ES2633309T3

ES2633309T3 - Procedimiento y transmisor para transmisión de emisión con ensanchamiento espacial en un sistema de comunicación de múltiples antenas

Info

Publication number: ES2633309T3
Application number: ES10177176.4T
Authority: ES
Inventors: Jay Walton; John W. Ketchum; Mark S. Wallace; Steven J. Howard
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2003-12-17
Filing date: 2004-12-13
Publication date: 2017-09-20
Anticipated expiration: 2024-12-13
Also published as: EP1695500B1; TW200541243A; CN1985484B; PL2257008T3; CA2549100A1; US7907689B2; EP2257008B1; CA2549100C; PT2257008T; ATE394002T1; US20050157806A1; US7899131B2; US20080031372A1; TWI392259B; EP1695500A1; SI2257008T1; JP2007527150A; ES2490817T3; US7302009B2; WO2005060192A1

Abstract

Un procedimiento de emisión de datos desde un transmisor de múltiples antenas inalámbrico, que comprende: seleccionar al menos dos matrices de dirección para la transmisión de al menos un bloque de símbolos de datos obtenido a partir de al menos un bloque de datos, en el que se proporcionan las al menos dos matrices de dirección para aleatorizar un canal efectivo observado por cada una de una pluralidad de entidades de recepción para el al menos un bloque de símbolos de datos; realizar un procesamiento espacial en el al menos un bloque de símbolos de datos con cada una de las al menos dos matrices de dirección para obtener una pluralidad de secuencias de símbolos de transmisión, en el que el procesamiento espacial comprende obtener símbolos de transmisión para ser enviados desde una pluralidad de antenas de punto de acceso en un tramo de transmisión mediante el procesamiento de símbolos de datos para ser enviados en el tramo de transmisión con una matriz de dirección seleccionada para el tramo de transmisión; y emitir una o más señales que comprenden la pluralidad de secuencias de símbolos de transmisión desde una pluralidad de antenas de transmisión.

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento y transmisor para transmision de emision con ensanchamiento espacial en un sistema de comunicacion de multiples antenas.

I. Reivindicacion de la prioridad en virtud de 35 U.S.C. §119

La presente solicitud de patente reivindica la prioridad para la solicitud provisional con numero de serie 60/530.860, titulada “Broadcast Transmission with Pseudo-Random Transmit Steering in a Multi-Antena Communication System”, presentada el 17 de diciembre de 2003, y transferida al cesionario de la presente.

ANTECEDENTES

II. Campo

La presente invencion se refiere, en general, a la comunicacion, y, mas especificamente, a tecnicas para emitir datos en un sistema de comunicacion de multiples antenas.

III. Antecedentes

Un sistema de comunicacion de multiples antenas emplea multiples antenas de transmision en una entidad de transmision y una o mas antenas de recepcion en una entidad de recepcion para la transmision de datos. Por tanto, el sistema de comunicacion de multiples antenas puede ser un sistema de multiples entradas multiples salidas (MIMO, Multiple-Input multiple-Output) o un sistema de multiples entradas unica salida (MISO, Multiple-Input SingleOutput). Un sistema MIMO emplea multiples (Nt) antenas de transmision y multiples (Nr) antenas de recepcion para la transmision de datos. Un canal MIMO formado por las Nt antenas de transmision y las Nr antenas de recepcion puede descomponerse en Ns canales espaciales, donde Ns < min {Nt, Nr}. Los Ns canales espaciales pueden utilizarse para transmitir datos de una manera que consiga una mayor fiabilidad y/o un rendimiento global superior. Un sistema MISO emplea multiples (Nt) antenas de transmision y una unica antena de recepcion para la transmision de datos. Un canal MISO formado por las Nt antenas de transmision y la unica antena de recepcion se compone de un unico canal espacial.

Un punto de acceso en un sistema MIMO puede emitir datos a un numero de terminales de usuario de multiples antenas, que pueden distribuirse por toda la zona de cobertura del punto de acceso. Un canal MIMO diferente esta formado entre el punto de acceso y cada uno de estos terminales de usuario. Cada canal MIMO puede experimentar diferentes condiciones de canal (por ejemplo, diferentes efectos de desvanecimiento, multiples trayectorias e interferencia). En consecuencia, los canales espaciales de cada canal MIMO pueden conseguir diferentes relaciones de senal a ruido e interferencia (SNR, Signal-to-Noise-and-interference Ratios). La SNR de un canal espacial determina su capacidad de transmision, que se cuantifica normalmente mediante una velocidad de transmision de datos particular que puede transmitirse de manera fiable sobre el canal espacial. Para un canal MIMO variable en el tiempo, el estado del canal cambia a lo largo del tiempo y la SNR de cada canal espacial tambien cambia a lo largo del tiempo.

Una transmision de emision es una transmision de datos que esta prevista para ser recibida por cualquier numero de terminales de usuario en el sistema, en lugar de un terminal de usuario especifico. Una transmision de emision se codifica y transmite normalmente de una manera que consiga una calidad de servicio (QoS, Quality of Service) especificada. Esta calidad de servicio puede cuantificarse, por ejemplo, mediante la recepcion sin errores de la transmision de emision por un porcentaje particular (por ejemplo, 99,9%) de los terminales de usuario dentro de una zona de cobertura de emision dada en cualquier momento dado. De manera equivalente, la calidad de servicio puede cuantificarse mediante una probabilidad de “corte”, que es el porcentaje (por ejemplo, 0,1%) de los terminales de usuario dentro de la zona de cobertura de emision que no pueden descodificar correctamente la transmision de emision.

La transmision de emision observa un conjunto de canales MIMO para un conjunto de terminales de usuario en la zona de cobertura de emision. El canal MIMO para cada terminal de usuario puede ser aleatorio con respecto a los canales MIMO para otros terminales de usuario. Ademas, los canales MIMO para los terminales de usuario pueden variar a lo largo del tiempo. Para garantizar que la transmision de emision puede cumplir la calidad de servicio especificada, la velocidad de transmision de datos para la transmision de emision se selecciona normalmente para que sea suficientemente baja, de modo que la transmision de emision pueda descodificarse de manera fiable incluso por el terminal de usuario con el peor estado del canal (es decir, el terminal de usuario del peor caso). El rendimiento de emision para un sistema de este tipo vendria dictado, por lo tanto, por el estado del canal del peor caso esperado para todos de los terminales de usuario del sistema. Un fenomeno similar se produce para un sistema MISO.

Por lo tanto, existe una necesidad en la tecnica de tecnicas para emitir datos de manera mas eficaz en un sistema de comunicacion de multiples antenas.

La patente de Estados Unidos 6.198.775 describe un procedimiento de trasmision de informacion que incluye las

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etapas de mapear una palabra de informacion a primera y segunda palabras de codigo utilizando la primera y segunda funciones de mapeo, y transmitir la primera y segunda palabras de codigo. La palabra de informacion se selecciona de entre un conjunto de palabras de informacion, teniendo cada una de las palabras de informacion del conjunto de palabas de informacion una primera longitud predeterminada, y seleccionandose la primera palabra de codigo de entre un conjunto de palabras de codigo, teniendo cada una de las palabras de codigo del conjunto de palabras de codigo una segunda longitud predeterminada mayor que la primera longitud predeterminada. La segunda palabra de codigo se selecciona de entre el conjunto de palabras de codigo, y la primera y segunda funciones de mapeo se definen de forma que las palabras de informacion del conjunto de palabras de informacion se mapean a dos palabras de codigo diferentes del conjunto de palabras de codigo. Los sistemas y terminales relacionados tambien se analizan.

SUMARIO

En una realizacion, se describe un procedimiento para emitir datos en un sistema de comunicacion de multiples antenas inalambrico en el que se procesa al menos un bloque de datos para obtener al menos un bloque de simbolos de datos. Se realiza un procesamiento espacial sobre el al menos un bloque de simbolos de datos con una pluralidad de matrices de direccion para obtener una pluralidad de secuencias de simbolos de transmision. La pluralidad de secuencias de simbolos de transmision se emite desde una pluralidad de antenas de transmision hasta una pluralidad de entidades de recepcion en el sistema, en el que la pluralidad de matrices de direccion aleatoriza un canal efectivo observado por cada una de la pluralidad de entidades de recepcion para el al menos un bloque de simbolos de datos.

En otra realizacion, se describe un aparato en un sistema de comunicacion de multiples antenas inalambrico que incluye un medio para procesar al menos un bloque de datos para obtener al menos un bloque de simbolos de datos; un medio para realizar un procesamiento espacial sobre el al menos un bloque de simbolos de datos con una pluralidad de matrices de direccion para obtener una pluralidad de secuencias de simbolos de transmision; y un medio para emitir la pluralidad de secuencias de simbolos de transmision desde una pluralidad de antenas de transmision hasta una pluralidad de entidades de recepcion en el sistema, en el que la pluralidad de matrices de direccion aleatoriza un canal efectivo observado por cada una de las entidades de recepcion para el al menos un bloque de simbolos de datos.

En otra realizacion, se describe un aparato en un sistema de comunicacion de multiples antenas inalambrico que incluye un medio para procesar al menos un bloque de datos para obtener al menos un bloque de simbolos de datos; un medio para realizar procesamiento espacial sobre el al menos un bloque de simbolos de datos con una pluralidad de matrices de direccion para obtener una pluralidad de secuencias de simbolos de transmision; y un medio para emitir la pluralidad de secuencias de simbolos de transmision desde una pluralidad de antenas de transmision hasta una pluralidad de entidades de recepcion en el sistema, en el que la pluralidad de matrices de direccion aleatoriza un canal efectivo observado por cada una de las entidades de recepcion para el al menos un bloque de simbolos de datos.

En otra realizacion, se describe un procedimiento para emitir datos en un sistema de comunicacion de multiples antenas inalambrico en el que se procesa una pluralidad de flujos de datos para obtener una pluralidad de bloques de simbolos de datos, en el que cada bloque de simbolos de datos corresponde a un bloque de datos codificados. Se realiza un procesamiento espacial sobre la pluralidad de bloques de simbolos de datos con una pluralidad de matrices de direccion para obtener una pluralidad de secuencias de simbolos de transmision. La pluralidad de secuencias de simbolos de transmision se emite desde una pluralidad de antenas de transmision hacia una pluralidad de entidades de recepcion en el sistema, en el que la pluralidad de matrices de direccion aleatoriza un canal efectivo observado por cada una de la pluralidad de entidades de recepcion para la pluralidad de bloques de simbolos de datos.

En otra realizacion, se describe un procedimiento para recibir una transmision de emision en un sistema de comunicacion de multiples antenas inalambrico en el que, a traves de una pluralidad de antenas de recepcion, se obtienen simbolos de datos recibidos para al menos un bloque de simbolos de datos procesado espacialmente con una pluralidad de matrices de direccion antes de la emision desde una pluralidad de antenas de transmision hacia una pluralidad de entidades de recepcion. Se obtiene una estimacion de canal para un canal de multiples entradas multiples salidas (MIMO) efectivo formado por la pluralidad de matrices de direccion y un canal MIMO entre la pluralidad de antenas de transmision y la pluralidad de antenas de recepcion. Se realiza un procesamiento espacial de receptor sobre los simbolos de datos recibidos con la estimacion de canal para obtener estimaciones de simbolos de datos para el al menos un bloque de simbolos de datos.

En otra realizacion, se describe un aparato en un sistema de comunicacion de multiples antenas inalambrico que incluye una pluralidad de unidades receptoras para obtener, a traves de una pluralidad de antenas de recepcion, simbolos de datos recibidos para al menos un bloque de simbolos de datos procesado espacialmente con una pluralidad de matrices de direccion antes de la emision desde una pluralidad de antenas de transmision hasta una pluralidad de entidades de recepcion; un estimador de canal para obtener una estimacion de canal para un canal de multiples entradas multiples salidas (MIMO) efectivo formado por la pluralidad de matrices de direccion y un canal

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MIMO entre la pluralidad de antenas de transmision y la pluralidad de antenas de recepcion; y un procesador espacial para realizar un procesamiento espacial del receptor sobre los simbolos de datos recibidos con la estimacion de canal para obtener estimaciones de simbolos de datos para el al menos un bloque de simbolos de datos.

En otra realizacion, se describe un aparato en un sistema de comunicacion de multiples antenas inalambrico que incluye un medio para obtener, a traves de una pluralidad de antenas de recepcion, simbolos de datos recibidos para al menos un bloque de simbolos de datos procesado espacialmente con una pluralidad de matrices de direccion antes de la emision desde una pluralidad de antenas de transmision hasta una pluralidad de entidades de recepcion; un medio para obtener una estimacion de canal para un canal de multiples entradas multiples salidas (MIMO) efectivo formado por la pluralidad de matrices de direccion y un canal MIMO entre la pluralidad de antenas de transmision y la pluralidad de antenas de recepcion; y un medio para realizar un procesamiento espacial de receptor sobre los simbolos de datos recibidos con la estimacion de canal para obtener estimaciones de simbolos de datos para el al menos un bloque de simbolos de datos.

En otra realizacion, se describe un procedimiento para recibir una transmision de emision en un sistema de comunicacion de multiples antenas inalambrico en el que, a traves de una unica antena de recepcion, se obtienen simbolos de datos recibidos para un bloque de simbolos de datos procesado espacialmente con una pluralidad de vectores de direccion antes de la emision desde una pluralidad de antenas de transmision hasta una pluralidad de entidades de recepcion. Se obtiene una estimacion de canal para un canal de multiples entradas unica salida (MISO) efectivo formado por la pluralidad de vectores de direccion y un canal MISO entre la pluralidad de antenas de transmision y la unica antena de recepcion. Se realiza una deteccion de los simbolos de datos recibidos con la estimacion de canal para obtener estimaciones de simbolos de datos para el bloque de simbolos de datos.

En otra realizacion, se describe un aparato en un sistema de comunicacion de multiples antenas inalambrico que incluye una unidad receptora, para obtener, a traves de una unica antena de recepcion, simbolos de datos recibidos para un bloque de simbolos de datos procesado espacialmente con una pluralidad de vectores de direccion antes de la emision desde una pluralidad de antenas de transmision hasta una pluralidad de entidades de recepcion; un estimador de canal, para obtener una estimacion de canal para un canal de multiples entradas unica salida (MISO) efectivo formado por la pluralidad de vectores de direccion y un canal MISO entre la pluralidad de antenas de transmision y la unica antena de recepcion; y un detector, para realizar una deteccion sobre los simbolos de datos recibidos con la estimacion de canal para obtener estimaciones de simbolos de datos para el bloque de simbolos de datos.

En otra realizacion, se describe un aparato en un sistema de comunicacion de multiples antenas inalambrico que incluye un medio para obtener, a traves de una unica antena de recepcion, simbolos de datos recibidos para un bloque de simbolos de datos procesado espacialmente con una pluralidad de vectores de direccion antes de la emision desde una pluralidad de antenas de transmision hasta una pluralidad de entidades de recepcion; un medio para obtener una estimacion de canal para un canal de multiples entradas unica salida (MISO) efectivo formado por la pluralidad de vectores de direccion y un canal MISO entre la pluralidad de antenas de transmision y la unica antena de recepcion; y un medio para realizar una deteccion sobre los simbolos de datos recibidos con la estimacion de canal para obtener estimaciones de simbolos de datos para el bloque de simbolos de datos.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

La figura 1 muestra un sistema MIMO con un punto de acceso y terminales de usuario de multiples antenas.

La figura 2 muestra un proceso para emitir datos con ensanchamiento espacial.

La figura 3 muestra un proceso para recibir una transmision de emision.

La figura 4 muestra un diagrama de bloques del punto de acceso y el terminal de usuario de multiples antenas.

Las figuras 5A y 5B muestran dos realizaciones de un procesador de datos de transmision (TX) y un procesador

espacial TX en el punto de acceso.

Las figuras 6A y 6B muestran dos realizaciones de un procesador espacial de recepcion (RX) y un procesador de

datos RX en el terminal de usuario de multiples antenas.

