BRPI0720943B1 - Métodos num primeiro nó para adaptar uma transmissão de múltiplas antenas para um segundo nó através de um canal efetivo, e, num segundo nó para auxiliar primeiro nó na adaptação de transmissão de múltiplas antenas do primeiro nó para o segundo nó, e, primeiro e segundo nós - Google Patents

Abstract

métodos em um primeiro nó para adaptar uma transmissão multi-antena a um segundo nó através de um canal efetivo, e em um segundo nó para auxiliar um primeiro nó na adaptação de uma transmissão multi-antena do primeiro nó para o segundo nó, e, arranjo. um problema objetivo da invenção é prover um mecanismo para melhorar o desempenho de uma rede de acesso rádio. de acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, o objetivo é alcançado por um método em um primeiro nó para adaptar uma transmissão multi-antena a um segundo nó, através de um canal efetivo. o primeiro nó e o segundo nó estão compreendidos em um sistema de comunicação sem fio. o método compreende as etapas de obter pelo menos um fluxo de símbolo e determinar uma matriz de pré-codificação possuindo uma estrutura de bloco diagonal. o método compreende as etapas adicionais de pré-codificação do pelo menos um fluxo de símbolo com a matriz de pré-codificação determinada, e transmitir o pleo menos um fluxo de símbolo pré-codificado através do canal efetivo, até o segundo nó.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção relaciona-se a um método e um arranjo em um primeiro nó e um método e um arranjo em um segundo nó. Em particular, relaciona-se à adaptação de uma transmissão de múltiplas antenas do primeiro nó para o segundo nó através de um canal efetivo.

FUNDAMENTOS

[002] O uso de antenas múltiplas em um transmissor e/ou um receptor de um nó em sistema de comunicação sem fio pode reforçar significativamente, a capacidade de cobertura do sistema de comunicação sem fio. Tais sistemas de Saída Múltipla Entrada Múltipla (MIMO) exploram a dimensão espacial do canal de comunicação para melhorar o desempenho, por exemplo, transmitindo diversos sinais levando informação paralela, assim chamada multiplexação espacial. Adaptando a transmissão das condições de canal atuais, ganhos adicionais significativos podem ser obtidos. Uma forma de adaptação é, dinamicamente, de um Intervalo de Tempo de Transmissão (TTI) para outro, ajustar o número de sinais portando informação transmitidos simultaneamente, que o canal pode suportar. Isto é comumente referido como adaptação de classificação de transmissão. A pré-codificação é uma forma relacionada de adaptação, onde as fases e amplitudes dos sinais anteriormente mencionados são ajustadas para melhor se ajustar às propriedades do canal corrente. A formação de feixe clássica é um caso especial de pré-codificação, no qual a fase de um sinal portando informação é ajustada em cada antena de transmissão, de tal modo que todos os sinais transmitidos se adicionam construtivamente no receptor.

[003] Os sinais formam um sinal com valores de vetor e o ajuste pode ser pensado como uma multiplicação por uma matriz de pré-codificador. A matriz de pré-codificador é escolhida com base na informação sobre as propriedades do canal. Uma abordagem comum é selecionar a matriz de pré- codificador a partir de um conjunto finito e contável, um assim chamado livro de código. Tal pré-codificação baseada em livro de código é uma parte integrante do padrão de Evolução de Longa Duração (LTE) e será suportada no MIMO para Acesso de Pacote de Enlace Descendente de Alta Velocidade (HSDPA) em Múltiplo Acesso por Divisão de Código de Faixa Larga (WCDMA). O receptor (por exemplo, Equipamento de Usuário, UE) então avaliaria tipicamente todas as matrizes de pré-codificador diferentes no livro de código e sinal para o transmissor (por exemplo, Nó B) cujo elemento é preferido. O transmissor usaria então a informação sinalizada, ao decidir qual matriz de pré-codificador aplicar. Uma vez que os índices do livro de código necessitam ser sinalizados e o receptor necessita selecionar um elemento de livro de código adequado, é importante manter o tamanho do livro de código tão pequeno quanto possível. Por outro lado, livros de código maiores asseguram que seja possível encontrar uma entrada que coincida com as condições do canal corrente mais precisamente.

[004] Pré-codificação baseada em livros de código pode ser vista como uma forma de quantização de canal. Alternativamente, podem ser usados métodos que computam a matriz de pré-codificador sem recorrer a quantização.

[005] O objetivo fundamental do projeto de livro de código de pré- codificador é manter o tamanho do livro de código pequeno enquanto ainda atinge desempenho tão alto quanto possível. O projeto dos elementos no livro de código torna-se então crucial no sentido de obter o desempenho pretendido.

[006] Distintas configurações de arranjo de antena influenciam como os elementos de livro de código deveriam ser projetados. Muitas das soluções existentes são projetadas levando-se em consideração um desvanecimento de canal não correlacionado espacialmente e onde cada coeficiente de canal sofre desvanecimento com a mesma potência média. Entretanto, tal modelo de canal não é suficientemente preciso quando arranjos de antena de polarização cruzada são usados. Conseqüentemente, os projetos existentes são inadequados para tal configuração - uma configuração de antena que é considerada importante na prática.

[007] Para entender porque projetos existentes sob medida para coeficientes de canal de potência igual não são eficientes para uma configuração de antena de polarização cruzada, considerar para simplicidade um sistema MIMO 2x2 no qual ambos transmissor e receptor usam arranjos de polarização cruzada e as duas polarizações ortogonais são alinhadas no lado do transmissor e do receptor, por exemplo, um par de antenas polarizadas verticalmente e horizontalmente de ambos os lados do enlace. A matriz do canal MIMO será então diagonalmente pesada, significando que os elementos na diagonal, na média, possuem substancialmente mais potência que aqueles fora da diagonal, uma vez que as polarizações horizontal e vertical são, na média, completamente bem separadas, mesmo após experimentar o canal de rádio e alcançar o receptor. Para tal canal, um livro de código apropriado de tamanho mínimo contém os vetores unitários e a matriz de identidade. Isto assegura que, quando a transmissão de um fluxo (transmissão de classificação um) é executada, a potência de transmissão pode ser alocada à antena com o canal forte e nenhuma potência é gasta na outra antena, que na média não será capaz de conduzir potência significativa para o receptor. A razão para isto é porque a configuração de polarização cruzada em conjunto com a seleção da transmissão de classificação um, que significa que a matriz de canal terá tipicamente apenas um elemento com uma potência substancialmente maior que zero e que o elemento permanecerá na diagonal.

[008] Toda a potência deveria, portanto, ser alocada à antena que corresponde ao elemento diagonal não nulo anteriormente mencionado. Para um projeto que objetiva um cenário com coeficientes de canal de potência igual, este não é entretanto, tipicamente o caso. Projetos de livro de código existentes, entretanto, não equacionam este problema para o caso de mais de duas antenas e também não consideram a estrutura do livro de código para várias categorias de transmissão.

SUMÁRIO

[009] O problema objetivo é prover um mecanismo para melhorar o desempenho de um enlace radio quando o canal efetivo é intencionalmente de uma estrutura de bloco diagonal.

[0010] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, o objetivo é alcançado por um método em um primeiro nó para adaptar uma transmissão de múltiplas antenas a um segundo nó, através de um canal efetivo. O canal efetivo possui entradas múltiplas e pelo menos uma saída. O primeiro nó e o segundo nó estão compreendidos em um sistema de comunicação sem fio. O método compreende as etapas de obter pelo menos um fluxo de símbolo e determinar uma matriz de pré-codificação possuindo uma estrutura de bloco diagonal. O método compreende as etapas adicionais de pré-codificação de pelo menos um fluxo de símbolo com a matriz de pré- codificação determinada, e transmitir o pelo menos um fluxo de símbolo pré- codificado através do canal efetivo, até o segundo nó.

[0011] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, o objetivo é alcançado pelo método em um segundo nó para auxiliar um primeiro nó na adaptação de uma transmissão de múltiplas antenas do primeiro nó para o segundo nó, através de um canal efetivo. O canal efetivo tem entradas múltiplas e pelo menos uma saída. O primeiro nó e o segundo nó estão compreendidos em um sistema de comunicação sem fio. O método compreende as etapas de selecionar uma matriz de pré-codificação possuindo uma estrutura de bloco diagonal, e conduzir a matriz de pré-codificação selecionada até o primeiro nó. O método compreende a etapa adicional de receber pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado através do canal efetivo conduzido a partir do primeiro nó. O pelo menos um fluxo de símbolo recebido é pré-codificado com a matriz de pré-codificação determinada no primeiro nó.

