BRPI0807816A2 - Método pra transmissão de dados em sistema de mútiplas entradas e mútiplas saídas (mimo) usando uma pluralidade de subportadoras, transceptor. - Google Patents

Description

MÉTODO PARA TRANSMISSÃO DE DADOS EM SISTEMA DE MÚLTIPLAS ENTRADAS E MÚLTIPLAS SAÍDAS (MIMO) USANDO UMA PLURALIDADE DE

SUBPORTADORAS, TRANSCEPTOR

Campo técnico

A presente invenção se refere a um método para transmissão e recepção

de dados pela execução de uma pré-codificação com base na mudança de fase generalizada em um sistema de Múltiplas Entradas e Múltiplas Saídas (MIMO) usando uma pluralidade de subportadoras, e um transceptor para sustentar o mesmo.

Fundamentos da Técnica

Recentemente, com o desenvolvimento crescente das tecnologias de comunicação de informação, uma variedade de serviços multimídia e uma variedade de serviços de alta qualidade foram desenvolvidos e introduzidos no mercado, de modo que as demandas de serviços de comunicação sem fio 15 aumentassem rapidamente no mundo inteiro. A fim de lidar ativamente com as demandas crescentes, a capacidade do sistema de comunicação deve ser aumentada.

Diversos métodos para aumentar a capacidade de comunicação sob uma comunicação sem fio foram considerados, por exemplo, um método de busca por 20 uma nova banda de freqüência disponível entre todas as faixas de frequência e um método para o aumento da eficiência de recursos limitados. Como exemplos representativos do último método mencionado, um transceptor inclui uma pluralidade de antenas que assegure um espaço adicional utilizando recursos de modo que um ganho de diversidade seja adquirido ou tecnologias de 25 comunicação MIMO para aumentar a capacidade de transmissão ao transmitir dados por meio de antenas individuais paralelas foram desenvolvidas por muitas companhias ou desenvolvedores.

Particularmente, um sistema de Múltiplas Entradas e Múltiplas Saídas (MIMO) com base em uma Multiplexação por Divisão de Frequência Ortogonal (OFDM) dentre as tecnologias de comunicação MIMO será descrito a seguir com referência à FIG. 1.

A FIG. 1 é um diagrama em bloco que ilustra um sistema de OFDM equipado com antenas múltiplas de transmissão/recepção (Tx/Rx).

Com referência à FIG. 1, em uma extremidade de transmissão, um codificador de canal 101 anexa um bit redundante a um bit de dados Tx para reduzir a influência negativa de um canal ou de um ruído. Um mapeador 103 converte a informação do bit de dados na informação do símbolo de dados. Um conversor série-paralelo (S/P) 105 converte o símbolo de dados em um símbolo de dados paralelo de modo que o símbolo de dados paralelo possa ser carregado em diversas subportadoras. Um codificador MIMO 107 converte o símbolo de dados paralelo em sinais de espaço-tempo.

Em uma extremidade de recepção, um decodificador MIMO 109, um conversor série-paralelo (S/P) 111, um desmapeador 113 e um decodificador de canal 115 têm funções opostas àquelas do codificador MIMO 107, do conversor S/P 105, do mapeador 103, e do codificador de canal 101 na extremidade de transmissão.

Diversas técnicas são exigidas para que um sistema MIMO-OFDM aperfeiçoe a confiabilidade da transmissão de dados. Como um esquema para aumentar um ganho de diversidade espacial, há o código espaço-tempo (STC), a diversidade de retardo cíclico (CDD) ou semelhante. Como um esquema para 15 aumentar uma razão sinal/ruído (SNR), há formação de feixe (FB), précodificação ou semelhante. Neste caso, o código espaço-tempo ou o esquema de diversidade de retardo cíclico é empregado normalmente para fornecer a robustez para um sistema de circuito aberto no qual as informações de retorno não está disponível na extremidade transmissora devido à atualização rápida do canal. Por 20 outro lado, a formação de feixe ou pré-codificação é empregada normalmente em um sistema do circuito fechado a fim de maximizar uma razão sinal/ruído usando as informações de retorno que inclui uma propriedade de canal espacial.

Como um esquema para aumentar um ganho de diversidade espacial e um esquema para aumentar uma razão sinal/ruído entre os esquemas acima mencionados, a diversidade de retardo cíclico e pré-codificação são explicadas em detalhes a seguir.

Quando um sistema equipado com as antenas de Tx múltiplas transmite sinais OFDM1 o esquema de CDD permite que as antenas transmitam os sinais OFDM que têm retardos ou amplitudes diferentes, de modo que uma extremidade de recepção possa adquirir um ganho de diversidade de frequência.

A FIG. 2 é um diagrama em bloco que ilustra uma extremidade de transmissão de um sistema MIMO com base no esquema de CDD.

Com referência à FIG. 2, um símbolo OFDM é distribuído às antenas individuais através do conversor S/P e do codificador MIMO, um Prefixo Cíclico (PC) para impedir uma interferência entre os canais é unido ao símbolo OFDM, e então o símbolo OFDM resultante com o PC é transmitido a uma extremidade de recepção. Neste caso, uma seqüência de dados transmitida a uma primeira antena é aplicada à extremidade de recepção sem nenhuma mudança e a outra seqüência de dados transmitida a uma segunda antena é retardada ciclicamente por um número predeterminado de amostras em comparação à primeira antena, 5 de modo que a seqüência de dados retardada ciclicamente seja transmitida à segunda antena.

Entretanto, se o esquema de CDD for implementado em um domínio de frequência, um retardo cíclico pode ser indicado por um produto (ou pela multiplicação) das seqüências de fase. Uma descrição detalhada será feita a seguir com referência à FIG. 3.

A FIG. 3 é um diagrama em bloco ilustrando uma extremidade de transmissão de um sistema MIMO com base em um esquema convencional de diversidade de mudança de fase (PSD).

Com referência à FIG. 3, diferentes seqüências de fase (Seqüência de 15 Fase 1 ~ Seqüência de Fase M) de antenas individuais são multiplicadas por seqüências de dados individuais em um domínio de frequência, uma Transformada de Fourier Rápida Inversa (IFFT) é executada no resultado multiplicado e os dados multiplicados pela IFFT são transmitidos a uma extremidade de recepção. O método acima mencionado da FIG. 3 é chamado um 20 esquema de diversidade de mudança de fase.

No caso do uso do esquema de diversidade de mudança de fase, um canal com desvanecimento plano pode ser mudado para um canal seletivo em frequência, um ganho de diversidade de frequência pode ser adquirido por um processo de codificação de canal ou um ganho de diversidade multi-usuário pode ser adquirido por um processo de programação seletivo em frequência.

Entretanto, se um sistema de circuito fechado incluir as informações de retorno finitas, dois esquemas de pré-codificação podem ser usados, isto é, um esquema de pré-codificação com base em livro-código e um esquema para quantificação da informação do canal e retorno da informação do canal 30 quantificado. O esquema de pré-codificação com base em livro-código retorna um índice de uma matriz de pré-codificação, que foi reconhecido pelas extremidades de transmissão/recepção, às extremidades de transmissão/recepção, de modo que possa adquirir um ganho de SNR.

A FIG. 4 é um diagrama em bloco que ilustra as extremidades de transmissão/recepção de um sistema MIMO baseado na pré-codificação com base no livro-código. Com referência à FIG. 4, cada uma das extremidades de transmissão/recepção tem uma matriz de pré-codificação finita (Pi ~ Pl). A extremidade de recepção retorna um índice da matriz de pré-codificação ótimo (1) à extremidade de transmissão usando a informação do canal, e a extremidade de 5 transmissão aplica uma matriz de pré-codificação correspondente ao índice de retorno aos dados de transmissão (Xi ~ XMt)- Para a referência, a seguinte Tabela

1 mostra um livro-código exemplar usado quando as informações de retorno de 3 bits é usada em um sistema IEEE 802.16e equipado com duas antenas Tx para sustentar uma taxa de multiplexação espacial de 2.