La figura 7 muestra un sistema MISO con un punto de acceso y terminales de usuario de una unica antena.

La figura 8 muestra un diagrama de bloques del punto de acceso y un terminal de usuario de una unica antena.

La figura 9 muestra un sistema de multiples antenas, hibrido, con un punto de acceso y terminales de usuario de

una unica antena y de multiples antenas.

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Las figuras 10A y 10B muestran graficas de la eficiencia espectral global conseguida para un sistema MIMO 4 x 4 y un sistema MISO 4x1, respectivamente.

DESCRIPCION DETALLADA

El termino “de ejemplo” se utiliza en el presente documento con el significado de “que sirve como ejemplo, caso o ilustracion.” Cualquier realizacion descrita en el presente documento como “de ejemplo” no ha de considerarse necesariamente como preferida o ventajosa sobre otras realizaciones.

En el presente documento, se describen tecnicas para emitir datos utilizando ensanchamiento espacial en un sistema de comunicacion de multiples antenas. El ensanchamiento espacial se refiere a la transmision de un simbolo de datos (que es un simbolo de modulacion para datos) desde multiples antenas de transmision simultaneamente, posiblemente con diferentes amplitudes y/o fases determinadas por un vector de direccion utilizado para ese simbolo de datos. El ensanchamiento espacial tambien puede denominarse direccion de transmision, direccion de transmision pseudoaleatoria, diversidad de direccion, direccion pseudoaleatoria de matrices, direccion pseudoaleatoria de vectores, etc. Tal como se utiliza en el presente documento, “emision” se refiere a la transmision de datos a (1) un grupo no especificado de terminales de usuario, por ejemplo, todos los terminales de usuario dentro de una zona de cobertura de emision (que se denomina comunmente emision), o bien a (2) un grupo especifico de terminales de usuario (que se denomina comunmente multidifusion). Estas tecnicas de transmision de emision pueden aleatorizar un canal “efectivo” observado por cada terminal de usuario para cada bloque de simbolos de datos emitido por un punto de acceso, de modo que el rendimiento del sistema no viene dictado por el estado del canal del peor caso esperado.

En una realizacion para emitir datos con ensanchamiento espacial, se procesan los datos para ND flujos de datos (por ejemplo, se codifican, intercalan y modulan) para obtener Nd bloques de simbolos de datos que van a emitirse en Nm tramos de transmision, donde ND > 1 y NM > 1. Un “tramo de transmision” puede cubrir dimensiones de tiempo y/o frecuencia, tal como se describe a continuacion. Cada bloque de simbolos de datos se genera a partir de un bloque de datos codificados, que puede denominarse como un “bloque de codigo” o paquete de datos codificados. Cada bloque de codigo se codifica por separado en el punto de acceso y se descodifica por separado en un terminal de usuario. Los Nd bloques de simbolos de datos se dividen en Nm subbloques de simbolos de datos, un subbloque para cada tramo de transmision. Se selecciona una matriz de direccion (por ejemplo, de una manera determinista o pseudoaleatoria de entre un conjunto de L matrices de direccion) para cada uno de los Nm subbloques de simbolos de datos. Cada subbloque de simbolos de datos se procesa espacialmente con la matriz de direccion seleccionada para ese subbloque, para obtener simbolos de transmision. Los simbolos de transmision para cada subbloque se procesan adicionalmente y se emiten a traves de Nt antenas de transmision en un tramo de transmision a terminales de usuario dentro de la zona de cobertura de emision.

Para una emision MIMO, cada matriz de direccion contiene Nt filas y Ns columnas, donde Ns > 1. Los Nd bloques de simbolos de datos se emiten, a continuacion, a traves de Ns canales espaciales de un canal MIMO efectivo. Por ejemplo, si Nd = Ns, entonces los Nd bloques de simbolos de datos pueden multiplexarse de manera que se emite un bloque de simbolos de datos sobre cada uno de los Ns canales espaciales. Para una emision MISO, cada matriz de direccion contiene NT filas y una unica columna, y puede considerarse como una matriz o vector degenerativo. Los Nd bloques de simbolos de datos se emiten, a continuacion, a traves de un unico canal espacial de un canal MISO efectivo. Tanto para emisiones MIMO como MISO, los Nd bloques de simbolos de datos se procesan espacialmente con Nm matrices de direccion, y observan un conjunto de canales efectivos en cada terminal de usuario.

A continuacion, se describen con mas detalle diversos aspectos y realizaciones de la invencion.

Las tecnicas de transmision de emision descritas en el presente documento pueden utilizarse para un sistema de comunicacion de multiples antenas, que puede ser un sistema MIMO o un sistema MISO. Tal como se utiliza en el presente documento, “emision MIMO” se refiere a transmision de emision sobre multiples canales espaciales, y “emision MISO” se refiere a una transmision de emision sobre un unico canal espacial. El numero de canales espaciales disponibles para la transmision se determina por el numero de antenas de transmision, el numero de antenas de recepcion, y el enlace o canal inalambrico. Las tecnicas de transmision de emision tambien pueden utilizarse para sistemas de unica portadora y de multiples portadoras. Las multiples portadoras pueden proporcionarse mediante multiplexacion por division de frecuencia ortogonal (OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing) o algunas otras construcciones. OFDM divide de manera efectiva el ancho de banda del sistema global en multiples (NF) subbandas de frecuencia ortogonales, que tambien se denominan tonos, subportadoras, compartimentos y canales de frecuencia. Con OFDM, cada subbanda se asocia con una subportadora respectiva que puede modularse con datos.

Las tecnicas de transmision de emision descritas en el presente documento pueden utilizarse para diversos tipos de datos de emision. Por ejemplo, estas tecnicas pueden utilizarse para servicios de emision que emiten continuamente datos (por ejemplo, video, audio, noticias, etc.) a terminales de usuario. Estas tecnicas tambien pueden utilizarse para canales suplementarios (por ejemplo, canales de emision, de localizacion, y de control) en un sistema de

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comunicacion inalambrico.

1. Emision MIMO

La figura 1 muestra un sistema 100 MIMO con un punto de acceso 110 (AP, Access Point) y terminales de usuario 120 (UT, User Terminal). Un punto de acceso es, generalmente, una estacion fija que se comunica con los terminales de usuario, y tambien puede denominarse una estacion base o alguna otra terminologia. Un terminal de usuario puede ser fijo o movil, y tambien puede denominarse una estacion movil, un dispositivo inalambrico, o alguna otra terminologia. El punto de acceso 110 esta equipado con multiples (Nap) antenas para la transmision de datos. Cada terminal de usuario 120 esta equipado con multiples (Nut) antenas para la recepcion de datos. En general, los terminales de usuario en el sistema pueden estar equipados con el mismo o diferente numero de antenas. Para mayor sencillez, la siguiente descripcion supone que los terminales de usuario en el sistema MIMO estan equipados con el mismo numero de antenas. Para una arquitectura centralizada, el controlador 130 del sistema proporciona coordinacion y control para los puntos de acceso.

Para un sistema MIMO de una unica portadora, un canal MIMO formado por las Nap antenas en el punto de acceso y las Nut antenas en un terminal de usuario u dado puede caracterizarse por una matriz de respuesta de canal Hu-, Nut x Nap, que puede expresarse como:

imagen1

: t ■

\i Kt: - v

Vl ^3.1: ••• v».

■ * a, *: a a * *

h Nut,1 h Nut,2: h Nut, Nap

-: _

Ec.(l)

donde la entrada by, para i = 1 ... Nut y j = 1 ... Nap, denota el acoplamiento o ganancia compleja entre la antena j del punto de acceso y la antena i del terminal de usuario. Tal como se muestra en la figura 1, los terminales de usuario pueden distribuirse por toda la zona de cobertura del punto de acceso. Se forma un canal MIMO diferente mediante las Nap antenas en el punto de acceso y las Nut antenas en cada terminal de usuario.

Los datos pueden transmitirse de diversas maneras en el sistema MIMO de una unica portadora. En un esquema de transmision sencillo, se transmite un flujo de simbolos de datos desde cada antena de punto de acceso, y se transmiten simultaneamente Ns flujos de simbolos de datos desde Ns de las Nap antenas de punto de acceso, donde Ns es el numero de canales espaciales y Ns ^ min {Nap, Nut}. Los simbolos recibidos en el terminal de usuario u para este esquema de transmision pueden expresarse como

ru = HuS + nu Ec. (2)

donde

s es un vector Nap x 1 con Ns entradas distintas de cero para NS simbolos de datos que van a transmitirse simultaneamente mediante el punto de acceso;

ru es un vector Nut x 1 con entradas para Nut simbolos recibidos obtenidos a traves de las Nut antenas en el terminal de usuario u; y

nu es un vector de ruido observado en el terminal de usuario u.

Para mayor sencillez, se supone que el ruido es ruido blanco gaussiano aditivo (AWGN, Additive White Gaussian Noise) con un vector de media cero y una matriz de covarianza de _Au = CT2u I , donde a2u I es la varianza del ruido observado por el terminal de usuario u e I es la matriz de identidad.

Los NS flujos de simbolos de datos transmitidos desde las Nap antenas de punto de acceso interfieren entre si en el terminal de usuario u. Un flujo de simbolos de datos dado transmitido desde una antena de punto de acceso puede ser recibido por todas las Nut antenas de terminal de usuario en diferentes amplitudes y fases. Cada flujo de simbolos recibido incluye una componente de cada uno de los Ns flujos de simbolos de datos transmitidos. Los Nut flujos de simbolos recibidos incluirian colectivamente la totalidad de los Ns flujos de simbolos de datos. Sin embargo,

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estos Ns flujos de simbolos de datos se dispersan entre los Nut flujos de simbolos recibidos. El terminal de usuario u realiza un procesamiento espacial de receptor sobre los Nut flujos de simbolos recibidos para recuperar los Ns flujos de simbolos de datos transmitidos por el punto de acceso.

El rendimiento que puede conseguirse para el terminal de usuario u depende (en gran medida) de su matriz Hu de respuesta de canal. Si existe un alto grado de correlacion dentro de Hu, entonces cada flujo de simbolos de datos observaria una gran cantidad de interferencia de los otros flujos, que no puede eliminarse mediante un procesamiento espacial de receptor en el terminal de usuario. El alto nivel de interferencia degrada la SNR de cada flujo de simbolos de datos afectado, posiblemente hasta un punto de que el flujo de simbolos de datos no puede ser descodificado correctamente por el terminal de usuario.

Para una transmision de datos a un terminal de usuario especifico a traves de un canal MIMO dado, puede conseguirse capacidad del sistema si el punto de acceso esta dotado de suficiente informacion de estado de canal relativa al canal MIMO. El punto de acceso puede, por lo tanto, utilizar esta informacion para procesar datos de una manera que maximice el rendimiento para el terminal de usuario (por ejemplo, seleccionar la velocidad apropiada para cada flujo de datos). Puesto que diferentes terminales de usuario observan diferentes canales MIMO, el punto de acceso necesitaria, normalmente, procesar datos de manera diferente para cada terminal de usuario, para maximizar la capacidad de tratamiento para ese terminal de usuario.

Para una transmision de emision, el punto de acceso transmite los mismos datos a un numero de terminales de usuario dentro de una zona de cobertura de emision. Para la emision, el punto de acceso, normalmente, no presenta informacion de estado de canal para los terminales de usuario. Ademas, normalmente no es practico procesar datos previstos para multiples terminales de usuario basandose en informacion de estado de canal para un terminal de usuario especifico.

La transmision de emision desde el punto de acceso observa un conjunto de canales MIMO para diferentes terminales de usuario en la zona de cobertura de emision. Un cierto porcentaje de los canales MIMO pueden considerarse como “malos”. Por ejemplo, puede producirse un canal malo cuando la matriz H de respuesta de canal muestra un alto grado de correlacion, o cuando hay una insuficiente dispersion, multiples trayectorias (ancho de banda de coherencia grande), o desvanecimiento temporal (tiempo de coherencia grande) en el canal. La aparicion de canales “malos” es aleatoria, y es deseable minimizar el porcentaje de tiempo en que estos pueden aparecer para cada terminal de usuario.

Para la emision, el punto de acceso necesita transmitir cada flujo de simbolos de datos a una velocidad suficientemente baja, de modo que el flujo puede recuperarse mediante los terminales de usuario incluso bajo el estado del canal del peor caso. Entonces, el rendimiento de la emision viene dictado por el estado del canal del peor caso esperado para la totalidad de los terminales de usuario en la zona de cobertura.

A. Transmision de emision MIMO

El ensanchamiento espacial puede utilizarse para aleatorizar un canal MIMO efectivo observado por cada terminal de usuario, de modo que el rendimiento de emision no venga dictado por una realizacion de canal unico sobre un bloque de codigo. Con ensanchamiento espacial, el punto de acceso realiza un procesamiento espacial sobre cada bloque de codigo con multiples matrices de direccion para aleatorizar de manera efectiva el canal MIMO para cada terminal de usuario. En consecuencia, cada terminal de usuario observa un conjunto de canales a traves de cada bloque de codigo y no se atasca en un unico canal para una porcion extendida del bloque de codigo.

El procesamiento espacial en el punto de acceso para el ensanchamiento espacial en el sistema MIMO puede expresarse como:

X mimo (m) = V (m) • s (m) , Ec. (3)

donde

s(m) es un vector Ns x 1 con Ns simbolos de datos que van a enviarse en el tramo m de transmision;

V(m) es una matriz de direccion Nap x Ns para el tramo m de transmision; y

xmimo(m) es un vector Nap x 1 con Nap simbolos de transmision que van a enviarse desde las Nap antenas de punto de acceso en el tramo m de transmision.

Un tramo de transmision puede cubrir dimensiones de tiempo y/o frecuencia. Por ejemplo, en un sistema MIMO de

una unica portadora, un tramo de transmision puede corresponder a un periodo de simbolo, que es el tiempo

necesario para transmitir un simbolo de datos. Como ejemplo adicional, en un sistema MIMO de multiples portadoras, tal como un sistema MIMO que utiliza OFDM, un tramo de transmision puede corresponder a una subbanda en un

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periodo de simbolo de OFDM. Un tramo de transmision tambien puede cubrir periodos de multiples simbolos y/o multiples subbandas. Por tanto, m puede ser un indice para tiempo y/o frecuencia. Un tramo de transmision tambien puede denominarse un intervalo de transmision, un intervalo de senalizacion, una ranura, etc.

Un conjunto de L matrices de direccion puede generarse como se describe a continuacion, y utilizarse para ensanchamiento espacial. Este conjunto de matrices de direccion se denota como {V}, o V(/) para i = 1 ... L, donde L puede ser cualquier entero mayor que uno. Puede seleccionarse una matriz de direccion en el conjunto para cada tramo m de transmision y ser utilizada para procesamiento espacial por el punto de acceso para ese tramo de transmision. Los resultados del procesamiento espacial son Nap flujos de simbolos de transmision para la emision desde las Nap antenas de punto de acceso.

Los simbolos recibidos en cada terminal de usuario con ensanchamiento espacial pueden expresarse como:

r(m) = H(m) • V(m) • s(m) + n(m) = Heff (m) • s(m) + n(m) , Ec. (4)

donde

r(m) es un vector Nut x 1 con Nut simbolos recibidos para el tramo de transmision m;

H(m) es una matriz de respuesta de canal Nut x Nap para el tramo de transmision m;

Heff(m) es una matriz de respuesta de canal efectiva Nut x Ns para el tramo de transmision m, que es Heff, (m) = H(m) • V(m); y

n(m) es un vector de ruido para el tramo m de transmision.

Para mayor sencillez, se supone que la respuesta H(m) de canal es constante en cada tramo de transmision. Las cantidades H(m), Heff(m), r(m) y n(m) son diferentes para diferentes terminales de usuario, mientras que las cantidades V(m) y s(m) son las mismas para todos los terminales de usuario. Para simplificar la notacion, se omite el subindice “u” para el terminal de usuario u de las cantidades especificas de usuario en la ecuacion (4) y en la siguiente descripcion.

