ES2639770T3

ES2639770T3 - Una estructura de precodificador para precodificación MIMO

Info

Publication number: ES2639770T3
Application number: ES11715085.4T
Authority: ES
Inventors: David Hammarwall; George JÖNGREN
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2010-04-07
Filing date: 2011-04-06
Publication date: 2017-10-30
Anticipated expiration: 2031-04-06
Also published as: EP3300263A1; RU2012147189A; PL2556599T3; EP2556598B1; CN102823155A; US10250308B2; CN102823154A; US20130272351A1; EP2556597A1; EP2556599A1; CN102823155B; DK2556599T3; ES2614707T3; US9331830B2; RU2012147235A; PL3300263T3; US20160233939A9; WO2011126445A1; USRE47074E1; RU2567852C2

Abstract

Un método (700) en un transceptor de comunicación inalámbrica (12), en donde otro transceptor (10) precodifica las transmisiones (60) al transceptor (12) en base al menos en parte al transceptor (12) que envía información de estado de canal (62) al otro transceptor (10) que incluye información de precodificador (64) que comprende una recomendación de precodificador desde el transceptor (12) al transceptor (10) y en donde el método se caracteriza por: seleccionar (702) entradas desde uno o más libros de códigos (30) como un precodificador de conversión (32) seleccionado y un precodificador de sintonización (34) seleccionado, o como un precodificador global (36) seleccionado que es el producto de un precodificador de conversión (32) seleccionado y un precodificador de sintonización (34) seleccionado; y transmitir (704) indicaciones de las entradas seleccionadas como dicha información de precodificador (64) incluida en la información de estado de canal (62); y en donde hay 2NT precodificadores de conversión (32), cada uno que comprende una matriz diagonal de bloques que tiene dos o más columnas con bloques en la diagonal de la matriz, cada bloque tal que comprende un precodificador de subgrupo de antenas (38) basado en DFT que corresponde a un subgrupo de NT/2 de los NT puertos de antena de transmisión (98) en el transceptor (10) y proporciona 2NT diferentes haces basados en DFT para el subgrupo correspondiente, y donde todos los 2NT diferentes precodificadores de conversión (32) son reutilizables, junto con uno o más de los precodificadores de sintonización (34), para formar un conjunto de 2NT diferentes precodificadores globales (36), en donde cada precodificador global (36) representa un haz basado en DFT de tamaño NT sobre los NT puertos de antena de transmisión (98), en donde dicho uno o más libros de códigos (30) incluye precodificadores de conversión y de sintonización (32, 34) o precodificadores globales (36) correspondientes para múltiples rangos de transmisión, y en donde para un rango de transmisión r>2: el precodificador de sintonización (34) tiene 2[r/2] filas y r columnas, donde r es el rango de transmisión, en donde todos los elementos distintos de cero son de módulo constante, cada columna tiene exactamente dos elementos distintos de cero, y cada fila tiene exactamente dos elementos distintos de cero, y dos columnas que tienen elementos distintos de cero en las mismas dos filas son ortogonales entre sí, y el precodificador de conversión (32) tiene 2[r/2] columnas, y si la fila m en una columna de precodificador de sintonización en dicho precodificador de sintonización (34) tiene un elemento distinto de cero, también lo tiene la fila m + [r/2].

Description

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DESCRIPCION

Una estructura de precodificador para precodificacion MIMO Solicitudes relacionadas

Esta solicitud reivindica prioridad de la solicitud de patente provisional de EE.UU. presentada el 7 de abril de 2010 e identificada por la Solicitud N° 61/321.679.

Campo de la invencion

Las ensenanzas en la presente memoria se refieren de manera general a libros de codigos y precodificacion y, particularmente, se refieren a una estructura de precodificador factorizado que proporciona reutilizacion de precodificadores a traves de diferentes configuraciones de antenas de transmision, y proporciona senalizacion eficiente de precodificador.

Antecedentes

Las tecnicas de multiples antenas pueden aumentar significativamente las tasas de datos y la fiabilidad de un sistema de comunicacion inalambrica. El rendimiento se mejora en particular tanto si el transmisor como el receptor estan equipados con multiples antenas, lo que da como resultado un canal de comunicacion de multiples entradas multiples salidas (MIMO). Tales sistemas y las tecnicas relacionadas se conocen comunmente simplemente como MIMO.

El estandar LTE del 3GPP esta evolucionando actualmente con soporte MIMO mejorado. Un componente central de este soporte en LTE es el soporte de despliegues de antenas MIMO y las tecnicas relacionadas con MIMO. Una suposicion de trabajo actual en LTE-Avanzada es el soporte de un modo de multiplexacion espacial de 8 capas para 8 antenas de transmision (Tx), con la posibilidad de precodificacion dependiente de canal. El modo de multiplexacion espacial proporciona tasas de datos altas bajo condiciones de canal favorables.

Con multiplexacion espacial, un vector de simbolo s que transporta informacion se multiplica por una matriz de

precodificador A/jx r1^NT*r qUe sirve para distribuir la energia de transmision en un subespacio del espacio de vector Ntdimensional (que corresponde a Nt puertos de antena). El precodificador se selecciona tipicamente a partir de un libro de codigos de precodificadores posibles, y tfpicamente se indica por medio de un indicador de matriz de precodificador (PMI). El valor de PMI especifica un precodificador unico en el libro de codigos para un numero dado de flujos de sfmbolo.

No obstante, surgen ciertos retos en este contexto. Por ejemplo, diferentes configuraciones de antenas pueden requerir estructuras de precodificador de un tipo u otro, lo que complica el almacenamiento de libros de codigos de precodificadores predefinidos. Aun mas, el uso dinamico de modos MIMO de Usuario Unico (SU) y MIMO de Multiples Usuarios (MU) complica el diseno del libro de codigos debido a que los precodificadores que son optimos para SU-MIMO generalmente no seran optimos para MU-MIMO. Como complicacion adicional, la sobrecarga asociada con notificacion de informacion de precodificador, por ejemplo, recomendaciones de precodificador, desde un receptor a un transmisor puede ser problematica. Esto es cierto, por ejemplo, en el enlace descendente de LTE donde el Canal Ffsico de Control de Enlace Ascendente (PUCCH) no puede portar un tamano de carga util tan grande como el Canal Ffsico Compartido de Enlace Ascendente (PUSCH).

Se conocen una serie de planteamientos para la implementacion de libros de codigos, para abordar al menos algunos de los retos senalados. Por ejemplo, el documento R1-101742, como se presento en abril de 2010 al WG1 60bis del TSG-RAN del 3GPP, propone usar el dominio de correlacion para separar los equipos de usuario (UE) en modos MIMO de Multiples Usuarios (MU-MIMO). En este contexto, el documento R1-101742 propone el uso de precodificadores de subbanda compuestos de dos matrices precodificadoras, cada una almacenada en un libro de codigos separado. Una matriz componente tal aborda propiedades de canal a largo plazo o de banda ancha, mientras que la otra aborda propiedades de canal a corto plazo o selectivo en frecuencia. Mas particularmente, el documento R1-101742 propone el uso de precodificadores basados en DFT que tienen una estructura de diagonal de bloques que proporciona soporte eficiente para conformacion de haces de diferentes configuraciones de antena, por ejemplo, grupos de antenas de polarizacion compartida o de polarizacion cruzada.

Para referencia adicional, ver el documento R1-102104 tambien presentado en abril de 2010 al WG1 60bis del TSG RAN del 3GPP. Ese documento aborda, entre otras cosas, el diseno de precodificadores para el caso de ocho antenas (8Tx) en el enlace descendente de la Rel-10. En particular, el documento destaca uno o mas planteamientos para soportar eficientemente configuraciones de multiples antenas a traves del uso de precodificadores componentes que, similar al documento R1-101742, propone un precodificador compuesto de dos precodificadores componentes que abordan respectivamente propiedades de canal a largo plazo y a corto plazo. El documento R1-102104 tambien trata ciertos aspectos del diseno de su libro de codigos propuesto en el contexto de Agrupaciones Lineales Uniformes (ULA) y en configuraciones de antenas de polarizacion cruzada/dual.

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Compendio

Las ensenanzas en la presente memoria presentan un metodo y aparato como se define por las reivindicaciones que implementan y usan una estructura de precodificador factorizado que es ventajosa en terminos de rendimiento y eficiencia. En particular, las ensenanzas presentadas en la presente memoria describen una estructura de precodificador subyacente que permite cierta reutilizacion de libro de codigos a traves de diferentes escenarios de transmision, incluyendo transmision de una Agrupacion Lineal Uniforme (ULA) de antenas de transmision y transmision de subgrupos de polarizacion cruzada de tales antenas. Segun la estructura de precodificador contemplada, un precodificador global esta construido a partir de un precodificador de conversion y un precodificador de sintonizacion. El precodificador de conversion incluye precodificadores de subgrupo de antenas de tamano Nt/2, donde Nt representa el numero de puertos de antena globales considerados. Correspondientemente, el precodificador de sintonizacion controla el desplazamiento de las fases de haces entre los precodificadores de subgrupo de antenas, permitiendo que el precodificador de conversion sea usado con agrupaciones de polarizacion cruzada de Nt/2 elementos de antena, y con agrupaciones de polarizacion compartida de Nt elementos de antena.