[0012] De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção, o objetivo é alcançado por um arranjo em um primeiro nó. O primeiro nó é arranjado para adaptar uma transmissão de múltiplas antenas para um segundo nó através de um canal efetivo. O canal efetivo possui entradas múltiplas e pelo menos uma saída. O primeiro nó e o segundo nó estão compreendidos em um sistema de comunicação sem fio. O arranjo do primeiro nó compreende uma unidade de obtenção configurada para obter pelo menos um fluxo de símbolo, e uma unidade de determinação configurada para determinar uma matriz de pré-codificação possuindo uma estrutura em bloco diagonal. O arranjo do primeiro nó compreende adicionalmente uma unidade de pré-codificação configurada para pré-codificar o pelo menos um fluxo de símbolo com a matriz de pré-codificação determinada, e uma unidade de transmissão configurada para transmitir o pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado através do canal efetivo até o segundo nó.

[0013] De acordo com um quarto aspecto da presente invenção, o objetivo é alcançado por um arranjo em um segundo nó. O segundo nó é arranjado para receber uma transmissão de múltiplas antenas a partir de um primeiro nó através de um canal efetivo. O canal efetivo possui entradas múltiplas e pelo menos uma saída. O primeiro nó e o segundo nó estão compreendidos em um sistema de comunicação sem fio. O arranjo do segundo nó compreende uma unidade de seleção configurada para selecionar uma matriz de pré-codificação possuindo uma estrutura de bloco diagonal e uma unidade de condução configurada para conduzir a matriz de pré- codificação selecionada para o primeiro nó. O arranjo do segundo nó compreende adicionalmente uma unidade de recepção configurada para receber pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado através do canal efetivo, transmitido a partir do primeiro nó. O pelo menos um fluxo de símbolo recebido é pré-codificado com a matriz de pré-codificação determinada no primeiro nó.

[0014] A vantagem de usar uma matriz de pré-codificação possuindo uma estrutura de bloco diagonal para pré-codificação é que, quando a matriz de canal efetivo é de bloco diagonal, o uso da matriz de pré-codificação possuindo uma estrutura de bloco diagonal adapta à transmissão à matriz de canal efetivo do bloco diagonal, implicando em que o desempenho do enlace rádio seja melhorado.

[0015] Vantagens da presente invenção compreendem aumentos de desempenho do sistema, tais como por exemplo, uma taxa de bit e/ou cobertura, para um tamanho de livro de código fixo ou, alternativamente tamanho de livro de código decrescente e então reduzindo a sobrecarga de sinalização e complexidade da seleção de matriz de pré-codificador. A presença de elementos zero nas matrizes de pré-codificador pode também auxiliar a reduzir a complexidade mais ainda ao executar seleção de pré- codificador. Tais projetos de pré-codificador de bloco diagonal dão origem ao desempenho quando configurações de antena de polarização cruzada estão presentes.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0016] A invenção é descrita em mais detalhe com referência a desenhos anexos ilustrando realizações típicas da invenção, e nos quais:

[0017] Figura 1 é um diagrama em blocos esquemático ilustrando realizações de um sistema de comunicação sem fio.

[0018] Figura 2 é um diagrama em blocos esquemático ilustrando realizações de um sistema de comunicação sem fio.

[0019] Figura 3 é um diagrama em blocos esquemático ilustrando realizações de um primeiro nó.

[0020] Figura 4 é um fluxograma ilustrando realizações de um método em um primeiro nó.

[0021] Figura 5 é um diagrama em blocos esquemático ilustrando realizações de um arranjo de primeiro nó.

[0022] Figura 6 é um fluxograma ilustrando realizações de um método em um segundo nó.

[0023] Figura 7 é um diagrama em blocos esquemático ilustrando realizações de um arranjo de segundo nó.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0024] A invenção é definida como um método e arranjo que podem ser colocados em prática nas realizações descritas abaixo.

[0025] A Figura 1 representa um primeiro nó 100 em um sistema de comunicação sem fio 110. O dito sistema de comunicação sem fio 110 pode ser um sistema celular e/ou um sistema tal como, por exemplo, Evolução de Longa Duração (LTE), Acesso por Rádio Terrestre Universal - Evoluído (E- UTRA), Interoperabilidade Mundial para Acesso por Microondas (WiMAX), Acesso por Rádio Terrestre Universal (UTRA), Múltiplo Acesso por Divisão de Código de Faixa Larga (WCDMA), GSM, Faixa Larga Ultra Móvel (UMB), ou qualquer outro sistema de comunicação sem fio usando tecnologias que efetuam adaptação entre diferentes formas de transmissão e utilizam múltiplas antenas. O primeiro nó 100 é arranjado para se comunicar com um segundo nó 120 no sistema de comunicação sem fio 110, através de um canal efetivo 130. O canal efetivo, tipicamente, não compreende apenas um canal de rádio de múltiplas antenas físico. Este pode também compreender partes da Radio- Frequência (RF) e partes de banda base no primeiro nó 100 e segundo nó 120, tais como filtros de transmissão e recepção, cabos alimentadores, respostas de antena e vários filtros digitais e analógicos no processamento de banda base. Um filtro MIMO linear e invariante no tempo pode ser usado para modelar a relação entrada-saída do canal efetivo. Para as transmissões de faixas estreitas suficientemente, uma única matriz pode ser usada para descrever o filtro. Tal descrição de matriz de canal também se mantém para modelar o canal através de uma subportadora (ou várias subportadoras enquanto estas abrangem uma largura de faixa que é pequena comparada com a largura de faixa de coerência do canal) num sistema de Multiplexação por Divisão de Freqüência Ortogonal (OFDM), tal como, por exemplo, LTE. O primeiro nó 100 pode ser qualquer tipo de estação base, tal como, por exemplo, um Nó B como em LTE. Aquele segundo nó 120 pode ser equipamento de usuário (UE), tal como, por exemplo, um telefone móvel, um Assistente Digital Pessoal (PDA), um laptop. Isto pode ser também o contrário, aquele primeiro nó 100 pode ser um UE tal como, por exemplo, um telefone móvel, um Assistente Digital Pessoal (PDA), e aquele segundo nó 120 pode ser qualquer tipo de estação, tal como, por exemplo, um Nó B. Naquele exemplo da Figura 1, o primeiro nó 100 é uma estação base e o segundo nó 120 é um equipamento de usuário. Ademais, o primeiro nó 100 e o segundo nó 120 podem constituir dispositivos sem fio arbitrários estando em comunicação um com o outro e sem ordenação hierárquica particular.

[0026] O primeiro nó 100 usa um sistema de múltiplas antenas, isto é, usa múltiplas antenas para sua transmissão ao segundo nó 120. O segundo nó 120 pode também utilizar um sistema de múltiplas antenas para a recepção da transmissão do primeiro nó. Este é, então, um sistema MIMO, que inclui caso especial de somente uma antena receptora. A Figura 2 ilustra algumas formas de realização, em que o primeiro nó 100 e segundo nó 120 encontram-se, cada qual, usando um sistema de múltiplas antenas compreendendo quatro antenas. Referindo-se à Figura 2, primeiro nó 100 obtém um sinal portando informação 140 sendo representado por uma seqüência de bits de informação, informação esta que é para ser conduzida ao segundo nó 120 através do canal efetivo 130. A Figura 2 ilustra esquematicamente o primeiro nó 100 como sendo o nó de transmissão (Tx) e o segundo nó 120 como sendo o nó de recepção (Rx), o primeiro nó 100 e o segundo nó 120 podem usar um sistema de múltiplas antenas 150, resultando em um enlace MIMO. Neste exemplo, o primeiro nó 100 compreende quatro antenas de transmissão 160 1, 2, 3 e 4, por exemplo, uma estação base com quatro antenas de transmissão e o segundo nó 120 compreende quatro antenas de recepção 170 1, 2, 3 e 4, por exemplo, um equipamento de usuário com quatro antenas de recepção.

