ES2587524T3 - Construcción de un libro de códigos - Google Patents

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Abstract

Un método realizado en una estación base utilizada en un sistema de comunicaciones inalámbricas, que comprende: disponer de un libro de códigos que incluye una pluralidad de matrices precodificadoras; precodificar datos con una de la pluralidad de matrices precodificadoras; y transmitir, a un equipo de usuario, los datos precodificados, en el que cada matriz precodificadora W satisface W >= W(1)W(2), en el que la primera matriz W(1) se elige de un primer libro de códigos , y la segunda matriz W(2) se elige de un segundo libro de códigos, que se caracteriza por**Fórmula** en donde indica un producto Hadamard, Q1 es un entero positivo,**Fórmula** J, K y L son enteros positivos,**Fórmula** y N es el número de antenas transmisoras**Fórmula** m es un entero positivo y 1 <= m <= J .

Description

imagen1
imagen2
imagen3
imagen4
imagen5
imagen6
imagen7
componentes fuera de los cuales se forma el libro de códigos de grado 1. El primero, referido como el libro de imagen8
códigos del vector de la ganancia y que viene dado por imagen9, es uno de los cuales se sacan las ganancias imagen10.
Los otros dos son libros de códigos para cuantificar los términos de fase imagen9y vienen dados por
imagen9y
5 . Considérese ahora el libro de códigos del vector de la ganancia imagen9. Para cubrir las 4TX separadas muy próximas entre sí se necesitan bastantes vectores en el libro de códigos de grado 1 que tengan una estructura de la imagen11
forma especificada en (8). Se refiere como el vector de la ganancia y proporciona un libro de imagen12códigos de 3 bits de vectores de la ganancia en la figura 2, en la que imagen13para algún
escalar configurable Obsérvese que los vectores de la ganancia correspondientes a los índices 0,1,2 siguen
10 las restricciones especificadas en (8) y por ello son apropiados al caso de las 4TX ULA separadas muy próximas entre sí. El vector de la ganancia correspondiente al índice cero es apropiado para el caso de 4TX de polos cruzados, en el que los unos correspondientes a los índices 3,4 marcan un escenario referido en este documento como el caso de potencia desequilibrada (config. Apéndice 8). El índice 7 indica la reutilización de un libro de códigos existente por defecto mientras que los índices 5, 6 se incluyen para ofrecer simplemente más opciones.
15 A continuación, para cuantificar las fases se introducen dos libros de códigos de fase, imagen14
imagen9y imagen9. Se insiste en la
restricción marcada en (8) que de forma que el vector x se puede ampliar como
imagen15
(14)
Se utiliza el libro de códigos
imagen9para seleccionar
imagen9y el libro de códigos
imagen9para seleccionar imagen9. Una manera simple para construir estos dos libros de códigos es por medio de la cuantificación uniforme de [0,2) utilizando el 20 número dado de bits para cada libro de códigos. Obsérvese que con esta alternativa de seleccionar las fases, si se elige el vector de la ganancia correspondiente al índice 0 en el libro de códigos de vectores de la ganancia de la figura 2, se observa que el vector resultante es conforme a la estructura del eigenvector genérico de la matriz de correlación de 4TX de polos cruzados. De manera similar, tras la elección del vector de la ganancia correspondiente a cualquiera de los índices 0,1, 2 en el libro de códigos de los vectores de ganancia, se observa el vector resultante
25 es conforme a la estructura del eigenvector genérico de la matriz de correlación de la 4TX ULA.
Considérese ahora el libro de códigos de grado 2 que consta de un conjunto de matrices 4 x 2 semiunitarias. De las observaciones hechas en la sección 1 se puede definir un subconjunto de tales matrices que tienen la estructura
imagen16
Obsérvese que esta estructura se cumple (config. Sección 1) y también con la estructura de los primeros dos 30 vectores propios dominantes de la configuración de 4TX ULA con el modelo de correlación espacial (como se describe en la Sección 6) y cuando se cumple que a1= a1, = a2= a2, es válida también para la configuración de 4TX
8
de polos cruzados (como se describe en la Sección 2). Adicionalmente, se pueden incluir matrices que tengan la estructura
imagen17
que cumple con 4TX ULA.
5 4 Construcción del Libro de Códigos en forma de producto
