BRPI0717567B1

BRPI0717567B1 - estação móvel configurado para operar em um sistema celular de evolução em longo prazo

Info

Publication number: BRPI0717567B1
Authority: BR
Inventors: Yellin Daniel; Wolf Guy; Sutskover Ilan; Shulman Nadav; Perets Yona
Original assignee: Intel Corp
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2007-09-25
Publication date: 2019-12-10
Also published as: US8379602B2; US20120250645A1; US8072941B2; CN101507138A; EP2067277B1; CN101507138B; WO2008039805A1; US20110249663A1; JP2012142981A; US8532065B2; US20100046495A1; US20120250654A1; US20120257596A1; KR101052368B1; JP2010505368A; US20100061348A1; US20080080434A1; US8379604B2; EP2067277A4; RU2009110752A

Abstract

método e aparelho para programador de sistema a presente invenção refere-se a um sistema de comunicação sem-fio e a um método para programar um recurso do sistema sem-fio. o recurso de comunicação sem-fio está sendo utilizado tanto por um primeiro como por um segundo dispositivo de comunicação sem-fio. o primeiro e o segundo dispositivos de comunicação estão aptos a transmitir códigos de bloco tempo-espaço de acordo com o esquema de diversidade predeterminado substancialmente em relação aos mesmos recursos de tempo - frequência

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ESTAÇÃO MÓVEL CONFIGURADO PARA OPERAR EM UM SISTEMA CELULAR DE EVOLUÇÃO EM LONGO PRAZO".

Antecedentes da Invenção [0001] As redes de celulares da próxima geração (por exemplo, sistemas de celulares de Evolução em Longo Prazo (LTE)) podem proporcionar taxas de dados mais elevadas em comparação com as tecnologias sem-fio atuais e anteriores. De modo a obter a taxa de dados mais elevada, diferentes tecnologias de múltiplas entra-das/múltiplas saídas (MIMO) podem ser utilizadas. Em geral, os esquemas MIMO podem ser caracterizados por diferentes aspectos. Por exemplo, MIMO utilizando esquemas de diversidade (por exemplo, códigos de bloco de tempo-Alamouti, de treliça de tempo-espaço/código turbo, etc) e MIMO utilizando esquemas de multiplexação.

[0002] Os esquemas de diversidade limitam as variações gerais de canal na comparação com o canal de entrada única/saída única (SISO) e afeta o sinal para ruído (SNR) por ligação, assim, aperfeiçoa a qualidade de serviço (QoS) das ligações individuais. Nos esquemas de multiplexação, o programador da rede designa usuários para compartilharem substancialmente os mesmos recursos de Tempo/Frequência (T/F) e a interferência é eliminada pelas técnicas de formação de feixe do receptor e/ou do transmissor (Rx/Tx), ou pelo cancelamen-to/supressão de interferência no receptor. Nos sistemas sem-fio, os quais podem operar de acordo com estes esquemas de diversidade, uma ligação do usuário pode sofrer variações maiores na proporção de sinal para ruído (SNR) devido à rápida variação de uma interferência. Assim, a QoS por ligação pode ser degradada.

Breve Descrição dos Desenhos [0003] O assunto com respeito à invenção é particularmente salientado e distintamente reivindicado na parte conclusiva do relatório descritivo. Entretanto, a invenção, tanto em relação à organização como ao método de operação, junto com objetivos, aspectos e vantagens da mesma, pode ser mais bem entendida pela referência à descrição detalhada seguinte quando lida com os desenhos acompanhantes, nos quais: A figura 1 é uma ilustração esquemática de um sistema de comunicação sem-fio de acordo com concretizações ilustrativas da presente invenção; A figura 2 é um diagrama esquemático de símbolo de tem-po/segmentos de frequência de um esquema de multiplexação na OFDM de acordo com uma concretização ilustrativa da invenção; A figura 3 é um digrama esquemático de símbolo de tem-po/de segmentos de frequência de um esquema de multiplexação na SC-FDMA, de acordo com outra concretização ilustrativa da invenção; e As figuras 4 e 5 são diagramas úteis para demonstrar a performance do sistema de comunicação sem-fio, de acordo com concretizações da presente invenção.

