ES2628966T3

ES2628966T3 - Señales de referencia para la validación de enlace descendente en un canal MIMO de multiportadora inalámbrico

Info

Publication number: ES2628966T3
Application number: ES07798374.0T
Authority: ES
Inventors: Jun Shi; Qinghua Li; Hongmei Sun; Minnie Ho
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2006-06-19
Filing date: 2007-06-11
Publication date: 2017-08-04
Anticipated expiration: 2027-06-11
Also published as: US7720470B2; EP2050204A1; CN101473555A; EP2050204A4; US20070293172A1; CN101473555B; EP2050204B1; WO2007149722A1

Abstract

Un método que comprende: determinar (92) una matriz de haces de enlace para un dispositivo de transmisión (12) a utilizar para precodificar datos para transmisión a un dispositivo de recepción (14) por intermedio de un canal MIMO de multiportadora, en donde la determinación se realiza en dicho dispositivo de recepción, comprendiendo dicha matriz de haces de enlace una pluralidad de columnas; transmitir (94) información, desde dicho dispositivo de recepción a dicho dispositivo de transmisión, que identifica dicha matriz de haces de enlace; recibir (96) señales pilotos dedicadas (82) y señales de datos procedentes de dicho dispositivo de transmisión, por intermedio de dicho canal MIMO de multiportadora, que se suponían haber sido precodificados por dicho dispositivo de transmisión utilizando dicha matriz de haces de enlace, con dichas señales pilotos dedicadas incluyendo información conocida; y procesar dichas señales pilotos dedicadas para validar (98) si dicho dispositivo de transmisión ha utilizado realmente dicha matriz de haces de enlace para precodificar dichas señales pilotos dedicadas y dichas señales de datos; en donde procesar dichas señales pilotos dedicadas para validar si dicho dispositivo de transmisión utilizó realmente dicha matriz de haces de enlace para precodificar dichas señales pilotos dedicadas y dichas señales de datos, incluye utilizar una detección de probabilidad máxima para procesar dichas señales pilotos dedicadas; estando dicho método caracterizado por: la utilización de la detección de probabilidad máxima para procesar dichas señales pilotos dedicadas consiste en realizar una búsqueda de libro de códigos de complejidad reducida que incluye una búsqueda en columna como sigue:**Fórmula** en donde vi* es la estimación de la i-ésima columna de la matriz de haces de enlace realmente utilizada por el dispositivo de transmisión, Yi es la i-ésima columna de la señal piloto dedicada recibida Y, H es la matriz de canal y Codebook es el libro de códigos de las posibles matrices de haces de enlace y Ns es el número de flujos espaciales.

Description

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DESCRIPCION

Senales de referencia para la validacion de enlace descendente en un canal MIMO de multiportadora inalambrico CAMPO TECNICO

La presente invencion se refiere, en general, a comunicaciones inalambricas y mas en particular, a tecnicas para mejorar el rendimiento en un canal MIMO inalambrico.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

La tecnica entrada multiple, salida multiple (MIMO) es una tecnica de comunicaciones inalambricas que utiliza multiples antenas en cada extremidad de un canal de comunicaciones. Es decir, un dispositivo de transmision utiliza multiples antenas de transmision para transmitir senales en una extremidad del canal inalambrico y un dispositivo de recepcion utiliza multiples antenas de recepcion para recibir las senales en la otra extremidad del canal inalambrico. Utilizando multiples antenas en cada lado del canal, la dimension espacial puede representar una ventaja de una manera que mejora el rendimiento de comunicacion global. La tecnica MIMO puede ponerse en practica como una tecnica de bucle abierto o de bucle cerrado. En la tecnica MIMO de bucle abierto, un dispositivo de transmision no tiene conocimiento del estado del canal antes de transmitir una senal en el canal. En la tecnica MIMO en bucle cerrado, por el contrario, el dispositivo de transmision adquiere una matriz de haces de enlace (que esta basada en las condiciones del canal actuales) que se utiliza para preacondicionar o precodificar senales antes de su transmision al canal.

La tecnica MIMO de bucle cerrado puede ponerse en practica utilizando una realimentacion operativa implfcita o una realimentacion informativa explfcita. La realimentacion informativa implfcita se basa en la propiedad de la reciprocidad del canal para obtener informacion sobre un canal MIMO dentro de un dispositivo de transmision. Es decir, la propiedad de redproca del canal permite al dispositivo de transmision calcular una matriz de canal para el canal de direccion hacia delante a partir de la informacion de canal observada para el canal de direccion inversa. La realimentacion informativa implfcita requiera calibraciones a realizarse para el dispositivo de transmision y el dispositivo de recepcion para modelizar con precision el canal global como un componente redproco. La realimentacion informativa explfcita transmite sfmbolos de formacion en la direccion hacia delante desde el dispositivo de transmision al dispositivo de recepcion. El dispositivo de recepcion desarrolla luego la matriz de haces de enlace utilizando los sfmbolos de formacion y los transmite de nuevo al dispositivo de transmision como una realimentacion informativa. Cuando se utiliza la realimentacion informativa explfcita, no se requieren calibraciones de sistemas complicadas.