Tal como se muestra en la ecuacion (4), debido al ensanchamiento espacial realizado por el punto de acceso, los Ns flujos de simbolos de datos observan la respuesta Heff(m) del canal efectivo en lugar de la respuesta real H(m) del canal para cada terminal de usuario. Si se utilizan multiples matrices de direccion para la transmision de emision, entonces cada flujo de simbolos de datos observa de manera efectiva un conjunto de canales espaciales de H(m).

Ademas, si se utilizan multiples matrices de direccion a traves de un bloque de codigo, entonces los simbolos de

datos en el bloque de codigo observaran diferentes canales a traves del bloque de codigo.

En general, el punto de acceso puede emitir cualquier numero de (Nd) flujos de datos simultaneamente a los terminales de usuario, donde Ns > Nd > 1. Por ejemplo, si Nd = Ns, entonces el punto de acceso puede emitir un flujo de datos sobre cada canal espacial de Heff (m). El numero maximo de flujos de datos que pueden emitirse simultaneamente se determina por el numero de canales espaciales para todos los terminales de usuario, que a su vez se determina por (1) el numero de antenas en el punto de acceso y (2) el numero minimo de antenas en la totalidad de los terminales de usuario. Si todos los terminales de usuario estan equipados con el mismo numero de antenas, entonces min {Nap, Nut} > NS > ND. Si ND =1, entonces el punto de acceso puede emitir un flujo de datos desde sus Nap antenas.

La figura 2 muestra un proceso 200 para emitir datos con ensanchamiento espacial. Inicialmente, el punto de acceso procesa datos para Nd flujos de datos, para obtener un conjunto de Nd bloques de simbolos de datos, un bloque para cada flujo de datos (bloque 212). Cada bloque de simbolos de datos contiene simbolos de datos generados a partir de un bloque de datos codificados, que puede denominarse un bloque de codigo o un paquete de datos codificado. El procesamiento de datos puede realizarse tal como se describe a continuacion. El punto de acceso, a continuacion, divide los ND bloques de simbolos de datos en NM subbloques de simbolos de datos que van a emitirse en Nm tramos de transmision, un subbloque en cada tramo de transmision (bloque 214). NM tambien se denomina la longitud de bloque y es mayor que uno, o NM > 1. Cada subbloque puede contener uno o mas simbolos de datos de cada uno de los ND bloques. Por ejemplo, si ND = NS, entonces cada subbloque puede contener NS simbolos de datos de Ns bloques para Ns flujos de datos. Como ejemplo adicional, si Nd = 1, entonces cada subbloque puede contener NS simbolos de datos de un bloque para un flujo de datos. El indice m utilizado para denotar el tramo de transmision para el conjunto actual de bloques de simbolos de datos se fija a 1 (bloque 216).

Para cada tramo m de transmision, el punto de acceso selecciona una matriz de direccion, que se denota como V(m), por ejemplo, del conjunto de L matrices de direccion (bloque 218). El punto de acceso realiza, a continuacion, un procesamiento espacial sobre el subbloque m de simbolos de datos con la matriz V(m) de direccion para obtener simbolos de transmision (bloque 220). Si el tramo m de transmision cubre un vector de simbolos de datos, entonces

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el punto de acceso forma un vector s(m) con hasta Ns simbolos de datos del subbloque m de simbolos de datos, y procesa espacialmente el vector s(m) con la matriz V(m) para obtener el vector Xmimo(m) de simbolos de transmision, tal como se muestra en la ecuacion (3). Si el tramo m de transmision cubre multiples (Nv) vectores de simbolos de datos, entonces el punto de acceso forma Nv vectores st(m), para l = 1 ... Nv, a partir del subbloque m de simbolos de datos, y procesa espacialmente cada vector sl(m) con la misma matriz V(m) de direccion para obtener un vector xmimo,l (m) de simbolos de transmision correspondiente. En cualquier caso, el punto de acceso utiliza la misma matriz V(m) de direccion para el procesamiento espacial para todos los vectores de simbolos de datos en el tramo m de transmision. El punto de acceso procesa adicionalmente y emite los vectores de simbolos de transmision resultantes a traves de las Nap antenas de transmision en el tramo m de transmision (bloque 222).

A continuacion, se realiza una determinacion de si todos los Nm subbloques de simbolos de datos se han procesado y transmitido (es decir, de si m = Nm) (bloque 224). Si la respuesta es “No”, entonces se incrementa el indice m para el siguiente subbloque/tramo de transmision (bloque 226), y el proceso vuelve al bloque 218. Si la respuesta es “Si” para el bloque 224, entonces se realiza una determinacion de si hay mas datos que emitir (bloque 228). Si la respuesta es “Si”, entonces el proceso vuelve al bloque 212 para empezar el procesamiento para el siguiente conjunto de bloques de simbolos de datos. Si no, el proceso termina.

Cada conjunto de bloques de simbolos de datos se procesa, de este modo, espacialmente con Nm matrices de direccion para obtener Nap secuencias de simbolos de transmision. Cada secuencia de simbolos de transmision se emite desde una antena en Nm tramos de transmision. Las Nm matrices de direccion aleatorizan el canal MIMO efectivo observado por cada terminal de usuario para los Nd bloques de simbolos de datos. La aleatorizacion del canal MIMO resulta de utilizar diferentes matrices de direccion y no necesariamente de la aleatoriedad en los elementos de las matrices de direccion.

Tal como se observo anteriormente, un tramo de transmision puede definirse para cubrir uno o mas periodos de simbolo y/o una o mas subbandas. Para un rendimiento mejorado, es deseable seleccionar el tramo de transmision para que sea tan pequeno como sea posible, de modo que (1) puedan utilizarse mas matrices de direccion para cada bloque de simbolos de datos y (2) cada terminal de usuario pueda obtener tantas “vistas” del canal MIMO como sea posible para cada bloque de simbolos de datos. El tramo de transmision debera tambien ser mas corto que el tiempo de coherencia del canal MIMO, que es la duracion de tiempo a lo largo de la cual puede suponerse que el canal MIMO es aproximadamente estatico. De manera similar, el tramo de transmision debera ser mas pequeno que el ancho de banda de coherencia del canal MIMO para un sistema de banda ancha (por ejemplo, un sistema OFDM).

B. Recepcion de emision MIMO

La figura 3 muestra un proceso 300 para recibir una transmision de emision con ensanchamiento espacial por un terminal de usuario dado. Inicialmente, el indice m utilizado para denotar el tramo de transmision para el conjunto actual de bloques de simbolos de datos se fija a 1 (bloque 312). El terminal de usuario obtiene simbolos de datos recibidos desde las Nut antenas de recepcion para el subbloque m de simbolos de datos (bloque 314). El terminal de usuario determina la matriz V(m) de direccion utilizada por el punto de acceso para el subbloque m (bloque 316) y utiliza V(m) para obtener Heff(m), que es una estimacion de la respuesta de canal del canal MIMO efectivo observado por el terminal de usuario para el subbloque m (bloque 318). En la siguiente descripcion, “A” sobre una matriz, un vector, o un escalar denota una estimacion de la matriz, vector o escalar real. El terminal de usuario, a continuacion, realiza un procesamiento espacial de receptor sobre los simbolos de datos recibidos con la estimacion Heff(m) de respuesta de canal efectivo y obtiene simbolos detectados (o estimaciones de simbolos de datos) para el subbloque m (bloque 320).

A continuacion, se realiza una determinacion de si se han recibido todos los Nm subbloques de simbolos de datos para el conjunto de bloques de simbolos de datos actual (es decir, si m = Nm) (bloque 322). Si la respuesta es “No”, entonces se incrementa el indice m para el siguiente subbloque/tramo de transmision (bloque 324), y el proceso vuelve al bloque 314. Si la respuesta es “Si” para el bloque 322, entonces el terminal de usuario procesa (por ejemplo, demodula, desintercala y descodifica) los simbolos detectados para todos los Nm subbloques, para obtener datos descodificados para el conjunto de bloques de simbolos de datos actual (bloque 326). A continuacion, se realiza una determinacion de si hay mas datos para recibir (bloque 328). Si la respuesta es “Si”, entonces el proceso vuelve al bloque 312 para empezar a recibir el siguiente conjunto de bloques de simbolos de datos. Si no, el proceso termina.

Cada terminal de usuario puede obtener estimaciones de los simbolos de datos transmitidos utilizando diversas tecnicas de procesamiento del receptor. Estas tecnicas incluyen una tecnica de inversion de matriz de correlacion de canal (CCMI, Channel Correlation Matrix Inversion) (que tambien se denomina comunmente tecnica de forzado a cero), una tecnica de minimo error cuadratico medio (MMSE, Minimum Mean Square Error), una tecnica de cancelacion sucesiva de interferencia (SIC, Successive Interference Cancellation), etc. En la siguiente descripcion, se emite un flujo de simbolos de datos sobre cada canal espacial de Heff (m).

Para la tecnica CCMI, el terminal de usuario obtiene una matriz Mccmi(m) de filtro espacial para cada tramo m de

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transmision basandose en la estimacion Heff(m) de respuesta de canal efectivo, como sigue:

Mccmi (m) = [HHeff (m) • Heff (m)]'1- H% (m) = R-1 (m) • HHeff (m) , Ec.(5)

donde “H” denota la traspuesta conjugada. El terminal de usuario puede estimar la matriz de respuesta de canal, por ejemplo, basandose en simbolos piloto recibidos. Un simbolo piloto es un simbolo de modulacion para el piloto, que son datos que son conocidos a priori tanto por el punto de acceso como por los terminales de usuario. El terminal de usuario puede, a continuacion, calcular la matriz de respuesta de canal efectivo estimada como Heff(m) = H (m) • V(m). Como alternativa, el terminal de usuario puede estimar directamente la matriz de respuesta de canal efectivo, por ejemplo, basandose en simbolos piloto recibidos que se han transmitido utilizando V(m).

El terminal de usuario realiza un procesamiento espacial CCMI como sigue:

Sccmi(rn) = Mccmi (m) • r(m) ,

= R'1 (m) • HHeff (m) • [Heff (m) • s(m) + n(m)] Ec(6)

= s(k) + n ccmi (m)

donde

Sccmi(m) es un vector Ns x 1 con simbolos detectados para el tramo m de transmision; y nccmi(m) = Mccmi(m) • n(m) es el ruido filtrado por CCMI para el tramo m de transmision.

La SNR para la tecnica CCMI puede expresarse como:

Yccmi,«(m) = , para 1 = 1 ... Ns Ec(7)

donde

Pi(m) es la potencia de transmision para el flujo {si} de simbolos de datos en el tramo m de transmision; rll(m) es el elemento diagonal de orden l R-1(m); o2n es la varianza del ruido en el terminal de usuario; y

Yccmi,i(m) es la SNR del flujo {si} de simbolos de datos en el tramo m de transmision.

La cantidad Pe(m)/d2n es la SNR del flujo {si} de simbolos de datos en el terminal de usuario antes del procesamiento espacial del receptor, y se denomina comunmente la SNR recibida, la SNR de funcionamiento, o el margen del enlace. La cantidad yccmi,l(m)es la SNR del flujo {sl} de simbolos de datos despues del procesamiento espacial del receptor, y tambien se denomina la SNR posterior a la deteccion. En la siguiente descripcion, “SNR” se refiere a la SNR posterior a la deteccion a menos que se indique lo contrario. Debido a la estructura de R(m), la tecnica CCMI puede amplificar el ruido.

Para la tecnica MMSE, el terminal de usuario obtiene una matriz Mmmse(m) de filtro espacial para cada tramo m de transmision basandose en la estimacion Heff(m) de respuesta de canal efectivo, como sigue:

A II A 4 All

Mmmse (m) = [Heff (m) • Heff (m) + £nn(m)]* Heff (m)

= [HHeff (m) • Heff (m) + a2u H-1 • H% (m) Ec(8)

donde ^nn(m) es una matriz de autocovarianza del vector n(m) de ruido, que es ^nn(m)= = En(m) • nH(m)], donde E[x] es el valor esperado de x. La segunda igualdad en la ecuacion (8) supone que el vector n(m) de ruido es AWGN con media cero y varianza de o2n. La matriz Mmmse(m) de filtro espacial minimiza el error cuadratico medio entre las estimaciones de simbolos del filtro espacial y los simbolos de datos.

El terminal de usuario realiza un procesamiento espacial MMSE como sigue:

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Smmse(m) = DqM) • Mmmse (m) • r(m)

= DqM) • Mmmse (m) • [Heff (m) • s(m) + n(m)] Ec(9)

= DqM) • Q(m) • s(m) + nmmse(m)

donde

Smmse(rn) es un vector Ns x 1 con simbolos detectados para el tramo m de transmision;

Q(m) = M mmse (m) • Heff(m);

DQ(m) es una matriz diagonal cuyos elementos diagonales son los elementos diagonales de Q-1(m), o DQ(m) = [diag [Q(m)]]-1; y

nmmse(m)= DQ(m) • Mmmse • n(m) es el ruido filtrado por MMSE.

Las estimaciones de simbolos del filtro espacial son estimaciones no normalizadas de los simbolos de datos. La multiplicacion con la matriz DQ(m) de escalado proporciona estimaciones normalizadas de los simbolos de datos.

La SNR para la tecnica MMSE puede expresarse como:

Ymmse,«(m) = Pi (m) , para l = 1 ... Ns Ec(10)

donde

qll(m) es el elemento diagonal de orden l de Q(m); y

P l

Ymmse,i(m) es la SNR para el flujo {si} de simbolos de datos en el tramo m de transmision.

Para la tecnica SIC, el terminal de usuario procesa los Nut flujos de simbolos recibidos en Nd etapas sucesivas para los Nd flujos de datos. Para cada etapa, el terminal de usuario realiza un procesamiento espacial sobre los Nut flujos de simbolos recibidos o los Nut flujos de simbolos modificados de la etapa anterior (por ejemplo, utilizando la tecnica CCMI, MMSE, o alguna otra tecnica) para obtener un flujo de simbolos detectados. A continuacion, el terminal de usuario procesa (por ejemplo, demodula, desintercala y descodifica) este flujo de simbolos detectados para obtener un flujo de datos descodificado correspondiente. El terminal de usuario, a continuacion, estima y cancela la interferencia debida a este flujo y obtiene Nut flujos de simbolos modificados para la siguiente etapa. El terminal de usuario, a continuacion, repite el mismo procesamiento sobre los Nut flujos de simbolos modificados para recuperar otro flujo de datos. Si la interferencia debida a cada flujo de datos puede estimarse con precision y cancelarse, entonces los flujos de datos recuperados mas tarde experimentan menos interferencia y, en general, pueden conseguir SNR superiores de media. Esto permite a la emision MIMO emplear velocidades de transmision de datos superiores sobre aquellos flujos que se detectan mas tarde, mejorando de manera efectiva la capacidad de tratamiento de la emision. Si se emplean diferentes velocidades de transmision de datos sobre diferentes flujos de datos transmitidos, entonces los terminales de usuario pueden descodificar estos flujos en un orden predeterminado, desde el flujo de velocidad de transmision de datos mas baja hasta el flujo de velocidad de transmision de datos mas alta.

Para la tecnica SIC, puede conseguirse un mayor rendimiento estimando la interferencia utilizando datos descodificados en lugar de los simbolos detectados. En este caso, los Nd bloques de simbolos de datos para cada longitud de bloque se recuperan un bloque cada vez. Cada bloque de simbolos de datos se detecta y descodifica en una etapa, y los datos descodificados se utilizan para estimar y cancelar la interferencia debida al bloque de simbolos de datos.