[0027] No exemplo da Figura 2, o primeiro nó 100 compreende uma unidade de codificação 162, uma unidade de pós pré-codificação 163 e quatro unidades de transmissor rádio 164. A unidade de codificação 162 pode ser arranjada adicionalmente para demultiplexar possivelmente os bits de informação em uma ou mais seqüências de bit de informação, codificar estas seqüências de bits de informação usando algum código de canal (por exemplo, turbo código, código LDPC, código convolucional), modular os bits codificados para produzir símbolos, mapear os símbolos para uma seqüência de informação levando vetores de símbolo e finalmente enviar o resultado a uma possível unidade de pós pré-codificação 163. A unidade de pós pré- codificação pode, nos casos mais simples, apenas enviar o sinal pré- codificado ou pode processá-lo de algum modo, por exemplo, executar filtragem digital na banda base, antes de emitir sinais possivelmente processados para transmissão utilizando as unidades de transmissor rádio 164, usando as respectivas antenas de transmissão 160, 1, 2, 3 e 4 para transmitir o sinal pré-codificado ao segundo nó 120. É verificado que as funções básicas do transmissor são bem conhecidas de uma pessoa especialista na técnica e não são descritas em detalhe. O transmissor neste exemplo pode suportar técnicas tais como SDMA, pré-codificação SDMA, MIMO, pré-codificação MIMO e/ou MIMO-SDMA.

[0028] No exemplo da Figura 2, o segundo nó 120 compreende uma unidade de pré-processamento 171, uma unidade de demodulação de decodificação 172 e quatro unidades rádio receptoras 174. O segundo nó é arranjado para receber do primeiro nó 100 o sinal pré-codificado por meio das antenas de recepção 170 1, 2, 3 e 4, unidade de pré-processamento 171 e unidades rádio receptora 174. A unidade de pré-processamento 171 pode implementar várias etapas de processamento que não são dependentes de qual matriz de pré-codificador está sendo usada para transmissão, por exemplo, pode executar filtragem na banda base ou simplesmente enviar os sinais não alterados para a unidade de demodulação de decodificação 172. No último caso, a unidade de pré-processamento 171 pode alternativamente ser considerada não presente. A unidade de demodulação de decodificação 172 pode ser arranjada para receber o sinal codificado a partir da unidade de pré- processamento 171. A unidade de demodulação de decodificação 172 pode ser adicionalmente arranjada para demodular o sinal codificado para bits de dados. É verificado que as funções básicas do receptor são bem conhecidas para um especialista na técnica e não descritas em detalhe aqui.

[0029] Deveria também ser notado que ambos o receptor no segundo nó 120 e o transmissor no primeiro nó 100 podem alterar o modo de operação, funcionando como transmissor e receptor, respectivamente.

Pré-codificação

[0030] Conforme já indicado, a unidade de codificação 162 no primeiro nó 100 pode ser adicionalmente subdividida em duas partes, correspondendo a uma unidade de codificação e modulação 300 e uma unidade de pré-codificação 310, tal como por exemplo, um pré-codificador. Um exemplo de uma unidade de codificação e modulação 300 e unidade de pré-codificação 310 é exibido na Figura 3. A unidade de codificação e modulação considera bits de informação como entrada e produz uma seqüência de informação levando vetores símbolo, por exemplo, um sinal portando informação de valor de vetor é emitido. A informação portando vetores símbolo pode ser vista como um ou mais fluxos de símbolo em paralelo, onde cada elemento de cada vetor s pertence então a um certo fluxo de símbolo. Os diferentes fluxos de símbolo são comumente referidos como camadas e a cada momento dado há r de tais camadas diferentes correspondendo a uma classificação de transmissão de r. Então, o sinal a ser transmitido para o segundo nó 120 através do canal efetivo 130 compreende pelo menos um fluxo de símbolo (ou camada). Os r símbolos em um vetor símbolo s carregando informação r x 1, são subseqüentemente multiplicados por uma matriz de pré-codificador NT X r , onde NT denota o número de entradas (por exemplo, número de antenas de transmissão, número de portas de antena, etc.) do canal efetivo. Daí, a operação de pré-codificação mencionada envia a saída resultante à unidade de pós processamento 163 e a unidade de pós processamento 163 pode então ser considerada como parte do canal efetivo. O primeiro nó 100 determina uma matriz de pré-codificação possuindo uma estrutura de bloco diagonal, que será adicionalmente descrita abaixo. Isto pode ser efetuado escolhendo uma matriz de pré-codificação para coincidir com as características do canal efetivo, isto é, para coincidir com uma matriz H de canal efetivo NR X NT MIMO. A matriz de pré-codificador pode então depender do valor do canal efetivo H. As informações r carregando símbolos em s são tipicamente de valor complexo. O suporte de adaptação de classificação permite que o número de fluxo de símbolos transmitidos simultaneamente, r, seja ajustado para seguir as características de canal correntes. Subseqüentemente à pré-codificação, os sinais são conduzidos através do canal efetivo H e recebidos por um arranjo de antena com NRelementos. O receptor possivelmente processa os sinais por meio da unidade de pré processamento 171. Nem a unidade de pós processamento 163 nem a unidade de pré processamento 171 tipicamente introduzem processamento no domínio espacial que depende das condições de canal instantâneas, conforme determinado pelo desvanecimento rápido introduzido pelo canal físico. Coletando os sinais em um vetor y, NRx 1 e considerando os sinais através de uma largura de faixa suficientemente estreita, comparada com a largura de faixa de coerência do canal efetivo, obtém-se o modelo:

onde e é usualmente modelado como um vetor de ruído obtido como realizações de algum processo randômico e onde a saída do canal efetivo corresponde então à saída da unidade de pré processamento 171 (a última que pode ser transparente). Este modelo obviamente também se mantém para sistemas OFDM (por exemplo, LTE, WiMAX, etc.) onde tipicamente pode ser aplicado em uma base de sub-portadora.

Matriz de canal efetivo, H

[0031] Referindo-se novamente à Figura 2, o primeiro nó 100 compreende um sistema de múltiplas antenas, onde pelo menos uma antena emite ondas de rádio em uma certa direção de polarização e pelo menos uma outra antena emite energia na direção de polarização ortogonal. Tal configuração dual ou de polarização cruzada de antena pode então conter um grupo de antenas co-polarizadas e um outro grupo de antenas co-polarizadas, ortogonalmente polarizadas em relação ao último grupo. “Co-polarização” significa que as antenas estão transmitindo com a mesma polarização. Sob condições de linha de visada ideais, supondo respostas de antena ideais, e uma configuração de antena polarizada dual similar no lado do receptor, a configuração de antena de polarização cruzada resulta em uma matriz de canal efetivo de bloco diagonal, que será adicionalmente explicada abaixo. No exemplo da Figura 2, as primeiras duas antenas de transmissão 160, 1 e 2, são horizontalmente polarizadas e as duas restantes, 3 e 4, são verticalmente polarizadas. As antenas co-polarizadas no arranjo de transmissão podem ser espaçadas suficientemente afastadas de tal modo que o desvanecimento é aproximadamente não correlacionado. Conforme mencionado acima, o canal efetivo pode ser modelado usando uma matriz de canal efetivo. Sem perdas de generalidade, reordenando apropriadamente os elementos de antena de transmissão e recepção, a matriz H de canal efetivo 4x4 então tende a apresentar a estrutura de bloco diagonal, de acordo com:

[0032] Com tal matriz de canal efetivo em bloco diagonal, sinais transmitidos nas antenas 160, 1 e 2, no primeiro nó 100, não alcançam as antenas receptoras 170, 3 e 4, e correspondentemente sinais das antenas de transmissão 160, 3 e 4, não alcançam as antenas de recepção 170, 1 e 2. Isto implica, conforme exibido na Figura 2, para as primeiras duas antenas de transmissão 160, 1 e 2, sendo horizontalmente polarizadas, que o coeficiente de canal de valor complexo hn representa o canal efetivo envolvendo o canal físico entre a antena de transmissão 160 1 e a antena de recepção 170 1, o coeficiente de canal de valor complexo hn representa o canal efetivo envolvendo o canal físico entre a antena de transmissão 160 2 e a antena de recepção 170 1, o coeficiente de canal de valor complexo h2i representa o canal efetivo envolvendo o canal físico entre a antena de transmissão 160 1 e a antena de recepção 170 2, o coeficiente de canal de valor complexo h22 representa o canal efetivo envolvendo o canal físico entre a antena de transmissão 160 2 e a antena de recepção 170 2.

[0033] Isto implica adicionalmente, conforme exibido na Figura 2, para as duas antenas de transmissão restantes 160, 3 e 4, sendo polarizadas verticalmente que o coeficiente de canal de valor complexo I133 representa o canal efetivo envolvendo o canal físico entre a antena de transmissão 160 3 e a antena de recepção 170 3, o coeficiente de canal de valor complexo 634 representa o canal efetivo envolvendo o canal físico entre a antena de transmissão 160 4 e a antena de recepção 170 3, o coeficiente de canal de valor complexo I143 representa o canal efetivo envolvendo o canal físico entre a antena de transmissão 160 3 e a antena de recepção 170 4, e o coeficiente de canal de valor complexo I144 representa o canal efetivo envolvendo o canal físico entre a antena de transmissão 160 4 e a antena de recepção 170 4.