Una realizacion descrita en la presente memoria se refiere a un transceptor de comunicacion inalambrica y a un metodo asociado, donde otro transceptor precodifica transmisiones al transceptor en base al menos en parte a la informacion de estado de canal de recepcion desde el transceptor. Aqm, la informacion de estado de canal incluye informacion de precodificador para el otro transmisor. Como un caso ejemplo, el transceptor es un equipo de usuario (UE) y el otro transceptor es una estacion base en una red de comunicacion inalambrica que soporta el UE, y el UE envfa informacion de precodificador a la estacion base que indica recomendaciones de precodificador por el UE. Como ejemplo particular, la estacion base es un eNodoB configurado para operacion MIMO en una red LTE, y el UE es un aparato LTE u otro item del equipo de comunicacion configurado para operacion MIMO en el contexto de LTE.

El transceptor esta configurado para seleccionar las entradas de uno o mas libros de codigos, donde las indicaciones de las entradas seleccionadas sirven como la informacion de precodificador antes mencionada enviada al otro transceptor. El transceptor selecciona las entradas como un precodificador de conversion seleccionado y un precodificador de sintonizacion seleccionado, o como un precodificador global seleccionado correspondiente a un precodificador de conversion seleccionado y a un precodificador de sintonizacion seleccionado. Se entendera que las selecciones se pueden hacer y notificar dinamicamente, de una forma periodica o como se necesite, para reflejar las condiciones de canal cambiantes. El transceptor esta configurado ademas para transmitir las indicaciones de las entradas seleccionadas en la informacion de estado de canal.

Varios aspectos de las operaciones anteriores se centran en el libro o libros de codigos almacenados y, en particular, la estructura subyacente de los precodificadores de conversion y de sintonizacion (o los precodificadores globales correspondientes) almacenada en ellos. Uno o mas libros de codigos almacenados en el transceptor incluyen entradas que comprenden NtQ diferentes precodificadores de conversion y entradas que comprenden un numero de precodificadores de sintonizacion correspondiente, o incluyen entradas que comprenden una pluralidad de precodificadores globales con cada precodificador global que comprende el producto de un precodificador de conversion y un precodificador de sintonizacion.

Cada precodificador de conversion comprende una matriz diagonal de bloques en la que un bloque comprende un precodificador de subgrupo de antenas. A su vez, cada precodificador de subgrupo de antenas es un bloque de matriz con Nt/2 filas y pertenece a un conjunto de NtQ diferentes haces basados en DFT, donde Q es un numero entero mayor o igual que 2, y donde cada precodificador de sintonizacion tal incluye un elemento de desplazamiento de fase tomado de un alfabeto de Modulacion por Desplazamiento de Fase (PSK) 2Q y proporciona al menos 2Q desplazamientos de fase relativos para desplazar fases de haces entre los precodificadores de subgrupo de antenas en uno correspondiente de los precodificadores de conversion. De esta manera, cada precodificador global comprende un precodificador basado en DFT que proporciona Nt haces de transmision a traves de los Nt puertos de antena de transmision.

Esta estructura ventajosa de precodificador permite, por ejemplo, precodificacion de subgrupos de antenas de polarizacion cruzada, donde el conjunto de haces de cada subgrupo se controla por uno correspondiente de los precodificadores de subgrupo de antenas basado en DFT en el precodificador de conversion seleccionado por el transceptor que realiza la transmision precodificada. Ademas, esa misma estructura de precodificador permite la conformacion de haces a traves de una agrupacion global de antenas de igual tamano, donde los desplazamientos de fases de haces entre subgrupos se proporcionan por el precodificador de sintonizacion seleccionado de manera correspondiente.

Aun mas, esta disposicion en una o mas realizaciones se explota notificando selecciones de precodificador de conversion en una resolucion de tiempo o de frecuencia menor que la usada para notificar selecciones de precodificador de sintonizacion. Como ejemplo, el transceptor envfa indicaciones del precodificador de sintonizacion seleccionado mas frecuentemente que envfa indicaciones del precodificador de conversion seleccionado. El otro transceptor esta configurado para determinar el precodificador global seleccionado entre medias de recibir selecciones de precodificador de conversion, en base a mantener el mismo precodificador de conversion pero actualizando el calculo de precodificador global con cada seleccion de precodificador de sintonizacion recien recibida. El transceptor tambien puede enviar una seleccion de precodificador de conversion a ser usada en comun

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con dos o mas selecciones de precodificador de sintonizacion, cada una que representa una subbanda diferente de una banda de frecuencia asociada con el precodificador de conversion comun.

En otra realizacion, un metodo y un transceptor asociado se dirigen a la precodificacion de transmisiones de multiples antenas a otro transceptor de comunicacion inalambrica. Esta realizacion se puede entender con relacion al lado transmisor de las ensenanzas descritas, mientras que los ejemplos precedentes se refieren al lado receptor. De esta manera, en este ejemplo, el transceptor, que puede ser una estacion base que precodifica a un UE de destino, recibe informacion de estado de canal desde el otro transceptor, donde esa informacion incluye informacion de precodificador, tal como indicaciones de selecciones de precodificador que representan recomendaciones de precodificador.

El transceptor esta configurado para usar la informacion de precodificador recibida para identificar las recomendaciones de precodificador desde el otro transceptor. En el caso donde la informacion de precodificador recibida incluya indicadores de seleccion tales como PMI u otros valores de indices de libros de codigos, el transceptor usa los indicadores de seleccion para seleccionar entradas desde uno o mas libros de codigo. El transceptor esta configurado ademas para precodificar una transmision al otro transceptor, en base al menos en parte a las recomendaciones de precodificador, A este respecto, se entendera que transceptor puede simplemente seguir las recomendaciones de precodificador enviadas por el otro transceptor. No obstante, el transceptor no usa necesariamente las selecciones de precodificador indicadas por el otro transceptor y en su lugar puede hacer diferentes selecciones, en base a circunstancias globales, tales como la programacion de multiples transmisiones tales, el modo de MIMO en uso, etc.

De particular interes, el transceptor usa el mismo uno o mas libros de codigos usados por el otro transmisor cuando se hacen las recomendaciones de precodificador. Por ejemplo, ambos transceptores almacenan copias de los mismos libros de codigos, o uno de ellos almacena uno o mas libros de codigos que son equivalentes a los almacenados en el otro transceptor.

Por tanto, el libro o los libros de codigos del transceptor, que se pueden mantener en una memoria del transceptor, almacenan entradas que comprenden NtQ diferentes precodificadores de conversion y entradas que comprenden un numero de precodificadores de sintonizacion correspondiente, o entradas que comprenden una pluralidad de precodificadores globales, donde cada precodificador global comprende el producto de un precodificador de conversion y un precodificador de sintonizacion. Ademas, como se ha descrito anteriormente, cada precodificador de conversion de entre las NtQ diferentes entradas para los precodificadores de conversion comprende una matriz diagonal de bloques, en la que cada bloque comprende un precodificador de subgrupo de antenas basado en DFT que corresponde a un subgrupo de Nt puertos de antena de transmision. Cada precodificador de subgrupo de antenas tal proporciona NtQ diferentes haces basados en DFT para el subgrupo correspondiente, donde Q es un valor entero y donde los NtQ diferentes precodificadores de conversion, junto con uno o mas de los precodificadores de sintonizacion, corresponden a un conjunto de NtQ diferentes precodificadores globales. Cada precodificador global en ese conjunto representa un haz basado en DFT de tamano Nt sobre los Nt puertos de antenas de transmision.

El transceptor en una o mas realizaciones es una estacion base configurada para operacion en una red de comunicacion inalambrica, por ejemplo, un eNodoB configurado para operacion en una red LTE. En este caso, la estacion base opera como un transmisor MIMO de multiples antenas que considera las recomendaciones de precodificador del otro transceptor, que puede ser un UE u otro dispositivo de comunicacion inalambrica que este soportado por la estacion base.

Por supuesto, el breve resumen anterior de caractensticas y ventajas no es limitante. Otras caractensticas y ventajas seran evidentes a partir de la siguiente descripcion detallada de realizaciones ejemplo y de los dibujos anexos.