Para mayor claridad, la siguiente descripcion supone que (1) Nd = Ns y cada bloque/flujo de simbolos de datos se transmite como una entrada del vector s(m) de simbolos de datos y (2) los Nd flujos de simbolos de datos se recuperan en orden secuencial, de modo que el flujo {si} de simbolos de datos se recupera en la etapa l, para l = 1... Ns. Para la tecnica SIC, los flujos de simbolos de entrada (recibidos o modificados) para la etapa l, donde l = 1... Ns, pueden expresarse como:

resic(m) = Hl eff (m) • sl (m) + nl (m),

Ec. (11)

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donde

rlsic(m) es un vector de Nut simbolos modificados para el tramo m de transmision en la etapa l, y r1sic(m) = r(m) para la primera etapa;

sl (m) es un vector de Ns - l + 1 simbolos de datos no recuperados aun para el tramo m de transmision en la etapa l;

Hl eff (m) es un matriz de respuesta de canal efectivo reducida Nut x (Nap - l + 1) para el tramo m de transmision en la etapa l; y

nl (m) es un vector reducido de n(m).

La ecuacion (11) supone que los flujos de simbolos de datos recuperados en las l - 1 etapas anteriores se cancelan. Las dimensiones de la matriz Heff(m) se reducen sucesivamente en una columna para cada etapa puesto que se recupera y cancela un flujo de simbolos de datos. Para la etapa l, la matriz Hl eff(m) de respuesta de canal efectiva reducida se obtiene eliminando l - 1 columnas en la matriz Heff(m) original correspondientes a los l - 1 flujos de simbolos de datos recuperados previamente, o Hl eff(m) = [heff,l(m) heff,l+1(m) ... hleff,NS(m)], donde heff,l(m) es un vector Nut x 1 para la respuesta de canal efectivo observada por el flujo {si} de simbolos de datos en el tramo m de transmision.

Para la etapa l, el terminal de usuario obtiene una matriz Mlsic(m) de filtro espacial basandose en la estimacion Hleff(m) de respuesta de canal efectivo reducida (en lugar de la estimacion Hleff(m) de respuesta de canal efectivo original) utilizado la tecnica CCMI, tal como se muestra en la ecuacion (5), la tecnica MMSE, tal como se muestra en la ecuacion (8), o alguna otra tecnica. La matriz Mlsic(m) de filtro espacial tiene dimensiones de (Ns - l + 1) x Nut. Puesto que Hleff(m) es diferente para cada etapa, la matriz Mlsic(m) tambien es diferente para cada etapa.

El terminal de usuario realiza un procesamiento espacial para la etapa, como sigue:

Sesic(m) = Dlsic(M) • Mlsic(M) • rlsic(M)

= Desic(m) • Mlsic(M) • [Hleff (m) • sl (m) + nl (m)]

= Dlsic(m) • Qlsic(m) • sl (m) + nlsic(m) Ec. (12)

donde

Slsic(m) es un vector con Ns - l + 1 simbolos detectados para el tramo m de transmision en la etapa l;

Qsic(m) = M sic(m) • H eff(m);

Dlsic(m) es una matriz de elementos diagonales de [Qlsic(m)]-1; y

nlsic(m) es el ruido filtrado para el tramo m de transmision en la etapa l.

El terminal de usuario selecciona uno de los flujos de simbolos detectados para su recuperacion.

Puesto que solo se recupera un flujo de simbolos de datos en cada etapa, el terminal de usuario puede, simplemente, obtener un vector ml(m) fila de filtro espacial 1 x Nut para el flujo {s} de simbolos de datos que va a recuperarse en la etapa l. El vector ml(m) fila es una fila de la matriz Mlsic(m). En este caso, el procesamiento espacial para la etapa l puede expresarse como:

st (m) = at • M (m) • rlsic(M) = at. gl (m) • sl (m+ nl m Ec. (13)

donde c£(k) es la fila de Qlsic(m) correspondiente al flujo S} de simbolos de datos y at es un factor de escala para el flujo {si} de simbolos de datos.

En cualquier caso, el terminal de usuario procesa (por ejemplo, demodula, desintercala y descodifica) el flujo {s^} de simbolos detectados para obtener un flujo {dt de datos descodificado. El terminal de usuario tambien forma una estimacion de la interferencia que provoca este flujo para los otros flujos de simbolos de datos no recuperados aun. Para estimar la interferencia, el terminal de usuario vuelve a codificar, intercalar y mapear por simbolo el flujo {d t de datos descodificado de la misma manera que se realiza en el punto de acceso, y obtiene un flujo de simbolos {Si}

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"remodulado", que es una estimacion del flujo_ Sj de simbolos de datos que se acaba de recuperar. A continuacion, el terminal de usuario convoluciona el flujo (S^j de simbolos remodulado con cada uno de los Nut elementos en el vector heff,i(m) de respuesta de canal efectivo para el flujo (s*j, para obtener Nut componentes il(m) de interferencia provocadas por este flujo. Las Nut componentes de interferencia se restan, a continuacion, de los Nut flujos rlsic(m) de simbolos modificados para la etapa l, para obtener Nut flujos rt+1sic>u(m) de simbolos modificados para la siguiente etapa, o rl+1sic,u(m) = rsic (m) - il (m). Los flujos rl+1sic,u(m) de simbolos modificados representan los flujos que se habrian recibido si el flujo Sj de simbolos de datos no se hubiese transmitido, suponiendo que la cancelacion de interferencia se realizo de manera efectiva.

Para la tecnica SIC, la SNR de cada flujo de simbolos de datos depende de (1) la tecnica de procesamiento espacial (por ejemplo, CCMI o MMSE) utilizada para cada etapa, (2) la etapa especifica en la que se recupera el flujo de simbolos de datos, y (3) la cantidad de interferencia debida a los flujos de simbolos de datos recuperados en las ultimas etapas. La SNR para la tecnica SIC con CCMI puede expresarse como:

Ysic-ccmi,i (m) = , para « = 1 ... Ns Ec(14)

donde ri(m) es el elemento diagonal de [Rl.

c(m)]-1 para el flujo Sj de simbolos de datos, y Rl(m) = [Hleff(m)]H • Hleff(m).

La SNR para la tecnica SIC con MMSE puede expresarse como:

Ysic-mmse,l (m) = P*(m) , para 1 = 1 ... N, Ec(15)

donde qi(m) es el elemento diagonal de Qlsic(m) para el flujo Sj de simbolos de datos, donde Qlsic(m) se obtiene tal como se muestra para la ecuacion (9), pero basandose en la matriz H^eff(m) de respuesta de canal efectivo reducida en lugar de la matriz Heff(m) de respuesta de canal efectivo original.

En general, la SNR mejora progresivamente para flujos de simbolos de datos recuperados en las ultimas etapas, porque se cancela la interferencia de flujos de simbolos de datos recuperados en etapas anteriores. Esto permite, por lo tanto, que se utilicen velocidades superiores para flujos de simbolos de datos recuperados mas tarde.

La descripcion anterior para la tecnica SIC supone que cada bloque de simbolos de datos se envia como una entrada de s(m). En general, cada etapa descodifica y recupera un bloque de simbolos de datos, que puede haberse demultiplexado y enviado en un numero de entradas de s(m). La descripcion anterior tambien supone que los flujos de datos se recuperan en un orden secuencial determinado por el indice l de flujo. Puede conseguirse un mejor rendimiento recuperando los flujos de datos en un orden secuencial determinado por sus SNR requeridas. Por ejemplo, el flujo de datos que requiere la SNR mas baja (por ejemplo, el flujo de datos enviado con la velocidad de transmision de datos mas baja y/o la potencia de transmision mas alta) puede recuperarse primero, seguido por el flujo de datos con la SNR requerida mas baja siguiente, etc.

C. Seleccion de matriz de direccion

Tal como se observo anteriormente, puede generarse un conjunto de L matrices de direccion y utilizarse para el ensanchamiento espacial. Las matrices de direccion en el conjunto pueden seleccionarse para su uso de diversas maneras. En una realizacion, las matrices de direccion se seleccionan a partir del conjunto de una manera determinista. Por ejemplo, las L matrices de direccion pueden disponerse de manera ciclica y seleccionarse en orden secuencial, empezando con la primera matriz V(1) de direccion, luego la segunda matriz V(2) de direccion, etc., y luego, la ultima matriz V(L) de direccion. En otra realizacion, las matrices de direccion se seleccionan a partir del conjunto de una manera pseudoaleatoria. Por ejemplo, la matriz de direccion a utilizar para cada tramo m de transmision puede seleccionarse basandose en una funcion f(m) que selecciona de manera pseudoaleatoria una de las L matrices de direccion, o matriz V(f(m)) de direccion. En otra realizacion adicional, las matrices de direccion se seleccionan a partir del conjunto de una manera "permutada". Por ejemplo, las L matrices de direccion pueden disponerse de manera ciclica y seleccionarse para su uso en orden secuencial. No obstante, la matriz de direccion de inicio para cada ciclo puede seleccionarse de una manera pseudoaleatoria, en lugar de ser siempre V(1) la primera matriz de direccion. Las L matrices de direccion tambien pueden seleccionarse de otras maneras, y esto esta dentro del alcance de la invencion.

La seleccion de matrices de direccion tambien puede depender del numero (L) de matrices de direccion en el conjunto, y de la longitud (NM) de bloque. En general, el numero de matrices de direccion puede ser mayor que, igual a, o menor que la longitud de bloque. La seleccion de matrices de direccion para estos tres casos puede realizarse tal como se describe a continuacion.

Si L = Nm, entonces el numero de matrices de direccion coincide con la longitud de bloque. En este caso, puede

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seleccionarse una matriz de direccion diferente para cada uno de los NM tramos de transmision utilizados para emitir un conjunto de bloques de simbolos de datos. Las Nm matrices de direccion para los Nm tramos de transmision pueden seleccionarse de una manera determinista, pseudoaleatoria o permutada, tal como se describio anteriormente.

Si L < Nm, entonces la longitud de bloque es mayor que el numero de matrices de direccion en el conjunto. En este caso, las matrices de direccion se reutilizan para cada conjunto de bloques de simbolos de datos y pueden seleccionarse tal como se describio anteriormente.

Si L > Nm, entonces se utiliza un subconjunto de las matrices de direccion para cada conjunto de bloques de simbolos de datos. La seleccion del subconjunto especifico a utilizar para cada conjunto de bloques de simbolos de datos puede ser determinista o pseudoaleatoria. Por ejemplo, la primera matriz de direccion a utilizar para el conjunto de bloques de simbolos de datos actual puede ser la matriz de direccion despues de la ultima utilizada para un conjunto de bloques de simbolos de datos anterior.

D. Sistema MIMO

La figura 4 muestra un diagrama de bloques del punto de acceso 110 y el terminal 120 de usuario en el sistema 100 MIMO. El terminal 120 de usuario es uno de los terminales de usuario en la figura 1. En el punto de acceso 110, un procesador 420 de datos TX recibe y procesa (por ejemplo, codifica, intercala y modula) datos para Nd flujos de datos, y proporciona Ns flujos de simbolos de datos, donde Ns s Nd s 1. Un procesador 430 espacial TX recibe y procesa espacialmente los Ns flujos de simbolos de datos para el ensanchamiento espacial, multiplexa en simbolos piloto, y proporciona Nap flujos de simbolos de transmision a Nap unidades 432a a 432ap transmisoras (TMTR). El procesamiento mediante el procesador de datos de TX 420 se describe mas adelante, y el procesamiento espacial mediante el procesador espacial de TX 430 es tal como se describio anteriormente. Cada unidad transmisora 432 acondiciona (por ejemplo, convierte a analogico, filtra, amplifica y convierte a una frecuencia mayor) un flujo de simbolos de transmision respectivo para generar una senal modulada. Las Nap unidades 432a a 432ap transmisoras proporcionan Nap senales moduladas para la transmision desde las Nap antenas 434a a 434ap, respectivamente.

En el terminal 120 de usuario, Nut antenas 452a a 452ut reciben las Nap senales transmitidas, y cada antena 452 proporciona una senal recibida a una unidad 454 receptora (RCVR) respectiva. Cada unidad 454 receptora realiza un procesamiento complementario al realizado por la unidad 432 transmisora y proporciona (1) simbolos de datos recibidos a un procesador 460 espacial RX y (2) simbolos piloto recibidos a un estimador 484 de canal dentro de un controlador 480. El procesador 460 espacial de recepcion realiza un procesamiento espacial sobre Nut flujos de simbolos recibidos desde Nut unidades 454a a 454ut receptoras con matrices de filtro espacial del controlador 480, y proporciona Ns flujos de simbolos detectados, que son estimaciones de los Ns flujos de simbolos de datos emitidos por el punto de acceso 110. Un procesador 470 de datos RX, a continuacion, procesa (por ejemplo, demapea, desintercala y descodifica) los Ns flujos de simbolos detectados y proporciona Nd flujos de datos descodificados, que son estimaciones de los Nd flujos de datos.

Los controladores 440 y 480 controlan el funcionamiento de diversas unidades de procesamiento en el punto de acceso 110 y el terminal 120 de usuario, respectivamente. Las unidades 442 y 482 de memoria almacenan datos y/o codigos de programa utilizados por los controladores 440 y 480, respectivamente.

La figura 5A muestra un diagrama de bloques de un procesador 420a de datos TX y un procesador 430a espacial TX, que son una realizacion del procesador 420 de datos TX y el procesador 430 espacial TX en el punto de acceso 110. Para esta realizacion, el procesador 420a de datos TX incluye Nd procesadores 520a a 520nd de flujos de datos TX para Nd flujos de datos, {di} para l = 1... Nd.

Dentro de cada procesador 520 de flujos de datos TX, un codificador 522 recibe y codifica flujo de datos {dl} basandose en un esquema de codificacion, y proporciona bits de codigo. El flujo de datos puede llevar uno o mas paquetes de datos, y cada paquete de datos se codifica normalmente por separado para obtener un bloque de codigo o paquete de datos codificado. La codificacion aumenta la fiabilidad de la transmision de datos. El esquema de codificacion puede incluir generacion de comprobacion de redundancia ciclica (CRC, Cyclic Redundancy Check), codificacion convolucional, turbocodificacion, codificacion de comprobacion de paridad de baja densidad (LDPC, Low Density Parity Check), codificacion de bloques, otra codificacion, o una combinacion de los mismos. Con ensanchamiento espacial, la SNR puede variar a traves de un bloque de codigo incluso si el canal MIMO es estatico sobre el bloque de codigo. Puede utilizarse un esquema de codificacion suficientemente potente para combatir la variacion de SNR a traves del bloque de codigo, de modo que el rendimiento codificado es proporcional a la media de SNR a traves del bloque de codigo. Algunos esquemas de codificacion de ejemplo que pueden proporcionar buen rendimiento para ensanchamiento espacial incluyen turbocodificacion (por ejemplo, la definida por IS-856), codigo LDPC, y codigo convolucional.

Un intercalador 524 de canales intercala (es decir, reordena) los bits de codigo basandose en un esquema de intercalacion para conseguir diversidad de frecuencia, tiempo y/o espacial. La intercalacion puede realizarse a traves de un bloque de codigo, un bloque de codigo parcial, multiples bloques de codigo, uno o mas tramos de transmision,

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etc. Una unidad 526 de mapeo por simbolo mapea los bits intercalados basandose en un esquema de modulacion y proporciona un flujo {si} de simbolos de datos. La unidad 526 agrupa cada conjunto de B bits intercalados para formar un valor de B bits, donde B > 1, y ademas mapea cada valor de B bits a un simbolo de modulacion especifico basandose en el esquema de modulacion (por ejemplo, QPSK, M-PSK, o M-QAM, donde m = 2B). La unidad 526 proporciona un bloque de simbolos de datos para cada bloque de codigo.

En la figura 5A, ND procesadores 520a a 520nd de flujos de datos TX procesan los ND flujos de datos y proporcionan Nd bloques de simbolos de datos para cada longitud de bloque de Nm tramos de transmision. Un procesador 520 de flujos de datos TX tambien puede procesar los Nd flujos de datos, por ejemplo, de una manera con multiplexacion por division de tiempo (TDM, Time Division Multiplex). Pueden utilizarse el mismo o diferentes esquemas de codificacion y modulacion para los Nd flujos de datos. Ademas, pueden utilizarse la misma o diferentes velocidades de transmision de datos para los Nd flujos de datos. La velocidad de transmision de datos para cada flujo de datos se determina mediante los esquemas de codificacion y modulacion utilizados para ese flujo.