Tabelai

índice da Coluna 1 Coluna 2 índice da Coluna 1 Coluna 2 Matriz Matriz (binário) (binário) 000 1 0 100 0.7941 0.6038-Í0.0689 0 1 0.6038+ J0.0689 -0.7941 001 0.7940 -0.5801-j0.1818 101 0.3289 0.6614-j0.6740 -0.5801+j0.1818 -0.7940 0.6614+j0.6740 -0.3289 010 0.7940 0.0579-Í0.6051 110 0.5112 0.4754+j0.7160 0.0579+ Í0.6051 -0.7940 0.4754-j0.7160 -0.5112 OU 0.7941 -0.2978+ j0.5298 111 0.3289 -0.8779+ jO.3481 -0.2978-j0.5298 -0.7941 -0.8779-j0.3481 -0.3289 O esquema de diversidade de mudança de fase acima mencionado pode adquirir um ganho de diversidade seletivo em frequência em um circuito aberto e pode adquirir um ganho de programação de frequência em um circuito fechado. 15 Devido a estas vantagens do esquema de diversidade de mudança de fase, muitos desenvolvedores estão conduzindo uma pesquisa intensiva no esquema de diversidade de mudança de fase. Entretanto, o esquema de diversidade de mudança de fase tem a taxa de multiplexação espacial de 1, de modo que não pode adquirir uma taxa de transferência elevada. E, se uma alocação de recursos 20 é fixa, o esquema de diversidade de mudança de fase tem dificuldade em adquirir o ganho de diversidade seletivo em frequência e o ganho de programação de frequência.

O esquema de pré-codificação com base em livro-código pode usar uma taxa elevada de multiplexação espacial simultaneamente enquanto exige uma 25 pequena quantidade de informação de retorno (isto é, informação do índice), de modo que possa efetivamente transmitir dados. Entretanto, já que este deve garantir um canal estável para as informações de retorno, é impróprio para um ambiente móvel tendo um canal modificado abruptamente e pode estar disponível somente para um sistema de circuito fechado.

Divulgação

Problemas Técnicos

Dessa forma, a presente invenção é direcionada a um método de précodificação com base na mudança de fase e a um transceptor para suportar o mesmo que previne substancialmente um ou vários problemas devido às limitações e às desvantagens da técnica relacionada.

Um objeto da presente invenção é fornecer um método de pré-codificação com base na mudança de fase para solucionar os problemas do esquema de 10 diversidade de mudança de fase e do esquema de pré-codificação, e um método para aplicar o esquema de pré-codificação com base na mudança de fase em várias maneiras generalizando ou prolongando uma matriz de pré-codificação com base na mudança de fase.

As vantagens, objetos e características adicionais da invenção serão 15 determinados em parte na descrição seguinte e em parte tornar-se-ão aparentes àqueles versados na técnica mediante o exame do seguinte ou podem ser aprendidos a partir da prática da invenção. Os objetivos e outras vantagens da invenção podem ser percebidos e alcançados pela estrutura particularmente indicada na descrição escrita e nas reivindicações desta assim como nos 20 desenhos anexos.

Solução Técnica

Para conseguir estes objetos e outras vantagens e de acordo com a finalidade da invenção, um aspecto da presente invenção, é fornecido um método para a transmissão de dados em um Sistema de Múltiplas Entradas e Múltiplas 25 Saídas (MIMO) usando uma pluralidade de subportadoras, o método inclui: a determinação de uma matriz de pré-codificação como uma parte de uma matriz de pré-codificação com base na mudança de fase; a determinação de uma primeira matriz diagonal para uma mudança de fase como uma parte da matriz de pré-codificação com base na mudança de fase, a determinação de uma matriz 30 unitária como uma parte da matriz de pré-codificação com base na mudança de fase, e a pré-codificação pela multiplicação da matriz de pré-codificação com base na mudança de fase por um símbolo de transmissão por recurso, em que a matriz de pré-codificação com base na mudança de fase é determinada multiplicando a matriz de pré-codificação, a primeira matriz diagonal e a matriz unitária.

Em outro aspecto da presente invenção, é fornecido um transceptor para a

transmissão de dados em um sistema de Múltiplas Entradas e Múltiplas Saídas (MIMO) usando uma pluralidade de subportadoras, o transceptor compreende: um módulo de decisão de pré-codificação de matriz que determina uma matriz de précodificação como parte de uma matriz de pré-codificação com base na mudança de fase, determina uma primeira matriz diagonal para uma mudança de fase 5 como uma parte da matriz de pré-codificação com base na mudança de fase, determina uma matriz unitária como uma parte da matriz de pré-codificação com base na mudança de fase e determina a matriz de pré-codificação com base na mudança de fase multiplicando a matriz de pré-codificação, a primeira matriz diagonal e a matriz unitária, e um módulo de pré-codificação para a pré10 codificação pela multiplicação da matriz de pré-codificação com base na mudança de fase por um símbolo de transmissão por recurso.

Os métodos de transmissão e recepção e o transceptor de acordo com os aspectos acima mencionados, a matriz de pré-codificação pode ser selecionada para ser repetida ciclicamente em um primeiro livro-código de acordo com o índice do recurso (k).

A matriz de pré-codificação pode ser selecionada para ser repetida ciclicamente em um primeiro livro-código de acordo com o índice do recurso com a repetição por uma unidade predeterminada. A unidade predeterminada pode ser determinada em relação à taxa de multiplexação espacial.

A matriz de pré-codificação pode ser selecionada a partir de uma parte do

primeiro livro-código. Ou, a matriz de pré-codificação é selecionada de um segundo livro-código compreendendo uma parte do primeiro livro-código.

A matriz de pré-codificação pode ser selecionada a partir do primeiro livrocódigo em uma base das informações de retorno recebida de uma extremidade de recepção. E as informações de retorno podem incluir um índice da matriz de pré-codificação (PMI) associado ao livro-código.

Deve ser compreendido que tanto a descrição geral antecedente e a seguinte descrição detalhada da presente invenção são exemplares e explanatórias e são destinadas a fornecer uma explicação adicional da invenção como reivindicada.

Efeitos vantajosos

A presente invenção fornece uma técnica de pré-codificação com base na mudança de fase para solucionar os problemas do CDD convencional, PSD e métodos de pré-codificação, resultando na execução de uma comunicação efetiva. Especificamente, a técnica de pré-codificação com base na mudança de fase é generalizada ou prolongada, o projeto de um transceptor é simplificado ou a eficiência da comunicação aumenta.

Descrição dos desenhos

Os desenhos em anexo que foram incluídos para uma melhor compreensão da invenção, ilustram modalidades da invenção e junto com a descrição servem para explicar o princípio da invenção.

Nos desenhos:

A FIG. 1 é um diagrama em bloco que ilustra um sistema OFDM equipado com antenas múltiplas de transmissão/recepção (Tx/Rx);

A FIG. 2 é um diagrama em bloco que ilustra uma extremidade de transmissão de um sistema MIMO base em um esquema de Diversidade de Retardo cíclico Convencional (CDD);

A FIG. 3 é um diagrama em bloco que ilustra uma extremidade de transmissão de um sistema MIMO com base em um esquema de diversidade de mudança de fase convencional (PSD);

A FIG. 4 é um diagrama em bloco que ilustra um transceptor de um sistema

MIMO com base em um esquema de pré-codificação convencional;

A FIG. 5 é um diagrama em bloco que ilustra os principais componentes de um transceptor para executar um esquema de pré-codificação com base na mudança de fase de acordo com a presente invenção;

A FIG. 6 mostra graficamente duas aplicações da pré-codificação com base

na mudança de fase ou de uma diversidade de mudança de fase de acordo com a presente invenção;

A FIG. 7 é um diagrama em bloco que ilustra um transmissor SCW OFDM baseado em um esquema de pré-codificação com base na mudança de fase de acordo com a presente invenção; e

A FIG. 8 é um diagrama em bloco que ilustra um transmissor MCW OFDM de acordo com a presente invenção.

Modalidade Preferida

A seguir será feita referência em detalhes às modalidades preferidas da presente invenção. Seus exemplos são ilustrados nos desenhos em anexo. Quando possível, os mesmos números de referência serão usados em todos os desenhos para referirem-se às mesmas partes ou semelhantes.

Antes de descrever a presente invenção, deve-se notar que a maioria dos termos descritos na presente invenção correspondem aos termos gerais conhecidos na técnica, mas alguns termos foram selecionados pelo depositante como necessário e serão descritos abaixo na seguinte descrição da presente invenção. Portanto, é preferível que os termos definidos pelo depositante sejam compreendidos com base em seus significados na presente invenção.

Para conveniência da descrição e melhor compreensão da presente invenção, as estruturas gerais e os dispositivos conhecidos na técnica serão omitidos ou serão indicados por um diagrama em bloco ou por um fluxograma. Quando possível, os mesmos números de referência serão usados em todos os desenhos para se referirem às mesmas partes ou partes semelhantes.