[0034] O significado geral de uma matriz de canal efetivo de bloco diagonal é que esta tende a ter a estrutura:

onde a matriz pode ser subdividida em blocos fora da diagonal Mk x Lz xf k = 1,2,..., K ψI = 1,2,..., K e os blocos na diagonal Mk xLk k = 1,2, ..., K possivelmente de tamanhos variáveis. O canal efetivo é definido para ser em bloco diagonal se puder ser rearranjado por meio de permutações apropriadas de linha de coluna para ter uma forma conforme acima, de tal modo que as potências médias (conforme obtida a média ao longo de período de tempo suficientemente longo, de tal modo que é obtida a média do desvanecimento rápido) dos coeficientes de canal nos blocos fora da diagonal ZV,XA2sã° significativamente mais baixos que as potências médias dos coeficientes de canal nos blocos na diagonal H'^xZ- . Tal potência significativamente mais baixa, ocorreria, se uma configuração de antena de polarização cruzada fosse usada no primeiro nó 100 e uma configuração de antena de polarização cruzada similar fosse usada no segundo nó 120. A diferença na potência média entre coeficientes de canal no bloco diagonal e fora do bloco diagonal freqüentemente, dependendo do cenário de propagação, está em torno de 6 dB ou substancialmente mais alta. Mesmo se a configuração de antena usada no segundo nó 120 não é exatamente de polarização cruzada, as diferenças de potência podem ainda ser significativas. O canal efetivo é referido como um bloco intencionalmente diagonal, se a configuração de antena é arranjada de tal modo que é possível obter um canal efetivo de bloco diagonal conforme definido acima, sem usar qualquer processamento na unidade de pós pré-codificação 163 e a unidade de pré processamento 171 que rastreia as propriedades espaciais instantâneas (isto é, propriedades introduzidas pelo desvanecimento rápido) dos canais físicos. Um exemplo de quando tal canal efetivo de bloco intencionalmente diagonal surge, foi dado previamente aqui para o caso 4x4, onde duas antenas horizontalmente polarizadas e duas verticalmente foram usadas para transmissão no primeiro nó e similarmente para a recepção correspondente no segundo nó, e onde unidade de pós pré-codificação 163 e a unidade de pré processamento 171 são ambas transparentes.

Matriz de pré-codificação possuindo uma estrutura de bloco diagonal

[0035] O primeiro nó 100 determina uma matriz de pré-codificação possuindo uma estrutura de bloco diagonal. A matriz de pré-codificação determinada deve ser usada para pré-codificação de pelo menos um fluxo de símbolo (isto é, uma ou mais camadas) a serem transmitidas para o segundo nó 120. A determinação pode ser efetuada escolhendo a matriz de pré- codificação para coincidir com as características do canal efetivo modelada como a matriz de canal efetivo H. A vantagem de usar uma matriz de pré- codificação possuindo uma estrutura de bloco diagonal para pré-codificação é que quando a matriz de canal efetivo é o bloco diagonal, o uso da matriz de pré-codificação possuindo uma estrutura de bloco diagonal adapta a transmissão à matriz de canal efetivo de bloco diagonal. Isto também funciona bem para usar uma matriz de pré-codificação possuindo uma estrutura de bloco diagonal nos casos em que a matriz de canal efetivo não é de bloco diagonal, o desempenho pode entretanto, ser melhor com uma outra estrutura de pré-codificador. Em qualquer caso, para estes últimos casos, a transmissão será adaptada à matriz de canal efetivo de não bloco diagonal.

Livro de código

[0036] Em algumas realizações, o primeiro nó 100 compreende um livro de código 180. Em algumas realizações, o segundo nó 120 compreende um livro de código 190. O primeiro nó 100 pode executar a determinação, ao selecionar a matriz de pré-codificação tendo uma estrutura de bloco diagonal a partir de um livro de código compreendido no primeiro nó 100 ou receber do segundo nó 120 uma matriz de pré-codificação recomendada tendo uma estrutura de bloco diagonal a partir de um livro de código compreendido no segundo nó 120. Aquele livro de código 180, 190 compreende matrizes de pré- codificação onde cada matriz de pré-codificação pode corresponder a diferentes modos de múltiplas transmissões ou formas de processamento espacial, como, por exemplo, pré-codificação dependente de canal, pré-codificação MIMO, SDMA, SDMA com pré-codificação, MIMO-SDMA, etc. Tal informação pode ser pré-definida. O livro de código 180, 190 pode, adicionalmente, em adição a matrizes/vetores de pré-codificador, compreender muitos outros parâmetros tais como, classificações de transmissão, escolhas de modulação, tamanhos de blocos de transporte, potências, e/ou códigos de canalização, etc. Em algumas formas de realizações, o livro de código compreende um pré-codificador onde a classificação de transmissão é implicitamente dada pelo tamanho da matriz de pré-codificador. O livro de código 180, 190 é adequado para uma matriz de canal efetivo de bloco diagonal em que o livro de código 180, 190 compreende uma ou mais matrizes de pré-codificação possuindo uma estrutura de bloco diagonal. Uma matriz de canal efetivo de bloco diagonal deste tipo pode, por exemplo, surgir numa configuração de antena onde ambos o primeiro nó 100 e o segundo nó 120 são equipados com antenas de polarização cruzada, e, em particular, se as polarizações das antenas são orientadas na vertical e horizontal, conforme mencionado acima. O livro de código 180, 190 pode compreender adicionalmente matrizes de pré-codificação tendo uma estrutura não em bloco diagonal. Entretanto, de acordo com o presente método, o primeiro nó 100 ou o segundo nó 120 está livre para selecionar uma matriz de pré-codificação que tem uma estrutura de bloco diagonal a partir do livro de código. Em algumas realizações, o livro de código é projetado de tal modo que não gaste matrizes de pré-codificação, também chamadas de elementos de livro de código, em coeficientes de canal de quantização que são zero (na prática estes serão não zero ou relativamente pequenos em comparação com os coeficientes de canal no bloco diagonal) e para algumas classificações de transmissão não gastando potência de transmissão naqueles elementos próximos de zero.

[0037] Os livros de código 180 e 190 podem ser conhecidos a priori de ambos o primeiro nó 100 e o segundo nó 120. O transmissor no primeiro nó 100 pode, por exemplo, notificar o receptor no segundo nó 120 de seu livro de código 180. Uma estrutura de livro de código adequada será também, em algum sentido, de bloco diagonal. Um exemplo de tal livro de código de bloco diagonal C é dado na Tabela 1 abaixo.

Tabela 1: exemplo de um livro de código C com matrizes de pré-codificador possuindo uma estrutura de bloco diagonal.

[0038] Conforme visto a partir da Tabela 1, há matrizes de pré- codificador separadas para cada uma das quatro classificações de transmissão possíveis (classificação de Tx) r. Na Tabela 1, vi pode pertencer, por exemplo, ao conjunto de vetores visualizados na linha de classificação um e conforme visto conter quatro vetores adequados para formação de feixes (os quatro últimos no conjunto).

[0039] Tabela 1 relaciona-se a uma estrutura de livro de código adequada para um canal MIMO efetivo de bloco diagonal, que pode surgir por exemplo, quando dois pares de antena de polarização cruzada separados espacialmente (distância entre pares grande, otimizações adicionais podem ser feitas se a distância for pequena) são usados em ambos o primeiro nó 100 e o segundo nó 120, em conjunto com, por exemplo, uma espécie de transmissão MIMO de Usuário Único (SU-MIMO). MIMO com múltiplos usuários (MU- MIMO) é obviamente também possível, já que vários enlaces individuais em MU-MIMO podem para a finalidade ser visualizados juntos como um único enlace MIMO. Para simplicidade de notação, o escalamento das matrizes, necessário de modo a manter a potência de transmissão total constante, independente da matriz de pré-codificação selecionada, foi intencionalmente deixado fora da tabela.

[0040] Então, uma matriz de pré-codificador WA,[X/. para uso para a transmissão é selecionada entre as matrizes dadas no livro de código C exemplificado. Deveria ser notado que é essencialmente a colocação de zeros no livro de código que é a parte importante da estrutura. Uma matriz de pré- codificador de bloco diagonal W;V|Xf pode em geral ser escrita como:

onde, conforme visto, somente os blocos MkxLk w® r k = 1, 2, ..., K de tamanhos possivelmente variáveis na diagonal (no domínio do bloco) podem conter elementos não zero. Uma matriz de pré-codificador é considerada de bloco diagonal se suas colunas e linhas podem ser permutadas de modo a obter a forma acima. O caso da classificação 3 na Tabela 1 mostra um exemplo em que as seis primeiras matrizes de pré-codificador possuem a estrutura:

e então os tamanho de bloco variam, no sentido de suportar a adaptação de classificação que, neste caso dita três colunas nas matrizes de pré-codificador. Também notar que um bloco pode ser de tamanho 1x1. Então, a matriz identidade para a classificação 4 pode também ser considerada como possuindo uma estrutura de bloco diagonal.