Un multiplexor/demultiplexor 528 (Mux/Demux) recibe y multiplexa/demultiplexa los simbolos de datos para los Nd flujos de datos en NS flujos de simbolos de datos. Si ND = NS, entonces el Mux/Demux 528 puede proporcionar simplemente los simbolos de datos para cada flujo de datos como un flujo de simbolos de datos respectivo. Si ND =

1, entonces el Mux/Demux 528 demultiplexa los simbolos de datos para el flujo de datos en NS flujos de simbolos de datos.

El procesador 430a espacial TX recibe Nd bloques de simbolos de datos desde el procesador 420a de datos TX y Nm matrices V(m) de direccion desde el controlador 440 para cada longitud de bloque de Nm tramos de transmision. Las matrices de direccion pueden ser recuperadas de un almacen 542 de matrices de direccion (SM, Steering Matrix) dentro de la unidad 442 de memoria, o ser generadas por el controlador 440 cuando se necesiten. Dentro del procesador 430a espacial TX, una unidad 532 de multiplicacion de matrices realiza un procesamiento espacial sobre los simbolos de datos para cada tramo m de transmision con la matriz V(m) de direccion, y proporciona simbolos de transmision para ese tramo de transmision. Un multiplexor 534 multiplexa los simbolos de transmision con simbolos piloto, por ejemplo, de una manera multiplexada por division de tiempo. Para cada tramo de transmision, el procesador 430a espacial TX proporciona Nap secuencias de simbolos de transmision para la emision desde las Nap antenas de punto de acceso en uno o mas periodos de simbolo y/o en una o mas subbandas para ese tramo de transmision. El procesador 430a espacial TX multiplexa ademas las Nap secuencias de simbolos de transmision para diferentes tramos de transmision, y proporciona Nap flujos de simbolos de transmision, {xj} para j = 1... Nap, para las Nap antenas de punto de acceso.

La figura 5B muestra un diagrama de bloques de un procesador 420b de datos TX y un procesador 430b espacial TX, que son otra realizacion del procesador 420 de datos TX y el procesador 430 espacial TX en el punto de acceso 110. Para esta realizacion, el procesador 420b de datos TX incluye un procesador 520 de flujos de datos TX para un flujo de datos {d}. El procesador 520 de flujos de datos TX procesa el flujo {d} de datos tal como se describio anteriormente para la figura 5A, y proporciona simbolos de datos. Un demultiplexor 529 demultiplexa los simbolos de datos del procesador 520 en Ns flujos de simbolos de datos, {si} para l = 1... Ns, de modo que cada bloque de simbolos de datos se emite sobre Ns canales espaciales de H(m).

Dentro del procesador 430b espacial TX, un multiplexor 530 recibe los NS flujos de simbolos de datos desde el procesador 420b de datos TX, multiplexa en simbolos piloto, y proporciona Ns flujos de simbolos de datos/piloto. La unidad 532 de multiplicacion de matrices realiza un procesamiento espacial sobre los simbolos de datos/piloto para cada tramo m de transmision con la matriz V(m) de direccion y proporciona simbolos de transmision para ese tramo de transmision. El procesador 430b espacial TX proporciona Nap flujos de simbolos de transmision, {xj} para j = 1... Nap, para las Nap antenas de punto de acceso. El procesador 430b espacial TX realiza ensanchamiento espacial tanto sobre los simbolos de datos como piloto, mientras que el procesador 430a espacial TX realiza ensanchamiento espacial sobre simbolos de datos, pero no sobre simbolos piloto.

Las figuras 5A y 5B muestran realizaciones de ejemplo del procesador 420 de datos TX y el procesador 430 espacial TX en el punto de acceso 110. Los procesadores 420 y 430 tambien pueden implementarse de otras maneras, y esto esta dentro del alcance de la invencion.

La figura 6A muestra un diagrama de bloques de una realizacion de las unidades de procesamiento en el terminal 120 de usuario, que puede utilizarse conjuntamente con la realizacion de punto de acceso mostrada en la figura 5A. Nut unidades 454a a 454ut receptoras proporcionan simbolos piloto recibidos, {r,p} para i = 1... Nut, al estimador 484 de canal. Si el punto de acceso 110 transmite simbolos piloto sin ensanchamiento espacial (tal como se muestra en la figura 5A), entonces el estimador 484 de canal obtiene H(m), que es una estimacion de la matriz H(m) de respuesta de canal, basandose en los simbolos piloto recibidos. El estimador 484 de canal obtiene, a continuacion, la matriz V(m) de direccion para cada tramo m de transmision, y obtiene Heff(m), que es una estimacion de la matriz de respuesta de canal efectivo, como Heff(m) = H(m) • V(m). El terminal 120 de usuario se sincroniza con el punto de acceso 110, de modo que ambas entidades utilizan la misma matriz V(m) de direccion para cada tramo m de transmision. Si el punto de acceso 110 transmite simbolos piloto con ensanchamiento espacial (tal como se muestra en la figura 5B), entonces el estimador 484 de canal estima directamente la matriz de respuesta de canal efectivo

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basandose en los simbolos piloto recibidos. En cualquier caso, el estimador 484 de canal proporciona la matriz Heff(m) de respuesta de canal efectivo estimada para cada tramo de transmision.

El controlador 480 obtiene un matriz M(m) de filtro espacial y, posiblemente, una matriz D(m) diagonal para cada tramo de transmision basandose en la matriz Hef(m) de respuesta de canal estimada y utilizando la tecnica CCMI, MMSE, o alguna otra tecnica. El procesador 460 espacial RX obtiene simbolos de datos recibidos, {r,d} para i = 1... Nut, de las unidades receptoras 454a a 454ut y las matrices M(m) y D(m) del controlador 480. El procesador 460 espacial RX realiza un procesamiento espacial del receptor sobre los simbolos de datos recibidos para cada tramo de transmision con las matrices M(m) y D(m), y proporciona simbolos detectados al procesador 470 de datos RX.

Para la realizacion mostrada en la figura 6A, el procesador 470a de datos RX incluye un multiplexor/demultiplexor 668 y Nd procesadores 670a a 670nd de flujos de datos RX para los Nd flujos de datos. El Mux/Demux 668 recibe y multiplexa/demultiplexa los Ns flujos de simbolos detectados para los Ns canales espaciales en Nd flujos de simbolos detectados para los Nd flujos de datos. Dentro de cada procesador 670 de flujos de datos RX, una unidad 672 de demapeo por simbolo demodula los simbolos detectados para el flujo de datos asociado segun el esquema de modulacion utilizado para ese flujo, y proporciona datos demodulados. Un desintercalador 674 de canal desintercala los datos demodulados de una manera complementaria a la intercalacion realizada sobre ese flujo por el punto de acceso 110. Un descodificador 676 descodifica los datos desintercalados de una manera complementaria a la codificacion realizada por el punto de acceso 110 sobre ese flujo. Por ejemplo, puede utilizarse un descodificador Turbo o un descodificador Viterbi para el descodificador 676 si el punto de acceso 110 realiza, respectivamente, turbocodificacion o codificacion convolucional. El descodificador 676 proporciona un flujo de datos descodificado, que incluye un paquete de datos descodificado para cada bloque de simbolos de datos.

La figura 6B muestra un diagrama de bloques de un procesador 460b espacial RX y un procesador 470b de datos RX, que implementa la tecnica SIC para el terminal 120 de usuario. El procesador 460b espacial RX y el procesador 470b de datos RX implementan ND etapas de procesamiento de receptor en cascada para los ND flujos de datos. Para mayor sencillez, ND = NS y cada flujo de simbolos de datos corresponde a un flujo de datos respectivo. Cada una de las etapas 1 a Nd - 1 incluye un procesador 660 espacial, un cancelador 662 de interferencia, un procesador 670 de flujos de datos RX, y un procesador 680 de flujos de datos TX. La ultima etapa incluye solo un procesador 660nd espacial y un procesador 670nd de flujos de datos RX. Cada procesador 670 de flujos de datos RX incluye una unidad de demapeo por simbolo, un desintercalador de canal y un descodificador, tal como se muestra en la figura 6A. Cada procesador 680 de flujos de datos TX incluye un codificador, un intercalador de canal y una unidad de mapeo por simbolo, tal como se muestra en la figura 5B.

Para la etapa 1, el procesador 660a espacial realiza un procesamiento espacial de receptor sobre los Nut flujos de simbolos recibidos, y proporciona un flujo {§1} de simbolos detectados. El procesador 670a de flujos de datos RX demodula, desintercala y descodifica el flujo {§1} de simbolos detectados y proporciona un flujo {d 1} de datos descodificado correspondiente. El procesador 680a de flujos de datos TX codifica, intercala y modula el flujo {d 1} de datos descodificado de la misma manera realizada por el punto de acceso 110 para ese flujo, y proporciona un flujo {§1} de simbolos remodulado. El cancelador 662 de interferencia procesa el flujo {§1} de simbolos remodulado con la matriz Heff(m) de respuesta de canal efectivo estimada para obtener Nut componentes de interferencia debidas al flujo {§1} de simbolos de datos. Las Nut componentes de interferencia se restan de los Nut flujos de simbolos recibidos para obtener Nut flujos de simbolos modificados, que se proporcionan a la etapa 2.

Cada una de las etapas 2 a Nd - 1 realiza el mismo procesamiento que la etapa 1, aunque sobre los Nut flujos de simbolos modificados de la etapa anterior en lugar de los Nut flujos de simbolos recibidos. La ultima etapa realiza un procesamiento espacial y descodificacion sobre los Nut flujos de simbolos modificados de la etapa Nd - 1 y no realiza estimacion y cancelacion de interferencia.

Los procesadores 660a a 660nd espaciales pueden implementar cada uno la tecnica CCMI, MMSE, o alguna otra tecnica. Cada procesador 660 espacial multiplica un vector r'sic(m) de simbolos de entrada (recibidos o modificados) con un matriz M'sic(m) de filtro espacial para obtener un vector §lsic(m) de simbolos detectados, y proporciona el flujo de simbolos detectados para esa etapa. La matriz Mlsic(m) se obtiene basandose en la estimacion Hleff(m) de respuesta de canal efectivo reducida para la etapa.

2. Emision MISO

La figura 7 muestra un sistema 700 MISO con un punto de acceso 710 y terminales 720 de usuario. El punto de acceso 710 esta equipado con multiples (Nap) antenas para la transmision de datos. Cada terminal 720 de usuario esta equipado con una unica antena para la recepcion de datos. Los terminales de usuario pueden distribuirse por toda la zona de cobertura del punto de acceso 710. Se forma un canal MISO diferente mediante las Nap antenas en el punto de acceso y la unica antena en cada terminal de usuario. El canal MISO para un terminal de usuario dado puede caracterizarse mediante un vector h fila de repuesta de canal 1 x Nap, que es h = [hi h2... hwap], donde la

entrada hj, para j = 1... Nap, denota el acoplamiento entre la antena j del punto de acceso y la antena del terminal de usuario.

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Puede utilizarse ensanchamiento espacial para aleatorizar el canal MISO efectivo observado por cada terminal de usuario de una unica antena de modo que el rendimiento de emision no venga dictado por el estado del canal del peor caso esperado. Para el sistema MISO, el punto de acceso realiza un procesamiento espacial con vectores de direccion, que son matrices de direccion degeneradas que contienen solo una columna.

El procesamiento espacial en el punto de acceso para ensanchamiento espacial en el sistema MISO puede expresarse como:

Xmiso (m) = v(m)* s(m) , Ec(16)

donde

s(m) es un simbolo de datos que va a enviarse en el tramo m de transmision; v(m) es un vector de direccion Nap x 1 para el tramo m de transmision; y

xmiso(m) es un vector Nap x 1 con Nap simbolos de transmision que van a enviarse desde las Nap antenas de punto de acceso en el tramo m de transmision.

Puede generarse un conjunto de L vectores de direccion y se denota como {v}, o v(i) para i = 1... L. Se selecciona un vector de direccion en el conjunto para cada tramo m de transmision y se utiliza para el procesamiento espacial por el punto de acceso para ese tramo de transmision.

Los simbolos recibidos en cada terminal de usuario de una unica antena con ensanchamiento espacial pueden expresarse como:

r(m) = h(m) • v(m) • s(m) + n(m) = heff (m) • s(m) + n(m), EC. (17)

donde

r(m) es un simbolo recibido para el tramo m de transmision;

heff(m) es una respuesta de canal efectivo para el tramo m de transmision, que es heff(m) = h(m) • v(m); y n(m) es el ruido para el tramo m de transmision.

Tal como se muestra en la ecuacion (17), debido al ensanchamiento espacial realizado por el punto de acceso, el flujo de simbolos de datos emitido por el punto de acceso observa la respuesta heff(m) de canal efectivo, que incluye la respuesta h(m) de canal real y el vector v(m) de direccion. El terminal de usuario puede obtener h(m), que es una estimacion del vector h(m) de respuesta de canal (por ejemplo, basandose en simbolos piloto recibidos). A continuacion, el terminal de usuario puede calcular he«(m), que es una estimacion de la respuesta de canal efectivo, como heff(m) = h(m) • v(m). Como alternativa, el terminal de usuario puede estimar directamente la respuesta de canal efectivo, por ejemplo, basandose en simbolos piloto recibidos que se han transmitido utilizando v(m). En cualquier caso, el terminal de usuario puede realizar una deteccion (por ejemplo, filtrado adaptado y/o ecualizacion) sobre los simbolos r(m) recibidos con la estimacion heff(m) de respuesta de canal efectivo para obtener simbolos s(m) detectados.

La transmision y recepcion de emision para el sistema MISO puede realizarse de manera similar a la descrita anteriormente para las figuras 2 y 3. Sin embargo, solo esta disponible y se utiliza un canal espacial para la transmision de emision en el sistema MISO. Haciendo referencia a la figura 2, para la transmision de emision en el sistema MISO, se genera un bloque de simbolos de datos (bloque 212) y se divide en Nm subbloques, que han de emitirse en NM tramos de transmision (bloque 214). Se selecciona un vector de direccion para cada tramo de subbloque/transmision (bloque 218) y se utiliza para el procesamiento espacial para el simbolo o los simbolos de datos en el subbloque (bloque 220). Los simbolos de transmision para cada subbloque se emiten a traves de las Nap antenas de punto de acceso en el tramo de transmision asociado (bloque 222).

Haciendo referencia a la figura 3, para la recepcion de emision en el sistema MISO, se obtienen uno o mas simbolos de datos recibidos desde la unica antena en el terminal de usuario para cada subbloque (bloque 314). Se determina el vector de direccion utilizado por el punto de acceso para cada subbloque (bloque 316) y se utiliza para obtener la estimacion heff(m) de respuesta de canal efectivo (bloque 318), que se utiliza, a continuacion, para la deteccion del simbolo o los simbolos de datos recibidos para el subbloque (bloque 320). Despues de haber recibido la totalidad de los Nm subbloques para el bloque de simbolos de datos actual, se procesan los simbolos detectados para el bloque (se demodulan, desintercalan y descodifican) para obtener los datos descodificados para el bloque (bloque 326).

La figura 8 muestra un diagrama de bloques del punto de acceso 710 y el terminal 720 de usuario en el sistema 700

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MISO. El terminal 720 de usuario es uno de los terminales de usuario de la figura 7. En el punto de acceso 710, un procesador 820 de datos TX realiza un procesamiento de datos sobre un flujo {d} de datos para obtener un flujo {s} de simbolos de datos correspondiente. El procesador 820 de datos TX puede implementarse con el procesador 520 de flujos de datos TX de la figura 5B. Un procesador 830 espacial TX realiza un ensanchamiento espacial sobre el flujo de simbolos de datos con los vectores de direccion (por ejemplo, tal como se muestra en la ecuacion (16)), multiplexa en simbolos piloto, y proporciona Nap flujos de simbolos de transmision. Nap unidades 832a a 832ap transmisoras acondicionan los Nap flujos de simbolos de transmision para generar Nap senales moduladas, que se transmiten desde Nap antenas 834a a 834ap, respectivamente.