Cuando se utiliza una realimentacion informativa explfcita en un canal MIMO en bucle cerrado, puede surgir un problema si la calidad del convencional de retorno es baja. Es decir, los errores generados en el canal de retorno pueden hacer corrupta la informacion de la matriz de haces de enlace de modo que la matriz recibida por el dispositivo de transmision sea diferente de la transmitida por el dispositivo recepcion. En algunas redes, la correccion de errores hacia delante (FEC) puede utilizarse en el canal de retorno para corregir errores que ad se producen. Sin embargo, la codificacion de FEC normalmente solo es capaz de corregir un cierto numero de errores. Si el numero de errores dentro de la informacion de retorno supera este numero, en tal caso, el dispositivo de transmision puede acabar utilizando la matriz de haces de enlace erronea para precodificar datos antes de la transmision. El dispositivo de recepcion puede utilizar entonces la matriz de haces de enlace seleccionada para demodular los datos transmitidos, lo que da lugar a una comunicacion defectuosa.

El documento de Nortel: "Trazados de enlace descendente en MIMO-OFDM y realimentacion de indices de precodificacion, borrador 3GPP; R1-060899, RAN WG1, Atenas, 21 de marzo de 2006, se refiere a senales piloto de enlace descendente en MIMO-OFDM y la realimentacion informativa de indices de precodificacion y considera sistemas basados en senales piloto comunes y sistemas basados en senales pilotos dedicadas.

El documento US 2005/152263 se refiere a la verificacion de pesos de antenas para dos antenas de estacion base en un receptor de radio movil UMTS por medio del que se reduce el riesgo de detecciones incorrectas basandose en un numero de sfmbolos de formacion recibidos.

El documento de Nortel: "Propuesta para la senales piloto de enlace descendente para E-UTRA", borrador 3GPP; R1-051155, RAN WG1, San Diego, 4 de octubre de 2005, se refiere a una propuesta para senales piloto de enlace descendente para E-UTRA y a senales piloto comunes (publicas) compartidas por todos los equipos de usuario UEs y senales pilotos dedicadas (privadas) utilizadas por un equipo UE unico y recomienda una estructura de senales piloto dispersadas.

De conformidad con un primer aspecto de la idea inventiva, se da a conocer un metodo segun la reivindicacion 1.

En conformidad con un segundo aspecto de la idea inventiva, se da a conocer un aparato segun la reivindicacion 6.

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En conformidad con un tercer aspecto de la idea inventiva, se da conocer un programa que comprende instrucciones dispuestas, cuando se ejecutan, para poner en practica un metodo segun la reivindicacion 7.

En conformidad con un cuarto aspecto de la idea inventiva, se da a conocer un soporte de memorizacion segun la reivindicacion 8.

Formas de realizacion adicionales de la invencion se incluyen en las reivindicaciones subordinadas.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

La Figura 1 es un diagrama de bloques que ilustra una disposicion de redes inalambricas a modo de ejemplo de conformidad con una forma de realizacion de la presente invencion;

La Figura 2 es un diagrama que ilustra un bloque de recursos ffsicos de enlace descendente, a modo de ejemplo, asociado con un dispositivo de recepcion que incluye senales pilotos dedicadas en conformidad con una forma de realizacion de la presente invencion;

La Figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra, a modo de ejemplo, un metodo para uso en un dispositivo de recepcion asociado con un canal MIMO multiportadora en conformidad con una forma de realizacion de la presente invencion; y

La Figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra, a modo de ejemplo, un metodo para uso en un dispositivo de transmision asociado con un canal MIMO multiportadora de conformidad con una forma de realizacion de la presente invencion.

DESCRIPCION DETALLADA

En la siguiente descripcion detallada, se hace referencia a los dibujos adjuntos que muestran, a modo de ilustracion, formas de realizacion espedficas en las que la invencion puede ponerse en practica. Estas formas de realizacion se describen con detalles suficientes para permitir a los expertos en esta tecnica practicar la invencion. Ha de entenderse que las diversas formas de realizacion de la invencion, aunque sean diferentes, no son necesariamente mutuamente exclusivas. A modo de ejemplo, una funcion, estructura o caractenstica particular aqrn descrita en relacion con una forma de realizacion puede ponerse en practica dentro de otra forma de realizacion sin desviarse por ello del alcance de la invencion segun se define por las reivindicaciones. Ademas, ha de entenderse que la localizacion o disposicion de elementos individuales dentro de cada forma de realizacion dada a conocer puede modificarse sin desviarse por ello del alcance de la invencion. Por lo tanto, la descripcion detallada siguiente no ha de considerarse en un sentido limitativo, y el alcance de la presente invencion se define solamente por las reivindicaciones adjuntas, interpretadas de forma adecuada. En los dibujos las referencias numericas similares corresponden a la misma o similar funcionalidad a traves de las diversas vistas.