Breve descripcion de los dibujos

La Fig. 1 es un diagrama de bloques de realizaciones ejemplo de un primer transceptor que esta configurado para transmitir transmisiones precodificadas a un segundo transceptor que esta configurado para proporcionar recomendaciones de precodificador al primer transceptor.

La Fig. 2 es un diagrama de una realizacion de un precodificador de conversion que tiene una estructura de diagonal de bloques y que incluye dos precodificadores de subgrupo de antenas.

La Fig.3 es un diagrama de bloques de una red de comunicacion inalambrica ejemplo, donde el primer transceptor de la Fig.1 esta representado como una estacion base de red y el segundo transceptor de la Fig. 1 esta representado como un item del equipo de usuario.

La Fig. 4 es un diagrama de precodificadores de conversion y sintonizacion ejemplo, que se usa para formar un precodificador global.

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Las Fig. 5 y 6 son diagramas de libros de codigos ejemplo, donde la Fig. 5 representa un libro de codigos que contiene precodificadores de conversion y otro que contiene precodificadores de sintonizacion, y donde la Fig. 6 representa un libro de codigos que contiene precodificadores globales, cada uno que corresponde a un precodificador de conversion particular y a un precodificador de sintonizacion particular.

La Fig. 7 es un diagrama de flujo logico de una realizacion de un metodo de provision de recomendaciones de precodificador desde un segundo transceptor a un primer transceptor, tal como se muestra en la Fig. 1.

La Fig. 8 es un diagrama de bloques parcial de una realizacion de circuitena de procesamiento en el segundo transceptor, para determinar recomendaciones de precodificador.

La Fig. 9 es un diagrama de flujo logico de una realizacion de un metodo de precodificacion de transmisiones desde un primer transceptor a un segundo transceptor, tal como se muestran en la Fig. 1.

La Fig. 10 es un diagrama de bloques parcial de una realizacion de circuitena de procesamiento dentro del primer transceptor para controlar la precodificacion de transmisiones al segundo transceptor.

La Fig. 11 es un diagrama de bloques de una realizacion de circuitos de precodificacion adicionales para el primer transceptor.

Descripcion detallada

La Fig.1 representa un primer transceptor de comunicacion inalambrica 10 y un segundo transceptor de comunicacion inalambrica 12, conocidos por comodidad como los transceptores 10 y 12. El transceptor 10 incluye un numero de antenas 14 y circuitos transceptores 16 asociados, que incluyen uno o mas transmisores 18 y receptores 20 de radiofrecuencia. Aun mas, el transceptor 10 incluye circuitos de control y procesamiento 22, que incluyen un procesador de realimentacion 24, un controlador de precodificacion 26 y uno o mas dispositivos de memoria/almacenamiento 28 que almacenan uno o mas libros de codigos 30. Los dispositivos de memoria/almacenamiento 28 se conocen simplemente como “memoria 28” por comodidad.

El uno o mas libros de codigos 30 almacenados en el transceptor 10 incluyen entradas que comprenden NtQ diferentes precodificadores de conversion 32 y entradas que comprenden un numero de precodificadores de sintonizacion 34 correspondiente, o incluyen entradas que comprenden una pluralidad de precodificadores globales 36, con cada precodificador global 36 que comprende el producto de un precodificador de conversion 32 y un precodificador de sintonizacion 34. Aqrn, se entendera que el numero de referencia “32” se usa para referirse a precodificadores de conversion en los sentidos plural y singular, pero cada precodificador de conversion 32 generalmente es unico a partir de los otros, en terminos de los valores numericos que representan sus elementos de matriz. El mismo entendimiento se aplica a los numeros de referencia “34” y “36” que se usan para los precodificadores de sintonizacion y los precodificadores globales, respectivamente.

Cada precodificador de conversion 32 comprende una matriz diagonal de bloques en la que cada bloque comprende un precodificador de subgrupo de antenas 38 basado en DFT (mostrado en la Fig. 2). Cada precodificador de subgrupo de antenas 38 es un bloque de matriz con Nt/2 filas y pertenece a un conjunto de NtQ diferentes haces basados en DFT, donde Q es un numero entero mayor o igual que 2, y donde cada precodificador de sintonizacion 34 incluye un elemento de desplazamiento de fase tomado a partir de un alfabeto de Modulacion por Desplazamiento de Fase (PSK) 2Q y proporciona al menos 2Q desplazamientos de fase relativos para desplazar las fases de haces entre los precodificadores de subgrupo de antenas 38 en uno correspondiente de los precodificadores de conversion 32.

Continuando con la Fig. 1, el segundo transceptor 12 incluye un numero de antenas 40 y circuitos transceptores 42 asociados (incluyendo uno o mas receptores 44 y transmisores 46 de radiofrecuencia). El transceptor 12 incluye ademas circuitos de control y procesamiento 48. Al menos funcionalmente, los circuitos de control y procesamiento 48 incluyen circuitena de procesamiento de senal recibida 50, por ejemplo, circuitos de demodulacion/decodificacion, uno o mas circuitos de estimacion 52 para estimar condiciones de canal y/o calidad de senal, un generador de realimentacion de precodificacion 54, y uno o mas dispositivos de memoria/almacenamiento 56 (por ejemplo, memoria no volatil tal como EEPROM o FLASH, simplemente conocida como “memoria 56” por comodidad).

La memoria 28 en el transceptor 10 y la memoria 56 en el transceptor 12 cada una almacena una copia del mismo uno o mas libros de codigos 30 o, de manera equivalente, almacenan libro o libros de codigos o informacion equivalente que permiten que el transceptor 10 y el transceptor 12 tengan el mismo entendimiento en terminos de los precodificadores seleccionados por el transceptor 12 como “recomendaciones de precodificador”. Es decir, en operacion el transceptor 10 precodifica las transmisiones 60 al transceptor 12 en base a la determinacion de una operacion de precodificador a aplicar -es decir, en base a la determinacion de la configuracion MlMO particular y las ponderaciones de precodificador correspondientes a ser usadas para la transmision de multiples antenas desde el transceptor 10 al transceptor 12.

El transceptor 10 determina la operacion de precodificador en base al menos en parte a la recepcion de la informacion de estado de canal (CSI) 62 del transceptor 12, que incluye informacion de precodificador 64. La

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informacion de precodificador 64 se puede entender como que proporciona recomendaciones para la seleccion de precodificador, y la informacion de precodificador 64 se puede proporcionar de esta manera como valores de Indicador de Matriz de Precodificador (PMI) para indexar en uno o mas libros de codigos 30, o como algun otro tipo de indicadores de seleccion. En una o mas realizaciones, el transceptor 10 envfa la senalizacion de control 66 al transceptor 12, para controlar su informacion de precodificador 64. Por ejemplo, la senalizacion de control 66 puede restringir las selecciones de precodificador a un subconjunto particular de precodificadores - por ejemplo, los destinados para modo SU-MIMO, o los destinados para modo MU-MIMO.

En al menos una realizacion, los circuitos de control y procesamiento 22 del transceptor 10 comprenden, al menos en parte, circuitena basada en ordenador, por ejemplo, uno o mas microprocesadores y/o procesadores de senales digitales u otra circuitena de procesamiento digital. En al menos una realizacion, tal circuitena se configura especialmente para implementar los metodos ensenados en la presente memoria para el transceptor 10, en base a la ejecucion de las instrucciones de programa de ordenador almacenadas. Estas instrucciones estan, en una o mas realizaciones, almacenadas en la memoria 28. Del mismo modo, en al menos una realizacion, los circuitos de control y procesamiento 48 del transceptor 12 se implementan al menos en parte a traves de circuitena de procesamiento digital programable. Por ejemplo, los circuitos de control y procesamiento 48 en una o mas realizaciones incluyen uno o mas microprocesadores o procesadores de senales digitales configurados para implementar al menos una parte del metodo ensenado en la presente memoria para el transceptor 12, en base a la ejecucion de instrucciones de programa de ordenador almacenadas en la memoria 56.

Tales implementaciones se pueden entender en el caso ejemplo de la Fig. 3 donde el transceptor 10 esta configurado como una estacion base de red de comunicacion inalambrica 70 que opera en una red de comunicacion inalambrica 72. El transceptor 12 esta configurado como un UE 74 y esta soportado por la red 72. El diagrama de red simplificado representa ademas una Red de Acceso por Radio (RAN) 76, que incluye una o mas estaciones base 70, y una Red Central (CN) 78 asociada. Esta disposicion acopla comunicativamente el UE 74 a otros dispositivos en la misma red y/o en una o mas redes. Para tal fin, la CN 78 se acopla comunicativamente a una o mas redes externas 80, tales como Internet y/o la PSTN.