En el terminal 720 de usuario, las Nap senales transmitidas son recibidas por una antena 852, y la senal recibida desde la antena es acondicionada mediante una unidad 854 receptora para obtener simbolos recibidos. Un estimador 884 de canal obtiene la estimacion heff(m) de respuesta de canal efectivo basandose en los simbolos piloto recibidos y en el vector v(m) de direccion utilizado para cada tramo de transmision. Un detector 860 realiza una deteccion (por ejemplo, ecualizacion y/o filtrado adaptado) sobre los simbolos de datos recibidos con la estimacion heff(m) de respuesta de canal efectivo y proporciona un flujo {s} de simbolos detectados. Un procesador 870 de datos RX procesa (por ejemplo, demapea, desintercala y descodifica) el flujo de simbolos detectados, y proporciona un flujo {d} de datos descodificado. El procesador 870 de datos RX puede implementarse con el procesador 670a de flujos de datos RX de la figura 6A.

Los controladores 840 y 880 controlan el funcionamiento de las diversas unidades de procesamiento en el punto de acceso 710 y el terminal 720 de usuario, respectivamente. Las unidades 842 y 882 de memoria almacenan datos y/o codigos de programa utilizados por los controladores 840 y 880, respectivamente.

3. Sistemas basados en OFDM

Las tecnicas de transmision de emision descritas en el presente documento pueden utilizarse para sistemas de una unica portadora, asi como de multiples portadoras. Pueden obtenerse multiples portadoras con OFDM o con alguna otra construccion. Para un sistema basado en OFDM, puede realizarse ensanchamiento espacial sobre cada una de las subbandas utilizadas para la emision.

Para un sistema MIMO que utiliza OFDM (es decir, un sistema MIMO-OFDM), puede formarse un vector s(k, n) de simbolos de datos para cada subbanda k en cada periodo n de simbolo OFDM. El vector s(k, n) contiene hasta Ns simbolos de datos para la emision a traves de los Ns canales espaciales de subbanda k en el periodo n de simbolo OFDM. El indice m para el tramo de transmision se sustituye por k, n para la subbanda k y el periodo n de simbolo OFDM. Pueden emitirse de manera simultanea hasta Nf vectores, s(k, n) para k = 1... Nf, sobre las Nf subbandas en un periodo de simbolo OFDM. Un tramo de transmision puede cubrir una o mas subbandas en uno o mas periodos de simbolo OFDM.

Los Nd bloques de simbolos de datos pueden emitirse de diversas maneras en el sistema MIMO-OFDM. Por ejemplo, cada bloque de simbolos de datos puede emitirse como una entrada del vector s(k, n) para cada una de las Nf subbandas. En este caso, cada bloque de simbolos de datos se emite sobre todas las Nf subbandas y consigue diversidad de frecuencia. Cada bloque de simbolos de datos puede abarcar ademas uno o multiples periodos de simbolo OFDM. Cada bloque de simbolos de datos puede, por tanto, abarcar dimensiones de frecuencia y/o tiempo (por diseno del sistema) mas dimension espacial (con ensanchamiento espacial).

Las matrices de direccion tambien pueden seleccionarse de diversas maneras para el sistema MIMO-OFDM. Las matrices de direccion para las subbandas pueden seleccionarse de una manera determinista, pseudoaleatoria o permutada, tal como se describio anteriormente. Por ejemplo, las L matrices de direccion en el conjunto pueden disponerse de manera ciclica y seleccionarse en orden secuencial para las subbandas 1 a Nf en el periodo n de simbolo OFDM, luego las subbandas 1 a Nf en el periodo n + 1 de simbolo OFDM, etc. El numero de matrices de direccion en el conjunto puede ser menor que, igual a, o mayor que el numero de subbandas. Los tres casos descritos anteriormente para L = NM, L < NM, y L > NM tambien pueden aplicarse para las subbandas, sustituyendo Nm por Nf.

Para un sistema MISO que utiliza OFDM (es decir, un sistema MISO-OFDM), puede emitirse un simbolo s(k, n) de datos sobre cada subbanda k en el periodo n de simbolo OFDM. Pueden emitirse de manera simultanea hasta NF simbolos de datos, s(k, n) para k = 1...Nf, sobre las Nf subbandas en un periodo de simbolo OFDM. Cada bloque de simbolos de datos puede emitirse sobre una o multiples subbandas y/o en uno o multiples periodos de simbolo OFDM. Los vectores de direccion pueden seleccionarse de una manera similar a la de las matrices de direccion en el sistema MIMO-OFDM.

Para un sistema basado en OFDM, cada unidad 432 transmisora de la figura 4 y cada unidad 832 transmisora de la figura 8 realizan modulacion OFDM sobre los simbolos de transmision para la totalidad de las Nf subbandas de una antena de transmision asociada. Para modulacion OFDM, los Nf simbolos de transmision que van a emitirse sobre las Nf subbandas en cada periodo de simbolos OFDM se transforman al dominio del tiempo utilizando una transformada rapida de Fourier inversa (IFFT, Inverse Fast Fourier Transform) en Nf puntos para obtener un simbolo

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"transformado" que contiene Nf elementos de codigo. Para combatir la interferencia entre simbolos (ISI, InterSymbol Interference), la cual esta provocada por el desvanecimiento de senal selectivo en frecuencia, normalmente se repite una porcion (o Ncp elementos de codigo) de cada simbolo transformado para formar un simbolo OFDM correspondiente. Cada simbolo OFDM se emite en un periodo de simbolos OFDM, que es Nf + Ncp periodos de elementos de codigo, donde Ncp es la longitud de prefijo ciclica. Cada unidad transmisora genera un flujo de simbolos OFDM y, ademas, acondiciona el flujo de simbolos OFDM para generar una senal modulada para la emision desde la antena asociada. Cada unidad 454 receptora de la figura 4 y cada unidad 854 receptora de la figura 8 realizan la demodulacion OFDM complementaria sobre su senal recibida para obtener simbolos de datos recibidos y simbolos piloto recibidos.

4. Diversidad de transmision

El ensanchamiento espacial puede utilizarse en combinacion con diversos esquemas de diversidad de transmision, tales como diversidad de transmision espacio-tiempo (STTD, Space-Time Transmit Diversity), diversidad de transmision espacio-frecuencia (SFTD, Space-Frequency Transmit Diversity), diversidad de transmision ortogonal (OTD, Orthogonal Transmit Diversity), etc. STTD transmite cada par de simbolos de datos desde dos antenas en dos periodos de simbolo para conseguir diversidad de espacio y tiempo. SFTD transmite cada par de simbolos de datos desde dos antenas en dos subbandas para conseguir diversidad de espacio y frecuencia. OTD transmite dos simbolos de datos simultaneamente desde dos antenas en dos periodos de simbolo utilizando dos codigos ortogonales para conseguir diversidad de espacio y tiempo. El ensanchamiento espacial puede proporcionar un mayor rendimiento para estos esquemas de diversidad de transmision.

Para el esquema STTD, el punto de acceso genera dos vectores de simbolos codificados, por ejemplo, si(m) = [sa(m) sb(m)]T y s2(m) = [sb*(m) -sa*(m)]T para cada par de simbolos de datos sa(m) y sb(m) que va a emitirse en el tramo m de transmision, donde “*” denote el complejo conjugado y "T" denota la traspuesta. Cada vector incluye dos simbolos codificados que han de emitirse desde las Nap antenas de punto de acceso en un periodo de simbolo. El vector si(m) se emite en el primer periodo de simbolo, y el vector s*(m) se emite en el siguiente periodo de simbolo. Cada simbolo de datos se incluye en ambos vectores y, por tanto, se emite sobre dos periodos de simbolo.

El punto de acceso realiza ensanchamiento espacial sobre los dos vectores si(m) y s2(m) utilizando la misma matriz de direccion, como sigue:

Xsttd,i (m)=Vsttd(m) • Si (m) , para i = 1,2, EC. (18)

donde

Vsttd(m) es una matriz de direccion Nap x 2 para el tramo m de transmision; y

Xsttd,i(m) es un vector Nap x 1 con Nap simbolos de transmision que van a enviarse desde las Nap antenas de punto de acceso en el periodo i de simbolo del tramo m de transmision.

Si el terminal de usuario esta equipado con una unica antena, entonces los simbolos recibidos pueden expresarse como:

ri(m)= h(m) • Vsttd(m) • §i(m) + ni(m)= heff,sttd (m) • §i(m)+ni(m) EC. (19)

donde

ri(m) es un simbolo recibido para el periodo i de simbolo del tramo m de transmision; h(m) es un vector fila de respuesta de canal 1 x Nap para el tramo m de transmision;

heff,sttd(m) es un vector fila de respuesta de canal efectivo 1 x 2 para el tramo m de transmision, que es heff,sttd(m) = h(m) • Vsttd(m) = [heff,1(m)_heff,2(m)]; y

ni(m) es el ruido para el periodo i de simbolo del tramo m de transmision.

Se supone que la respuesta h(m) de canal es constante en los dos periodos de simbolo del tramo m de transmision.

El terminal de usuario de una unica antena puede obtener estimaciones de los dos simbolos de datos, Sa(m) y sb(m), como sigue:

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donde

heff,i(m) es una estimacion de heft,i(m), para i = 1,2;

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n’a(m) y n’b(m) son ruido post-procesado para los simbolos Sa(m) y Sb(m) detectados, respectivamente.

Si el terminal de usuario esta equipado con multiples antenas, entonces los simbolos recibidos pueden expresarse como:

ri(m)= H(m) • Vsttd(m) • Si(m) + ni(m)= Heff,sttd (m) • Si(m)+ni(m) EC. (21)

donde

r,(m) es un vector Nut x 1 con Nut simbolos recibidos para el periodo i de simbolo del tramo m de transmision;

H(m) es una matriz de respuesta de canal Nut x Nap para el tramo m de transmision;

Heff,sttd(m) es una matriz de respuesta de canal efectivo Nut x 2 para el tramo m de transmision, que es Heff,sttd(m)

= H(m) • Vsttd(m) = [heff,1(m) heff,2(m)]; y

n,(m) es un vector de ruido para el periodo ide simbolo del tramo m de transmision.

El terminal de usuario de multiples antenas puede obtener estimaciones de los dos simbolos de datos, Sa(m) y Sb(m), como sigue:

imagen4

donde

heff,i(m) es una estimacion de heff,i(m), para i = 1,2;

imagen5

n”a (m) y n”b (m) son ruido post-procesado para los simbolos Sa (m) y Sb (m) detectados, respectivamente.

Para el esquema SFTD, los dos vectores s1 (m) y s2 (m) se emiten sobre dos subbandas diferentes en el mismo periodo de simbolo. Puede realizarse el mismo procesamiento de transmision y recepcion descrito anteriormente para el esquema SFTD, donde el indice i ahora denota la subbanda en lugar del periodo de simbolo. Puesto que se supone que la respuesta de canal es aproximadamente constante en el tramo de transmision, pueden utilizarse dos subbandas k y k + 1 contiguas para emitir los dos vectores s1(m) y s2(m).

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5. Sistema de multiples antenas hibrido

La figura 9 muestra un sistema 900 de multiples antenas con un punto de acceso 910 y terminales 920 de usuario. El punto de acceso 910 esta equipado con multiples (Nap) antenas para la transmision de datos. Cada terminal 920 de usuario puede estar equipado con una unica antena o con multiples (Nut) antenas para la recepcion de datos. Cada terminal de usuario de multiples antenas presenta un canal MIMO correspondiente al punto de acceso y puede recibir transmisiones de emision MIMO y MISO desde el punto de acceso. Cada terminal de usuario de una unica antena presenta un canal MISO correspondiente al punto de acceso y puede recibir una transmision de emision MISO y, posiblemente, una porcion de una transmision de emision MIMO desde el punto de acceso, tal como se describe a continuacion.

El punto de acceso 910 puede emitir datos de diversas maneras en el sistema 900. En una realizacion, el punto de acceso 910 envia (1) una transmision de emision MIMO que puede ser recibida por terminales de usuario de multiples antenas y (2) una transmision de emision MISO que puede ser recibida por terminales de usuario tanto de una unica antena como de multiples antenas. Las transmisiones de emision MIMO y MISO pueden ser enviadas (1) en intervalos de tiempo diferentes, utilizando multiplexacion por division de tiempo (TDM), (2) en conjuntos disjuntos diferentes de subbandas, utilizando multiplexacion por division de frecuencia (FDM), (3) en canales de codigo diferentes, utilizando multiplexacion por division de codigo (CDM), mediante algun otro esquema de multiplexacion, o mediante una combinacion de los mismos. En otra realizacion, el punto de acceso 910 envia una transmision de emision MIMO de una manera tal que los terminales de usuario de una unica antena pueden recuperar una porcion de la transmision de emision (por ejemplo, para servicio de emision basica) y los terminales de usuario de multiples antenas pueden recuperar la totalidad de las transmisiones de emision (si tienen suficiente margen de enlace). En otra realizacion adicional, el punto de acceso 910 puede ajustar la transmision de emision (por ejemplo, entre emisiones MIMO y MISO) basandose en las condiciones de canal esperadas para los terminales de usuario.

6. Esquemas de transmision de emision

Un sistema de multiples antenas puede realizar emision MIMO de diversas maneras. En un primer esquema de emision MIMO, el punto de acceso emite multiples (Nd) flujos de datos simultaneamente y utiliza la misma velocidad de transmision de datos y la misma potencia de transmision para todos los flujos de datos, donde Ns s Nd > 1. La velocidad de transmision de datos puede seleccionarse, por ejemplo, basandose en el canal efectivo del peor caso esperado para los terminales de usuario de multiples antenas, que deberia ser mejor que el canal real del peor caso esperado para estos terminales de usuario. La mayoria de los terminales de usuario de multiples antenas dentro de la zona de cobertura de emision pueden, por tanto, recuperar los Nd flujos de datos.

En un segundo esquema de emision MIMO, el punto de acceso emite Nd flujos de datos simultaneamente y utiliza diferentes velocidades de transmision de datos, pero la misma potencia de transmision para estos flujos. Este esquema de emision puede utilizarse para proporcionar servicios de emision “escalonada” en la zona de cobertura de emision. Cada flujo de datos presenta una zona de cobertura de emision diferente determinada por su velocidad de transmision de datos. El flujo de datos con la velocidad de transmision de datos mas baja tiene la zona de cobertura de emision mas grande, y el flujo de datos con la velocidad de transmision de datos mas alta tiene la zona de cobertura de emision mas pequena. Cada terminal de usuario puede ser capaz de recuperar uno, algunos, o todos los flujos de datos dependiendo de (1) su ubicacion y estado del canal y de (2) la tecnica de procesamiento espacial de receptor empleada. Si un terminal de usuario utiliza una tecnica de procesamiento espacial de receptor lineal (por ejemplo, la tecnica CCMI o MMSE), entonces puede recuperar flujos de datos con mayores velocidades de transmision de datos si tiene un margen de enlace suficientemente alto. El terminal de usuario puede ser capaz de recuperar solo flujos de datos con menores velocidades de transmision de datos si tiene un margen de enlace bajo (por ejemplo, esta ubicado en el borde de la zona de cobertura). Si el terminal de usuario utiliza la tecnica SIC, entonces puede ser capaz de recuperar flujos de datos con mayores velocidades de transmision de datos, asi como flujos de datos con menores velocidades de transmision de datos, incluso si esta ubicado en el borde de la zona de cobertura. El terminal de usuario puede recuperar los flujos de menor velocidad de transmision de datos, primero, y realizar cancelacion de interferencia para conseguir las SNR superiores necesarias para recuperar los flujos de mayor velocidad de transmision de datos.