La Figura 1 es un diagrama de bloques que ilustra una disposicion de redes inalambricas a modo de ejemplo en conformidad con una forma de realizacion de la presente invencion. Segun se ilustra, un dispositivo de transmision 12 esta en comunicacion con un dispositivo de recepcion 14 por intermedio de un canal de comunicacion inalambrica. En al menos una forma de realizacion, el dispositivo de transmision 12 es una estacion base inalambrica (BS) y el dispositivo de recepcion 14 es una estacion de abonado inalambrica (SS) que accede a una red mayor a traves de la estacion base BS. En dicha forma de realizacion, la estacion base BS inalambrica puede proporcionar tambien servicios de acceso simultaneo a varias otras estaciones de abonado SSs ademas del dispositivo de recepcion 14. El dispositivo de recepcion 14 puede incluir cualquier tipo de componente inalambrico, dispositivo o sistema que sea capaz de un acceso inalambrico a una red.

Segun se ilustra en la Figura 1, el dispositivo de transmision 12 y el dispositivo de recepcion 14 tienen cada uno multiples antenas (es decir, dos o mas). El canal inalambrico entre el dispositivo de transmision 12 y el dispositivo de recepcion 14 es un canal de multiple entrada, multiple salida (MIMO). En la forma de realizacion ilustrada, el dispositivo de transmision 12 y el dispositivo de recepcion 14 tienen, cada uno de ellos, un conjunto unico de antenas que puede utilizarse para funciones de transmision y recepcion, a la vez. En otras formas de realizacion, el dispositivo de transmision 12 y/o el dispositivo de recepcion 14 pueden utilizar diferentes conjuntos de antenas para transmitir y recibir. Cualquier tipo de antenas puede utilizarse, incluyendo, a modo de ejemplo, dipolos, bandas de conexion, antenas helicoidales, arrays de antenas y/o otras. En la forma de realizacion ilustrada en la Figura 1, el dispositivo de transmision inalambrico 12 incluye un transceptor inalambrico 16 y un controlador 18. El controlador 18 es operativo para realizar algunas o la totalidad de las funciones de procesamiento digital requeridas para el soporte de la operacion MIMO en bucle cerrado para el dispositivo de transmision 12. Las funciones del controlador pueden realizarse utilizando, entre otras cosas, uno o mas dispositivos de procesamiento digital tales como, a modo de ejemplo, un microprocesador de uso general, un procesador de senal digital (DSP), un ordenador de conjunto de instrucciones reducidas (RISC), un ordenador de conjunto de instrucciones complejas (CISC), una matriz e puertas programables in situ (FPGA), un circuito integrado espedfico de la aplicacion (ASIC) y/o otros, incluyendo combinaciones de los anteriores. El transceptor inalambrico 16 es operativo para realizar las funciones relacionadas

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con las radiofrecuencias (RF) requeridas para (a) generar senales de transmision de RF para su entrega a las multiples antenas durante las operaciones de transmision y (b) procesar las senales de RF recibidas por las multiples antenas durante las operaciones de recepcion. El dispositivo de recepcion 14 de la Figura 1 incluye tambien un transceptor inalambrico 20 y un controlador 22. Estos elementos pueden realizar funciones similares a las unidades correspondientes dentro del dispositivo de transmision 12.

En al menos una forma de realizacion, el dispositivo de transmision 12 y el dispositivo de recepcion 14 pueden configurarse para utilizar tecnicas de multiplexacion por division ortogonal de frecuencia (OFDM) (u otras tecnicas de multiportadoras). En un sistema OFDM, los datos a transmitirse se distribuyen entre una pluralidad de sub- portadoras de banda estrecha practicamente ortogonales. En al menos una forma de realizacion, una forma de OFDM conocida como de acceso multiple por division ortogonal de la frecuencia (OFDMA) puede utilizarse a tal respecto. OFDMA permite que las sub-portadoras de un sfmbolo OFDM sean divididas entre multiples usuarios diferentes para proporcionar un acceso multiple dentro de un sfmbolo unico.

La disposicion de la red 10 de la Figura 1 puede utilizar una realimentacion informativa explfcita, tecnicas MIMO en bucle cerrado para soportar la transmision de datos desde el dispositivo de transmision 12 al dispositivo de recepcion 14. A modo de ejemplo, el dispositivo de transmision 12 puede transmitir primero sfmbolos de formacion al dispositivo de recepcion 14 por intermedio del canal MIMO. El dispositivo de recepcion 14 puede utilizar luego los sfmbolos de formacion recibidos para determinar una matriz de haces de enlace (o multiples matrices de haces de enlace) para el dispositivo de transmision 12 a utilizar para transmitir datos al dispositivo de recepcion 14. Una vez que se haya determinado la matriz de haces de enlace, el dispositivo de recepcion 14 puede transmitir la matriz (o alguna informacion que identifique de forma unica, la matriz) al dispositivo de transmision 12. El dispositivo de transmision 12 puede utilizar luego la matriz de haces de enlace para precodificar datos de usuario antes de transmitir los datos al dispositivo de recepcion 14 por intermedio del canal MlMO. En algunas formas de realizacion, multiples matrices de haces de enlace pueden realimentarse al dispositivo de transmision 12 para su uso a frecuencias diferentes.