Se explica a continuación dos construcciones del libro de códigos, basándose en los principios esbozados en las Secciones 1 y 2, en las qué cada libro de códigos se deriva como un producto de matrices. En cada caso, se usa el libro de códigos diseñado en [1] como base y se amplía mientras se conforma con los principios esbozados en las Secciones 1 y 2.
para n = 0,...,15 Se refiere este libro de códigos como la primera realización y se define su libro de códigos interno como
imagen18
imagen19
(15)
15 donde
imagen20es el producto Hadamard y
imagen21
(16)
imagen22
donde ei es el vector de selección de columna 4 x 1 El libro de códigos externo de grado 2 se define como
9
imagen23
imagen24
(21A)
o
imagen25
(21B)
imagen26
Y el libro de códigos externo de grado 2 se define como
imagen27(23)
En cada caso los libros de códigos de grado 2 y de 4 se pueden fijar a los libros de códigos antiguos de grado 3 y grado 4 (Householder). Adicionalmente, el libro de códigos antiguo completo se puede incluir como un subconjunto.
10 Obsérvese que la primera realización tiene una propiedad deseable que se pierde en la segunda. Esta propiedad es imagen9
que para cada grado k, para cada elección del imagen28precodificador interno suponiendo que cada matriz
precodificadora en el libro de códigos
correspondiente a ese grado se pueda seleccionar equiprobablemente, el valor esperado del cuadrado de la norma de cada fila (es decir, la suma de los cuadrados de las magnitudes de los elementos en esa fila) de la matriz precodificadora seleccionada, sea idéntica. Esta propiedad
15 es beneficiosa para el funcionamiento de (por ejemplo, controlando la optimización) los amplificadores de potencia utilizando la potencia de transmisión disponible.
4.1 Integración en un libro de códigos mayor
Obsérvese que la realización de la matriz del canal depende tanto de la matriz de correlación espacial como del desvanecimiento a corto plazo (a.k.a. rápido). En algunos escenarios puede haber variaciones significativas en la 20 matriz del canal observado en la cuenta de desvanecimientos rápidos, tal como el caso en el que las antenas copolarizadas están dispuestas con bastante separación. Por ello, un buen libro de códigos necesita acomodar tales variaciones significativas en la matriz del canal observado también en la cuenta de desvanecimientos rápidos, lo cual hace necesario incluir las palabras de código que son designadas utilizando otros criterios tales como una distancia mínima cordal [4]. Una forma útil de manejar tales casos sería integrar el libro de códigos obtenido utilizando los
25 principios mencionados anteriormente como un subconjunto en un libro de códigos mayor.
5. Conclusiones
Se ha detallado una estructura del libro de códigos y se han presentado dos realizaciones conformes al formato del producto de matrices. Esta estructura está motivada por las propiedades fundamentales de la matriz de correlación espacial y por hacer viable la optimización del libro de códigos.
30 6. Apéndice: 4TX ULA con modelo de correlación exponencial
A continuación, se considera al caso en el que se especializa adicionalmente la matriz de correlación para que sea
11
imagen29
imagen30
2. Entonces, para diseñar libros de códigos apropiados para tales escenarios se considera la primera realización imagen31
presentada en la sección 4 y ampliar su libro de códigos externo como se explica a continuación. El libro de códigos externo de grado 1 se define ahora como
imagen32
(37)
imagen33
10 Similarmente, para la segunda realización del libro de códigos externo de grado 1 se define como
imagen34
(39)
Y el libro de códigos externo de grado 2 se define como
imagen35
(40)
Se insiste aquí que los libros de códigos definidos anteriormente son también apropiados para los casos en los que 15 el transmisor tenga 4 antenas copolarizadas separadas geográficamente que constan de un par de 2 antenas copolarizadas en cada lugar. Entonces la matriz de la correlación de cada uno de estos dos conjuntos copolarizados imagen36
viene dada por C que es Hermitiana y Toeplitz. La matriz de la correlación 4 x 4 total se puede escribir como
imagen37(41)
en donde
imagen38indica el producto kronecker y d1, d2 ∈ [0,1] son los términos de ganancia normalizada que reflejan las 20 diferentes ganancias medias del recorrido de propagación desde los dos lugares.
14
imagen39
imagen40
imagen41
imagen42
imagen43
imagen44
imagen45
imagen46

Claims (1)

  1. imagen1
    imagen2
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    imagen6
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