En un tercer esquema de emision MIMO, el punto de acceso emite Nd flujos de datos simultaneamente y utiliza la misma velocidad de transmision de datos, pero diferentes potencias de transmision para estos flujos. Pueden obtenerse diferentes potencias de transmision multiplicando los simbolos de datos para cada flujo de datos por un factor de escala que determina la cantidad de potencia de transmision para ese flujo de datos. Con este esquema de emision, tambien pueden conseguirse servicios de emision escalonada. El flujo de datos con la potencia de transmision mas alta tiene la zona de cobertura de emision mas grande y puede ser recuperado por la mayoria de los terminales de usuario. A la inversa, el flujo de datos con la potencia de transmision mas baja tiene la zona de cobertura de emision mas pequena. Los flujos de datos de menores potencias tambien pueden ser recuperados por los terminales de usuario con margen de enlace bajo si utilizan la tecnica SIC.

Los segundo y tercer esquema de emision MIMO pueden utilizarse para soportar tanto terminales de usuario de

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multiples antenas como terminales de usuario de una unica antena. Los terminales de usuario de una unica antena pueden recuperar el flujo de datos con la velocidad de transmision de datos mas baja o la potencia de transmision mas alta. Los flujos de datos restantes actuarian como interferencia para este flujo de datos. Los terminales de usuario de multiples antenas pueden recuperar mas flujos de datos utilizando las antenas adicionales. Si un terminal de usuario de multiples antenas utiliza la tecnica SIC descrita anteriormente, entonces los flujos de datos pueden ser recuperados en un orden secuencial determinado por sus SNR requeridas. El flujo de datos con la velocidad de transmision de datos mas baja o la potencia de transmision mas alta es recuperado en primer lugar, seguido por el flujo de datos con la velocidad de transmision de datos mas baja siguiente o la potencia de transmision mas alta siguiente, y asi sucesivamente.

En un cuarto esquema de emision MIMO, el punto de acceso transmite un numero diferente de flujos de datos dependiendo de la capacidad esperada de los canales inalambricos para los terminales de usuario. La capacidad del canal es funcion de la SNR de funcionamiento, asi como de las caracteristicas del canal (por ejemplo, si las ganancias de canal para diferentes pares de antenas de transmision/recepcion estan correlacionadas). Cuando la capacidad de canal esperada es baja, el punto de acceso puede emitir menos flujos de datos y distribuir la potencia de transmision disponible sobre estos menos flujos, de modo que cada flujo pueda conseguir una mayor SNR. A la inversa, cuando la capacidad de canal esperada es mayor, el punto de acceso puede emitir mas flujos de datos.

Tanto para emisiones MIMO como MISO, el punto de acceso puede ajustar la velocidad de transmision de datos para cada flujo de datos basandose en diversos factores, tales como la capacidad del canal, requisitos de servicio, etc. Tambien pueden implementarse otros esquemas de emision con ensanchamiento espacial, y esto esta dentro del alcance de la invencion.

7. Rendimiento de emision

El rendimiento de cada flujo de simbolos de datos depende del orden de diversidad conseguido para ese flujo. El orden de diversidad para cada flujo de simbolos de datos depende, a su vez, del numero de antenas de transmision, del numero de antenas de recepcion, de la tecnica de procesamiento espacial del receptor, y de si se utilizo ensanchamiento espacial. En general, el rendimiento mejora a medida que aumenta el orden de diversidad.

Sin ensanchamiento espacial, cada uno de los Ns flujos de simbolos de datos observa el mismo orden de diversidad cuando se utiliza una tecnica de procesamiento espacial de receptor lineal (por ejemplo, la tecnica CCMI o MMSE) para detectar los flujos de simbolos de datos. Si Nut > Nap y se emite un flujo de simbolos de datos sobre cada canal espacial de Hetf(m) de modo que Nd = Ns = Nap, entonces cada flujo de simbolos de datos observa un orden de diversidad de Nut - Nap + 1. Para un canal MIMO simetrico con Nap = Nut, cada flujo de simbolos detectados tiene un orden de diversidad de uno y una distribucion de Rayleigh para su SNR. Todos los flujos de simbolos de datos tienen la misma distribucion SNR.

Sin ensanchamiento espacial, cada flujo de simbolos de datos observa un orden de diversidad diferente cuando se utiliza la tecnica SIC para detectar los Ns flujos de simbolos de datos. De nuevo, si Nut s Nap y se emite un flujo de simbolos de datos en cada canal espacial de Heff(m), entonces el orden de diversidad para cada flujo de simbolos de datos es Nut - Nap + l, donde l es el numero de etapa en la que se detecta el flujo. Por tanto, los flujos de simbolos de datos que se detectan mas tarde tienen orden de diversidad superior y tienden a tener mejores SNR, lo que permite que se utilicen velocidades de transmision de datos superiores para estos flujos.

Con ensanchamiento espacial, el orden de diversidad para cada flujo de simbolos de datos se mejora de manera efectiva mediante el uso de multiples matrices de direccion diferentes para cada bloque de codigo dentro del flujo. Cada matriz de direccion diferente permite al bloque de codigo obtener una “vista” diferente del canal MIMO, lo que puede equipararse a tener diferente antena de transmision o recepcion. El orden de diversidad para cada flujo de simbolos de datos puede, por tanto, relacionarse con el numero de matrices de direccion diferentes utilizadas para el bloque de codigo, que puede ser mucho mayor que el numero de antenas de punto de acceso y el numero de antenas de terminal de usuario. El ensanchamiento espacial proporciona normalmente una mejora para los flujos de simbolos de datos con menores ordenes de diversidad.

El ensanchamiento espacial puede utilizarse para mejorar el rendimiento y/o la zona de cobertura para una transmision de emision. Los sistemas MIMO y MISO convencionales (sin ensanchamiento espacial) seleccionan, normalmente, una velocidad de transmision de datos para la transmision de emision basandose en el estado del canal del peor caso esperado para todos los terminales de usuario en la zona de cobertura de emision. Este estado del canal del peor caso corresponde, normalmente, a un canal “malo” que no se desvanece/cambia a traves de un bloque de codigo entero. Con ensanchamiento espacial, el canal MIMO o MISO efectivo se aleatoriza a traves de cada bloque de codigo, y la probabilidad de que cualquier terminal de usuario observe un canal malo para el bloque de codigo entero se reduce sustancialmente. Esto permite, por tanto, utilizar una mayor velocidad de transmision de datos para la transmision de emision. De manera equivalente, para una velocidad de transmision de datos dada, el ensanchamiento espacial puede proporcionar una mayor zona de cobertura de emision. En general, una mayor velocidad de transmision de datos para una transmision de emision corresponde a una menor zona de cobertura de emision. Ademas, un requisito de corte mas restrictivo (o una menor probabilidad de corte) corresponde a una menor

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zona de cobertura de emision. El ensanchamiento espacial puede proporcionar un mayor rendimiento (por ejemplo, mayor velocidad de transmision de datos, mayor zona de cobertura de emision, y/o menor probabilidad de corte) con respecto a los sistemas MIMO y MISO convencionales.

La figura 10A muestra graficas de la funcion de distribucion acumulada (CDF, Cumulative Distribution Function) de la eficiencia espectral global conseguida para un sistema MIMO de ejemplo. Para este sistema MIMO, el punto de acceso esta equipado con cuatro antenas (Nap = 4), los terminales de usuario estan distribuidos aleatoriamente por toda la zona de cobertura, y cada terminal de usuario esta equipado con cuatro antenas (Nut = 4). Se supone que los canales MIMO para los terminales de usuario son como se describio anteriormente para la ecuacion (1), y la SNR de funcionamiento por antena de recepcion es de 20 dB para los terminales de usuario ubicados en el borde de cobertura. Los terminales de usuario utilizan la tecnica MMSE.

La grafica 1010 muestra la CDF de la eficiencia espectral global para el caso en el que no se realiza ensanchamiento espacial para la transmision de emision, lo que es equivalente a realizar direccion de transmision con una unica matriz de direccion (L = 1) todo el tiempo. La eficiencia espectral se da en unidades de bits por segundo por hercio (bps/Hz). Para una eficiencia espectral x dada, la CDF indica el porcentaje de terminales de usuario que consiguen una eficiencia espectral global peor que x. Por ejemplo, el punto 1012 indica que el uno por ciento (10-2) de los terminales de usuario consiguen una eficiencia espectral global peor que 9 bps/Hz. Si el punto de acceso emite datos a una velocidad global de 9 bps/Hz, entonces el uno por ciento de los terminales de usuario no podra descodificar correctamente la transmision de emision. Este porcentaje tambien se denomina probabilidad de corte.

Las graficas 1020, 1030 y 1040 muestran las CDF de la eficiencia espectral global conseguida con ensanchamiento espacial utilizando 4, 16 y 64 matrices de direccion, respectivamente. Los puntos 1022, 1032 y 1042 indican que, para una probabilidad de corte del uno por ciento, la eficiencia espectral global es 12,5, 14,6 y 15,8 bps/Hz con 4, 16 y 64 matrices de direccion, respectivamente. Para una probabilidad de corte del uno por ciento, el uso de ensanchamiento espacial mejora la eficiencia espectral global desde 9 bps/Hz hasta aproximadamente 15,8 bps/Hz (con 64 matrices de direccion) para el sistema MIMO de ejemplo. La linea 1050 es para una probabilidad de corte del 50%, y puede tomarse como referencia para determinar la eficiencia espectral global media para los cuatro casos.

La figura 10B muestra graficas de la CDF de la eficiencia espectral global conseguida para un sistema MISO de ejemplo. Para este sistema MISO, el punto de acceso esta equipado con cuatro antenas (Nap = 4), los terminales de usuario estan distribuidos aleatoriamente por toda la zona de cobertura, y cada terminal de usuario esta equipado con una unica antena (Nut = 1). Se supone que los canales MISO para los terminales de usuario son como se describio anteriormente, y la SNR/Rx de funcionamiento es de 10 dB para los terminales de usuario ubicados en el borde de cobertura.

La grafica 1060 muestra la CDF de la eficiencia espectral global para el caso en el que no se realiza ensanchamiento espacial (L = 1) para la transmision de emision. Las graficas 1070, 1080 y 1090 muestran las CDF de la eficiencia espectral global conseguida con ensanchamiento espacial utilizando 4, 16 y 64 matrices de direccion, respectivamente. Los puntos 1062, 1072, 1082, y 1092 indican que, para una probabilidad de corte del uno por ciento, la eficiencia espectral global es de 0,1, 0,8, 1,7, y 2,2 bps/Hz con 1, 4, 16 y 64 matrices de direccion, respectivamente. De nuevo, se consigue una ganancia sustancial mediante el uso de ensanchamiento espacial para la transmision de emision.

Las figuras 10A y 10B muestran el rendimiento para los sistemas MIMO y MISO de ejemplo con algunas suposiciones especificas. En general, la medida de mejora puede depender de diversos factores tales como, por ejemplo, las caracteristicas de los canales inalambricos, el numero de antenas de transmision y recepcion, la tecnica de procesamiento espacial utilizada en los terminales de usuario, los esquemas de codificacion y modulacion utilizados para la transmision de datos, etc.

8. Generacion de matrices y vectores de direccion

Las matrices de direccion utilizadas para el ensanchamiento espacial en el sistema MIMO y los vectores de direccion utilizados para el sistema MISO pueden generarse de diversas maneras. A continuacion, se describen algunos esquemas de ejemplo para generar estas matrices y vectores de direccion. El conjunto de matrices/vectores de direccion puede calcularse previamente y almacenarse en el punto de acceso y terminales de usuario, y recuperarse posteriormente para su uso cuando se necesiten. Como alternativa, estas matrices/vectores de direccion pueden calcularse en tiempo real cuando se necesiten.

A. Generacion de matrices de direccion

Las matrices de direccion deberian ser matrices unitarias y satisfacer la siguiente condicion:

VH(i) • V(i) = I , para i=1 ... L EC. (23)

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La ecuacion (23) indica que cada columna de V(i) tiene energia unidad y las columnas de V(/) son ortogonales entre si. Esta condicion garantiza que los Ns simbolos de datos emitidos simultaneamente utilizando la matriz V(i) de direccion tienen la misma potencia y son ortogonales entre si antes de la transmision.

Algunas de las matrices de direccion tambien pueden estar descorrelacionadas, de modo que la correlacion entre dos matrices de direccion cualquiera es cero o un valor bajo. Esta condicion puede expresarse como:

C(ij)=VH(i) • V(j) « 0 , para i=1 ... L , j=1 ... L , e , EC. (24)

donde C(ij) es la matriz de correlacion para V(i) y V(j), y 0 es una matriz de todo ceros. La condicion de la ecuacion (24) puede mejorar el rendimiento para algunas aplicaciones, pero no es necesaria para la mayoria de aplicaciones.

Puede generarse un conjunto {V} de L matrices de direccion utilizando diversos esquemas. En un primer esquema, las L matrices de direccion se generan basandose en matrices de variables aleatorias. Inicialmente, se genera una matriz G Ns x Nap con elementos que son variables aleatorias gaussianas complejas distribuidas de manera identica independientes (IID, Independent Identically Distributed), que tiene cada uno media cero y varianza uno. Se calcula una matriz Nap x Nap de correlacion de G como R = GH • G, y se descompone utilizando descomposicion en autovalores como:

R = E • D* Eh , EC. (25)

donde

E es una matriz unitaria Nap x Ns de autovectores de R; y D es una matriz diagonal Ns x Ns de autovalores de R.

La matriz D diagonal contiene autovalores de R, que representan las ganancias de potencia para los Ns modos propios de G. La matriz E se utiliza como una matriz V(i) de direccion y se anade al conjunto. La matriz V(/) de direccion es una matriz unitaria, porque la matriz E se obtiene a traves de descomposicion en autovalores. El proceso se repite hasta que se generan todas las L matrices de direccion.

En un segundo esquema, las L matrices de direccion se generan basandose en un conjunto de (log2 L) + 1 matrices unitarias, distribuidas isotropicamente, independientes. Una matriz unitaria aleatoria esta distribuida isotropicamente si su densidad de probabilidad no cambia al multiplicar por la izquierda por cualquier matriz unitaria Nap x Nap determinista. El indice i para las matrices de direccion del conjunto puede denotarse como i = li I2... Iq, donde Q = log2 L, li es el primer bit del indice i, IQ es el ultimo bit del indice i, y cada bit puede tomar un valor de 0 o 1. Las L matrices de direccion pueden, por tanto, generarse como sigue:

Vi«1 «2... «Q) = Qiei*_Q2e2*...* Qq€Q* Vo , para €1, €2, ..., €q e {0,1} EC. (26)

donde V0 es una matriz unitaria, distribuida isotropicamente, independiente, Nap x Ns; y

Djlj’ para j = 1... Q, es una matriz unitaria, distribuida isotropicamente, independiente, Nap x Nap.

La matriz Vo puede definirse, por ejemplo, como VoT= INs 0J, donde INs es una matriz identidad NS x NS. El segundo esquema lo describen T.L. Marzetta et al. en "Structured Unitary Space-Time Autocoding Constellations," IEEE Transaction on Information Theory, volumen 48, numero 4, abril de 2002.

En un tercer esquema, las L matrices de direccion se generan rotando sucesivamente una matriz V(1) de direccion unitaria inicial en un espacio complejo de Nap dimensiones, como sigue:

V(i+1) = 0i • V(1) , para i = 1 ... L -1 , EC. (27)

donde 0i es una matriz unitaria diagonal Nap x Nap que puede definirse como:

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: j2n.u1.i /L e 0 ... 0 '

0' =: 0 ^ j2n.u2.i /L ... Q . EC. (28)

: 0 0 j2n.uNap.i /L 6

y ui, U2, ... UNap son Nap valores diferentes, cada uno dentro del intervalo de 0 a L-1, que se eligen de manera que,

por ejemplo, la correlacion entre la matriz de direccion resultante generada con la matriz 0i sea lo mas baja posible. Los Nap elementos diagonales de 0i son las raices de orden L de la unidad. La matriz V(1) de direccion unitaria inicial puede formarse con Ns columnas diferentes de una matriz de Fourier Nap x Nap en la que la entrada de orden (n, m), wn,m, viene dada como:

-j2n(n-l)(m-l)

Nap

Wn,m = e para n={1 ... Nap} y m={1 ... Nap} EC. (29)

donde n es un indice de fila y m es un indice de columna. El tercer esquema lo describen B.M. Hochwald et al. en "Systematic Design of Unitary Space-Time Constellations," IEEE Transaction on Information Theory, volumen 46, numero 6, septiembre de 2000.