La estacion base 70 almacena uno o mas libros de codigos 30, como lo hace el UE 74. Por consiguiente, uno ve las transmisiones precodificadas 60 enviadas desde la estacion base 70 al UE 74, junto con la senalizacion de control 66 opcional que controla las recomendaciones de precodificador hechas por el UE 74. Tal senalizacion se puede enviar usando senalizacion de Control de Recursos de Radio (RRC), por ejemplo.

Uno tambien ve la transmision de la informacion de precodificador 64 (es decir, realimentacion de seleccion de precodificador) desde el UE 74 a la estacion base 70. Como se ha senalado, estas recomendaciones comprenden indicadores de seleccion, tales como PMI, que indican los precodificadores de conversion y de sintonizacion 32 y 34 particulares que se recomiendan actualmente por el UE 74 para su uso por la estacion base 70 en transmisiones de precodificacion al UE 74. En otra realizacion, las recomendaciones comprenden indicaciones del precodificador global 36 seleccionado, que corresponde a la seleccion de un precodificador de conversion 32 particular y un precodificador de sintonizacion 34 particular. No obstante, incluso en esta realizacion, una indicacion del precodificador global 36 recomendado se puede entender como que es equivalente a la indicacion de precodificadores de conversion y sintonizacion 32 y 34 recomendados.

La Fig. 4 proporciona una mejor ilustracion de esta flexibilidad de “precodificador factorizado”, donde se forma un precodificador global 36 (denotado como “W”) como la multiplicacion de matrices de un precodificador de conversion 32 seleccionado (denotado como “W(c)”) y un precodificador de sintonizacion 34 seleccionado (denotado como “W(t)”). El libro o los libros de codigos 30 pueden comprender un libro de codigos que incluye un numero de precodificadores de conversion 32 en las primeras posiciones de mdice y un numero de precodificadores de sintonizacion 32 en las segundas posiciones de mdice, permitiendo de esta manera diferentes rangos de valores de mdice para denotar selecciones de precodificador de conversion y selecciones de precodificador de sintonizacion. Alternativamente, el libro o los libros de codigos 30 se pueden implementar como dos libros de codigos, tal como se muestra en la Fig. 5. Aqrn, un libro de codigos 82 contiene precodificadores de conversion 32, y un libro de codigos 84 contiene precodificadores de sintonizacion 34. Como alternativa adicional, la Fig. 6 ilustra que uno o mas libros de codigos 30 pueden comprender un libro de codigos 86 que contiene un conjunto de precodificadores globales 36, con cada precodificador global 36 formado como el producto (multiplicacion de matrices) de un precodificador de conversion 32 particular y un precodificador de sintonizacion 34 particular.

En el caso donde se usan libros de codigos de precodificador de conversion y sintonizacion 82 y 84 separados, la informacion de precodificador 64 puede comprender un primer valor de mdice que indexa (apunta) a un precodificador de conversion 32 particular en el libro de codigos 82, y un segundo valor de mdice que indexa (apunta) a un precodificador de sintonizacion 34 particular en el libro de codigos 84. En el caso donde se usa un libro de codigos 86 de precodificadores globales 36, los valores de mdice pueden ser valores de mdice de fila-columna bidimensionales que apuntan a un precodificador global 36 particular en una estructura de tabla.

Ventajosamente, en cualquiera de estos casos, la informacion de precodificador 64 puede incluir indicaciones separadas para las selecciones de precodificador de conversion y de sintonizacion. Esto proporciona ganancias ventajosas en eficiencia de senalizacion. Por ejemplo, el transceptor 12 envfa recomendaciones de precodificador de

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conversion en un primer intervalo, y recomendaciones de precodificador de sintonizacion en un segundo intervalo mas corto. En este caso, desde la perspectiva del transceptor 10, el precodificador global 36 como se recomienda por el transceptor 12, es el producto del precodificador de conversion 32 mas recientemente recomendado y el precodificador de sintonizacion 34 mas recientemente recomendado. En otra realizacion ejemplo, el transceptor 12 recomienda un precodificador de conversion 32 para una banda de frecuencia global, y recomienda dos o mas precodificadores de sintonizacion 34 para cada una de dos o mas sub-bandas. El transceptor 10 reconoce en este caso la informacion de precodificador 64 como dos o mas precodificadores globales 36, cada uno formado a partir del precodificador de conversion 32 comun y uno respectivo de los dos o mas precodificadores de sintonizacion 34 recomendados.

En el caso donde se use un unico libro de codigos 86 de precodificadores globales 36, ese libro de codigos se puede disponer de manera que cada fila (o columna) corresponda a un precodificador de conversion 32 particular, mientras que cada columna (o fila) corresponda a un precodificador de sintonizacion 34 particular. Un mdice completo comprende de esta manera un puntero de fila y un puntero de columna, y el transceptor 12 puede enviar estos juntos o por separado. Por ejemplo, las actualizaciones de puntero de fila se pueden enviar en un intervalo de tiempo o para una banda de frecuencia global, para la seleccion de precodificador de conversion, mientras que las actualizaciones de puntero de columna se pueden enviar en otro intervalo de tiempo mas rapido, o para subbandas particulares de la banda de frecuencias global, para la seleccion o selecciones de precodificador de sintonizacion. A este respecto, se debena entender que un precodificador de conversion 32 se puede usar como una base comun para dos o mas precodificadores globales 36, en base a multiplicarlo con cada uno de dos o mas precodificadores de sintonizacion 34.

Con estos ejemplos en mente, la Fig. 7 ilustra un metodo 700 implementado en el transceptor 12. El transceptor 12 se configura para llevar a cabo el metodo 700 en base a la ejecucion de instrucciones de programa de ordenador almacenadas en su memoria 56 y/o en base a tener circuiteria configurada espedficamente. En todo caso, el metodo 700 incluye el transceptor 12 que selecciona entradas de uno o mas libros de codigos 30 como un precodificador de conversion 32 seleccionado y un precodificador de sintonizacion 34 seleccionado, o como un precodificador global 36 seleccionado que corresponde a un precodificador de conversion 32 seleccionado y a un precodificador de sintonizacion 34 seleccionado (Bloque 702). Se entendera que el generador de realimentacion de precodificacion 54 esta adaptado para realizar estas selecciones, en base al calculo de las recomendaciones segun el formato de precodificador de conversion y de sintonizacion factorizado.

Ademas, se entendera que el transceptor 12 almacena el libro o los libros de codigos 30 en su memoria 56 - por ejemplo, almacena un libro de codigos 82 de precodificadores de conversion 32 y otro libro de codigos 84 de precodificadores de sintonizacion 34, o almacena un libro de codigos 86 de precodificadores globales 36, por ejemplo, cada uno que representa la combinacion de un precodificador de conversion 32 particular y un precodificador de sintonizacion 34 particular. Con eso en mente, el metodo 700 continua con la transmision de informacion de precodificador 64 al transceptor 10 (Bloque 704).

Como se ha senalado, se pueden usar indicaciones separadas para el precodificador de conversion 32 seleccionado y el precodificador de sintonizacion 34 seleccionado, para permitir una senalizacion mas frecuente o de mayor resolucion de las recomendaciones de precodificador de sintonizacion y una senalizacion de resolucion mas lenta o mas baja (frecuencia) de las recomendaciones de precodificador de conversion. En al menos una realizacion, las recomendaciones de precodificador de sintonizacion se envfan sobre una capa inferior del protocolo de senalizacion usado para acoplar comunicativamente el transceptor 12 al transceptor 10 que se usa para senalizar las recomendaciones de precodificador de conversion. Por ejemplo, con referencia al caso de red inalambrica de la Fig. 3, las recomendaciones de precodificador de conversion se envfan usando senalizacion de Control de Recursos de Radio (RRC), mientras que las recomendaciones de precodificador de sintonizacion se envfan en una capa inferior.

Independientemente, el transceptor 12 hace sus selecciones de recomendacion de precodificacion en base a, por ejemplo, la evaluacion de las condiciones de canal a traves de los circuitos de estimacion 52, que estiman las condiciones del canal y/o evaluan la calidad de la senal recibida, tal como la SNR. Y, como se ha senalado, puede controlar sus recomendaciones en respuesta a la senalizacion de control 66 recibida desde el transceptor 10. Tal disposicion se ve en el ejemplo de la Fig. 8, en donde el generador de realimentacion de precodificacion 54 (abreviado como “PFG” en la ilustracion) realiza una seleccion dinamica de precodificadores de conversion 32 y precodificadores de sintonizacion 34 del libro o de los libros de codigo 30, en base a la evaluacion de las propiedades del canal como se determina por los circuitos de estimacion 52.