Debido a la variacion del canal y al ruido aditivo en el canal desde dispositivo de recepcion 14 al dispositivo de transmision 12 (p.ej., el canal de enlace ascendente), el dispositivo de transmision 12 decodificara, a veces, el mdice de formacion de haces de enlace desde el dispositivo de recepcion 14 de forma erronea. Incluso cuando se utiliza una codificacion de correccion de errores hacia delante (FEC) en este canal de retorno, pueden surgir situaciones en donde se produzca una decodificacion erronea del mdice de formacion de haces de enlace. Cuando un mdice esta inadecuadamente decodificado, el dispositivo de transmision 12 puede utilizar una matriz de haces de enlace distinta de la indicada por el dispositivo de recepcion 14 para precodificar los datos que se transmiten al dispositivo de recepcion 14. Cuando los datos transmitidos son posteriormente recibidos por el dispositivo de recepcion 14, el dispositivo de recepcion 14 utilizara la matriz de haces de enlace que identifico para recuperar los datos a partir de la senal recibida. Esta situacion puede dar lugar a importantes errores de decodificacion de datos en el dispositivo de recepcion 14. En conformidad con un aspecto de la presente invencion, se dan a conocer tecnicas que permiten a un dispositivo de recepcion en un sistema MIMO en bucle cerrado verificar que la matriz de haces de enlace adecuada fue utilizada para precodificar mediante un dispositivo de transmision correspondiente, antes de que se realice la decodificacion de datos. Si se utilizo una matriz inadecuada por el dispositivo de transmision, en tal caso, el dispositivo de recepcion puede ser capaz de determinar que matriz de haces de enlace fue utilizada por el dispositivo de transmision y utilizar esa matriz de haces de enlace para decodificar los datos.

En al menos una forma de realizacion de la presente invencion, senales pilotos dedicadas especiales se incluyen con los codificados precodificados transmitidos desde un dispositivo de transmision a un dispositivo de recepcion que permiten al dispositivo de recepcion verificar si se utilizo la matriz de haces de enlace adecuada por el dispositivo de transmision para la precodificacion. Estas senales pilotos dedicadas pueden incluirse, ademas, de cualesquiera senales piloto comunes que se utilizan para fines de estimacion y de sincronizacion.

La Figura 2 es un diagrama que ilustra un ejemplo de bloque de recursos ffsicos (PRB) 60 de DL, a modo de ejemplo, que ha sido asignado a una estacion de abonado SS particular en conformidad con una forma de realizacion de la presente invencion. Segun se ilustra, el bloque DL PRB 60 incluye una pluralidad de sub-portadoras 62 que han sido asignadas a la estacion de abonado SS para su uso en la transmision de datos desde la estacion base BS a la estacion de abonado SS. Segun se describio con anterioridad, lo que antecede no tiene que incluir a la totalidad de sub-portadoras de un sfmbolo OFDM. Ademas, el bloque DL PRB 60 puede extenderse a traves de multiples sfmbolos OFDM 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76. La totalidad de las sub-portadoras dentro del bloque DL PRB 60 comparten la misma matriz de haces de enlace. Es decir, la misma matriz se utilizara para precodificar los datos transmitidos en cada una de las sub-portadoras.

Segun se ilustra en la Figura 2, el bloque DL PRB 60 incluye una pluralidad de sfmbolos piloto comunes 80 para su uso en la estimacion y/o sincronizacion. Los sfmbolos piloto comunes 80 pueden distribuirse en intervalos de sub- portadoras fijos dentro de un sfmbolo OFDM (p.ej., cada tercera sub-portadora en la Figura 2). Ademas, los sfmbolos piloto comunes 80 no han de utilizarse dentro de cada sfmbolo OFDM. A modo de ejemplo, en la forma de realizacion ilustrada, solamente los primero y quinto sfmbolos OFDM 64, 72 del bloque DL PRB 60 incluyen senales piloto comunes 80. Ademas de las senales piloto comunes 80, el bloque DL PRB 60 incluye tambien varias senales

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pilotos dedicadas 82 para su uso por la estacion de abonado correspondiente SS para verificar que la matriz de haces de enlace correcta fue utiliza por la estacion base BS para precodificar los datos antes de su transmision. El resto del bloque DL PRB 60 puede utilizarse para transmitir datos de usuario desde la estacion base BS a la estacion de abonado SS correspondiente.