[0004] Será apreciado que por simplicidade e clareza de ilustração, os elementos apresentados nas figuras não foram necessariamente desenhados em escala. Por exemplo, as dimensões de alguns dos elementos pode ser exagerada em relação a outros elementos para clareza. Adicionalmente, onde considerado apropriado, números de referência podem ser repetidos entre as figuras para indicarem elementos correspondentes ou análogos.

Descrição Detalhada da Invenção [0005] Na descrição detalhada seguinte, vários detalhes específicos são expostos a proporcionar um entendimento completo da invenção. Entretanto, será entendido pelos versados na técnica que a presente invenção pode ser praticada sem estes detalhes específicos. Em outros casos, métodos, procedimentos, componentes e circuitos bem conhecidos não foram descritos em detalhes de modo a não obscure-cer a presente invenção.

[0006] Algumas partes da descrição detalhada que venha a seguir, são apresentadas em termos de algoritmos e de representações simbólicas de operações em relação a bits de dados ou a sinais binários digitais dentro de uma memória de computador. Estas descrições algorítmicas e representações podem ser as técnicas utilizadas pelos versados na técnica de processamento de dados e de processamento de sinal para transpor a substância de seu trabalho para outros versados na técnica.

[0007] A não ser que especificamente declarado de outra forma, como aparente a partir das discussões seguintes, é apreciado que por todas as discussões do relatório descritivo, a utilização de termos, tal como "processamento", "computação", "cálculo", "determinação" ou similar, se refere à ação e/ou aos processos de um computador ou sistema de computação, ou de dispositivo eletrônico de computação similar, que manipula e/ou transforma dados representados como físicos, tal como eletrônicos, quantidades dentro dos registradores e/ou das memórias do sistema de computação em outros dados de forma similar representados como quantidades físicas dentro das memórias, re-gistradores ou outro armazenamento de informações, transmissão ou dispositivos de exibição do sistema de computação. Em adição, o termo "pluralidade" pode ser utilizado por todo o relatório descritivo para descrever dois ou mais componentes, dispositivos, elementos, parâmetros e similares. Por exemplo, "pluralidade de estações móveis" descrevem duas ou mais estações móveis.

[0008] Deve ser entendido que a presente invenção pode ser utilizada em várias aplicações. Apesar da presente invenção não ser limitada a este respeito, os circuitos e técnicas descritos neste pedido po- dem ser utilizados em muitos aparelhos, tal como transmissores e/ou receptores de um sistema de rádio. Os transmissores e/ou os receptores que são pretendidos para serem incluídos dentro do escopo da presente invenção podem ser incluídos, somente a título de exemplo, dentro de uma rede de área local sem-fio (WLAN), de um sistema de comunicação de rádio bidirecional, de um sistema de comunicação digital, de transmissores de sistema de comunicação analógica, de um sistema de comunicação de radiotelefonia celular, de sistemas de comunicação celular LTE, de sistemas de comunicação de área local metropolitana sem-fio (MWLAN) e similar.

[0009] Os tipos de sistemas de comunicação de radiotelefonia celular pretendidos como estando dentro do escopo da presente invenção incluem, apesar de não limitados aos mesmos, Acesso Múltiplo Por Divisão de Código de Banda Larga (WCDMA), Sistema Global Para Comunicação Móvel (GSM), Serviço Geral de Pacote Via Rádio (GPRS), taxa de dados estendida para GPRS estendido para evolução global (EDGE), e similar.

[00010] Voltando-se primeiro para a figura 1, um sistema de comunicação sem-fio 100, de acordo com uma concretização ilustrativa da invenção é apresentado. Apesar do escopo da presente invenção não estar limitado a este respeito, o sistema de comunicação sem-fio pode incluir pelo menos uma estação-base (BS) 110 e as estações móveis 120 e 140, se desejado. Nesta concretização ilustrativa da presente invenção, a MS 120 e a MS 140 podem possuir uma estrutura similar. Assim, somente a estrutura e a operação de uma MS (por exemplo, a MS 120) será descrita em detalhes.

[00011] De acordo com esta concretização ilustrativa da invenção, o transmissor 130 pode incluir uma fonte de informação (INFO) 132, um modulador (MOD) 134, um codificador 136, e as antenas 137 e 139. A MS 140 pode incluir um transmissor 141 e as antenas 148 e 149. O transmissor 141 pode incluir uma fonte de informação (INFO) 142, um modulador (MOD) 144, e um codificador 146. A estação-base 110 pode incluir um programador 112 e as antenas 115 e 117.