Se entendera que la informacion de propiedades de canal comprende, por ejemplo, coeficientes complejos que representan caractensticas de canal de propagacion multitrayecto y/o propiedades de canal tales como correlaciones de deterioro, etc. Las selecciones de precodificador se pueden hacer sujetas a cualquier restriccion impuesta por la senalizacion de control 66, que puede restringir las selecciones de recomendacion a subconjuntos predefinidos de los precodificadores, tales como un subconjunto para el caso donde el transceptor 10 esta operando en un modo MU-MIMO, y otro subconjunto para el caso donde el transceptor 10 esta operando en un modo SU- MIMO. Este ejemplo es particularmente pertinente al caso de red ejemplo de la Fig. 3, donde el transceptor 10 es una estacion base 70 y puede soportar pluralidades de UE 74 (“usuarios”).

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Mientras que la Fig. 7 ilustra lo que se podna considerar como un ejemplo del metodo del lado de “recepcion”, la Fig.

9 ilustra un caso ejemplo para el metodo del lado de “transmision” - es decir, detalla operaciones ejemplo implementadas por el transceptor 10. El metodo 900 esta dirigido a precodificar transmisiones de multiples antenas 60 al transceptor 12, e incluye recibir informacion de estado de canal 62 desde el otro transceptor 12, que incluye recibir indicadores de seleccion como la informacion de precodificador 64 (Bloque 902). El metodo 900 continua con la identificacion de la informacion de precodificador 64 seleccionando entradas de uno o mas libro de codigos 30 almacenados en el transceptor 10, en base a las indicaciones de seleccion incluidas en la informacion de estado de canal 62 (Bloque 904). Aqm, se entendera que el procesador de realimentacion 24 en el transceptor 10 esta adaptado para manejar la realimentacion factorizada contemplada para la informacion de precodificador 64. Es decir, el procesador de realimentacion 24 esta configurado para extraer y proporcionar las recomendaciones de precodificador de conversion y de sintonizacion incluidas en la informacion de estado de canal 62.

El metodo 900 incluye ademas el transceptor 10 que precodifica una transmision 60 al transceptor 12, en base al menos en parte a la informacion de precodificador 64 (Bloque 906). Como se ha senalado, la “seleccion” realizada en el Bloque 904 se puede entender como el transceptor 10 que identifica el precodificador global 36 que el transceptor 12 recomienda para precodificar la transmision 60 al transceptor 12. No obstante, cuando el transceptor

10 determina la operacion de precodificacion real a aplicar en la generacion de la transmision 60, puede seguir las recomendaciones o hacer sus propias selecciones o modificaciones.

La Fig. 10 ilustra una configuracion ejemplo donde el procesador de realimentacion 24 y el controlador de precodificacion 26 (abreviados “FP” y “PC”) determinan las selecciones de precodificador real a ser usadas para precodificacion de las transmisiones 60 al transceptor 12. Estas decisiones dependen, por ejemplo, de la informacion de precodificador 64 y las propiedades de canal como se indica en la informacion de estado de canal 62, y en la informacion de programacion. En particular, en el caso donde el transceptor 10 transmite a multiples transceptores 12, puede considerar varios conjuntos de datos (por ejemplo, condiciones de canal y datos de programacion para multiples transceptores 12) en la determinacion de sus operaciones de precodificacion.

En cuanto a la generacion de la transmision precodificada 60, la Fig. 11 representa un circuito de precodificacion 90 incluido en el transmisor 18 del transceptor 10 y se entendera que esta asociado con el controlador de precodificacion 26. El circuito de precodificacion 90 permite al transceptor 10 precodificar las transmisiones segun una operacion de precodificacion aplicada, y el transceptor 10 puede tener mas de un circuito tal.

Segun la ilustracion ejemplo, el circuito de precodificacion 90 recibe datos de entrada, por ejemplo, sfmbolos de informacion a ser transmitidos, e incluye circuitos de procesamiento de capas 92 que son en respuesta a una senal de control de rango del controlador de precodificacion 26. Dependiendo del rango de transmision en uso, los datos de entrada se colocan sobre una o mas capas de multiplexacion espacial y el vector o los vectores de sfmbolo s correspondientes se introducen en un precodificador 94.

Como ejemplo, el precodificador 94 se muestra como que se aplica a un precodificador global 36 seleccionado (denotado como “W”) que se forma como la multiplicacion de matrices de un precodificador de conversion 32 seleccionado (denotado como “W(c)”) y un precodificador de sintonizacion 34 seleccionado (denotado como “W(t)”). Mas ampliamente, el precodificador 94 se aplica a una operacion de precodificacion determinada por el valor o los valores de precodificacion proporcionados a el por el controlador de precodificacion 26. Esos valores pueden o no seguir la informacion de precodificador 64 incluida en la informacion de estado de canal 62 recibida desde el transceptor 12, pero el transceptor 10 considera al menos esas recomendaciones en sus determinaciones de precodificacion. En cualquier caso, el precodificador 94 emite senales precodificadas a circuitos de procesamiento de Transformada Rapida de Fourier Inversa (IFFT) 96, que a su vez proporcionan senales a un numero de puertos de antena 98 asociados con las antenas 14 mostradas en la Fig. 1.

Senalar que estos puertos se gestionan como una ULA en una realizacion, y se gestionan como subgrupos de antenas en otra realizacion. Ventajosamente, se pueden usar los mismos precodificadores de conversion 32 para cualquiera de los casos debido a que cada precodificador de conversion 32 comprende una matriz diagonal de bloques.

Con mas detalle, cada precodificador de conversion 32 es uno entre NtQ entradas diferentes en un libro de codigos. Cada precodificador de conversion 32 comprende una matriz diagonal de bloques. Cada una de tales matrices diagonales de bloques es un precodificador de subgrupo de antenas 38 basado en DFT que corresponde a un subgrupo Nt de puertos de antena de transmision 98 y proporciona NtQ diferentes haces basados en DFT para el subgrupo correspondiente, donde Q es un valor entero y donde los NtQ diferentes precodificadores de conversion 32, junto con uno o mas de los precodificadores de sintonizacion 34, corresponden a un conjunto de NtQ diferentes precodificadores globales 36, cada precodificador global 36 que representa de esta manera un haz basado en DFT de tamano Nt sobre los Nt puertos de antenas de transmision 98.

Para comprender mejor la disposicion anterior, consideremos que el precodificador de subgrupo de antenas 38 es un bloque de matrices con Nt/2 filas y pertenece a un conjunto de NtQ diferentes haces basados en DFT, donde Q es un numero entero mayor o igual que 2. Ademas, cada precodificador de sintonizacion 34 incluye un elemento de desplazamiento de fase tomado de un alfabeto de Modulacion por Desplazamiento de Fase (PSK) 2Q y proporciona

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al menos 2Q desplazamientos de fase relativos para desplazar las fases de haces entre los precodificadores de subgrupo de antenas 38 en uno correspondiente de los precodificadores de conversion 32. Con esta estructura, cada precodificador global 36 comprende un precodificador basado en DFT que proporciona Nt haces de transmision a traves de Nt puertos de antena de transmision.

Por tanto, en al menos una realizacion, el transceptor 10 esta configurado para realizar precodificacion de transmisiones basada en DFT 60 a partir de dos o mas subgrupos de las antenas 14 en el transceptor 10. Estas operaciones estan basadas en el transceptor 10 que usa los precodificadores de subgrupo de antenas 38 en uno de los precodificadores de conversion 32, que se seleccionan por el transceptor 10 a partir de uno o mas libros de codigos 30 en base al menos en parte a la informacion de precodificador 64.

Para entender mejor las ventajas de la estructura de precodificador anterior y en el desarrollo de las operaciones matematicas subyacentes, consideremos una matriz de precodificador global. Si la matriz de precodificador se confina para tener columnas ortonormales, entonces el diseno del libro de codigos de matrices de precodificador corresponde a un problema de empaquetado de subespacio de Grassmann. En cualquier caso, los r sfmbolos en el vector de sfmbolos s corresponden cada uno a una capa y r se conoce como el rango de transmision. De esta forma, se logra multiplexacion espacial debido a que se pueden transmitir simultaneamente multiples sfmbolos sobre el mismo elemento de recursos de tiempo/frecuencia (TFRE). El numero de sfmbolos r esta adaptado tfpicamente para adaptarse a las propiedades actuales del canal de propagacion.

LTE usa OFDM en el enlace descendente (y OFDM precodificada con DFT en el enlace ascendente) y por lo tanto el vector Nr x 1 recibido yn para un cierto TFRE en la subportadora n (o alternativamente numero de TFRE de datos n) se modela de esta manera por

y«- W^rj. x r sn "*■

(1)

donde en es un vector de ruido/interferencia obtenido como realizaciones de un proceso aleatorio y Hn es el canal

W\r

complejo. El precodificador, flTxr, puede ser un precodificador de banda ancha, que es constante sobre la frecuencia, o selectivo en frecuencia.