[0041] Considerando os valores exatos dos elementos não zero, uma possibilidade é projetar e/ou selecionar o pré-codificador independentemente nas duas polarizações, porém uma seleção de projeto conjunto pode ser vantajosa, (exatamente porque quantização do vetor é melhor que quantização escalar ou um algoritmo tentando resolver conjuntamente parâmetros múltiplos conectados tem potencial para funcionar melhor do que resolver separadamente os diferentes problemas. Deveria ser notado que a estrutura de bloco diagonal do canal efetivo intencionalmente de bloco diagonal conduz a uma estrutura de bloco diagonal algo similar a das matrizes de pré-codificador - similar no sentido de que o número de linhas Mk em cada bloco W^xLi da matriz de pré-codificador é igual ao número de colunas Lk no bloco correspondente H^x~ do canal efetivo intencionalmente de bloco diagonal, ao passo que o número de colunas Lk pode ser diferente conforme exemplificado para a classificação três acima. Deveria também ser notado que os elementos de pré-codificador no livro de código varia de uma classificação de transmissão para outra.

[0042] Esta estrutura de pré-codificador de bloco diagonal é facilmente generalizada para qualquer número de antenas de transmissão e recepção, conforme ilustrado acima e é adequada para matrizes de canal efetivo intencionalmente de bloco diagonal, que podem surgir por exemplo, quando as antenas no transmissor podem ser agrupadas em conjuntos co- polarizados e de polarização cruzada (por exemplo, polarizações horizontal e vertical) e similarmente para o receptor. Permutações das linhas e colunas das matrizes do pré-codificador não deveriam ser vistas como uma estrutura diferente exatamente porque reordenar as antenas ou camadas pode ser perda de generalidade. Qualquer sistema cuja matriz de canal efetivo pode ser escrita em uma forma de bloco diagonal pode se beneficiar de tal estrutura de livro de código. Um livro de código pode também conter elementos de pré- codificador adicionais que não são de bloco diagonal. Isto pode ser benéfico para coincidir o pré-codificador com as realizações de canal efetivo que, por exemplo, momentaneamente são algo distantes de serem bloco diagonal.

[0043] As etapas do método no primeiro nó 100 para adaptar uma transmissão de múltiplas antenas ao segundo nó 120 através de um canal efetivo de acordo com algumas realizações, será agora descrita com referência a um fluxograma exibido na Figura 2. O canal efetivo possui entradas múltiplas e pelo menos uma saída, correspondendo, por exemplo, a antenas de transmissão múltiplas no primeiro nó 100 e pelo menos uma antena de recepção no segundo nó 120. Como é evidente do modelo de dados descrito acima, o canal efetivo H compreende não só o canal físico como também os efeitos de qualquer procedimento adicional subseqüente à operação de pré- codificador no transmissor do primeiro nó 100, por exemplo, filtros de transmissor. Similarmente, o canal efetivo pode também incluir partes do receptor no segundo nó 120, por exemplo, filtros de receptor. Em algumas realizações, a transmissão é adaptada a um canal efetivo de bloco. O método é aplicável para adaptar transmissões através de qualquer matriz de canal efetivo. Nas realizações onde uma matriz de canal efetivo intencionalmente de bloco de diagonal é usada, a transmissão é adaptada à matriz de canal efetivo intencionalmente de bloco diagonal. Isto é altamente vantajoso porque 1) a energia de transmissão não é gasta em entradas de canal efetivo intencionalmente de bloco diagonal que não são úteis ao receptor no segundo nó, 2) a transmissão é tal que não mistura os fluxos/camadas de símbolo que de outro modo seriam bem separados pelo canal efetivo intencionalmente de bloco diagonal.

[0044] Em algumas realizações, o primeiro nó 100 compreende um sistema de múltiplas antenas como configuração de antena de antenas de polarização cruzada, sendo usado para comunicação sem fio, com o segundo nó 120, onde o segundo nó 120 está também usando uma configuração de antena de polarização cruzada para a recepção dos sinais transmitidos a partir do primeiro nó 100.

[0045] A configuração de antena se polarização cruzada resulta em uma matriz de canal efetivo intencionalmente de bloco diagonal. Um exemplo particular de quando isto ocorre é se as duas direções de polarização ortogonais usadas no primeiro nó 100 coincide com as duas direções de polarização no segundo nó 120, tal como, por exemplo, se dois pares de antenas polarizadas horizontalmente e verticalmente são usadas no primeiro bem como no segundo nó.

[0046] O canal efetivo pode compreender etapas de processamento subseqüentes à operação de pré-codificação, em adição ao canal físico e possíveis etapas de processamento no segundo nó 120, por exemplo, filtros de transmissão e recepção. Em algumas realizações, o número de saídas do canal efetivo é de pelo menos duas. O método compreendendo as etapas de: 401. O primeiro nó obtém pelo menos um primeiro fluxo de símbolo. O fluxo de símbolo é destinado a ser transmitido para o segundo nó 120 através do canal efetivo. Em algumas formas de realização, o canal efetivo compreende mais de duas entradas. Neste caso, esta etapa envolve efetuar uma adaptação de classificação de transmissão no sentido de selecionar o número de fluxos de símbolo para coincidir com as características do canal efetivo; 402. Esta etapa é opcional. Em algumas realizações, o primeiro nó 100 recebe informação de canal do segundo nó 120. Informação de canal é em geral uma quantidade que está estatisticamente relacionada ao canal efetivo. Exemplos de informação de canal incluem estimativas de canal, estimativas de canal quantizadas, recomendações de pré-codificador, etc. Em particular, a informação de canal recebida pode ser uma matriz de pré- codificação que o segundo nó 120 tenha recomendado ao primeiro nó 100 para usar. Em algumas realizações, a informação de canal compreende estimativas de canal que podem ser usadas pelo primeiro nó 100 para determinar uma matriz de pré-codificador adequada para transmissão; 403. Nesta etapa, o primeiro nó 100 determina uma matriz de pré-codificação apresentando uma estrutura de bloco diagonal.

[0047] Em algumas realizações, esta etapa é executada com base em maximização de taxa de produtividade prevista na etapa de transmissão, determinando uma matriz de pré-codificador que maximiza a taxa de produtividade prevista ou uma medida relacionada, por exemplo, selecionando neste sentido, a melhor matriz de pré-codificador a partir do nível de código. Isto serve para melhorar também a taxa de produtividade/desempenho real do sistema.

[0048] Em algumas realizações adicionais, esta etapa pode ser executada com base na maximização da Relação Sinal Ruído que o segundo nó 120 verá ao receber a transmissão do primeiro nó 100. Este modo de melhorar a Relação de Sinal para Ruído também serve para melhorar o desempenho global do sistema e pode definitivamente ser explorada para melhorar a taxa de produtividade.

[0049] Em algumas realizações, o primeiro nó compreende um livro de código.

[0050] Neste caso, esta etapa pode ser executada selecionando a matriz de pré-codificação a partir do livro de código.

[0051] O livro de código pode compreender matrizes de pré- codificação separadas para cada uma das respectivas classificações de transmissão possíveis, como pode ser visto, por exemplo, da Tabela 1. Em algumas realizações, para cada classificação de transmissão, uma maioria das matrizes de pré-codificador é de bloco diagonal no livro de código 180.

[0052] Esta etapa de determinar a matriz de pré-codificação pode também ser efetuada baseando a determinação em medições realizadas no enlace reverso, isto é, medições no primeiro nó 100 de sinais recebidos originados de transmissões a partir do segundo nó 120, e/ou explorando propriedade de reciprocidade de canal. Reciprocidade de canal significa que o canal, ou certas propriedades do canal são similares nos enlaces direto (do primeiro nó 100 para o segundo nó 120) e reverso (do segundo nó 120 para o primeiro nó 100). As medições em um enlace reverso podem compreender uma estimativa de canal.