[00012] Apesar do escopo da presente invenção não ser limitado a este respeito, os tipos de antena que podem ser utilizadas com as concretizações da presente invenção (por exemplo, as antenas 115, 117, 137, 139, 148 e 149) podem incluir uma antena interna, uma antena dipolo, uma antena omnidirecional, uma antena monopólo, uma antena de alimentação inferior, uma antena circularmente polarizada, uma antena de microtira, uma antena de diversidade e similar.

[00013] De acordo com as concretizações da presente invenção, o esquema de Acesso Múltiplo por Divisão de Espaço (SDMA) pode ser proporcionado para permitir vários usuários, por exemplo, a MS 120 e 140, substancialmente compartilharem os mesmos recursos de Tempo - Frequência, se desejado. De acordo com o esquema SDMA, o programador 112 da BS 110 está apto a selecionar pelo menos um dos usuários (por exemplo, a MS 120), adequado para multiplexação. Adicionalmente, o programador 112 pode designar recursos de Tempo -Frequência, e de controle de energia para um ou mais usuários selecionados.

[00014] De acordo com outra concretização da presente invenção, as estações móveis 120 e 140 podem transmitir códigos de bloco tem-po-espaço, por exemplo, códigos de bloco tempo-espaço Alamouti, de acordo com um esquema de diversidade predeterminado em relação substancialmente aos mesmos recursos de Tempo - Frequência, e o programador 112 pode programar a transmissão substancialmente dos mesmos recursos de Tempo - Frequência, tanto para a MS 120 como para a MS 140, se desejado.

[00015] De acordo com algumas concretizações ilustrativas da presente invenção, o transmissor está apto a transmitir pelo menos duas cadeias de símbolos de dado para proporcionar diversidade de transmissão. Por exemplo, os dados do usuário selecionado podem ser codificados pelo código de bloco de tempo-espaço Alamouti, se desejado. O código de bloco de tempo-espaço Alamouti pode ser formado anteriormente através de pelo menos duas antenas de transmissão do pelo menos um usuário selecionado (por exemplo, uma estação móvel). As pelo menos duas instâncias de código de bloco de tempo-espaço Alamouti podem ser executadas nos símbolos de dados acoplados no tempo e/ou em subportadoras na frequência.

[00016] Por exemplo, a transmissão dos códigos de tempo-espaço Alamouti pelas antenas 137 e 139 da MS 120 pode ser feita aproximadamente ao mesmo tempo. A antena 137 pode transmitir os códigos de tempo-espaço Alamouti em uma primeira frequência e a antena 139 pode transmitir os códigos de tempo-espaço Alamouti em uma segunda frequência.

[00017] O sistema de comunicação sem-fio da reivindicação 1, onde pelo menos uma dentre a primeira e a segunda estações móveis incluem uma antena e a transmissão dos códigos de espaço/tempo, é feito utilizando a antena.

[00018] Apesar do escopo da presente invenção não estar limitado a este respeito, em algumas concretizações da invenção, a fonte de informação pode incluir uma aplicação operada por um processador, se desejado. Por exemplo, a aplicação pode gerar bits de dado para a transmissão. O modulador 134 pode modular os bits de dado, por exemplo, de acordo com o esquema de Multiplexação Ortogonal Por Divisão de Frequência (OFDM), e/ou de acordo com o esquema de Portador Único - Acesso Múltiplo Por Divisão de Frequência (SC-FDMA), ou similar. O codificador 136 pode codificar símbolos modulados, por exemplo, Z1 e Z2, os quais podem ser dois símbolos que foram designados para a codificação Alamouti pelo esquema de codifi- cação de espaço/tempo e/ou pelo esquema de codificação de espaço-frequência, se desejado. O codificador 146 da MS 140 pode codificar Xi e X2, os quais podem ser dois símbolos que foram designados para a codificação Alamouti, se desejado.