Las senales pilotos dedicadas 82 de la asignacion DL 60 pueden, cada una de ellas, incluir datos conocidos sobre la matriz de haces de enlace. Las senales pilotos dedicadas 82 pueden ayudar tambien a la estimacion de canal del canal de haces de enlace. Cualquier numero de senales pilotos dedicadas pueden incluirse dentro de una asignacion DL. Cuanto mas senales pilotos dedicadas se utilizan, tanto mayor sera la capacidad para validar la matriz de haces de enlace. Sin embargo, cuando se incrementa el numero de senales pilotos dedicadas, disminuira la cantidad de datos de usuario que el bloque de recursos ffsicos DL 60 sera capaz de transferir. En la practica, se necesitara una solucion de compromiso a realizarse entre la intensidad de validacion y la cantidad de datos que seran transferidos. En al menos una forma de realizacion de la presente invencion, el numero de senales pilotos dedicadas que se utilizan por bloques de recursos ffsicos esta limitada al numero de antenas de transmision en el dispositivo de transmision. Una reduccion adicional en el numero de senales pilotos dedicadas puede conseguirse asignando solamente una senal piloto dedicada para cada canal espacial de haces de enlace. Esta tecnica, sin embargo, requiere el uso de asignacion dinamica de senales piloto, lo que puede resultar indeseable.

En al menos una forma de realizacion de la presente invencion, las senales pilotos dedicadas estan uniformemente espaciadas en el tiempo y la frecuencia dentro de una asignacion de recursos, con compensaciones aleatorias para evitar la interferencia con las celulas proximas. A modo de ejemplo, si un bloque de recursos ffsicos DL esta constituido por sub-portadoras indexadas de 0 a Nc-1 y los sfmbolos OFDM indexados desde 0 No-1, en tal caso, las senales pilotos dedicadas pueden asignarse en:

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en donde f y ti son los indices de sfmbolos y sub-portadoras de las senales pilotos dedicadas, respectivamente; Nd es el numero de senales pilotos dedicadas en un bloque de recursos ffsicos; mod( ) es la operacion del modulo; y Of y Ot son compensaciones aleatorias en frecuencia y tiempo determinadas por la estacion base. Otras tecnicas para asignar senales pilotos dedicadas pueden utilizarse de forma alternativa.

En al menos una forma de realizacion de la invencion, las senales pilotos dedicadas son asignadas a los flujos espaciales (o canales espaciales) del canal de haces de enlace en una forma de turnos rotatorios. Un ejemplo de lo que antecede se ilustra en la Figura 2. En esta figura, las senales pilotos dedicadas 82 estan etiquetadas cada una de ellas con un valor de flujo espacial correspondiente que identifica el flujo de la senal piloto a la que se asigna. Segun se ilustra, la primera senal piloto dedicada 82 (en el sfmbolo OFDM 66) esta asociada con el flujo espacial 1, la segunda senal piloto dedicada 82 (en el sfmbolo OFDM 68) esta asociada con el flujo espacial 2, la tercera senal piloto dedicada 82 (en el sfmbolo OFDM 70) esta asociada con el flujo espacial 1 y la cuarta senal piloto dedicada 82 (en el sfmbolo OFDM 74) esta asociada con el flujo espacial 2. El motivo de que las senales pilotos dedicadas se asignen de esta manera es garantizar que cada flujo tenga una intensidad de validacion igual en la medida de lo posible. Otras tecnicas para asignar senales pilotos dedicadas a flujos espaciales pueden utilizarse en otras formas de realizacion.

En al menos una forma de realizacion de la invencion, se define una matriz P para representar el valor de las senales pilotos dedicadas. P es una matriz Ns * Nd en donde Ns es el numero de flujos y Nd es el numero de senales pilotos dedicadas. Cada columna de P es un vector en la forma [0, 0,...1,...0] con todas las entradas siendo cero, excepto la i-esima entrada, en donde i es el mdice de flujo asignado al vector. Durante la transmision, el valor de una senal piloto dedicada en la antena de transmision sera T = VP, en donde V es la matriz de haces de enlace. Despues de que la senal piloto dedicada se haya propagado a traves del canal, el receptor recibira la senal siguiente:

Y = HVP+N

en donde H es la matriz de canal y N es el ruido aditivo. Segun se describio con anterioridad, la finalidad primaria de la validacion es determinar si la matriz V utilizada por el dispositivo de transmision es la misma que la que fue objeto de realimentacion por el dispositivo de recepcion. En al menos una forma de realizacion de la presente invencion, la deteccion de probabilidad maxima (ML) se utiliza para identificar, sobre la base de Y, la matriz de haces de enlace que fue utilizada en el transmisor. Lo que antecede puede realizarse como sigue:

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V =argmin||y-W.-Pfl' Ecuacion 1

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en donde V* es la estimacion de la matriz de haces de enlace utilizada.

Si V* no es la misma matriz que se realimento por el dispositivo de recepcion al dispositivo de transmision, en tal caso, un error producido en el enlace ascendente o la deteccion de ML causo una falsa alarma. El ruido en canal puede aumentar potencialmente la probabilidad de error de deteccion. Para reducir la ocurrencia de falsas alarmas, se puede utilizar un mecanismo de umbralizacion. A modo de ejemplo, en al menos una forma de realizacion, se utiliza el mecanismo de umbralizacion siguiente:

Ninguna validacion si II7 - HV,T\\ < la] - 0.5log.,(p,)

Validacion en la Ecuacion 1 de cualquier otro modo

en donde cri/ es la potencia de ruido y pe es la tasa binaria de errores (BER) de enlace ascendente. De esta manera, solamente necesitan considerarse grandes desviaciones.