Primeira Modalidade

MATRIZ DE PRÉ-CODIFICACÃO COM BASE NA MUDANÇA DE FASE A FIG. 5 é um diagrama em bloco que ilustra os componentes principais de

um transceptor para executar um esquema de pré-codificação com base na mudança de fase de acordo com a presente invenção.

O esquema de pré-codificação com base na mudança de fase multiplica as seqüências que têm diferentes fases por todos os fluxos, e transmite os fluxos 15 multiplicados através de todas as antenas. Geralmente, do ponto de vista de um receptor, se uma seqüência de fase for gerada com um valor de retardo cíclico pequeno, um canal pode ter uma seletividade de frequência e o tamanho do canal torna-se maior ou menor de acordo com partes de um domínio de frequência.

Como pode ser visto na FIG. 5, um transmissor aloca um equipamento de 20 usuário (UE) a uma parte específica de uma banda de frequência que flutua com um valor de retardo cíclico relativamente pequeno, de modo que este adquire um ganho de programação da parte específica na qual uma frequência aumenta para implementar um status de canal estável. Neste caso, a fim de aplicar um valor de retardo cíclico regularmente crescente ou decrescente às antenas individuais, o 25 transmissor usa a matriz de pré-codificação com base na mudança de fase.

A matriz de pré-codificação com base na mudança de fase (P) pode ser representada pela seguinte equação 1:

Equação 1

( * k k \ IN • wU/? k k k W2.1 W2t2 * k k k IvVi ^,2 ’ WN„R, onde k é um índice de subportadora ou um índice de uma banda de

freqüência específica (k = 1, 2, 3, 4,...) ou (k = 0, 1, 2, 3,...), Θ, (i = 1, 2, 3, 4), Wkitj (i = 1,...,Nt, j = 1,...,R) é um peso complexo decidido por "k", Nt é o número de antenas Tx1 e R é uma taxa de multiplexação espacial.

Neste caso, o peso complexo pode ter diferentes valores de acordo tanto com um símbolo OFDM multiplicado pelas antenas ou um índice de subportadora correspondente. O peso complexo pode ser determinado por pelo menos um dos status de canal e presença ou ausência das informações de retorno.

Enquanto isso, é preferível que a matriz de pré-codificação com base na mudança de fase (P) da Equação 1 seja configurada na forma de uma matriz unitária para reduzir a perda da capacidade do canal em um Sistema MIMO.

Neste caso, para determinar uma condição constituinte da matriz unitária, a capacidade do canal de um Sistema de circuito aberto MIMO pode ser representada pela Equação 2:

Equação 2

C„(H) = log2(det(Iw +^HHh))

Nt

onde H é uma matriz de canal MIMO com tamanho (Nr x Nt), e Nr é o

número de Antenas Rx. Se a matriz de pré-codificação com base na mudança de fase P for aplicada à Equação 2, a seguinte equação 3 é feita:

Equação 3

^ precoding

= log2(det(I^ +^HPPhHh))

Como pode ser visto a partir da Equação 3, para impedir que a capacidade

do canal seja danificada, PPh deve ser uma matriz identidade, de modo que a matriz de pré-codificação com base na mudança de fase P deve satisfazer a seguinte equação 4:

Equação 4 PPh=U

Onde Ιλ/ é a matriz identidade nxn.

Para configurar a matriz de pré-codificação com base na mudança de fase P na forma de uma matriz unitária, as duas seguintes condições devem ser simultaneamente satisfeitas, isto é, uma condição de limitação de potência e uma condição de limitação ortogonal. A condição de limitação de potência permite que o tamanho de casa coluna de uma matriz seja "1" e pode ser representada pela seguinte equação 5: Equação 5 w.

2 k 2 fc + + ··· + WN„\ 2 , I * 2 k + K.2 + ·" + W»„ 2 = 1,

2

= 1,

'+VV

N„R

= 1

A condição de limitação ortogonal permite que colunas individuais tenham ortogonalidade entre elas e pode ser representada pela seguinte equação 6: Equação 6

<^3+<>2.3+··· + <;.,<.3=0,

Em seguida, uma equação generalizada da matriz de pré-codificação com base na mudança de fase de tamanho (2x2) e uma equação para satisfazer as duas condições mencionadas acima serão descritas em detalhes a seguir.

A seguinte equação 7 mostra uma matriz de pré-codificação com base na mudança de fase que tem uma taxa de multiplexação espacial de 2 sob 2 antenas Tx:

Equação 7

p*

2x2 (β2β*β' a2ejte>' ’

2

onde a, e β, (i = 1, 2) tem um número real, Θ, (i = 1, 2, 3, 4) é um valor de fase e k é um índice de uma subportadora de um símbolo OFDM. Para configurar a matriz de pré-codificação mencionada acima na forma de uma matriz unitária, a condição de limitação de potência da seguinte equação 8 e a condição de limitação ortogonal da seguinte equação 9 deve ser satisfeitas: Equação 8

αλβ

jk&\

+ W2e

a

Jk θ<

+

\β;

K

Jke J

= I,

= I

Equação 9

Ca1Cjk*1 )* + (β2ε*θ' Y a2eJke* = 0

onde "*" é um número complexo conjugado.

Um exemplo da matriz de pré-codificação com base na mudança de fase de tamanho (2x2) que satisfaz as Equações 8 e 9 é representado pela seguinte equação 10:

Equação 10

1 1 Pjkdl

Fk =——( ) 2x2 42 eiMí 1

10

onde a relação entre O2 e O3 é representada pela seguinte equação 11: Equação 11

KO1 = -ke2 + π

Pelo menos uma matriz de pré-codificação pode ser configurada sob a forma de um livro-código, de modo que a matriz de pré-codificação formatada pelo livro-código possa ser armazenada em uma memória de uma extremidade de transmissão ou da recepção. O livro-código pode incluir uma variedade de matrizes de pré-codificação criadas por diferentes valores O2 finitos.

Neste caso, "θ2" pode corretamente ser estabelecido por um status de canal e a presença ou a ausência das informações de retorno. Se as informações de retorno for usada, 1O2" é ajustado a um valor baixo. Se as informações de retorno não estiverem em uso, "θ2" é ajustado a um valor alto. Em conseqüência, um ganho de diversidade de frequência alto é adquirido. Entretanto, um ganho de diversidade de frequência ou ganho de programação de frequência pode ser adquirido de acordo com o tamanho de uma amostra de retardo aplicada à pré-codificação com base na mudança de fase.

A FIG. 6 mostra graficamente duas aplicações da pré-codificação com base 5 na mudança de fase ou de uma diversidade de mudança de fase de acordo com a presente invenção.

Como pode ser visto na FIG. 6, se uma amostra de retardo (ou um retardo cíclico) de um valor grande for usada, um período seletivo em frequência torna-se mais curto, de modo que uma seletividade da frequência aumenta e um código de 10 canal pode adquirir um ganho de diversidade de frequência. Assim, é preferível que a amostra do retardo de valor grande seja usada para um sistema de circuito aberto no qual a confiabilidade das informações de retorno se deteriora devido a uma variação abrupta do canal no tempo.

Se uma amostra de retardo de um valor pequeno for usada, uma primeira parte na qual o tamanho do canal se torna maior e uma segunda parte na qual o tamanho do canal se torna menor ocorre em um canal seletivo em frequência modificado a partir de um canal com desvanecimento plano. Conseqüentemente,

o tamanho do canal torna-se maior em uma área predeterminada da subportadora do sinal OFDM, e torna-se menor na outra área da subportadora.

Neste caso, se em um sistema de Acesso Múltiplo por Divisão de

Frequência Ortogonal (OFDMA) que ajusta diversos usuários a um sinal objetivo é transmitido através de uma banda de freqüência dimensionada com canal amplo para cada usuário, um Razão Sinal/Ruído (SNR) pode ser aumentada. E, cada usuário pode ter banda de freqüência dimensionada com canal amplo diferentes 25 muito freqüentemente, de modo que o sistema possa adquirir um ganho de programação de diversidade multi-usuário. Do ponto de vista de uma extremidade de recepção, esta pode transmitir a informação do Indicador de Qualidade do Canal (CQI) de somente uma área da subportadora para alocar o recurso como informação de retorno, de modo que uma quantidade das informações de retorno 30 seja relativamente reduzida.

