímbolos estão sendo transmitidos e na antena da qual osímbolo está sendo transmitido a partir das informações deresposta ao canal do usuário.

Cada transmissor 1322 recebe e processa umrespectivo fluxo de símbolos para gerar um ou mais sinaisanalógicos e também condiciona (amplifica, filtra econverte ascendentemente, por exemplo) os sinais analógicosde modo a se obter um sinal modulado adequado paratransmissão através do canal MIMO. Nt sinais modulados dostransmissores 1322a a 1322t e em seguida transmitidos de Ntantenas 1324a a 1324t, respectivamente.

No sistema de receptor 132£L^I5xa ,sinais moduladostransmitidos são recebidos por Nr antenas 1352a a 1352r, eo sinal recebido de cada antena 1352 é enviado a umrespectivo receptor (RCVR) 1354a a 1354r. Cada receptorcondiciona (filtra, amplifica e converte para baixo, porexemplo) um respectivo sinal recebido, digitaliza o sinalcondicionado de modo a obter amostras e também processa asamostras de modo a obter um fluxo de símbolos "recebido"correspondente.

Um processador de dados RX 1360 em seguida recebee processa os Nr fluxos de símbolos recebidos dos Nr 134a a1354r com base em uma técnica de processamento de receptorespecíficas de modo a se obter o número de classificaçãodos fluxos de símbolos "detectados". O processamento pelotransmissores 1354a a 1354r e transmitidos de volta aosistema transmissor 1310.

No sistema transmissor 1310, os sinais moduladosdo sistema receptor 1320 são recebidos pelas antenas 1324, condicionados pelos receptores 1322, demodulados por umdemodulador 1390 e processados por um processador de dadosRX 1392 para recuperar a CSI relatada—pelo sistema receptore para enviar dados ao depósito de dados 1394 paraarmazenamento e/ou processamento adicional. A CSI relatada é então enviada ao processador 1330 e utilizada para (1)determinar as taxas de dados e os esquemas de codificação emodulação a serem utilizados para os fluxos de dados e (2)gerar diversos controles para o processador de dados TX1344 e o processador MIMO TX 1346.

O processador 1330 pode ser também configuradopara efetuar a geração das relações de calibragem e darelação de calibragem combinada, ou da relação decalibragem conjunta, conforme discutido com referência àsFiguras 2, 6 e 7, respectivamente. Além disto, cada antena 1352a a 1352r pode ser tratada como—um, terminal separadopara os fins de uma estimativa de calibragem combinada ouconjunta.

Com referência à Figura 9, um ponto de acessopode compreender uma unidade principal (MU) 1450 e uma unidade rádio (Rü) 1475. A MU 1450 inclui os componentes debanda base digitais de um ponto de acesso. Por exemplo, aMU 1450 pode incluir um componente de banda base 1405 e umaunidade de processamento de freqüência intermediária (IF)digital 1410. A unidade de processamento IF digital 1410 processa digitalmente dados de rádio-canal a uma freqüênciaintermediária pelo desempenho de funções tais comofiltragem, canalização, modulação e assim por diante. A RU1475 inclui partes de rádio analógi-eas—do ponto de acesso.Conforme aqui utilizada, uma unidade—r;ádio é a parte derádio analógica de um ponto de acesso ou outro tipo deestação transceptora com conexão direta ou indireta com umcentro de comutação móvel ou dispositivo correspondente.

Uma unidade rádio serve tipicamente um setor especifico emum sistema de comunicação. Por exemplo, a RU 1475 podeincluir um ou mais receptores 14 30 conectados a uma ou maisantenas 1435a-t para receber rádio-comunicações dasunidades de assinante móveis. Sob um aspecto, um ou maisamplificadores de potência 1482a-t são acoplados a uma oumais antenas 1435a-t. Conectado ao receptor 1430 está umconversor analógico/digital (A/D) 1425. 0 conversor A/D1425 converte as rádio-comunicações analógicas recebidaspelo receptor 1430 em uma entrada -di-güal para transmissãopara o componente de banda base 1405 por meio da unidade deprocessamento IF digital 1410. A R.U. 1475 pode incluirtambém um ou mais transmissores 1420 conectados ou à mesmaou a uma diferente antena 1435 para transmitir rádio-comunicações para terminais de acesso. Conectado aotransmissor 1420 está um conversor digital/analógico (D/A)1415. O conversor D/A 1415 converte as comunicaçõesdigitais recebidas do componente de banda base 1405 pormeio da unidade de processamento IF digital 1410 em saidaanalógica para transmissão para as unidades de assinantemóveis. Sob alguns aspectos, um multiplexador 1484 paramultiplexar sinais de vários canais e multiplexar diversossinais, inclusive um sinal de voz -e—um^sinal de dados. Umprocessador central 1480 é acoplado à unidade principal1450 e a Unidade rádio para controlar diversosprocessamentos, que incluem o processamento de sinal de vozou dados.