[00019] De acordo com algumas concretizações ilustrativas da invenção, MS 120 pode transmitir símbolos modulados que podem ser denotados como Z1 = [Z1 - Z2 *] e Z2 = [Z2 Z1], através das antenas 137 e 139, respectivamente, para as antenas 115 e 117 da BS 110. A antena 137 pode transmitir através do canal 160, o qual pode ser denotado como g1.1 para a antena 115 da estação-base 110, e através do canal 162, o qual pode ser denotado como g2.1 para a antena 117 da estação-base 110. A antena 139 pode transmitir símbolos modulados, os quais podem ser denotados como Z2 = [Z2 Z1] através de um canal 164, o qual pode ser denotado como g1.2 para a antena 115 da esta-ção-base 110 e através do canal 166, o qual pode ser denotado como g2.2 para a antena 117 da estação-base 110. A MS 140 pode transmitir símbolos modulados, os quais podem ser denotados como X1 = [X1 -X2 *] e X2 = [X2 X1], através das antenas 148 e 149 respectivamente, para as antenas 115 e 117 da BS 110. A antena 148 pode transmitir símbolos modulados através de um canal 168, o qual pode ser denotado como h1.1 para a antena 115 da estação-base 110, através do canal 170, o qual pode ser denotado como h2.1 para a antena 117 da es-tação-base 110. A antena 149 pode transmitir símbolos modulados através de um canal 172, o qual pode ser denotado como h1.2 para a antena 115 da estação-base 110 através do canal 174, o qual pode ser denotado como h2.2 para a antena 117 da estação-base 110. [00020] Apesar do escopo da presente invenção não ser limitado a este respeito, a BS 110 pode receber uma soma dos sinais multiplexados da MS 120 e da MS 130 (passados através do meio de canal) como representado na Equação 1.

Equação 1 [00021] A BS 110 pode executar a Combinação de Proporção Máxima em relação aos sinais recebidos pelas antenas 115 e 117, seguido pelo esquema de decodificação "Alamouti" para os 2 usuários mul-tiplexados (por exemplo, MS 120, 140), como apresentado na Equação 2.

Equação 2 em que, Xi, X2 podem ser os 2 símbolos do Usuárioi (por exemplo, a MS 120), designados para a codificação de Alamouti;

Zi,Z2 podem ser os 2 símbolos do UsuáriO2 (por exemplo, a MS 140), designados para a codificação de Alamouti; e rij, r2J são os sinais recebidos na j-ésima antena na base, na primeira e na segunda instâncias da codificação de Alamouti. [00022] Adicionalmente, a BS 110 decodifica os sinais recebidos de acordo com a Equação 3, que representa a métrica do receptor da BS 110 para decodificar um subconjunto de 2 símbolos de 2 usuários mul-tiplexados (por exemplo, MS 120 e MS 140) em cada intervalo de código de bloco Alamouti.

Equação 3 [00023] A Equação 4 representa uma representação de vetores da Equação 3.

Equação 4 [00024] A Equação 5 representa a métrica da Equação 3, como um sistema linear, para o qual uma solução poderia ser obtida em vários modos conhecidos na técnica.

Equação 5 [00025] De acordo com algumas concretizações ilustrativas da presente invenção, uma das soluções possíveis pode ser obtida de acordo com o Erro Quadrado Médio Mínimo Linear (LMMSE) como representado nas Equações 5: W = (Rnn + AA')-1 A, em que, W é o MMSE linear e Rnn é a matriz de covariância de ruído como representada na Equação 6 abaixo. Outras concretizações da invenção podem envolver técnicas de cancelamento sucessivo de interferência ou critérios de Força para Zero ("Zero-Forcing"), se desejado.

Equação 6 [00026] Voltando-se para a figura 2, um diagrama esquemático de símbolo de tempo/segmentos de frequência 200 de um esquema de multiplexação na OFDM, de acordo com uma concretização ilustrativa da invenção, é apresentado. Apesar do escopo da presente invenção não estar limitado a este respeito, na presença de um canal com múltiplos trajetos, uma estação-base (por exemplo, BS 110) pode direcionar uma estação móvel possuindo uma única antena para transmitir símbolos de dado de acordo com os códigos de bloco tempo-espaço de Alamouti em subportadoras distintas 210 e 220. Por exemplo, a estação móvel pode transmitir o primeiro símbolo na frequência 210 e o segundo símbolo na frequência 220. De acordo com algumas concretizações da invenção, as frequências 210 e 220 podem ser frequências ortogonais e a estação móvel pode transmitir o código de tempo-espaço Alamouti por utilizar um esquema de transmissão de multiplexação por divisão de frequência ortogonal, se desejado.