Uma amostra do retardo (ou retardo cíclico) para a pré-codificação com base na mudança de fase pode ser predeterminada em um transceptor ou pode ser retomada a partir de um receptor para um transmissor.

Também, a taxa de multiplexação espacial R pode igualmente ser predeterminada no transceptor. Entretanto, um receptor periodicamente reconhece um status de canal, calcula a taxa de multiplexação espacial, e retorna a taxa de multiplexação espacial calculada a um transmissor. Se não, o transmissor pode calcular ou modificar a taxa de multiplexação espacial usando a informação do canal retornada do receptor.

Segunda Modalidade MATRIZ DE DIVERSIDADE DE MUDANÇA DE FASE GENERALIZADA

No caso da utilização em um sistema no qual o número de antenas é Nt (Nt é um número natural maior que 2) e uma taxa da multiplexação espacial é R, a matriz de pré-codificação com base na mudança de fase acima mencionada pode ser representada pela seguinte equação 12:

(< - V*‘* 0 0 ' GPSDill^ - 0 eJW 0 2,1 2,2 2 tK ; 0 wt. w* M)k , 0 0 0 eJ*N>ky V N’ ·1 Ni ,Z WN,-,R } A Equação 12 pode ser considerada como um formato generalizado do esquema de diversidade de mudança de fase convencional, de modo que o esquema MIMO mostrado na Equação 12 será denominado a seguir como

esquema de Diversidade de Mudanca de Fase Generalizada (GPSD)

CPcIDk

Na Equação 12, é uma matriz GPSD de uma k-ésima

subportadora de um sinal MIMO-OFDM que tem Nt antenas Tx e uma taxa de multiplexação espacial de R. E. ^N<x 11 é uma matriz unitária (isto é, uma segunda matriz) satisfazendo x R X ^ χη — ^rxA e é adaptado para minimizar uma interferência entre símbolos de subportadoras correspondentes às 20 antenas individuais. Especificamente, a fim de manter uma matriz diagonal (isto é, uma primeira matriz) para uma mudança de fase sem nenhuma mudança, é preferível que xR possa satisfazer a condição da matriz unitária. Na Equação

12, um ângulo de fase Gi (i=1.....Nt) de um domínio de frequência e um tempo de

retardo Ti (i=1,...,Nt) de um domínio de tempo tem uma relação predeterminada, que é representada pela seguinte equação 13:

Equação 13 onde Nfft é o número de subportadoras de um sinal OFDM.

Um exemplo modificado da Equação 12 é mostrado na seguinte equação 14, de modo que a matriz GPSD possa ser calculada pela Equação 14:

Equação 14

GPSDk^ =

(φ. >4 k λ rém 0. ... 0 N ”1,1 Ki wU 2, ( TT* \ Q éj6>k o • . J =( -AjiXZtrJ ·« « Λ. Í i. • U yvNti 2 ... w* l 0 0 0 NuR 10

15

20

Se a matriz GPSD é feita pela Equação 14, os símbolos de cada fluxo de dados (ou subportadora OFDM) são deslocados por uma mesma fase, de modo que a matriz GPSD possa facilmente ser configurada. Ou seja, a matriz GPSD da Equação 14 tem colunas tendo a mesma fase visto que a matriz GPSD da Equação 12 tem fileiras tendo a mesma fase, de modo que os símbolos de subportadoras individuais sejam mudados pela mesma fase. Se a Equação 14 for prolongada, a matriz GPSD pode ser calculada pela seguinte equação 15: Equação 15

N,xR

1.1

2.1

WÍ3

2,2

Wl

UR

Jc

2,R

W

;k

Ni ;2-

vNttRj

0 ··· V-'* 0 ···■ 0 s O (Tjk \ 0 ·.· 0 O : ; ’·. 0 (uATiXjiJ : : ■·· Q ^ 0 0 0 ^ 0 0 0 ^ky Como pode ser visto a partir da Equação 15, as fileiras e colunas da matriz GPSD têm fases independentes, de modo que uma variedade de ganhos de diversidade de frequência possa ser adquirida.

Como um exemplo da Equação 12, 14 ou 15, uma equação da matriz GPSD de um sistema que usa duas antenas Tx e um livro-código de 1 -bit pode ser representada pela seguinte equação 16: Equação 16

GPSBlm = ( “ ),. ,>-'·/ 1

Na Equação 16, se "a" for decidido, "β" é decidido facilmente. Assim, o valor do "a" pode ser fixo a dois valores apropriados, e a informação associada 5 com o valor do "a" pode ser retornada a um índice do livro-código como necessário. Por exemplo, duas condições podem ser prescritas entre um transmissor e um receptor, isto é, uma condição na qual "a" é ajustado a "0,2" se um índice de retorno for "0" , e a outra condição na qual "a" é ajustado a "0,8" se um índice de retorno for "1".

Uma matriz de pré-codificação predeterminada para adquirir um ganho de

SNR pode ser usada como um exemplo da matriz unitária na Equação 12,

14, ou 15. Uma matriz de Walsh Hadamard ou uma matriz de DFT podem ser usadas como a matriz de pré-codificação acima mencionada. Se a matriz de Walsh Hadamard for usada, um exemplo da matriz de GPSD da Equação 12 pode ser representado pela seguinte Equação 17:

Equação 17

GPSD^ya =

A Equação 17 é feita na suposição de que um sistema tem 4 antenas Tx e uma taxa de multiplexação espacial de 4. Neste caso, a segunda matriz é reconstruída corretamente, de modo que uma antena Tx específica seja selecionada (isto é, seleção da antena) ou a taxa de multiplexação espacial pode ser ajustada (isto é, adaptação da classificação).

Entretanto, a matriz unitária da equação 12, 14 ou 15 pode ser

configurada sob a forma de um livro-código, de modo que a matriz unitária 25 formatada pelo livro-código seja armazenada em uma extremidade de transmissão ou recepção. Neste caso, a extremidade de transmissão recebe a informação do índice do livro-código da extremidade de recepção, seleciona uma matriz de pré-codificação de um índice correspondente de seu próprio livrocódigo, e configura uma matriz de pré-codificação com base na mudança de fase 30 usando as Equações 12, 14, ou 15.

( 0 0 0 Λ r i 1 1 I XH- L· 1 0 e 0 0 1 - 1 1 - 1 V4 0 0 0 1 1 - 1 --- 1 V 0 0 0 11 - 1 -1 I J Se um código Walsh de tamanho (2x2)- ou (4x4) for usado como a matriz unitária λ Equação 12, 14, ou 15, um exemplo da matriz de GPSD é adquirido, como representado pelas seguintes Tabelas 2 e 3:

Tabela 2

Tabela 3

/

Terceira Modalidade

DIVERSIDADE DE MUDANÇA DE FASE GENERALIZADA VARIANTE NO TEMPO

Na matriz GPSD da Equação 12, 14, or 15, o ângulo da fase (θ-ι) de uma matriz diagonal e/ou uma matriz unitária (U) pode ser modificado com o tempo. Por exemplo, GPSD variante no tempo da Equação 12 pode ser representado pela seguinte Equação 18:

Equação 18

0

Q

0

â o

"V ' i 0. eJ0*®k onde (Oi é uma matriz GPSD de uma k-ésima subportadora de

uma sinal MIMO-OFDM que tem Nt antenas Tx e uma taxa de multiplexação espacial de R em um momento específico (t). é uma matriz unitária (isto

tjH . χ li .. j.

é, uma quarta matriz) satisfazendo N>KR N,yíR 'w, e é adaptada para minimizar uma interferência entre símbolos da subportadora correspondendo às antenas individuais.

Especificamente, para manter as características da matriz unitária de uma matriz diagonal (isto é, terceira matriz) para uma mudança de fase sem qualquer mudança, é preferível que possa satisfazer a condição da matriz unitária.

Na Equação 18, o ângulo de fase θ,(ί) (i=1.....Nt) e um tempo de retardo T,(t)

(i=1,...,Nt) tem uma relação predeterminada, que é representada pela seguinte Equação 19:

Equação 19

onde Nfft é o número de subportadoras de um sinal OFDM.

Como pode ser visto a partir das Equações 18 e 19, um valor da amostra de retardo de tempo e uma matriz unitária podem ser modificados com o tempo. Neste caso, uma unidade de tempo pode ser ajustada a um símbolo OFDM ou um tempo unitário predeterminado.