Para um sistema de acesso múltiplo (como, porexemplo, um sistema de acesso múltiplo por divisão defreqüência (FDMA), um sistema de acesso múltiplo pordivisão de freqüência ortogonal (OFDMA), um sistema deacesso múltiplo por divisão de código (CDMA), um sistema deacesso múltiplo por divisão de tempo (TDMA), etc.),múltiplos terminais podem transmitir concomitantemente noenlace reverso. Para tal sistema, as subportadoras pilotopodem ser compartilhadas entre diferentes terminais. Astécnicas de estimação de canal podem ser utilizadas noscasos em que as subportadoras piloto para cada terminal seestendem por toda a banda operacional (com a possívelexceção das bordas da banda). Tal estrutura desubportadoras piloto seria desejável para se obterdiversidade de freqüência para cada terminal. As técnicasaqui descritas podem ser implementadas por diversosmecanismos. Por exemplo, estas técnicas podem serimplementadas em hardware, software ou uma combinaçãodeles. Para uma implementação em hardware, as unidades deprocessamento utilizadas para estimação de canal podem serimplementadas dentro de um ou mais circuitos integradosespecíficos de aplicativos (ASICs), processadores de sinaisdigitais (DSPs) , dispositivos de proc-e-ssamejitp de sinaisdigitais (DSPDs), dispositivos de lógica programável(PLDs), arranjos de portas programáveis em campo (FPGAs),processadores, controladores, microcontroladores,microprocessadores, outras unidades eletrônicas paraexecutar as funções aqui descritas ou uma combinação deles.Com software, a implementação pode ser através de módulos(como, por exemplo, procedimentos, funções e assim pordiante) que executem as funções aqui descritas. Os códigosde software podem ser armazenados em uma unidade de memóriae executados pelos processadores 1390 e 1350.

O que foi descrito acima inclui exemplos de umaou mais modalidades. Evidentemente não é possível descrevertoda combinação concebivel de componentes ou metodologiaspara finas de descrição das modalidades antes mencionadas,mas os versados na técnica podem reconhecer que sãopossíveis muitas outras combinações e permutas de diversas modalidades. Por conseguinte, as modalidades descritaspretendem abranger todas as -a-Iterações, modificações evariações que se incluam dentro do espirito e alcance dasreivindicações anexas. Além disto, na medida em que o termo"inclui" é utilizado seja na descrição detalhada, seja nas reivindicações, tal termo pretende ser inclusivo de umamaneira semelhante ao termo "compreendendo" como"compreendendo" é interpretado quando utilizado como umapalavra de transição em uma reivindicação.

Claims (28)

1. Método para calibrar um arranjo de antenas emuma rede sem fio, compreendendo:- receber primeiras informações de estimativa decanal, cada uma correspondendo a transmissões para pelomenos duas antenas de pelo menos dois terminais de acesso;- determinar segundas informações de estimativade canal, cada uma correspondendo a transmissões a partirdas pelo menos duas antenas dos pelo menos dois terminaisde acesso; e- determinar uma relação de calibragem com baseem cada uma das primeiras informações de estimativa decanal e cada uma das segundas informações de estimativa decanal.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, emque determinar a relação de calibragem compreendedeterminar a relação de calibragem para cada antena demaneira independente.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, emque determinar compreende combinar cada uma das relações decalibragem.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, emque combinar compreende calcular a—média de cada uma dasrelações de calibragem.

5. Método, de acordo com a reivindicação 3, emque cada uma das relações de calibragem compreende umasérie de elementos e em que combinar compreende:- normalizar cada relação de calibragem; e- determinar a relação de calibragem com base emuma matriz incluindo as relações de calibragemnormalizadas.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, emque determinar a relação de calibragem com base na matrizde acesso e em segundas informações de estimativa de canal,cada uma correspondendo a transmissões a partir das pelomenos duas antenas dos pelo menos dois terminais de acesso.

7. [Claim missing on original document]

8. [Claim missing on original document]

9. [Claim missing on original document]

10. [Claim missing on original document]

11. [Claim missing on original document]

12. Equipamento de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 11, em que o processador é configuradopara determinar a relação de calibragem para cada terminalde acesso da pluralidade e para determinar a relação decalibragem com base na combinação das relações decalibragem para cada uma das antenas.