[00027] Voltando-se para a figura 3, um diagrama esquemático de símbolo de tempo/de segmentos de frequência 300, de um esquema de multiplexação em um Portador Único - Acesso Múltiplo Por Divisão de Frequência (SC-FDMA) de acordo com uma concretização ilustrativa da invenção, é apresentado. Apesar do escopo da presente invenção não estar limitado a este respeito, na presença de um canal com múltiplos trajetos, uma estação-base (por exemplo, BS 110) pode direcionar uma estação móvel possuindo uma única antena para transmitir símbolos de dado, de acordo com os códigos de bloco tempo-espaço de Alamouti em subportadoras distintas e separadas no tempo 310 e 320. Por exemplo, a transmissão dos códigos de tempo-espaço Alamouti utilizando a antena é feita pela transmissão de um primeiro símbolo na frequência subportadora 310, e um segundo símbolo na frequência subportadora 320.

[00028] Voltando-se para as figuras 4 e 5, diagramas esquemáticos de performance do sistema de comunicação sem-fio de acordo com algumas concretizações ilustrativas da presente invenção, são apresentados. Apesar do escopo da presente invenção não ser limitado a este respeito, as figuras 4 e 5 ilustram os ganhos simulados potenciais do esquema de multiplexação, de acordo com algumas concretizações da invenção, em relação ao esquema de diversidade e ao esquema SDMA, tanto na tecnologia de solução MMSE como na de Cancelamento Sucessivo de Interferência (SIC).

[00029] Por exemplo, a figura 4 apresenta duas taxas de dois usuários multiplexados na MMSE e na SIC, e a figura 5 apresenta as taxas gerais do sistema como a soma das taxas dos dois usuários multiple-xados. Ambos diagramas (por exemplo, figuras 4 e 5) apresentam que a presente invenção pode obter os ganhos de diversidade para ligações individuais, e pode se beneficiar da grande capacidade do sistema devido à multiplexação do usuário. Os resultados apresentados nas figuras 4 e 5 são para canais de caminho único não correlacionados.

[00030] Enquanto certos aspectos da invenção foram ilustrados e descritos neste documento, várias modificações, substituições, alterações e equivalentes irão agora ocorrer para os versados na técnica. Portanto, é para ser entendido que as reivindicações anexas são pretendidas para cobrir todas as tais modificações e alterações, à medida que fiquem dentro do verdadeiro espírito da invenção.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Estação móvel (120) configurado para operar em um sistema celular de Evolução em Longo Prazo (LTE), que compreende: uma antena (137); e caracterizada pelo fato de que compreende ainda: um transmissor (130) acoplado operacionalmente a dita an- tena, para transmitir códigos de bloco tempo-espaço modulados de acordo com um esquema de Acesso Múltiplo Por Divisão de Frequência de Portadora Única para uma estação base (110) do dito sistema celular LTE, em que o transmissor transmite símbolos de dados para códigos de bloco de tempo-espaço Alamouti atribuindo cada símbolo de dados para uma frequência de subportadora diferente (210, 220) e nos mesmos recursos de Tempo-Frequência que são usados por uma segunda estação móvel (140), em que a transmissão dos códigos espaço/tempo é realizada usando a antena, em que a transmissão dos códigos de espaço/tempo usando a antena é realizada transmitindo um primeiro símbolo em uma primeira frequência e um segundo símbolo em uma segunda frequência, e em que a primeira frequência inclui uma primeira frequência de subportadora e a segunda frequência inclui uma segunda frequência de subportadora.

2. Estação móvel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a estação móvel compreende pelo menos duas antenas (137, 139) e a transmissão dos códigos de espa-ço/tempo é feita pela utilização das pelo menos duas antenas aproximadamente ao mesmo tempo, e transmitindo uma primeira frequência em uma primeira antena, e em uma segunda frequência em uma segunda antena.

3. Estação móvel, de acordo com a reivindicação 1, carac- terizada pelo fato de que a estação móvel é disposta para transmitir códigos de espaço/tempo utilizando um esquema de transmissão de multiplexação por divisão de frequência ortogonal a um esquema de transmissão de multiplexação por divisão de frequência da segunda estação móvel.

4. Estação móvel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a transmissão dos códigos de espaço/tempo usando a antena é feita transmitindo um primeiro símbolo em uma primeira frequência de subportadora, e de um segundo símbolo em uma segunda frequência de subportadora de acordo com um esquema de transmissão de Acesso Múltiplo Por Divisão de Frequência de Portadora Única.