Convencionalmente, la matriz de precodificacion se elige a menudo para que coincida con las caractensticas de la matriz de canal Nr x Nt MIMO H, dando como resultado la llamada precodificacion dependiente de canal. Esto tambien se conoce comunmente como precodificacion de bucle cerrado y esencialmente intenta enfocar la energfa de transmision en un subespacio que es fuerte en el sentido de transportar gran parte de la energfa transmitida al receptor de destino. Ademas, la matriz de precodificador tambien se puede seleccionar con el objetivo de ortogonalizar el canal, lo que significa que despues de una ecualizacion lineal adecuada en un UE u otro receptor de destino, se reduce la interferencia entre capas.

Segun la estructura de precodificador factorizada descrita en la presente memoria, los precodificadores de conversion 32 estan configurados para tener una dimension Nt x k, donde k es configurable y preferiblemente es menor que el numero de puertos de antena de transmision Nt considerado para la precodificacion. A este respecto, k < Nt restringe ventajosamente el numero de dimensiones de canal que se deben de contar en los precodificadores de sintonizacion 34. Correspondientemente, los precodificadores de sintonizacion 34 estan configurados para tener dimension k x r, donde r es el rango de transmision. Esta disposicion se muestra a continuacion:

(2)

donde el precodificador de conversion 32, Arx*, se esfuerza por capturar las propiedades de banda ancha/largo

w^)

plazo del canal tales como correlacion, mientras que el precodificador de sintonizacion 34, kxr, se dirige a las propiedades del canal selectivo en frecuencia/a corto plazo.

El precodificador de conversion 32 explota las propiedades de correlacion para enfocar el precodificador de sintonizacion 34 en “direcciones” donde el canal de propagacion H en promedio, es “fuerte”. Tfpicamente, esto se logra reduciendo el numero de dimensiones k cubiertas por el precodificador de sintonizacion 34. En otras palabras, el precodificador de conversion 32 llega a ser una matriz alta con un numero reducido de columnas. En consecuencia, el numero de filas k del precodificador de sintonizacion 34 se reduce tambien. Con tal numero reducido de dimensiones, el libro de codigos usado para almacenar los precodificadores de sintonizacion 34 se puede hacer mas pequeno, mientras que se mantiene aun un buen rendimiento.

En una disposicion ya mostrada, los precodificadores de conversion 32 estan en un libro de codigos 82 y los precodificadores de sintonizacion 34 estan en otro libro de codigos 84. Esta disposicion explota el hecho de que los precodificadores de conversion 32 debenan tener una alta resolucion espacial y de esta manera se implementan ventajosamente como un libro de codigos 82 con muchos elementos, mientras que el libro de codigos 84 para los

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precodificadores de sintonizacion 34 se debena hacer pequeno para mantener la sobrecarga de senalizacion a un nivel razonable.

Para ver como se explotan las propiedades de correlacion y se logra la reduccion de dimension, consideremos el caso donde las Nt diferentes antenas 14 en el transceptor 10 estan dispuestas en Nt/2 polos cruzados estrechamente separados. En base a la direccion de polarizacion de los subconjuntos de antenas, las antenas en la configuracion de polos cruzados estrechamente separados se pueden dividir en dos grupos, donde cada grupo es una Agrupacion Lineal Uniforme (ULA) de polarizacion compartida estrechamente separada con Nt/2 antenas. Las antenas estrechamente separadas a menudo conducen a una alta correlacion de canal y la correlacion puede a su vez ser explotada para mantener una baja sobrecarga de senalizacion. Los canales correspondientes a cada ULA de grupos de antenas tales se denotan H/ y H\, respectivamente.

Por comodidad en la notacion, las siguientes ecuaciones dejan caer los subrndices que indican las dimensiones de las matrices, asf como el submdice n. Supongamos que cada precodificador de conversion 32 tiene una estructura de diagonal de bloques,

imagen1

0

w(c)

El producto del canal MIMO H y del precodificador global 36 se puede escribir entonces como

HW-[H/ hv]

-["/ Hv]

=[h/w(c)

imagen2

(3)

(4)

Como se ve, la matriz W^precodifica porseparado cada ULA de grupos de antenas, formando por ello un canal eficaz mas pequeno y mejorado Heff. Por tanto, los bloques dentro de W(c) se conocen como precodificadores de

subgrupo de antenas 38. Si W<c>

macion de haces, el canal eficaz se reducina a tener solamente dos antenas virtuales, lo que reduce el tamano necesario del libro o de los libros de codigos 30 usados para la segunda matriz de precodificador de sintonizacion W(t) cuando se hace el seguimiento de las propiedades instantaneas de canal. En este caso, las propiedades instantaneas de canal van a ser dependientes en gran medida de la relacion de fase relativa entre las dos polarizaciones ortogonales.

Tambien es util para una comprension mas completa de esta descripcion considerar la teona con respecto a una “cuadncula de haces”, junto con precodificacion basada en Transformada Discreta de Fourier (DFT). Los vectores de precodificador basados en DFT para Nt antenas de transmision se pueden escribir de la forma

imagen3

(5)

(Nt,Q)

donde wm,n es la fase de la antena de orden m, n es el indice del vector de precodificador (es decir, cuyo haz de entre los QNt haces) y Q es el factor de sobremuestreo. Como se ve, la fase aumenta con la misma cantidad de un puerto de antena a otro, es decir, fase de crecimiento linealmente con respecto al mdice de puerto de antena m. Esto es, de hecho, una caractenstica de precodificacion basada en dFt. De esta manera, los vectores de precodificador basado en DFT pueden incluir desplazamientos de fase adicionales en la parte superior de los mostrados en la expresion anterior, siempre que el desplazamiento de fase global este aumentando linealmente con m.

Para un buen rendimiento, es importante que la funcion de ganancia de matriz de agrupacion de dos haces de transmision consecutivos se superponga en el dominio angular, de modo que la ganancia no caiga demasiado

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cuando va de un haz a otro. Esto requiere un factor de sobremuestreo de al menos Q = 2. De esta manera, para Nt antenas, se necesitan al menos 2Nt haces.

Una parametrizacion alternativa de los vectores anteriores de precodificador basado en DFT es

imagen4

(6)

para m = 0, ..., Nt -1, l = 0, ..., Nt -1, q = 0, 1, ..., Q-1 y donde l y q determinan juntos el mdice del vector de precodificador a traves de la relacion n = Ql + q. Esta parametrizacion tambien destaca que hay Q grupos de haces, donde los haces dentro de cada grupo son ortogonales entre si. El grupo de orden q se puede representar por la matriz generadora

imagen5

<JVT,0

"V

w

(Wj,0

U

(ArT,0

w 1 .

-1,?

(7)

Asegurando que solamente los vectores de precodificador de la misma matriz generadora estan siendo usados juntos como columnas en el mismo precodificador, es directo formar conjuntos de vectores de precodificador para su uso en la denominada precodificacion unitaria donde las columnas dentro de una matriz de precodificador deberian formar un conjunto ortonormal.

Ademas, para maximizar el rendimiento de precodificacion basada en DFT, es util centrar la cuadncula de haces simetricamente alrededor del tamano amplio de la formacion. Tal rotacion de los haces se puede hacer multiplicando

(NT,Q)

desde la izquierda los vectores de DFT wn

l*«L=a»

anteriores con una matriz diagonal Wrot que tiene elementos

' (8)

n

QNT

■nt

La rotacion se puede incluir o bien en el libro de codigos del precodificador o bien, alternativamente, se puede llevar a cabo como un paso separado donde todas las senales se giran de la misma manera y la rotacion se puede absorber de esta manera en el canal desde la perspectiva del receptor (transparente al receptor). Para el resto de la discusion de precodificacion de DFT en la presente memoria, se supone tacitamente que la rotacion puede o no haber sido llevada a cabo como parte de la precodificacion basada en DFT.

Un aspecto de la estructura de precodificador factorizada descrita anteriormente se refiere a la disminucion de la sobrecarga asociada con la senalizacion de los precodificadores de conversion y de sintonizacion 32 y 34, en base a senalarlos con diferente granularidad de frecuencia y/o de tiempo. El uso de un precodificador de conversion 32 de diagonal de bloques se optimiza espedficamente para el caso de una agrupacion de antenas de transmision que comprende polos cruzados estrechamente separados, pero tambien existen otras disposiciones de antenas. En particular, tambien se debena lograr un rendimiento eficiente con una ULA de polos compartidos estrechamente separados usando los mismos precodificadores de conversion 32. Las estructuras de precodificador descritas en la presente memoria proporcionan ventajosamente el uso de la misma estructura de precodificador de conversion, con independencia de si el transceptor 10 usa sus antenas como una ULA de Nt polos compartidos estrechamente separados, o como dos subconjuntos de polos cruzados, cada subconjunto que tiene Nt/2 elementos de antena.