13. Equipamento de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 12, em que o processador é configuradopara combinar as relações pela calcular a média de cada umadas relações de calibragem.

14. Equipamento de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 12, em que o processador é configuradopara combinar as relações normalizando cada relação decalibragem e para determinar a relação de calibragem combase em uma matriz incluindo cada uma das relações decalibragem.

15. Equipamento de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 14, em que o processador é configuradopara utilizar decomposição em valores singulares paradecompor a matriz para obter a relação de calibragem.

16. Equipamento de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 11, em que o processador é configuradopara determinar a re ração de ca Tib^agem utilizando umarelação de calibragem conjunta.

17. Equipamento de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 11, em que o processador é configuradopara determinar a relação de calibragem solucionando aequação:<formula>formula see original document page 39</formula>onde Z i,k,u é uma matriz diagonal cujos elemeηtos diagonaissão os elementos de uma estimativa de vetor de canal deenlace reverso <formula>formula see original document page 39</formula>e subscritos i,Jc,u sãoos índices de tom, tempo e usuário, respectivamente.

18. Equipamento de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 17, em que o processador é configuradopara solucionar a equação utilizando uma técnica MMSE.

19. Equipamento de comunicação sem fio, de acordocom a reivindicação 17, em que processador é configuradopara determinar a relação de calibragem utilizando umesquema de otimização conjunta com uma pluralidade deprimeiras e segundas informações de estimativa de canal.

20. Equipamento que compreende:- mecanismos para processar primeiras informaçõesde estimativa de canal, cada uma correspondendo atransmissões para pelo menos duas antenas de pelo menosdois terminais de acesso e recebidas dos pelos menos doisterminais de acesso;- mecanismos para determinar segundas informaçõesde estimativa de canal, cada uma correspondendo atransmissões das pelo menos duas antenas dos pelo menosdois terminais de acesso; emecanismos para determinar uma relação decalibragem com base em cada uma das primeiras informaçõesde estimativa de canal e cada uma das segundas informaçõesde estimativa de canal.

21. Equipamento, de acordo com a reivindicação 20, em que os mecanismos para determinar a relação decalibragem compreendem um mecanismo para determinar umarelação de calibragem para cada antena de maneiraindependente.

22. Equipamento, de acordo com a reivindicação 21, em que os mecanismos para determinar a relação decalibragem para cada antena de maneira independentecompreendem um mecanismo para combinar cada uma dasrelações de calibragem.

23. Equipamento, de acordo com a reivindicação 22, em que os mecanismos para combinar compreendem ummecanismo para calcular a média de cada uma das relações decalibragem.

24. Equipamento, de acordo com a reivindicação 22, em que cada uma das relações dê calibragem compreendeuma pluralidade de elementos e em que o mecanismo .paracombinar compreende:mecanismos para normalizar cada relação decalibragem; emecanismos para determinar a relação decalibragem com base em uma matriz que inclui as relações decalibragem normalizadas.

25. Equipamento, de acordo com a reivindicação 20, em que os mecanismos para determinar compreendem ummecanismo para determinar uma relação de calibragemconjunta com base em primeiras informações de calibragem enas segundas informações de calibragem.

26. Equipamento, de acordo corri" ~a—reivindicação 20, em que os mecanismos para determinar a relação decalibragem compreendem um mecanismo para solucionar aequação:<formula>formula see original document page 40</formula>onde Zi,k,u é uma matriz diagonal cujos elementos diagonaissão os elementos das informações de estimativa de canalhi,k,u , <formula>formula see original document page 41</formula>e subscritos i,k,u são os índices detom, tempo e usuário, respectivamente.

27. Equipamento, de acordo com a reivindicação20, em que os mecanismos para determinar a relação decalibragem compreendem um mecanismo para utilizar umesquema de otimização conjunta com as ρr-ime iras e segundasinformações de estimativa de canal.

28. Meio legível por computador que teminstruções armazenadas nele para utilização por umprocessador, as instruções compreendendo instruções para:- processar primeiras informações de estimativade canal, cada uma correspondendo a transmissões para pelomenos duas antenas de pelo menos dois terminais de acesso erecebidas a partir dos pelos menos dois terminais deacesso;- determinar segundas informações de estimativade canal, cada uma correspondendo a transmissões a partirdas pelo menos duas antenas dos pelo menos dois terminaisde acesso; e- determinar uma relação de calibragem com baseem cada uma das primeiras informações de estimativa decanal e em cada uma das segundas informações de estimativade canal.