[0053] Em algumas realizações, o primeiro nó 100 recebeu informação de canal do segundo nó 120 na etapa opcional 402. Nestas realizações, esta etapa de determinar a matriz de pré-codificação é executada com base na informação de canal recebida do segundo nó 120. 404. O primeiro nó 100 pré-codifica o pelo menos um fluxo de símbolo com a matriz de pré-codificação determinada; 405. O primeiro nó 100 então transmite o pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado através do canal efetivo para o segundo nó 120. Em algumas realizações, a transmissão do pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado no primeiro nó 100 é conduzida usando um sistema de múltiplas antenas com uma configuração de antena de polarização cruzada e a recepção do pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado no segundo nó 120 é realizada através do uso de um sistema de múltiplas antenas, cujos sistemas de múltiplas antenas resultam em uma matriz de canal efetivo intencionalmente de bloco diagonal.

[0054] Para executar as etapas do método acima, o primeiro nó 100 compreende um arranjo 500 exibido na Figura 5. Conforme mencionado acima, o primeiro nó 100 e o segundo nó 120 estão compreendidos no sistema de comunicação sem fio 110.

[0055] O primeiro nó 100 é arranjado para adaptar uma transmissão para o segundo nó 120 através de um canal efetivo. O canal efetivo possui múltiplas entradas e pelo menos uma saída. Em algumas formas de realização, o número de saídas do canal efetivo é de pelo menos duas.

[0056] O primeiro arranjo de nó 500 compreende uma unidade de obtenção 510 para obter pelo menos um fluxo de símbolo. Em algumas realizações, o canal efetivo compreende mais de duas entradas. Neste caso, a unidade de obtenção 510 é adicionalmente configurada para envolver executar adaptação de classificação de transmissão no sentido de selecionar o número de fluxos de símbolos para coincidir com as características do canal efetivo.

[0057] O primeiro arranjo de nó 500 compreende uma unidade de determinação 520 configurada para determinar uma matriz de pré-codificação possuindo uma estrutura de bloco diagonal.

[0058] Em algumas formas de realização, a unidade de determinação 520 é adicionalmente configurada para basear a determinação da matriz de pré-codificação na maximização de uma taxa de produtividade prevista da transmissão.

[0059] Em algumas realizações, aquela unidade de determinação 520 é adicionalmente configurada para basear a determinação da matriz de pré- codificação em uma maximização da Relação Sinal Ruído que o segundo nó 120 experimentará ao receber a transmissão do primeiro nó 100.

[0060] Aquela unidade de determinação 520 pode ser adicionalmente configurada para basear a determinação da matriz de pré-codificação na maximização da Relação de Sinal para Ruído que o segundo nó 120 receberá ao efetuar uma transmissão.

[0061] Em algumas realizações, aquela unidade de determinação 520 é adicionalmente configurada para selecionar a matriz de pré-codificação a partir de um livro de código 180. Em algumas realizações, o livro de código compreende matrizes de pré-codificação separadas para cada classificação das respectivas classificações de transmissão possíveis. Em algumas realizações, para cada classificação de transmissão, uma maior parte das matrizes de pré- codificador são blocos diagonais no livro de código 180.

[0062] Em algumas realizações, aquela unidade de determinação 520 é adicionalmente configurada para basear a determinação em medições num enlace reverso e/ou explorar propriedades de reciprocidade de canal. Aquelas medições em um enlace reverso podem compreender uma estimativa de canal.

[0063] O primeiro arranjo de nó 500 compreende adicionalmente uma unidade de pré-codificação 300 configurada para pré-codificar o pelo menos um fluxo de símbolo com a matriz de pré-codificação determinada.

[0064] O primeiro arranjo de nó 500 também compreende uma unidade de transmissão 540 configurada para transmitir o dito pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado através do canal efetivo para o segundo nó 120.

[0065] O primeiro arranjo de nó 500 pode compreender uma unidade de recepção 550 configurada para receber informação de canal do segundo nó 120.

[0066] A referida unidade de determinação 520 pode adicionalmente ser configurada para determinar a matriz de pré-codificação com base naquela informação de canal recebida do segundo nó 120.

[0067] A informação de canal recebida pode ser uma matriz de pré- codificação recomendada. Em algumas formas de realização, a informação de canal compreende uma estimativa de canal.

[0068] Em algumas realizações, o pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado transmitido é adaptado a um canal efetivo de bloco diagonal.

[0069] Em algumas realizações, a transmissão do pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado no primeiro nó 100 é arranjado para ser conduzida usando um sistema de múltiplas antenas com uma configuração de antena de polarização cruzada compreendida no primeiro nó 100, e onde a recepção do pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado no segundo nó 120 é arranjada para ser realizada através do uso de um sistema de múltiplas antenas compreendido no segundo nó 120, cujos sistemas de múltiplas antenas resultam em um canal efetivo intencionalmente de bloco diagonal.

[0070] As etapas do método naquele segundo nó 120 para adaptar uma transmissão de múltiplas antenas a partir de um primeiro nó para um segundo nó 120 através de um canal efetivo em um sistema de comunicação sem fio 110, de acordo com algumas realizações, serão agora descritas com referência a um fluxograma exibido na Figura 6. O canal efetivo tem múltiplas entradas e pelo menos uma saída. Em algumas realizações, a transmissão é adaptada a um canal efetivo de bloco diagonal.

[0071] Em algumas realizações, o segundo nó 120 compreende um sistema de múltiplas antenas com configuração de antenas de polarização cruzada sendo usado para comunicação sem fio com o primeiro nó 100, onde aquele primeiro nó 100 também está usando uma configuração de antena de polarização cruzada para a transmissão dos sinais recebidos pelo segundo nó 120. A configuração de antena de polarização cruzada resulta num canal efetivo intencionalmente de bloco diagonal. Um exemplo, em particular, de quando isto ocorre é se as duas direções de polarização ortogonal usadas no primeiro nó 100 coincidem com as duas direções de polarização no segundo nó 120. Tal como, por exemplo, se dois pares de antena polarizados horizontalmente e verticalmente são usados no primeiro bem como no segundo nó. O método compreende as etapas de: 601. O segundo nó 120 seleciona uma matriz de pré- codificação possuindo uma estrutura de bloco diagonal.

[0072] Em algumas realizações, esta etapa é efetuada com base numa maximização de uma taxa de produtividade prevista naquela etapa de receber a transmissão do pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado a partir do primeiro nó 100.

[0073] Tal etapa também pode ser efetuada com base na maximização da Relação Sinal para Ruído que o segundo nó 120 receberá na etapa 603 de receber o pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado a partir do primeiro nó 100.

[0074] Em algumas formas de realização, esta etapa pode ser efetuada otimizando uma função de critério de desempenho relacionado através de um conjunto factível de matrizes de pré-codificador. A matriz de pré-codificador produzindo o desempenho mais alto, conforme medido pela função de critério de desempenho relacionado, seria então selecionada no sentido de melhorar o desempenho real.

[0075] Em algumas realizações, esta etapa é efetuada selecionando a matriz de pré-codificação a partir de um livro de código. Isto pode ser efetuado do mesmo modo que no método do primeiro nó 100 descrito acima.

[0076] Em algumas formas de realização, o livro de código compreende matrizes de pré-codificação separadas para cada uma das classificações de transmissão possíveis respectivas. Isto pode também ser efetuado do mesmo modo que no método do primeiro nó 100 descrito acima.

[0077] Em algumas formas de realização, para cada classificação de transmissão, uma maioria das matrizes de pré-codificador são de bloco diagonal no livro de código 180. 602. Nesta etapa, o segundo nó 120 conduz a matriz de pré-codificação selecionada ao primeiro nó 100; 603. O segundo nó 120 então recebe o pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado através do canal efetivo conduzido a partir do primeiro nó 100. Aquele pelo menos um fluxo de símbolo recebido é pré- codificado com a matriz de pré-codificação determinada no primeiro nó 100.

[0078] Conforme mencionado acima, a transmissão do pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado no primeiro nó 100 pode ser conduzida usando um sistema de múltiplas antenas com uma configuração de antena de polarização cruzada e a recepção do pelo menos um fluxo de símbolo pré- codificado no segundo nó 120 pode ser realizada através do uso de um sistema de múltiplas antenas, cujos sistemas de múltiplas antenas resultam em uma matriz de canal efetivo intencionalmente de bloco diagonal.

[0079] Para executar as etapas do método acima, o segundo nó 120 compreende um arranjo 700 exibido na Figura 7. Conforme mencionado acima, o segundo nó 120 é arranjado para receber uma transmissão de múltiplas antenas a partir de um primeiro nó 100 através de um canal efetivo. O canal efetivo possui múltiplas entradas e pelo menos uma saída. O primeiro nó 100 e o segundo nó 120 estão compreendidos no sistema de comunicação sem fio 110.