Se uma matriz unitária para aquisição de GPSD variante no tempo é

representada por uma matriz GPSD com base no código Walsh de tamanho (2x2)-, a seguinte matriz GPSD pode ser feita como mostrado na seguinte Tabela 4:

Tabela 4

Se uma matriz unitária para a aquisição de GPSD variante no tempo é representada por uma matriz GPSD com base no código Walsh de tamanho (4x4)-, a seguinte matriz GPSD pode ser feita como mostrado na seguinte Tabela 5:

Tabela 5

Taxa 1

mm

Taxa 2

4 Tx

Taxa 4

1 1

Embora a terceira modalidade acima mencionada descreva a matriz GPSD variante no tempo associada à Equação 12, deve-se notar que a matriz GPSD variante no tempo também pode ser aplicada à matriz diagonal e a matriz unitária das Equações 14 e 15. Conseqüentemente, embora as seguintes modalidades 10 sejam descritas em referência a Equação 12, é óbvio àqueles versados na técnica que o escopo das seguintes modalidades não está limitado a Equação 12 e também pode ser aplicado às Equações 14 e 15.

Quarta Modalidade

PROLONGAMENTO DA DIVERSIDADE DE MUDANÇA DE FASE GENERALIZADA

Se uma terceira matriz correspondendo a uma matriz de pré-codificação for adicionada à matriz GPSD composta tanto da matriz diagonal quanto da matriz unitária, uma matriz GPSD prolongada pode ser feita como mostrado na seguinte equação 20:

Equação 20

Nt X R — (?Λζ χ R

( gk* Q

0 e^k

0 0

0

0

■\

R XR )

25

Comparada com a Equação 12, a matriz GPSD prolongada da Equação 20 ainda inclui uma matriz de pré-codificação de tamanho (Ntx R) (P) localizada antes da matriz diagonal. Conseqüentemente, o tamanho da matriz diagonal é modificado para um tamanho (RxR). P

A matriz de pré-codificação adicionada NtXR pode ser diferentemente

atribuída a uma banda de freqüência específica ou a um símbolo da subportadora especifico. Preferivelmente, no caso de um sistema de circuito aberto, a matriz de

adição da matriz de pré-codificação, um ganho SNR ótimo pode ser obtido.

Uma extremidade de transmissão ou de recepção pode ter um livro-código equipado com uma pluralidade de matrizes de pré-codificação (P).

Enquanto isso, na matriz GPSD prolongada, pelo menos uma dentre a matriz de pré-codificação (P), ângulo de fase (Θ) da matriz diagonal, e matriz 10 unitária (U) podem ser modificados com o tempo. Para este fim, se um índice da próxima matriz de pré-codificação P for retornado em unidades de um momento predeterminado ou uma subportadora predeterminada, uma matriz de précodificação P especifica correspondendo ao índice pode ser selecionada a partir de um livro-código predeterminado.

A matriz GPSD prolongada de acordo com a quarta modalidade pode ser

representada pela seguinte Equação 21:

Como um exemplo da matriz GPSD prolongada, uma equação da matriz de um sistema MIMO que inclui duas ou quatro antenas Tx é mostrada nas seguintes Equações 22 e 23:

Equação 22

P

pré-codificação adicionada NtXR pode ser ajustada para uma matriz fixa. Pela

Equação 21

CPSDl ·.■ (t) = (P3 X 2 (i).)( I e )k )(PF11 * 2 )

Equação 23

0

0

\

[DFT4xr)

25

lO 0

e‘

/

Nas Equações 22 e 23, embora uma matriz DFT seja usada como uma matriz unitária, o escopo da presente invenção não é limitado à matriz DFT, e também pode ser aplicada a outras matrizes capazes de satisfazer uma condição unitária dada tal como um código de Walsh Hadamard.

Como outro exemplo da matriz GPSD prolongada uma equação da matriz de um sistema MIMO que inclui quatro antenas Tx é mostrada na seguinte Equação 24:

Equação 24

GPSBtittgQ) =

'eriw o, 'em)k 0 0: " O O ··· ... o 0 gJAW .. Ò ! '·. 0 0: , 0 ---\ , o 0 0 •e - ^ •w1 ■*-» ·. O :o (Utx,)

Dl

D2

Comparada com a Equação 12, a matriz GPSD prolongada da Equação 24 ainda inclui uma matriz diagonal de tamanho (Nt x Nt) (D1) e uma matriz de précodificação de tamanho (NtxR) (P), que são localizadas antes de uma matriz diagonal (D2). Então, o tamanho da matriz diagonal (D2) é modificado para um tamanho (RxR).

A matriz de pré-codificação adicionada NtXR pode ser diferentemente atribuída a uma banda de freqüência específica ou um símbolo de subportadora especifico. Preferivelmente, no caso de um sistema de circuito aberto, a matriz de pré-codificação adicionada NtxR pode ser ajustada para uma matriz fixa. Pela adição da matriz de pré-codificação N*XR, um ganho SNR ótimo pode ser obtido.

Preferivelmente, uma extremidade de transmissão ou extremidade de recepção pode ter um livro-código equipado com uma pluralidade de matrizes de pré-codificação (P).

Neste caso, pelas matrizes diagonais D1 e D2, um ângulo de fase pode ser mudado de duas maneiras em um sistema único. Por exemplo, se uma mudança de fase de valor baixo for usada pela matriz diagonal D1, um ganho de programação de diversidade multi-usuário pode ser adquirido. Se uma mudança 25 de fase de valor alto for usado pela matriz diagonal D2, um ganho de diversidade da frequência pode ser adquirido. A matriz diagonal D1 é adaptada para aumentar um desempenho do sistema, e a outra matriz diagonal D2 é adaptada para calcular a média de um canal entre fluxos.

E, uma mudança de fase de valor alto é usada pela matriz diagonal D1, de modo que um ganho de diversidade de frequência possa aumentar. Uma diversidade de mudança de fase de valor alto é usada pela matriz diagonal D2, um canal entre fluxos pode ter a média calculada. Este ganho pode ser adquirido a partir da Equação 21.

Neste caso, a matriz P da Equação 21 deve ser mudada com base em uma unidade do subportadora ou unidade de recurso de frequência, e ser usada então sem informação de retorno. Este formato modificado pode ser representado pela seguinte equação 25:

Equação 25

GPSD^,R(t) = (Y>l,R(t))

CeImt 0 ... 0 >

o eiW)k ··· 0

: : *·. 0

K 0 0 0 eiWk J

(Usxfi)

P* (V)

Na Equação 25, Λ'.*Λν y é indicativo de um caso especifico, no qual

índices de recurso individuais (k) usam diferentes matrizes de pré-codificação. Assim, um ganho de diversidade de frequência aumenta pelo uso de diferentes matrizes de pré-codificação por índices de recurso (k), e um canal entre fluxos tem a média calculada usando uma matriz diagonal e uma matriz identidade (U).

QuintaModaIidade

ESQUEMA DE LIMITAÇÃO DE SUB-CQNJUNTO DE LIVRO-CÓDIGO O esquema de limitação de sub-conjunto de livro-código deve estar restrito ao uso de algumas partes de um livro-código. Visto que o número de todas as matrizes de pré-codificação do livro-código é Nc, somente matrizes de pré

codificação Nrestrict são utilizáveis de acordo com o esquema de limitação de subconjunto de livro-código. O esquema de limitação de sub-conjunto de livro-código pode ser usado para reduzir uma interferência multi-célula ou complexidade do sistema. Neste caso, uma condição predeterminada denotada por Nrestricti < Nc deve ser satisfeita.

Por exemplo, visto que o número de todas as matrizes de pré-codificação

do livro-código é Nc=6 , um livro-código 1V de todos os grupos e um livro

fmrcstrici

código especifico para permitir que apenas 4 matrizes de pré-codificação

dentre 6 matrizes de pré-codificação sejam usadas pode ser representado pela seguinte equação 26:

Equação 26 10

P — Í P0 P1 P2 P3 P4 P5 I iNlXR — \rN,xRi γν, xR» N1 xR ’ N1 xR ’ N1 xR * ΛΤ, χΛ J >

prejrncí í p0 p2 p3 p5 l—W — f W0 W] W1 W3 \ rN,xR — \rN,xR’ rN,xR’rN,xR’rN,xR j ~ yyN,xR ~ [rrNlXR ’ rr N,xR » rr N,xR ’ rr N1 xR J

W

Na Equação 26, N‘*R é um livro-código equivalente ao livro-código

■n rcstrict iAf, x Λ

Sexta Modalidade

ESQUEMA DE REPETIÇÃO CÍCLICA DE MATRIZES DE PRÉCODIFICACÃO

Por exemplo, se um grupo das matrizes de pré-codificação determinado durante um momento Tx/Rx for pré-definido em um momento especifico, este caso pode ser representado pela seguinte equação 27:

Equação 27

P — / P0 P1 P^c-11

rN,xR ~ \rN,xR> rNtxR’"'’rN,xR j

íem

GPSDkn^ =(P‘rr·)

0 ey

0 OOe

0

0

0

jeRk

(Um)

Na Equação 27, o grupo de matrizes de pré-codificação inclui Nc matrizes de pré-codificação.