Segun se describio con anterioridad, en al menos una forma de realizacion de la presente invencion, la deteccion de ML se utiliza para realizar la validacion de la matriz de haces de enlace utilizando las senales pilotos dedicadas. En otras formas de realizacion, se pueden utilizar otras tecnicas de deteccion para la validacion. En algunas formas de realizacion, la deteccion de ML se utiliza para la validacion de matrices, mientras que otras tecnicas se utilizan para demodular las sub-portadoras de datos.

En algunos escenarios operativos las senales pilotos dedicadas pueden no ser capaces de proporcionar un nivel de capacidad de validacion adecuado para validar de forma fiable la matriz de haces de enlace. En dichos escenarios operativos, los sfmbolos de datos pueden utilizarse como una comprobacion adicional sobre la exactitud del procedimiento de validacion. Los sfmbolos de datos pueden utilizarse para la validacion utilizando el conocimiento sobre la constelacion de modulacion de los datos. Para cada sfmbolo de datos transmitido, el receptor recibira x = HVd + n, en donde d es Ns por 1 vector de datos, x es Nr por 1 vector de datos recibido y n es Nr por 1 vector de ruido. El valor de d es un valor completo a partir de una constelacion conocida (p.ej., QPSK, 16 QAM, 64 QAM, etc.). El receptor forma un subconjunto del libro de codigos, Cv, cuyos elementos tienen una probabilidad grande en la ecuacion 1 anterior (es decir, un valor pequeno de l/Y-HViPII2). Para cada matriz de haces de enlace Vi en el subconjunto del libro de codigos, el dispositivo de recepcion calcula un coste e(V). El dispositivo de recepcion recoge un conjunto de vectores de datos recibidos, Cx. Para cada vector de datos recibido x en el conjunto, el dispositivo de recepcion elimina el efecto de canal de haces de enlace (suponiendo que el canal de haces de enlace es HV) como d = inv(HV)x, en donde inv(A) es la inversa o la pseudo-inversa de la matriz de entrada A.

Puesto que la modulacion de cada entrada de d es conocida en el receptor, el receptor cuantifica cada entrada de d utilizando la constelacion de modulacion conocida y obtiene el valor cuantizado d Es decir, la entrada de d es redondeada al punto de constelacion mas proximo que la entrada correspondiente de d El coste del Vi se calcula como:

e(Vf)= £

La matriz de haces de enlace con el mas bajo coste (\7) se informa como la utilizada en el transmisor:

v=arginin^; )•

r>cv

La busqueda de libro de codigos en la ecuacion 1 anterior puede ser prohibitivamente compleja si el libro de codigos es grande. En al menos una forma de realizacion de la presente invencion, la estructura de la matriz P resulta ventajosa en una manera que permita una reduccion importante de la complejidad de la busqueda. Es decir, en lugar de una busqueda del libro de codigos completa, puede realizarse una busqueda a nivel de columna como sigue:

d-d

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en donde Yi es la i-esima columna de Y, Vi es la i-esima columna de V, y Ns es el numero de flujos espaciales. Segun

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se ilustra, P ha sido eliminada de la ecuacion 2 debido a su estructura. A modo de ejemplo de la reduccion en complejidad, considerese una situacion en donde 6, 5, y 4 bits se utilizan para describir la primera, segunda y tercera columnas de la matriz V. La ecuacion 1 requerina una busqueda de mas de 215 matrices, mientras que la ecuacion 2 solamente requiere una busqueda de 112 vectores.

La Figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra un metodo ejemplo 90 para su uso en un dispositivo de recepcion asociado con un canal MIMO multiportadora de conformidad con una forma de realizacion de la presente invencion. En primer lugar, una matriz de haces de enlace se determina para su uso en relacion con un canal MIMO entre un dispositivo de transmision y un dispositivo de recepcion utilizando sfmbolos de formacion recibidos desde el dispositivo de transmision por intermedio del canal MIMO (bloque 92). Los sfmbolos de formacion pueden utilizarse primero dentro del dispositivo de recepcion para generar una matriz de canal H para el canal MlMo. La matriz de canal H puede utilizarse luego para determinar la matriz de haces de enlace. Cualquier tecnica conocida puede utilizarse para determinar la matriz de haces de enlace (descomposicion SVD, uso forzado de cero, busqueda a traves de un conjunto de matrices conocidas, etc.). La informacion puede proporcionarse, a continuacion, al dispositivo de sino que identifica la matriz de haces de enlace (bloque 94). Esta informacion puede incluir, a modo de ejemplo, un numero de mdice asociado con la matriz de haces de enlace (el numero de mdice que se conoce dentro del dispositivo de transmision). Otras tecnicas para identificar la matriz seleccionada pueden utilizarse de forma alternativa.