[0080] O segundo arranjo de nó 700 compreende uma unidade de seleção 710 configurada para selecionar uma matriz de pré-codificação possuindo uma estrutura de bloco diagonal.

[0081] A unidade de seleção 710 pode adicionalmente ser configurada para basear a seleção da matriz de pré-codificação em uma maximização de uma taxa de produtividade prevista da transmissão do pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado recebido a partir do primeiro nó 100.

[0082] Em algumas realizações, a unidade de seleção 710 é configurada para basear a seleção da matriz de pré-codificação em uma maximização da Relação de Sinal para Ruído que o segundo nó 120 receberá, ao receber o pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado a partir do primeiro nó 100.

[0083] A unidade de seleção 710 pode ser adicionalmente configurada para selecionar a matriz de pré-codificação a partir de um livro de código 190. Em algumas realizações, o livro de código compreende matrizes de pré- codificação separadas de cada uma das classificações de transmissão possíveis respectivas. O livro de código 190 pode compreender uma matriz de pré-codificação separada para cada uma das classificações de transmissão possíveis respectivas. Em algumas realizações, para cada classificação de transmissão, uma maioria das matrizes de pré-codificador são blocos diagonais no livro de código 180.

[0084] Em algumas formas de realização, aquela unidade de seleção 710 é adicionalmente configurada para otimizar uma função de critério que está relacionada a desempenho através de um conjunto factível de matrizes de pré-codificador.

[0085] O segundo arranjo de nó 700 compreende adicionalmente uma unidade de condução 720, que está configurada para conduzir a matriz de pré- codificação selecionada para o primeiro nó 100.

[0086] O segundo arranjo de nó 700 compreende adicionalmente uma unidade de recepção 730 configurada para receber o pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado através do canal efetivo transmitido daquele primeiro nó 100. O pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado recebido é pré- codificado com a matriz de pré-codificação determinada no primeiro nó 100.

[0087] Em algumas realizações, o pelo menos um fluxo de símbolo pré- codificado transmitido é adicionalmente adaptado a uma matriz de canal efetivo intencionalmente de bloco diagonal.

[0088] Em algumas realizações, a transmissão do pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado no primeiro nó 100 é arranjada para ser conduzida usando um sistema de múltiplas antenas com uma configuração de antena de polarização cruzada compreendida no primeiro nó 100, onde a recepção do pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado no segundo nó 120 é arranjada para ser realizada através do uso de um sistema de múltiplas antenas compreendido no segundo nó 120, cujos sistemas de múltiplas antenas resultam em uma matriz de canal efetivo intencionalmente de bloco diagonal.

[0089] Algumas realizações do presente método podem ser descritas do seguinte modo geral. Um método compreendendo determinar pelo menos um elemento de livro de código correspondente a uma matriz de feixe em um transmissor MIMO possuindo N x N antenas. As antenas sendo agrupadas em conjunto de antenas de polarização cruzada. O método compreendendo selecionar uma matriz de canal de pré-codificação possuindo uma estrutura de bloco diagonal.

[0090] A pré-codificação para sistemas de múltiplas antenas pode mais geralmente ser descrita como multiplicar um sinal portando informação de valor de vetor por uma matriz de pré-codificador, cujo sinal portando informação de valor de vetor neste documento é denominado um fluxo de símbolo ou fluxos de símbolos. Este último pode alternativamente ser referido como uma camada ou camadas respectivamente.

[0091] O presente mecanismo para adaptar uma transmissão de um primeiro nó 100 para um segundo nó 120 através de um canal efetivo, pode ser implementado através de um ou mais processadores, tal como um processador 560 no primeiro arranjo de nó 500 exibido na Figura 5 ou o processador 740 no segundo arranjo de nó 700 exibido na Figura 7, juntamente com código de programa de computador para executar as funções da presente solução. O código de programa mencionado acima pode também ser provido como um produto de programa de computador, por exemplo, na forma de um portador de dados carregando código de programa de computador para executar a presente solução, ao ser carregado no primeiro nó 100 ou no segundo nó 120. Um tal portador pode ser na forma de um disco CD-ROM. É entretanto, factível com outros portadores de dados tais como um stick de memória. O código de programa de computador pode adicionalmente ser provido como código de programa puro em um servidor e transferido para o primeiro nó 100 ou segundo nó 120 remotamente.

[0092] Ao usar o termo “compreende” ou “compreendendo”, ele será interpretado como significando “consiste” ou “consistindo pelo menos de”.

[0093] A presente invenção é definida por meio das reivindicações em anexo.

Claims (36)

1. Método num primeiro nó (100) para adaptar uma transmissão de múltiplas antenas para um segundo nó (120) através de um canal efetivo, tal canal efetivo tendo múltiplas entradas e pelo menos uma saída, o primeiro nó (100) e o segundo nó (120) sendo compreendidos num sistema de comunicação sem fio (110), método este sendo caracterizadopor compreender as etapas de: obter (401) pelo menos um fluxo de símbolo, determinar (403) uma matriz de pré-codificação possuindo uma estrutura de bloco diagonal, em que a matriz de pré-codificação é uma matriz de formação de feixe que coincide com características do canal efetivo modeladas como uma matriz do canal efetivo que tem uma estrutura de bloco diagonal, e em que a dita matriz de pré-codificação é determinada pelo primeiro nó (100) selecionando-se um elemento de livro de código que corresponde à matriz de pré-codificação a partir de um livro de código, pré-codificar (404) o dito pelo menos um fluxo de símbolo com a matriz de pré-codificação determinada, e transmitir (405) o referido pelo menos um fluxo de símbolo pré- codificado através do canal efetivo para o segundo nó (120).

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o canal efetivo compreende mais de duas entradas e em que a etapa de obter (401) pelo menos um fluxo de símbolo envolve efetuar adaptação de classificação de transmissão no sentido de selecionar o número de fluxos de símbolos para coincidir com as características do canal efetivo.

3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o número de saídas do canal efetivo é de pelo menos duas.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizadopelo fato de que tal canal efetivo é intencionalmente de bloco diagonal e em que a transmissão é adaptada ao canal efetivo intencionalmente de bloco diagonal.

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizadopelo fato de que a transmissão de dito pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado no primeiro nó (100) é conduzida usando um sistema de múltiplas antenas com uma configuração de antena de polarização cruzada, e recepção de dito pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado no segundo nó (120) é realizada por meio do uso de um sistema de múltiplas antenas, cujos ditos sistemas de múltiplas antenas resultam num canal efetivo intencionalmente de bloco diagonal.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizadopelo fato de que a etapa de determinar (403) a matriz de pré- codificação é executada com base em maximizar uma taxa de produtividade prevista na etapa de transmissão.

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizadopelo fato de que a etapa de determinar (403) a matriz de pré- codificação é baseada em maximização da Relação de Sinal para Ruído que o segundo nó (120) receberá na etapa de transmissão.

8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de o livro de código compreender matrizes de pré-codificação separadas para cada uma das respectivas classificações de transmissão possíveis.

9. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 8, caracterizado pelo fato de que, para cada classificação de transmissão, uma maior parte das matrizes de pré-codificação consistem em bloco diagonal no livro de código (180).

10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizadopelo fato de compreender a etapa adicional de: receber (402) informação de canal a partir do segundo nó (120), e em que a etapa de determinar (403) a matriz de pré-codificação é executada com base na informação de canal recebida a partir do segundo nó (120).

11. Método num segundo nó (120) para auxiliar primeiro nó (100) na adaptação de transmissão de múltiplas antenas do primeiro nó (100) para o segundo nó (120) através de um canal efetivo, o referido canal efetivo possuindo múltiplas entradas e pelo menos uma saída, o primeiro nó (100) e o segundo nó (120) sendo compreendidos em um sistema de comunicação sem fio (110), método este sendo caracterizado por compreender as etapas de: selecionar (601) um elemento de livro de código correspondente a uma matriz de pré-codificação recomendada a partir de um livro de código, tal matriz de pré-codificação possuindo uma estrutura de bloco diagonal, em que tal matriz de pré-codificação é uma matriz de formação de feixe que coincide com características do canal efetivo modeladas como uma matriz do canal efetivo que tem uma estrutura de bloco diagonal, conduzir (602) o elemento de livro de código selecionado para o primeiro nó (100), receber (603) pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado pelo canal efetivo transmitido a partir do primeiro nó (100), cujo pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado recebido é pré-codificado pelo primeiro nó (100) com uma matriz de pré-codificação determinada com base no elemento de livro de código conduzido correspondente àquela matriz de pré-codificação recomendada.