A Equação 27 pode ser simplificada na forma da Equação 28:

Equação 28

p _ í d0 pi ... )

iNlXR \rN,xR> rN,xR’ ’ N,xR $

GPSDtflxlt =(

p k mod Nc

Na Equação 27 e Equação 28, N-*R é indicativo de uma matriz de précodificação ciclicamente repetida de acordo com um índice de subportadora ou um índice de recurso k entre Nc matrizes de pré-codificação incluídas em um livrop

código Μ,χϋ

Π

Na Equação 28, ΛχΛ é adaptado para misturar fluxos de dados e pode ser chamado de uma matriz de rotação. Como pode ser visto a partir da Equação 28,

Π*

RxR pode ser selecionado de acordo com uma taxa de multiplexação espacial

(R).

Π

RxR também pode ser facilmente representado pela seguinte equação 29: Equação 29

Taxa de multiplexação espacial: 2

Π =

2x2

í° 1I h (\ 0 ^ ,1 0, or V0 JW DFTn

2x2

10

Taxa de multiplexação espacial: 3

"0 1 0N k (1 0 0 " Ylk - 0 0 1 or 0 0 113x3 0 ,0 0 e y DFZ

3x3

Taxa de multiplexação espacial: 4

Π

114x4

"0 1 0 0N k (l 0 0 0 " 0 0 1 0 0 em 0 0 0 0 0 1 or 0 0 0 ,1 0 0 oj ,0 0 em e y DFZ

4x4

Além disso, em um livro-código equipado com Nc matrizes de précodificação, se um esquema de limitação de sub-conjunto do livro-código capaz 15 de usar somente uma parte específica do livro-código de acordo com um Nó-B ou equipamento de usuário (UE) for aplicado ao livro-código acima mencionado, Nc matrizes de pré-codificação devem ser reduzidas a Nrestrict matrizes de précodificação, e então ser usado.

Assim, no caso de usar o livro-código equivalente vvV*, a Equação 28 pode ser representada pela seguinte equação 30:

Equação 30

■preslricl í p0 p2 pi P5 I = W = IlV0 W1 W2 W3 1 rNlXR IrNlXRirNlXRirNlXRirNlXRj VY N,xR \rr N,xR’ ''N,xR’r'N,xR’” N,xR }

HP^nk — ( Wk mod ^ ΤΊΓ*

^r0uNlXR ~ YvNtXR

lRxR onde "k" é um índice de subportadora ou um índice de recurso de

IVlOd restrict

frequencia. Na Equação 30, Nrestrict é 4. E na Equação 30, é

indicativo de uma matriz dè pré-codificação ciclicamente repetida de acordo com um índice de subportadora ou um índice de recurso k entre Nrestrict matrizes de

nrestrict W

pre-codificação incluídas em um livro-código ou N<*R.

Sexta Modalidade 1

ESQUEMA DE REPETIÇÃO CÍCLICA DE MATRIZES DE PRÉCODIFICACÃO POR UMA UNIDADE PREDETERMINADA

E, a Equação 28 também pode ser representada pela seguinte equação 31 de acordo com um ajuste dos recursos de frequência:

Equação 31

P — f P® P^ pNc~'\

rNlXR — \rN,xR’ N1 x/?’* ’ ’ N1 xR j

GPSDkNiXR

V

modjV„

v

N,xR

Π

RxR

y

OU

GPSD^r

mod N,

λ

V

N,xR

Π

RxR

\

y

Na Equação 31, "k" pode ser um índice de subportadora ou um índice de recurso virtual e GPSDkNxR pode ser selecionado dentre 2 formas na Equação 31 de acordo com o índice k que foi iniciado.

Na Equação 31, se "k" for o índice de subportadora, a matriz de précodificação é repetida para v subportadoras e a matriz de pré-codificação é ciclicamente repetida de acordo com um índice de subportadora k entre Nc

P

matrizes de pré-codificação incluídas em um livro-código N>xR.

As listas de exemplos de índice da matriz de pré-codificação por subportadora são as seguintes:

[1122334455 1122334455 ...]

oo [000111222333444 000111222333444 ...]

A primeira representa o caso de v =2, Nc=5 e k =1,2, ...,K, e a segunda representa o caso de v=3, Nc=5, k= 0,1.....K-1. Aqui, K é um número de recursos em um sub-quadro.

A Equação 31 mostra um caso especifico no qual uma matriz de précodificação é diferentemente estabelecida em Nc matrizes de pré-codificação. O valor de v pode ser decidido considerando a taxa de multiplexação espacial da matriz de pré-codificação. Por exemplo, o valor de v pode ser denotado por v = R.

Também, no caso de usar o esquema de limitação de sub-conjunto de livro-código das Equações 26, a matriz de pré-codificação também pode ser mudada com base em um número de unidades de subportadoras ou um número predeterminado de unidade de recurso de frequência. Este formato pode ser representado pela seguinte equação 32:

Comparada com a Equação 31, a matriz de pré-codificação da Equação 32 também pode ser modificada por v unidades. Diferentemente da Equação 31, a matriz de pré-codificação da Equação 32 é modificada em número Nrestrict Nc) de matrizes de pré-codificação.

Enquanto isso, o ganho de diversidade de frequência poderia ser modificado de acordo com o número de matrizes de pré-codificação ciclicamente repetidas ou o número de matrizes de pré-codificação incluído no livro-código. 20 Portanto, no caso onde o esquema de limitação de sub-conjunto de livro-código e o esquema de repetição cíclica das matrizes de pré-codificação são adaptados em conjunto como representado na Equação 32, vários esquemas para a determinação do sub-conjunto do livro-código são descritos abaixo.

Equação 32

25

Quinta Modalidade 1

DE ACORDO CQM TAXA DE MULTIPLEXAÇÃO ESPACIAL R 10

O sub-conjunto do livro-código pode ser determinado diferentemente de acordo com a taxa de multiplexação espacial R. Por exemplo, no caso de uma taxa de multiplexação espacial baixa, o tamanho do sub-conjunto do livro-código é determinado para ser grande, tal que o ganho de diversidade de frequência possa atingir até o máximo. E no caso de uma taxa de multiplexação espacial alta, o tamanho do sub-conjunto do livro-código é determinado para ser pequeno, tal que a complexidade possa ser diminuída com a manutenção do desempenho. No caso do uso do sub-conjunto do livro-código determinado de acordo com a taxa de multiplexação espacial R, o método de exemplo pode ser representado pela seguinte equação 33:

Equação 33

= 4

/4 . restria

GPSD

N1 x R

( ΓαΊ λ 7 m°dN*Ilnc, = W1 í rr NlXi ) Π

RxR

OU

GPSDkNM

W,

V

NtxR

mod N*slricl

V

Π

y

Onde Nrestrict é denotado pelo número de matrizes de pré-codificação do sub-conjunto do livro-código determinado de acordo com a taxa de multiplexação 15 espacial R. Assim, no caso que as matrizes de pré-codificação em um livro-código adaptado pelo esquema de limitação de sub-conjunto de livro-código são usadas pela repetição cíclica, um desempenho do sistema e a complexidade do sistema poderiam ser aprimorados.

Quinta Modalidade 2 DE ACORDO COM A TAXA DE CODIFICAÇÃO PO CANAL

O sub-conjunto do livro-código pode ser determinado diferentemente de acordo com a taxa de codificação do canal. Por exemplo, geralmente, o ganho de diversidade de frequência pode ser aumentado quando a taxa de codificação do canal for baixa. Assim, na mesma condição da taxa de multiplexação espacial, o sub-conjunto do livro-código tendo diferentes matrizes de pré-codificação, preferivelmente matrizes de pré-codificação em taxa de codificação de canal baixa pode ser usado, tal que um desempenho do sistema e a complexidade do sistema possam ser aumentados.