Las senales pilotos dedicadas pueden recibirse posteriormente por el dispositivo de recepcion desde el dispositivo de transmision (en adicion a otros datos) que se supusieron que habfan sido generados utilizando la matriz de haces de enlace identificada (bloque 96). Las senales pilotos dedicadas deben incluir datos conocidos para el dispositivo de recepcion. El dispositivo de recepcion puede utilizar luego las senales pilotos dedicadas para validar si el dispositivo de transmision utilizo la matriz de haces de enlace correcta para precodificar los datos (bloque 98). En al menos una forma de realizacion, el dispositivo de recepcion puede utilizar tecnicas de deteccion de probabilidad maxima (ML) para realizar la validacion. El dispositivo de recepcion puede estimar tambien que matriz de haces de enlace utilizo realmente el dispositivo de transmision. Si se determina que el dispositivo de transmision no utilizo la matriz de haces de enlace adecuada, en tal caso, el dispositivo de recepcion puede procesar las senales de datos de usuarios recibidas desde el dispositivo de transmision utilizando una matriz de haces de enlace que se cree que utilizo el dispositivo de transmision. En al menos una forma de realizacion, una busqueda de libro de codigos de baja complejidad se utiliza durante el proceso de verificacion con el uso de la decodificacion ML. La busqueda de baja complejidad, segun se describio con anterioridad, puede ser una busqueda a nivel de columna que usa ventajosamente la estructura de la matriz P transmitida.

La Figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra un metodo ejemplo 110 para uso en un dispositivo de transmision asociado con un canal MIMO multiportadora de conformidad con una forma de realizacion de la presente invencion. El metodo 110 puede utilizarse por el dispositivo de transmision para desarrollar y proporcionar senales pilotos dedicadas a un dispositivo de recepcion asociado con el canal MIMO para uso en la verificacion de que se ha utilizado una matriz de haces de enlace identificada por el dispositivo de transmision para precodificar datos. En primer lugar, se determinan las posiciones para las senales pilotos dedicadas dentro de un bloque de recursos ffsicos de una sub-trama de enlace descendente (bloque 112). Segun se describio con anterioridad, las senales pilotos dedicadas pueden distribuirse uniformemente, en el tiempo y en la frecuencia, dentro de una asignacion de recursos, con compensaciones aleatorias para evitar la interferencia de celulas proximas. Otras tecnicas pueden utilizarse de forma alternativa. Los datos pueden, entonces, generarse para incluirse dentro de las senales pilotos dedicadas (bloque 114). En al menos una forma de realizacion, segun se describio con anterioridad, se utilizara una matriz P que es una matriz Ns*Nd, en donde Ns es el numero de flujos espaciales activos y Nd es el numero de senales pilotos dedicadas. Cada columna de P es un vector en la forma [0, 0,... 1,...0] con todas las entradas siendo cero excepto la i-esima entrada, en donde i es el mdice de flujo asignado al vector. El dispositivo de transmision puede generar entonces las senales pilotos dedicadas a transmitirse (bloque 116). En un metodo, lo que antecede puede incluir la multiplicacion de la matriz P por la matriz de haces de enlace presumiblemente identificada por el dispositivo de recepcion y transmitir el producto en la posicion adecuada dentro de la sub-trama de enlace descendente.

Las tecnicas y estructuras de la presente invencion pueden ponerse en practica en cualquiera de una diversidad de formas distintas. A modo de ejemplo, las caractensticas de la invencion pueden materializarse dentro de un ordenador portatil, ordenador de bolsillo, ordenador de sobremesa y tabletas electronicas que tienen una capacidad inalambrica; asistentes digitales personales (PDAs) que tienen capacidad inalambrica; telefonos moviles y otros comunicadores inalambricos portatiles, dispositivos de busqueda por paginas; comunicadores via satelite; camaras que tienen capacidad inalambrica; dispositivo de audio/ video que tienen capacidad inalambrica; tarjetas de interfaz de red (NICs) y otras estructuras de interfaces de red; estaciones base; puntos de acceso inalambricos; circuitos integrados; como instrucciones y/o instrucciones de datos memorizados en soportes legibles por maquina y/o otros formatos. Ejemplos de diferentes tipos de soportes legibles por maquina pueden utilizarse incluyendo disquetes flexibles, discos duros, discos opticos, memorias de solamente lectura en disco compacto (CD-ROMs), disco de video digitales (DVDs), discos Blu-ray, discos magneto-opticos, memorias de solamente lectura (ROMs), memorias de acceso aleatorio (RAMs), memorias ROMs programables borrables (EPROMs), memorias programables electricamente borrables ROMs (EEPROMs), tarjetas magneticas u opticas, memoria instantanea y/o otros tipos de

soportes adecuados para memorizar datos o instrucciones electronicas. En al menos una forma de realizacion, la invencion se materializa como un conjunto de instrucciones que se modulan en una onda portadora para su transmision a traves de un soporte de transmision. Tal como aqu se utiliza, el termino “logica” puede incluir, a modo de ejemplo, software o hardware y/o combinaciones de software y hardware.