12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que tal canal efetivo é intencionalmente de bloco diagonal e em que a transmissão é adaptada ao canal efetivo intencionalmente de bloco diagonal.

13. Método de acordo com a reivindicação 11 ou reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que transmissão daquele pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado a partir do primeiro nó (100) é conduzida usando um sistema de múltiplas antenas com uma configuração de antena de polarização cruzada, e a recepção daquele pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado no segundo nó (120) é realizada por meio do uso de um sistema de múltiplas antenas, cujos ditos sistemas de múltiplas antenas resultam num canal efetivo intencionalmente de bloco diagonal.

14. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 13, caracterizadopelo fato de a etapa de selecionar (601) uma matriz de pré- codificação ser efetuada com base em maximização de uma taxa de produtividade prevista na referida etapa de receber aquele pelo menos um fluxo de símbolo pré- codificado a partir do primeiro nó (100).

15. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 13, caracterizadopelo fato de a etapa de selecionar (601) uma matriz de pré- codificação ser efetuada com base em maximizar a Relação de Sinal para Ruído que o segundo nó (120) receberá na etapa de receber aquele pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado a partir do primeiro nó (100).

16. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizadopelo fato de que o livro de código compreende matrizes de pré-codificação separadas para cada uma das respectivas classificações de transmissão possíveis.

17. Método de acordo com a reivindicação 11 ou reivindicação 16, caracterizadopelo fato de que, para cada classificação de transmissão, uma maior parte das matrizes de pré-codificação consistem de bloco diagonal no livro de código (190).

18. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 17, caracterizadopelo fato de a etapa de selecionar (601) uma matriz de pré- codificação ser efetuada otimizando-se uma função de critério relacionada com desempenho através de um conjunto factível de matrizes de pré-codificador.

19. Primeiro nó (100), arranjado para adaptar uma transmissão de múltiplas antenas a um segundo nó (120) através de um canal efetivo, o dito canal efetivo tendo múltiplas entradas e pelo menos uma saída, o primeiro nó (100) e o segundo nó (120) sendo compreendidos num sistema de comunicação sem fio (110), o primeiro nó (100) sendo caracterizadopor compreender: uma unidade de obtenção (510) configurada para obter pelo menos um fluxo de símbolo, uma unidade de determinação (520) configurada para determinar uma matriz de pré-codificação possuindo uma estrutura de bloco diagonal, em que a matriz de pré-codificação é uma matriz de formação de feixe que coincide com características do canal efetivo modeladas como uma matriz do canal efetivo que tem uma estrutura de bloco diagonal, e em que tal unidade de determinação (520) é configurada para determinar a matriz de pré-codificação selecionando-se um elemento de livro de código que corresponde à matriz de pré-codificação a partir de um livro de código, uma unidade de pré-codificação (300) configurada para pré- codificar o pelo menos um fluxo de símbolo com a matriz de pré-codificação determinada, e uma unidade de transmissão (540) configurada para transmitir o pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado através do canal efetivo para o segundo nó (120).

20. Primeiro nó de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o canal efetivo compreende mais de duas entradas e em que a unidade de obtenção (510) é ainda configurada para envolver efetuar adaptação de classificação de transmissão no sentido de selecionar o número de fluxos de símbolos para coincidir com as características do canal efetivo.

21. Primeiro nó (100) de acordo com a reivindicação 19 ou 20, caracterizado pelo fato de que o número de saídas do referido canal efetivo é de pelo menos duas.

22. Primeiro nó de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 21, caracterizado pelo fato de o canal efetivo ser intencionalmente de bloco diagonal e em que a transmissão é adaptada ao canal efetivo intencionalmente de bloco diagonal.

23. Primeiro nó de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 22, caracterizado pelo fato de que a transmissão do pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado no primeiro nó é arranjada para ser conduzida usando um sistema de múltiplas antenas com uma configuração de antena polarizada cruzada, compreendida no primeiro nó (100), e em que recepção do pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado no segundo nó (120) é arranjada para ser executada através do uso de um sistema de múltiplas antenas, compreendido no segundo nó (120), cujos ditos sistemas de múltiplas antenas resultam num canal efetivo intencionalmente de bloco diagonal.

24. Primeiro nó de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 23, caracterizadopelo fato de que a unidade de determinação (520) é ainda configurada para basear tal determinação da matriz de pré-codificação em uma maximização de uma taxa de produtividade prevista da transmissão.

25. Primeiro nó de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 23, caracterizadopelo fato de que a unidade de determinação (520) é ainda configurada para basear tal determinação da matriz de pré-codificação em uma maximização da Relação de Sinal para Ruído que o segundo nó (120) receberá ao efetuar uma transmissão.

26. Primeiro nó de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o livro de código (180) compreende matrizes de pré-codificação separadas para cada uma das respectivas classificações de transmissão possíveis.

27. Primeiro nó (100) de acordo com a reivindicação 19 ou 26, caracterizadopelo fato de que, para cada classificação de transmissão, uma maior parte das matrizes de pré-codificação consistem em bloco diagonal no livro de código (180).

28. Primeiro nó de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 27, caracterizadopelo fato de que compreende adicionalmente: uma unidade de recepção (550) que é configurada para receber informação de canal a partir do segundo nó (120), e em que a dita unidade de determinação (520) é ainda configurada para determinar aquela matriz de pré- codificação com base na informação de canal recebida a partir do segundo nó.

29. Segundo nó (120), arranjado para receber uma transmissão de múltiplas antenas de um primeiro nó (100) através de um canal efetivo, tal canal efetivo tendo múltiplas entradas e pelo menos uma saída, o primeiro nó (100) e o segundo nó (120) sendo compreendidos num sistema de comunicação sem fio (110), o segundo nó (120) sendo caracterizadopor compreender: uma unidade de seleção (710) sendo configurada para selecionar um elemento de livro de código correspondente a uma matriz de pré-codificação recomendada a partir de um livro de código, a matriz de pré-codificação possuindo uma estrutura de bloco diagonal, em que a matriz de pré-codificação é uma matriz de formação de feixe que coincide com características do canal efetivo modeladas como uma matriz do canal efetivo que tem uma estrutura de bloco diagonal, uma unidade de condução (720) sendo configurada para conduzir o elemento de livro de código selecionado para o primeiro nó (100), uma unidade de recepção (730) sendo configurada para receber pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado pelo canal efetivo transmitido a partir do primeiro nó (100), cujo pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado recebido é pré-codificado pelo primeiro nó com uma matriz de pré-codificação determinada com base no elemento de livro de código conduzido correspondente àquela matriz de pré-codificação recomendada.

30. Segundo nó de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de o canal efetivo ser intencionalmente de bloco diagonal e em que a transmissão é adaptada ao canal efetivo intencionalmente de bloco diagonal.

31. Segundo nó (120) de acordo com a reivindicação 29 ou 30, caracterizadopelo fato de que transmissão do pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado no primeiro nó (100) é arranjada para ser conduzida usando um sistema de múltiplas antenas com uma configuração de antena de polarização cruzada compreendida no primeiro nó (100), e em que recepção do pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado no segundo nó (120) é arranjada para ser realizada através do uso de um sistema de múltiplas antenas compreendido no segundo nó (120), cujos ditos sistemas de múltiplas antenas resultam em um canal efetivo intencionalmente de bloco diagonal.

32. Segundo nó de acordo com qualquer uma das reivindicações 29 a 31, caracterizadopelo fato de que a dita unidade de seleção (710) é ainda configurada para basear a seleção da matriz de pré-codificação em maximizar uma taxa de produtividade prevista da transmissão do pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado recebido a partir do primeiro nó (100).

33. Segundo nó de acordo com qualquer uma das reivindicações 29 a 31, caracterizadopelo fato de que a dita unidade de seleção (710) é ainda configurada para basear a seleção da matriz de pré-codificação em maximizar a Relação de Sinal para Ruído que o segundo nó (120) receberá ao receber tal pelo menos um fluxo de símbolo pré-codificado a partir do primeiro nó (100).

34. Segundo nó de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que o dito livro de código compreende matrizes de pré-codificação separadas para cada uma das respectivas classificações de transmissão possíveis.

35. Segundo nó (120) de acordo com a reivindicação 29 ou 34, caracterizadopelo fato de que,para cada classificação de transmissão,uma maior parte das matrizes de pré-codificação consistem em bloco diagonal no livro de código (190).

36. Segundo nó de acordo com qualquer uma das reivindicações 29 a 35, caracterizadopelo fato de que a dita unidade de seleção (710) é ainda configurada para otimizar uma função de critério relacionada com desempenho através de um conjunto factível de matrizes de pré-codificador.

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