Quinta Modalidade 3

DE ACORDO COM A RETRANSMISSÃO

O sub-conjunto do livro-código pode ser determinado diferentemente de acordo com a retransmissão. Por exemplo, um sub-conjunto do livro-código usado na retransmissão tem matrizes de pré-codificação diferentes com matrizes de pré10 codificação do sub-conjunto do livro-código foi usado na transmissão inicial. Isto quer dizer que, de acordo com a retransmissão ou o número de retransmissão, e assim por diante, o sub-conjunto do livro-código composto de forma diferente pode ser usado. Desta forma, pode aumentar a taxa de êxito da retransmissão.

Sétima Modalidade

PROLONGAMENTO DA DIVERSIDADE DE MUDANÇA DE FASE

GENERALIZADA PARA CONTROLE DE POTÊNCIA POR ANTENA DE TRANSMISSÃO

Quanto aos diferentes esquemas de pré-codificação, diferentes valores de potência por antena TX podem ser usados na variação de frequência ou de 20 tempo. Desta forma, o desempenho do sistema pode ser aumentado e o uso de potência efetiva é possível. Por exemplo, o controle de potência por antena Tx pode ser usado com os esquemas de pré-codificação das Equações 28, 30, 31 e 32. Especialmente, o exemplo da Equação 31 com um livro-código incluindo matrizes de pré-codificação Nc é representado pelas seguintes equações 34:

Equação 34 p _ í d° pi ... pNc~l\ rNl χΛ (-rW, χΛ ’ rN, χΛ > »rN, xR J ,

=D^O

—I mod /Vc

ρΐ ν I

rN,xR

Π

RxR ,

or GPSD^r

Κ.χΝ (0

,Iff

ΓΛΤ,χΛ

mod Af,

Π

RxR

«Γ(0 0 ο A2mCO

ο

ο

ο

ο

ο

< (Ο

Na Equação 34,

Π

/Cx/?

é adaptado para misturar fluxos de dados e também

pode ser chamada de matriz se rotação,

n,

também pode ser facilmente

representada pela equação 29. E, é indicado por uma matriz diagonal de

controle de potência para permitir que cada antena TX transmita um fluxo de dados com diferentes potências de acordo com a região de frequência m-ésima

ω

e/ou t-tempo. Λν é indicado por um elemento de controle de potência utilizado na antena Tx i-ésima, região de frequência m-ésima e/ou t-tempo.

N..

O exemplo da Equação 32 que utiliza o livro-código incluindo matrizes de pré-codificação é representado pela seguinte equação 35: Equação 35

pmiràl InO p2 p3 pS 1 vy =íw° Wi W2 W3 1 rN,xR \rN,xR> rNtxR’rN,xR’rN,xRj yyN,xR \nN,xR> rrN, xR ’ ''N,xR > rrN, xR f ,

<^vc>

de

GPSD^xr - D” x/v (t)

’ [<Vx*

Π

RxR

or

gpsdn,xr = (0

w,

mod Nn

v

N.x R

Π

RxR

Dm

ljNlXN,

(0 =

a\ (0 0 0 a?(t)

0

0

0

0

0

<(0 Ή* TIbi (ι\ . .

Na Equação 35, cada *** ' N‘*K e co são iguais aos da equação

34.

OITAVA MODALIDADE

TRANSCEPTOR PARA REALIZAÇÃO DA PRÉ-CODIFICAÇÃO COM BASE NA MUDANÇA DE FASE

Geralmente, um sistema de comunicação inclui um transmissor e um receptor. Neste caso, o transmissor e o receptor podem ser considerados um transceptor. A fim de esclarecer a função do retorno, uma peça para transmissão de dados de retorno é o transmissor, e a outra peça para transmissão de dados 10 de retorno é o receptor. Em um enlace descendente, o transmissor pode ser uma peça do um Node-B, ou o receptor pode ser uma peça de um equipamento do usuário (UE). Em um enlace ascendente, o transceptor pode ser uma peça do UE, ou o receptor pode ser uma peça do Node-B. O Node-B pode incluir uma pluralidade de receptores e uma pluralidade de transmissores. E, o equipamento 15 do usuário (UE) também pode incluir uma pluralidade de receptores e uma pluralidade de transmissores.

A FIG. 7 é um diagrama em bloco ilustrando um transmissor de OFDM SCW com base em um esquema de pré-codificação com base na mudança de fase de acordo com a presente invenção. A FIG. 8 é um diagrama de bloco 20 ilustrando um transmissor MCW OFDM de acordo com a presente invenção. Com relação às FIGS. 7 e 8, os codificadores de canal 510 e 610, os intercaladores 520 e 620, unidades IFFT (Transformada de Fourier Rápida Inversa), e os conversores analógicos 560 e 660 e outros são iguais àqueles da FIG. 1, de modo que sua descrição detalhada será aqui omitida por conveniência da descrição. 25 Somente os pré-codificadores 540 e 640 serão descritos a seguir em detalhes.

O pré-codificador 540 inclui um módulo de decisão da matriz de précodificação 541 e um módulo pré-codificação 542. O pré-codificado 640 inclui um módulo de decisão da matriz de pré-codificação 641 e um módulo de précodificação 642.

O módulo de decisão da matriz de pré-codificação (541, 641) é configurado

no formato do primeiro grupo de equações 12, 14, e 15 ou um segundo grupo de equações 20 e 21, e determina uma matriz de pré-codificação com base na mudança de fase. Um método detalhado para determinação da matriz de précodificação já foi descrito da segunda a quarta modalidades, de modo que uma 35 descrição detalhada será aqui omitida por conveniência da descrição. A matriz de pré-codificação com base na mudança de fase com base no primeiro grupo de equações 12, 14, e 15 ou no segundo grupo de equações 20 e 21 podem alterar a matriz de pré-codificação a fim de impedir uma interferência entre as subportadoras, um ângulo de fase de uma matriz diagonal, e/ou de uma matriz unitária no tempo, de acordo com a Equação 18.

O módulo de decisão da matriz de pré-codificação (541.641) pode

selecionar pelo menos uma matriz de pré-codificação e a matriz unitária com base nas informações de retorno de uma extremidade de recepção. Neste caso, é preferível que as informações de retorno inclua um índice da matriz de um livro código predeterminado. O módulo de pré-codificação (542, 642) multiplica um 10 símbolo OFDM pela matriz de pré-codificação com base na mudança de fase determinada e realiza a pré-codificação no resultado multiplicado.

Normalmente, os componentes individuais de um receptor possuem funções opostas àquelas do transmissor. A seguir será descrito um receptor em um sistema de MIMO-OFDM que usa uma matriz de pré-codificação com base na mudança de fase.

Primeiro, o receptor recebe o sinal piloto de um transmissor e atinge as informações do canal MIMO usando um sinal piloto recebido. E depois, o receptor obtém as informações do canal MIMO equivalentes multiplicando a matriz de précodificação com base na mudança de fase pela informação obtida do canal de 20 MIMO. A pré-codificação com base na mudança de fase pode ser determinada com base em pelo menos uma das informações da taxa de multiplexação espacial (ou classificação) e as informações da matriz de pré-codificação do transmissor.

O receptor pode extrair os sinais de dados usando as informações do canal MIMO equivalentes e o vetor do sinal recebido do transmissor. E o 25 decodificador do canal é executado pelo sinal de dados extraídos para a detecção de erro/correção depois, finalmente os dados transmitidos pelo transmissor podem ser obtidos. De acordo com o esquema de recepção de MIMO, as operações pré-descritas podem ser usadas iterativamente ou podem compreender outras operações de decodificação.

O receptor com base em um esquema de pré-codificação com base na

mudança de fase de acordo com a presente invenção pode ser adaptado sem modificação em conformidade com o esquema de recepção de MIMO, desta forma, outros detalhes sobre o esquema de recepção MIMO são resumidas.

Deve-se observar que a maior parte da terminologia divulgada na presente invenção foi definida com base nas funções da presente invenção e pode-se ser determinada de forma diferente de acordo com a intenção daquelas pessoas versadas na técnica ou práticas comuns. Conseqüentemente, é preferível que a terminologia acima mencionada seja entendida com base em todo o conteúdo divulgado na presente invenção.