En particular, en una o mas realizaciones, los precodificadores de conversion 32 comprenden precodificadores basados en DFT que son adecuados para las dos ULA de grupos de antenas de Nt/2 elementos en una configuracion de polos cruzados estrechamente separados, mientras que aun se proporciona su reutilizacion en la formacion del numero necesario de precodificadores de tamano Nt basados en DFT para una ULA de Nt elementos. Ademas, una o mas realizaciones descritas en la presente memoria proporcionan una estructura para el precodificador de conversion que permite reutilizar libros de codigos existentes con precodificadores basados en DFT y extender su resolucion espacial.

En cualquier caso, un ejemplo de realizacion ilustra la reutilizacion de elementos de precodificador basado en DFT para una ULA de grupos de antenas en un polo cruzado estrechamente separado y tambien en la creacion de una cuadncula de haces con suficiente solapamiento para una ULA de dos veces el numero de elementos comparado con la ULA de grupos de antenas. En otras palabras, los precodificadores de conversion 32 se pueden disenar para su uso con las multiples antenas 14 del transceptor 10, con independencia de si esas antenas 14 estan configuradas

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y operadas como una ULA global de Nt antenas, o como dos subgrupos de ULA polarizados cruzados, cada uno que tiene Nt/2 antenas.

Consideremos de nuevo el diseno de precodificador factorizado de diagonal de bloques dado como

imagen6

(9)

y senalar que con el fin de adaptar la transmision a polos cruzados de ±45 grados, la estructura de un precodificador de conversion 32 se puede modificar por medio de una multiplicacion desde la izquierda con una matriz

i it* I -le>*

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que, para $ = 0, gira las polarizaciones 45 grados para alinearse con polarizacion horizontal y vertical. Se pueden usar otros valores de$ para lograr diversas formas de polarizacion circular.

Para una ULA de Nt elementos, el precodificador global 36 para un rango 1 ha de ser un vector Ntx 1 como

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imagen7

Para antenas m = 0, 1, ..., Nt/2 -1,

imagen8

mientras que para las antenas restantes m = Nt/2 + m’, m’ = 0, 1, ..., Nt/2 - 1,

Aqui, V \ V } J

(12) 13 * *

imagen9

(13)

Cualquier precodificador global 36 de DFT de Nt elementos se puede escribir de esta manera como

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OVj,Q).

(Nt,Q) (<Vx,0 (JVt,0 (Nj,e) (Nj,Q) (JVT,0

iv.1 w 1 wnJ aw.1 a w 1 a

0,n

l.n

“ljfi

0,n

l,n

Nj-l,n

(Nt/2,20): w<>/2’16 * * * 20 0 '

(Ay2,20 |_w„ 1 a j

(14)

Uno ve en la disposicion anterior que Wfl

se puede considerar como un ejemplo de un precodificador global

(Nt/2,2Q)

w„

0

36 formado a partir de un precodificador de conversion 32 dado como L

precodificador de sintonizacion 34 dado como

(Nt/2,2Q)

y un

Senalar ademas que cada bloque, w» ’ , del precodificador de conversion 32 representa uno de los

precodificadores de subgrupo de antenas 38 incluido en el precodificador de conversion 32, y senalar que los precodificadores de sintonizacion 34 se determinan como

(Ay 2,20

(15)

La disposicion anterior se ajusta perfectamente a la agrupacion de antenas de polarizacion cruzada estrechamente separada debido a que los precodificadores de subgrupo de antenas 38 basados en DFT de tamano Nt/2 se aplican ahora en cada ULA de grupos de antenas y el precodificador de sintonizacion 34 proporciona 2Q diferentes desplazamientos de fase relativos entre las dos polarizaciones ortogonales. Tambien se ve como se reutilizan los precodificadores de subgrupo de antenas 38 de Nt/2 elementos para construir el precodificador global 36 de Nt elementos. Senalar ademas que el factor de sobremuestreo Q es dos veces mas grande en el caso de polarizacion cruzada que lo es para el caso de polarizacion compartida, pero esos elementos no se desperdician debido a que ayudan a aumentar incluso mas la resolucion espacial de los precodificadores de cuadncula de haces. Esta caractenstica es particularmente util en aplicaciones MU-MlMO donde un buen rendimiento se basa en la capacidad de formar de manera muy precisa haces hacia el UE de interes y nula hacia los otros UE de programacion compartida.

imagen10

Por ejemplo, tomemos un caso especial de Nt = 8 antenas de transmision - es decir, supongamos que el transceptor 10 de la Fig. 1 incluye ocho antenas 14, para su uso en transmisiones MIMO precodificadas, y supongamos que Q = 2 para la ULA estrechamente separada. Uno ve que el precodificador global 36 se construye como

imagen11

(16)

Las entradas del libro de codigos para los precodificadores de sintonizacion 34 se pueden elegir entonces a partir del libro de codigos de 2 Tx de rango 1, en LTE y, por lo tanto, el libro de codigos se puede reutilizar en las ensenanzas descritas en la presente memoria. El libro de codigos para los precodificadores de conversion 32 contiene elementos construidos a partir de cuatro matrices generadoras basadas en DFT como en la Ec. (7). El libro o los libros de codigos 30 pueden contener otros elementos ademas de los basados en DFT que se describen aquf

En general, el principio de la construccion de precodificadores globales 36 basados en DFT de N elementos de entre

precodificadores de subgrupo de antenas 38 basados en DFT de N/2 elementos, menores se puede usar en general

para anadir una ULA estrechamente separada y un soporte de polo cruzado eficientes a un intervalo de esquemas de precodificacion basada en libro de codigos. Como ventaja adicional, la estructura de precodificador descrita se puede usar incluso si las configuraciones de antenas difieren de lo que se esta tratando aquf

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Ademas, senalar que los precodificadores globales 36 basados en DFT se pueden usar para rangos de transmision mas altos que uno. Una forma de lograr esto es escoger los precodificadores de conversion 32 como subconjuntos de columnas de matrices generadoras basadas en DFT, tal como se muestra en la Ec. (7). Los precodificadores de sintonizacion 34 se pueden extender tambien con columnas adicionales, para hacer coincidir el valor deseado del rango de transmision. Para el rango de transmision 2, un precodificador de sintonizacion 34 se puede estructurar como

WW«

^ are exp y^nj:« = O,l,—,20-lj.

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Algunas veces es beneficioso reutilizar libros de codigos existentes en el diseno de nuevos libros de codigos. No obstante, un problema asociado es que los libros de codigos existentes pueden no contener todos los vectores de precodificador de DFT necesarios para proporcionar al menos Q = 2 veces el sobremuestreo de la cuadncula de haces. Suponiendo, por ejemplo, que uno tiene un libro de codigos existente para Nt/2 antenas con precodificadores de DFT que proporcionan Q = Qe en factor de sobremuestreo y que el factor de sobremuestreo objetivo para la ULA de grupos de antenas de Nt/2 elementos es Q = Q. La resolucion espacial del libro de codigos existente se puede mejorar entonces al factor de sobremuestreo objetivo en el diseno de precodificador factorizado como

imagen12

(18)

Aqui, los w« podria ser elementos en el libro de codigos existente House Holder de 4 Tx de LTE, que contiene 8 precodificadores basados en DFT (que usan un factor de sobremuestreo de Q=2 de modo que haya algun solapamiento entre los haces que abarcan cuatro antenas) para un rango 1. Cuando el rango de transmision es mayor que uno, la estructura de diagonal de bloques se puede mantener y la estructura de esta manera se generaliza a

imagen13

(19)

- fc’)

donde W es ahora una matriz Nt x r, W1- 'es una matriz con al menos una columna igual a un precodificador de subgrupo de antenas basado en DFT, wn , y el precodificador de sintonizacion Wu tiene r columnas.

Para ver que la resolucion espacial se puede mejorar multiplicando un precodificador de subgrupo de antenas 38 con una matriz diagonal como se ha descrito anteriormente, consideremos la parametrizacion alternativa de los precodificadores de DFT en la Ec. (6),

imagen14

y permitamos

<?=—?’+?, $' = 0 q = —

Qe Qt

para llegar a

(20)

5

10

15

20

25

30

35

imagen15

para Qe .