En un cuarto esquema, las L matrices de direccion se generan con una matriz B base y diferentes escalares. La matriz base puede ser una matriz de Walsh, una matriz de Fourier, o cualquier otra matriz. Una matriz de Walsh

2x2puede expresarse como

*•4 -!]•

Puede formarse una matriz W2Nx2N de Walsh de mayor

tamano a partir de una matriz Wnxn de Walsh de menor tamano, como sigue:

imagen6

Ec. (30)

Las matrices de Walsh tienen dimensiones que son potencias de dos. Puede formarse una matriz F de Fourier Nap x Nap con elementos definidos tal como se muestra en la ecuacion (29).

Puede utilizarse una matriz W de Walsh Nap x Nap, una matriz F de Fourier, o cualquier otra matriz, tal como la matriz B base para formar otras matrices de direccion. Cada una de las filas 2 a Nap de la matriz base puede multiplicarse de manera independiente por uno de los m escalares posibles diferentes, donde m > 1. Pueden obtenerse MNap-1 matrices de direccion diferentes a partir de MNap-1 permutaciones diferentes de los m escalares para las Nap - 1 filas. Por ejemplo, cada una de las filas 2 a Nap puede multiplicarse de manera independiente con un escalar de +1, -1, +j', o -j, donde j = V-1. Para Nap = 4 y M = 4, pueden generarse 64 matrices de direccion diferentes a partir de la matriz B base con los cuatro escalares diferentes. Pueden generarse matrices de direccion adicionales con otros escalares, por ejemplo, e±j3n/4, e±j3n/4 e±3jn/8, etc. En general, cada fila de la matriz base puede multiplicarse por cualquier escalar que tenga la forma ejB, donde 0 puede ser cualquier valor de fase. Pueden generarse matrices de direccion Nap x Nap como V(i) = gNap • B(i), donde gNap = 1/VNap y B(i) es la matriz de orden i generada con la matriz B base. El ajuste a

escala mediante gNap garantiza que cada columna de V(i) tiene potencia unidad.

Tambien pueden utilizarse otros esquemas para generar el conjunto de L matrices de direccion, y esto esta dentro del alcance de la invencion. En general, las matrices de direccion pueden generarse de una manera pseudoaleatoria (por ejemplo, tal como el primer esquema) o de una manera determinista (por ejemplo, tal como el segundo, tercero, y cuarto esquemas).

B. Generacion de vectores de direccion

Los vectores de direccion utilizados para el ensanchamiento espacial en un sistema MISO deberian tener energia

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unidad, es decir ||v(/)||2 = vH(/) • v(i) = 1 para i = 1... L, de modo que la potencia de transmision utilizada para los simbolos de datos no varia por el ensanchamiento espacial. Los elementos de cada vector v(i) de direccion pueden definirse para que tengan igual magnitud, de modo que la potencia de transmision completa de cada antena de punto de acceso pueda utilizarse para la emision. Esta condicion puede expresarse como: |v1 (/) | = |v2(i) | = ...-= |vNap(/) |, donde v(/) = [v1(/) v2(/) ... vNap(/)]. Algunos de los vectores de direccion tambien pueden estar descorrelacionados, de modo que la correlacion entre dos vectores de direccion descorrelacionados cualquiera sea cero o un valor bajo. Esta condicion puede expresarse como:

c(ij) = vH(i) • v(j) = 0 , para i = 1 ... L, j = 1 ... L, e i^j , EC.(31)

donde c(/y) es la correlacion entre los vectores v(/) y vj) de direccion.

El conjunto {v} de L vectores de direccion puede generarse utilizando diversos esquemas. En un primer esquema, los L vectores de direccion se generan basandose en matrices G’ Nap x Nap de variables aleatorias. Una matriz de correlacion Nap x Nap de cada matriz G’ se calcula como R' = G’H • G’, y se descompone tal como se muestra en la ecuacion (25) para obtener una matriz E unitaria Nap x Nap. Cada columna de E’ puede utilizarse como un vector v(/) de direccion.

En un segundo esquema, los L vectores de direccion se generan rotando sucesivamente un vector v(1) de direccion unitario inicial como sigue:

v(i+1 )= e j2n/L • v(i) , para 1=2 ... L, EC.(32)

donde L > Nap.

En un tercer esquema, los L vectores de direccion se generan de manera que los elementos de estos vectores tienen la misma magnitud, pero fases diferentes. Para un vector de direccion dado v(/) = [v1(/) v2(/) ••• vN (/)], puede

ap

formarse un vector v(/) de direccion normalizado como:

v(i) = [Ae j01(i) Ae j02(i) ... Ae j8Nap(i)] EC.(33)

donde

A es una constante (por ejemplo, A = 1/ VNap); y 0j(i) es la fase del elemento de orden j de v(i), que es:

vRet'

EC. (34)

El vector v(i) de direccion normalizado permite que la potencia de transmision completa este disponible para cada antena que va a utilizarse para la transmision de emision.

Las columnas de las matrices de direccion generadas tal como se describio anteriormente tambien pueden utilizarse como vectores de direccion para el ensanchamiento espacial. Tambien pueden utilizarse otros esquemas para generar el conjunto de vectores de direccion, y esto esta dentro del alcance de la invencion.

Las tecnicas de transmision de emision descritas en el presente documento pueden implementarse mediante diversos medios. Por ejemplo, estas tecnicas pueden implementarse en hardware, software, o una combinacion de los mismos. Para una implementacion hardware, las unidades de procesamiento utilizadas para realizar o soportar la transmision de emision con ensanchamiento espacial en el punto de acceso y el terminal de usuario pueden implementarse dentro de uno o mas circuitos integrados de aplicacion especifica (ASIC, Application Specific Integrated Circuits), procesadores de senales digitales (DSP, Digital Signal Processors), dispositivos de procesamiento de senales digitales (DSPD, Digital Signal Processing Devices), dispositivos logicos programables (PLD, Programmable Logic Devices), matrices de puertas programables por campo (FPGA, Field Programmable Gate Arrays), procesadores, controladores, microcontroladores, microprocesadores, otras unidades electronicas disenadas para realizar las funciones descritas en el presente documento, o una combinacion de los mismos.

Para una implementacion software, las tecnicas de transmision de emision pueden implementarse con modulos (por ejemplo, procedimientos, funciones, etc.) que realizan las funciones descritas en el presente documento. Los

codigos de software pueden almacenarse en unidades de memoria (por ejemplo, las unidades 442 y 482 de memoria de la figura 4 y las unidades 842 y 882 de memoria de la figura 8) y ejecutarse mediante un procesador (por ejemplo, los controladores 440 y 480 de la figura 4 y los controladores 840 y 880 de la figura 8). La unidad de memoria puede estar implementada dentro del procesador o ser externa al procesador, en cuyo caso puede 5 acoplarse de manera comunicativa al procesador a traves de diversos medios, como se conoce en la tecnica.

Los titulos se incluyen en el presente documento como referencia, y para ayudar a ubicar ciertas secciones. Estos titulos no pretenden limitar el alcance de los conceptos descritos bajo los mismos, y estos conceptos pueden tener aplicabilidad en otras secciones a lo largo de toda la memoria descriptiva.

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La descripcion anterior de las realizaciones dadas a conocer se proporciona para permitir a cualquier experto en la tecnica hacer o utilizar la presente invencion. Diversas modificaciones a estas realizaciones seran facilmente evidentes para los expertos en la tecnica, y los principios genericos definidos en el presente documento pueden aplicarse a otras realizaciones sin apartarse del alcance de la invencion. Por tanto, la presente invencion no 15 pretende limitarse a las realizaciones mostradas en el presente documento, sino que ha de concedersele el alcance mas amplio de conformidad con los principios y caracteristicas novedosas dados a conocer en el presente documento.

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REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento de emision de datos desde un transmisor de multiples antenas inalambrico, que comprende:

seleccionar al menos dos matrices de direccion para la transmision de al menos un bloque de sfmbolos de datos obtenido a partir de al menos un bloque de datos, en el que se proporcionan las al menos dos matrices de direccion para aleatorizar un canal efectivo observado por cada una de una pluralidad de entidades de recepcion para el al menos un bloque de sfmbolos de datos;

realizar un procesamiento espacial en el al menos un bloque de sfmbolos de datos con cada una de las al menos dos matrices de direccion para obtener una pluralidad de secuencias de sfmbolos de transmision, en el que el procesamiento espacial comprende obtener sfmbolos de transmision para ser enviados desde una pluralidad de antenas de punto de acceso en un tramo de transmision mediante el procesamiento de sfmbolos de datos para ser enviados en el tramo de transmision con una matriz de direccion seleccionada para el tramo de transmision; y

emitir una o mas senales que comprenden la pluralidad de secuencias de sfmbolos de transmision desde una pluralidad de antenas de transmision.
2. El procedimiento segun la reivindicacion 1, que comprende ademas:

dividir el al menos un bloque de sfmbolos de datos en una pluralidad de subbloques de sfmbolos de datos; en el que la seleccion de al menos dos matrices de direccion comprende seleccionar una matriz de direccion para cada uno de la pluralidad de subbloques de sfmbolos de datos; y

en el que la realizacion de un procesamiento espacial comprende realizar un procesamiento espacial para cada uno de la pluralidad de subbloques de sfmbolos de datos con una diferente de las al menos dos matrices de direccion.
3. El procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que el procesamiento del al menos un bloque de datos comprende, para cada bloque de datos:

codificar el bloque de datos de acuerdo con un esquema de codificacion para obtener un bloque de datos codificados;

intercalar el bloque de datos codificados para obtener un bloque de datos intercalados; y

mapear por sfmbolo el bloque de datos intercalados de acuerdo con un esquema de modulacion para

obtener el bloque de sfmbolos de datos.
4. El procedimiento segun la reivindicacion 1, que comprende ademas:

determinar una velocidad de datos para cada uno del al menos un bloque de datos basandose en las condiciones de canal esperadas para la pluralidad de entidades de recepcion.
5. El procedimiento segun la reivindicacion 1, que comprende ademas

seleccionar las al menos dos matrices de direccion entre un conjunto de L matrices de direccion, donde L es un numero entero mayor que uno.
6. El procedimiento segun la reivindicacion 1, que comprende ademas:

generar una pluralidad de matrices de direccion como matrices unitarias que tienen columnas ortogonales, y en el que la seleccion comprende seleccionar las al menos dos matrices de entre la pluralidad de matrices de direccion.
7. El procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que el procesamiento espacial se realiza de acuerdo con la formula siguiente:

X„imo(m) = V(M) ■ S(M) ,

donde

s(m) es un vector Ns x 1 con Ns sfmbolos de datos que van a enviarse en el tramo m de transmision;

V(m) es una matriz de direccion Nap x Ns para el tramo m de transmision; y

Xmmo(m) es un vector Nap x 1 con Nap sfmbolos de transmision que van a enviarse desde las Nap antenas de punto de acceso en el tramo m de transmision.
8. Un transmisor de multiples antenas inalambrico, que comprende:

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

un medio (440) para seleccionar al menos dos matrices de direccion para la transmision del al menos un bloque de sfmbolos de datos obtenido a partir de al menos un bloque de datos, en el que las al menos dos matrices de direccion se proporcionan para aleatorizar un canal efectivo observado por cada una de una pluralidad de entidades de recepcion para el al menos un bloque de sfmbolos de datos; un medio (430) para realizar un procesamiento espacial en el al menos un bloque de sfmbolos de datos con cada una de las al menos dos matrices de direccion para obtener una pluralidad de secuencias de sfmbolos de transmision, en el que el procesamiento espacial comprende obtener sfmbolos de transmision para ser enviados desde una pluralidad de antenas de punto de acceso en un tramo de transmision mediante el procesamiento de sfmbolos de datos para ser enviados en el tramo de transmision con una matriz de direccion para el tramo de transmision; y

un medio (432) para emitir la pluralidad de secuencias de sfmbolos de transmision desde una pluralidad de antenas de transmision.
9. El transmisor de la reivindicacion 8, que comprende ademas:

un medio (430) para dividir el al menos un bloque de sfmbolos de datos en una pluralidad de subbloques de sfmbolos de datos;

en el que el medio (440) para seleccionar las al menos dos matrices de direccion esta configurado para seleccionar una matriz de direccion para cada uno de la pluralidad de subbloques de sfmbolos de datos; y en el que el medio (430) para realizar el procesamiento espacial comprende un medio para realizar un procesamiento espacial para cada uno de la pluralidad de subbloques de sfmbolos de datos con una diferente de entre las al menos dos matrices de direccion.
10. El transmisor de la reivindicacion 8, en el que el medio para procesar el al menos un bloque de datos comprende, para cada bloque de datos:

un medio (522) para codificar el bloque de datos de acuerdo con un esquema de codificacion para obtener un bloque de datos codificados;

un medio (524) para intercalar el bloque de datos codificados para obtener un bloque de datos intercalados; y

un medio (526) para mapear por sfmbolo el bloque de datos intercalados de acuerdo con el esquema de modulacion para obtener el bloque de sfmbolos de datos.
11. El transmisor de la reivindicacion 8, que comprende ademas:

un medio para determinar una velocidad de datos para cada uno del al menos un bloque de datos basandose en los estados del canal esperados para la pluralidad de entidades de recepcion.
12. El transmisor de la reivindicacion 8, que comprende ademas:

un medio para seleccionar las al menos dos matrices de direccion de entre un conjunto de L matrices de direccion, donde L es un numero entero mayor que uno.
13. El transmisor de la reivindicacion 8, que comprende ademas:

un medio para generar una pluralidad de matrices de direccion como matrices unitarias que tienen columnas ortogonales, y en el que el medio para seleccionar comprende medios para seleccionar las al menos dos matrices de entre la pluralidad de matrices de direccion.
14. El transmisor de la reivindicacion 8, en el que el procesamiento espacial se realiza de acuerdo con la formula siguiente:

X„imo(m) = V(M) ■ S(M) ,

donde

s(m) es un vector Ns x 1 con Ns sfmbolos de datos que van a enviarse en el tramo m de transmision;

V(m) es una matriz de direccion Nap x Ns para el tramo m de transmision; y

Xmmo(m) es un vector Nap x 1 con Nap sfmbolos de transmision que van a enviarse desde las Nap antenas de punto de acceso en el tramo m de transmision.
15. Unidad de memoria que incluye codigos de software almacenados que son utilizados por uno o mas procesadores, comprendiendo los codigos de software:

un codigo para seleccionar al menos dos matrices de direccion para la transmision del al menos un

bloque de simbolos de datos obtenido a partir del al menos un bloque de datos, en el que se proporcionan las al menos dos matrices de direccion para aleatorizar un canal efectivo observado por cada una de una pluralidad de entidades de recepcion para el al menos un bloque de simbolos de datos; un codigo para realizar un procesamiento espacial en el al menos un bloque de simbolos de datos con 5 cada una de las al menos dos matrices de direccion para obtener una pluralidad de secuencias de

simbolos de transmision, en el que el procesamiento espacial comprende obtener simbolos de transmision para ser enviados desde una pluralidad de antenas de punto de acceso en un tramo de transmision, mediante el procesamiento de los simbolos de datos para ser enviados en el tramo de transmision con una matriz de direccion para el tramo de transmision; y 10 un codigo para emitir una o mas senales que comprenden la pluralidad de secuencias de simbolos de

transmision desde una pluralidad de antenas de transmision.