5

En las descripciones detalladas anteriores, varias caractensticas de la invencion se agrupan juntas en una o mas formas de realizacion individuales para la finalidad de agilizar el uso de la idea inventiva. Este metodo de descubrimiento no ha de interpretarse como que refleja una intencion de que la invencion reivindicada requiera mas caractensticas que las expresamente indicadas en cada reivindicacion. En cambio, segun se refleja en las 10 reivindicaciones siguientes, los aspectos inventivos pueden radicar en menos que todas las caractensticas de cada forma de realizacion dada a conocer.

Aunque la presente invencion ha sido descrita en conjuncion con determinadas formas de realizacion, ha de entenderse que pueden realizarse modificaciones y variaciones sin desviarse por ello del alcance de la invencion 15 como entienden facilmente los expertos en esta tecnica. Dichas modificaciones y variaciones se considera que estan dentro del alcance de la invencion segun se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

REIVINDICACIONES

1. Un metodo que comprende:

determinar (92) una matriz de haces de enlace para un dispositivo de transmision (12) a utilizar para precodificar datos para transmision a un dispositivo de recepcion (14) por intermedio de un canal MIMO de multiportadora, en donde la determinacion se realiza en dicho dispositivo de recepcion, comprendiendo dicha matriz de haces de enlace una pluralidad de columnas;

transmitir (94) informacion, desde dicho dispositivo de recepcion a dicho dispositivo de transmision, que identifica dicha matriz de haces de enlace;

recibir (96) senales pilotos dedicadas (82) y senales de datos procedentes de dicho dispositivo de transmision, por intermedio de dicho canal MIMO de multiportadora, que se supoman haber sido precodificados por dicho dispositivo de transmision utilizando dicha matriz de haces de enlace, con dichas senales pilotos dedicadas incluyendo informacion conocida; y

procesar dichas senales pilotos dedicadas para validar (98) si dicho dispositivo de transmision ha utilizado realmente dicha matriz de haces de enlace para precodificar dichas senales pilotos dedicadas y dichas senales de datos;

en donde procesar dichas senales pilotos dedicadas para validar si dicho dispositivo de transmision utilizo realmente dicha matriz de haces de enlace para precodificar dichas senales pilotos dedicadas y dichas senales de datos, incluye utilizar una deteccion de probabilidad maxima para procesar dichas senales pilotos dedicadas; estando dicho metodo caracterizado por:

la utilizacion de la deteccion de probabilidad maxima para procesar dichas senales pilotos dedicadas consiste en realizar una busqueda de libro de codigos de complejidad reducida que incluye una busqueda en columna como sigue:

imagen1

en donde v* es la estimacion de la i-esima columna de la matriz de haces de enlace realmente utilizada por el dispositivo de transmision, Yi es la i-esima columna de la senal piloto dedicada recibida Y, H es la matriz de canal y Codebook es el libro de codigos de las posibles matrices de haces de enlace y Ns es el numero de flujos espaciales.
2. El metodo segun la reivindicacion 1, que comprende, ademas:

en donde el procesamiento de dichas senales pilotos dedicadas determina que dicho dispositivo de transmision no utilizo dicha matriz de haces de enlace para precodificar dichas senales pilotos dedicadas y dichas senales de datos pero, en cambio, ha utilizado otra matriz de haces de enlace para precodificar dichas senales pilotos dedicadas y dichas senales de datos, y la demodulacion (100) de dichas senales de datos con la ayuda de dicha otra matriz de haces de enlace.
3. El metodo segun la reivindicacion 1 en donde:

la utilizacion de la deteccion de probabilidad maxima para procesar dichas senales pilotos dedicadas consiste en evaluar:

imagen2

en donde V* es la estimacion de la matriz de haces de enlace realizada utilizada por el dispositivo de transmision, Y es la senal piloto dedicada recibida, H es la matriz de canal, P es la matriz transmitida dentro de una senal piloto dedicada y Codebook es el libro de codigos de las matrices de haces de enlace posibles, en donde procesar dichas senales pilotos dedicadas consiste en comparar V* con dicha matriz de haces de enlace.
4. El metodo segun la reivindicacion 3, en donde:

la utilizacion de la deteccion de probabilidad maxima para procesar dichas senales pilotos dedicadas consiste en no efectuar ninguna validacion cuando UY-HVPU es inferior a un valor umbral que esta vinculado con una relacion de senal a ruido.
5. El metodo segun la reivindicacion 4, en donde:

dicho valor umbral es igual a 7an2 - 0.5logio(Pe), en donde on2 es la potencia del ruido y pe es la tasa de errores binarios de enlace ascendente.

5 6. Un aparato que comprende medios para poner en practica un metodo segun una cualquiera de las

reivindicaciones precedentes.
7. Un programa informatico que comprende instrucciones dispuestas, cuando se ejecutan, para poner en practica un metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.

10
8. Un soporte de memorizacion que memoriza un programa segun la reivindicacion 7.

15