Ficará evidente para aquelas pessoas versadas na técnica que podem ser feitas diversas alterações e variações na presente invenção sem que se diferenciem do conteúdo ou do escopo da invenção. Portanto, pretende-se que a presente invenção inclua as alterações e variações desta invenção, desde que estejam dentro do escopo das reivindicações e seus equivalentes em anexo.

Aplicabilidade industrial Conforme evidenciado pela descrição acima, a presente invenção

apresenta um esquema de pré-codificação com base na mudança de fase para resolução de problemas dos métodos convencionais CDD, PSD, e de précodificação, tendo como resultado a implementação de uma comunicação efetiva. Especificamente, o esquema de pré-codificação com base na mudança de fase é 15 generalizada ou prolongada, o projeto de um transceptor é simplificado ou a eficiência da comunicação aumenta.

Embora as modalidades preferidas da presente invenção sejam divulgadas com fins ilustrativos, as pessoas versadas na técnica valorizarão as diversas modificações, acréscimos e substituições que são possíveis, sem se diferenciar do escopo e conteúdo da invenção como divulgado nas reivindicações em anexo.

Claims (26)

1. Método para transmissão de dados em um Sistema de Múltiplas Entradas e Múltiplas Saídas (MIMO) usando uma pluralidade de subportadoras, o método compreendendo: a determinação de uma matriz de pré-codificação como uma parte de uma matriz de pré-codificação com base na mudança de fase; a determinação de uma primeira matriz diagonal para a mudança de fase como uma parte da matriz de pré-codificação com base na mudança de fase, a determinação de uma matriz unitária como uma parte da matriz de précodificação com base na mudança de fase; e a pré-codificação pela multiplicação da matriz de pré-codificação com base na mudança de fase por um símbolo de transmissão por recurso, caracterizado pelo fato de que a matriz de pré-codificação com base na mudança de fase é determinada multiplicando a matriz de pré-codificação, a primeira matriz diagonal, e a matriz unitária.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: a matriz de pré-codificação é selecionada para repetir ciclicamente em um primeiro livro-código de acordo com o índice do recurso (k).

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: a matriz de pré-codificação é selecionada para repetir ciclicamente em um primeiro livro-código de acordo com o índice do recurso com a repetição por uma unidade predeterminada.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que: a unidade predeterminada é determinada em relação à taxa de multiplexação espacial.

5. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que: a matriz de pré-codificação é selecionada de uma parte do primeiro livrocódigo.

6. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que: a matriz de pré-codificação é selecionada de um segundo livro-código compreendendo uma parte do primeiro livro-código.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: a matriz de pré-codificação com base na mudança de fase é representada pela seguinte equação: [Equação] <formula>formula see original document page 34</formula> onde (Pwt x R) é a matriz de pré-codificação, Nt número de antena TX1 (UR x R) é a matriz unitária, “k” é um índice do recurso é um valor do ângulo de fase, e R é uma taxa de multiplexação espacial.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda incluir: a determinação de uma segunda matriz diagonal para uma mudança de fase como uma parte da matriz de pré-codificação com base na mudança de fase, na qual a matriz de pré-codificação com base na mudança de fase é determinada multiplicando a segunda matriz diagonal, a matriz de pré-codificação, a primeira matriz diagonal, e a matriz unitária.

9. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que: a matriz de pré-codificação é selecionada do primeiro livro-código com base nas informações de retorno recebidas de uma extremidade de recepção.

10. Transceptor para transmissão de dados em um Sistema de Múltiplas Entradas e Múltiplas Saídas (MIMO) usando uma pluralidade de subportadoras, o transceptor caracterizado pelo fato de compreender: um módulo de decisão de pré-codificação de matriz que determina uma matriz de pré-codificação como uma parte de uma matriz de pré-codificação com base na mudança de fase, determina uma primeira matriz diagonal para uma mudança de fase como uma parte da matriz de pré-codificação com base na mudança de fase, determina uma matriz unitária como uma parte da matriz de pré-codificação com base na mudança de fase e determina a matriz de précodificação com base na mudança de fase multiplicando a matriz de précodificação, a primeira matriz diagonal, e a matriz unitária, e um módulo de pré-codificação para a pré-codificação pela multiplicação da matriz de pré-codificação com base na mudança de fase por um símbolo de transmissão por recurso.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que: a matriz de pré-codificação é selecionada para repetir ciclicamente em um livro-código de acordo com o índice do recurso (k).

12. Transceptor, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que: a matriz de pré-codificação é selecionada pelo módulo operando um índice (k) de uma subportadora correspondente a um tamanho do livro-código (N).

13. Transceptor, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que: a matriz de pré-codificação com base na mudança de fase é representada pela seguinte equação: [Equação] <formula>formula see original document page 35</formula> onde (Pwt x R) é a matriz de pré-codificação, Nt número de antena TX, (UR x R) é a matriz unitária, “k” é um índice do recurso, Θ, (i = 1, 2, 3, 4) é um valor do ângulo da fase, e R é uma taxa de multiplexação espacial.

14. Transceptor, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que: o módulo de decisão de pré-codificação da matriz determina uma segunda matriz diagonal para uma mudança de fase como uma parte da matriz de précodificação com base na mudança de fase, na qual a matriz de pré-codificação com base na mudança de fase é determinada multiplicando a segunda matriz diagonal, a matriz de pré-codificação, a primeira matriz diagonal, e a matriz unitária.

15. Transceptor, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que: a matriz de pré-codificação é selecionada com base nas informações de retorno recebidas de uma extremidade de recepção.

16. Transceptor, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que: as informações de retorno incluem um índice da matriz de pré-codificação (PMI) associado ao livro-código.

17. Método para receber dados em um Sistema de Múltiplas Entradas e Múltiplas Saídas (MIMO) usando uma pluralidade de subportadoras, o método compreendendo: a determinação de uma matriz de pré-codificação como uma parte de uma matriz de pré-codificação com base na mudança de fase; a determinação de uma primeira matriz diagonal para uma mudança de fase como uma parte da matriz de pré-codificação com base na mudança de fase; a determinação de uma matriz unitária como uma parte da matriz de précodificação com base na mudança de fase; e a decodificação de um símbolo de transmissão por recurso com base na matriz de pré-codificação com base na mudança de fase, caracterizado pelo fato de que a matriz de pré-codificação com base na mudança de fase é determinada multiplicando a matriz de pré-codificação, a primeira matriz diagonal, e a matriz unitária.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que: a matriz de pré-codificação é selecionada para repetir ciclicamente em um livro-código de acordo com o índice do recurso.

19. Método para transmissão de dados em um Sistema de Múltiplas Entradas e Múltiplas Saídas (MIMO) usando uma pluralidade de subportadoras, o método compreendendo: a determinação de uma matriz de pré-codificação, como uma parte de uma matriz de pré-codificação com base na mudança de fase, a determinação de uma matriz de rotação de acordo com uma taxa de multiplexação espacial como uma parte da matriz de pré-codificação com base na mudança de fase; e a pré-codificação pela multiplicação da matriz de pré-codificação com base na mudança de fase por um símbolo de transmissão por recurso, caracterizado pelo fato de que a matriz de pré-codificação com base na mudança de fase é determinada multiplicando a matriz de pré-codificação e a matriz de rotação.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que: a matriz de pré-codificação é selecionada de uma parte de um primeiro livro-código.

21. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que: a matriz de pré-codificação é selecionada de um segundo livro-código que compreende uma parte de um primeiro livro-código.

22. Método, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que: o segundo livro-código é determinado em relação a pelo menos uma dentre a taxa de multiplexação espacial, taxa de codificação do canal e retransmissão.

23. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que: a matriz de rotação compreende um produto de uma matriz diagonal por uma mudança de fase e uma matriz unitária.

24. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que: a matriz de pré-codificação é selecionada para repetir ciclicamente em um primeiro livro-código de acordo com o índice do recurso com a repetição por uma unidade predeterminada.

25. Método, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que: a unidade predeterminada é determinada em relação à taxa de multiplexação espacial.

26. Método, de acordo com a reivindicação 19 ou 20, caracterizado pelo fato de ainda compreender: a determinação de uma matriz diagonal para um controle de potência como uma parte da matriz de pré-codificação com base na mudança de fase, na qual a matriz de pré-codificação com base na mudança de fase é determinada multiplicando a matriz de pré-codificação, a matriz de rotação e a matriz diagonal para um controle de potência.