(22)

Las formulaciones anteriores demuestran un aspecto ventajoso de las ensenanzas presentadas en la presente memoria. Esto es, un libro de codigos que contiene precodificadores de DFT con factor de sobremuestreo Qe se puede usar para crear un libro de codigos de DFT de mayor resolucion multiplicando el elemento de orden m con

exp

' . 1 . 2n g J----m-=—

Nj Qt j

y demostrando por lo tanto que la transformacion diagonal dada por como se pretende.

funciona verdaderamente

Otro aspecto a tener en cuenta cuando se disenan precodificadores es asegurar un uso eficiente de los amplificadores de potencia (PA), por ejemplo, los PA en los transmisores 18 usados para transmision de multiples antenas desde el transceptor 10. Normalmente, la potencia no puede ser tomada prestada a traves de antenas debido a que hay un PA separado para cada antena. Por lo tanto, para el uso maximo de los recursos del PA, es importante que la misma cantidad de potencia se transmita desde cada antena. En otras palabras, una matriz de precodificador global W para precodificar desde las antenas de transmision debena cumplir

imagen16

(23)

Por lo tanto, es beneficioso desde un punto de vista de utilizacion de un PA hacer cumplir esta restriccion cuando se disenan libros de codigos de precodificadores. La utilizacion de plena potencia tambien se asegura por la denominada propiedad de modulo constante, lo que significa que todos los elementos escalares de un precodificador tienen la misma norma (modulo). Se verifica facilmente que un precodificador de modulo constante tambien cumple la restriccion de utilizacion completa de un PA en la Ecuacion (23). Por lo tanto, la propiedad de modulo constante constituye una condicion suficiente pero no necesaria para la utilizacion completa de un Pa.

Con el aspecto beneficioso de utilizacion completa de un PA en mente, otro aspecto de las ensenanzas presentadas en la presente memoria se refiere a proporcionar precodificadores que producen la utilizacion completa de un PA. En particular, una o mas realizaciones propuestas en la presente memoria resuelven los problemas asociados con la utilizacion completa de un PA y la satisfaccion de la propiedad anidada de rango, en el contexto de un diseno de precodificador factorizado. Usando un denominado precodificador de sintonizacion 34 de diagonal de bloques doble, combinado con un precodificador de conversion 32 de diagonal de bloques, se garantiza la utilizacion completa de un PA y tambien es posible una anulacion de rango explotando la propiedad anidada para el precodificador global formado como la combinacion de un precodificador de conversion 32 y un precodificador de sintonizacion 34 que tiene las propiedades y la estructura descritas en la presente memoria.

Un primer paso en el diseno eficiente de libros de codigos de precodificador factorizado, mientras que se logra la utilizacion completa de un PA y el cumplimiento de la propiedad anidada de rango es hacer la diagonal de bloques de precodificadores de conversion, como se muestra en la Ec. (3), por ejemplo. En un caso particular, el numero de

columnas k de un precodificador de conversion se hace igual a 2[r / 2], donde p"|denota la funcion techo. Esta

estructura se logra anadiendo dos nuevas columnas que contribuyen por igual a cada polarizacion para cada otro rango. En otras palabras, el precodificador de conversion 32 en cuestion aqrn se puede denotar como W(c) y escribir de la forma

imagen17

donde w/ es un vector A/r/2 x 1.

5

10

15

20

25

30

Extender la dimension de conversion de esta manera ayuda a mantener pequeno el numero de dimensiones y ademas sirve para asegurarse de que ambas polarizaciones se excitan por igual. Es beneficioso si el precodificador

w<c)

de conversion, denotado aqui como W i tambien se hace para obedecer a una propiedad anidada de rango

\v(C)

generalizado en que hay libertad para elegir " con L columnas como un subconjunto de columnas arbitrarias de

cada ” posible con L + 1 columnas. Una alternativa es tener la posibilidad de senalar el orden de columnas

\v(C) w(C)

usado en " .La flexibilidad en la eleccion de las columnas para " de los diferentes rangos es beneficiosa

para ser capaces aun de transmitir en el subespacio mas fuerte del canal incluso cuando se realiza la anulacion de rango usando un subconjunto de columnas.

Ademas, con respecto a asegurar una utilizacion completa de un PA, por ejemplo, en el transceptor 10, los precodificadores de sintonizacion 34, que se denotan W®, estan construidos en una o mas realizaciones como

- (C)

sigue: (a) el vector de conversion wn se hace de modulo constante; y (b) una columna en el precodificador de sintonizacion tiene exactamente dos elementos distintos de cero con modulo constante. Si el elemento de orden m es distinto de cero, asf lo es el elemento m + [r / 2]. Por lo tanto para un rango r = 4, las columnas en el precodificador de sintonizacion 34 son la siguiente forma

imagen18

(25)

donde x denota un valor arbitrario distinto de cero que no es necesariamente el mismo de una x a otra. Debido a que hay dos elementos distintos de cero en una columna, se pueden anadir dos columnas ortogonales con las mismas posiciones de los elementos distintos de cero antes de que se consideren columnas con otras posiciones distintas de cero. Tales columnas ortogonales en forma de pares con una propiedad de modulo constante se pueden parametrizar como

imagen19

(26)

La propiedad anidada de rango para el precodificador global se confirma cuando se aumenta el rango en uno, asegurando que las columnas de rangos anteriores excitan las mismas columnas del precodificador de conversion tambien para el rango superior. Combinando esto con la Ec. (25) y la propiedad ortogonal en forma de pares mencionada de las columnas conduce a una estructura de diagonal de bloques doble del precodificador de sintonizacion que toma la forma 27

imagen20

(27)

Usando la propiedad de ortogonalidad en forma de pares en la Ec. (26), y representando la estructura para el precodificador global 36, denotado como W, como W = W(c)W(t), la estructura de precodificador se puede especializar ademas a

imagen21

w<C> w<C> WL w2: - 0 0

0 0-: - o w!jc) *{<=) ”2

imagen22

-e^ 0 0

0 A J**

(28)

Senalar que la estructura de diagonal de bloques doble para el precodificador de sintonizacion se puede describir de diferentes formas dependiendo de la ordenacion de las columnas usadas para almacenar los precodificadores de conversion W(c) como entradas en el libro de codigos 26. Es posible hacer equivalentemente la diagonal de bloques 5 de los precodificadores de sintonizacion W(t) escribiendo

imagen23

(29)

Reordenaciones similares a estas no afectan al precodificador global W y por lo tanto se consideran equivalentes y se supone que estan cubiertas bajo los terminos “precodificador de conversion de diagonal de bloques y precodificador de sintonizacion de diagonal de bloques doble”. Tambien es interesante senalar que si se relajan los 10 requisitos sobre la restriccion de ortogonalidad y la utilizacion completa de un PA, el diseno para la propiedad anidada de rango se puede resumir con la siguiente estructura para los precodificadores de sintonizacion 34

x x x X X x

0 0 x x x x

■ x x

x x x x x x

0 0 x x x x

: x x

(30)

Ademas, merece la pena mencionar que la propiedad anidada de rango puede ser util cuando se aplica por separado a los precodificadores de conversion 32 y a los precodificadores de sintonizacion 34. Incluso aplicarla 15 solamente a los precodificadores de sintonizacion 34 puede ayudar a ahorrar complejidad computacional, debido a que los calculos de precodificador a traves de rangos se pueden reutilizar siempre que el precodificador de conversion W(c) seleccionado permanezca fijo.

Como ejemplo ilustrativo para ocho antenas de transmision 14 en el transceptor 10, suponemos que el Rango r = 1

imagen24

(31)

20 Rango r = 2

imagen25

5

10

Rango r= 3

imagen26

(33)

Rango r = 4

W =

wj>.

1
1: 0 0

0
0: 1 1


: 0 0

0
0: J*l

(34)

Rango r = 5

W =

.m

,<»

w

j0)

w

(1) „0) w(l)

w

1
1: 0 0 0

0
0: 1 1
0

0
0
0
0: ]

/p*: 0 0 0

0
0: eJ9l
0

0
0
0
0: ej<Pm

Rango r = 6

W =

w<» w£>

„(0

w<»

1
1: 0 0 0 0

0
0: 1 1
0
0

0
0
0
0: 1 1

J*k: Jn 0 0 0 0

0
0: -eJpl
0
0

0
0
0
0: ej<Pm -gjPm

Rango r = 7

w =

„(D

•i"

•s»

•?

v<’> w(l)

1: ] 0 0 0 0 0

0
0: ] 1 0 0 a

0
0
0
0: 1 1
0

0
0
0
0
0
0: 1

J*k: JVl -e * 0 0 0 0 0

0
0: J*l
0
0
0

0
0
0
0: e)<Pm
0

0
0
0
0
0
0

Rango r= 8

(35)

(36)

(37)

5

10

15

20

25

30

35

40

imagen27

l: L 0 0

0
0: 1 1

0
0
0
0

0
0
0
0

pk: 0 0

0
0: 10) -e 1

0
0
0
0

0
0
0
0

0: O
0
0

0
0
0
0

i: 1 0 0

0
0: 1 1

D: 0 0 0

0
0: D
0

Pm: 0 0

0: a V45-

(38)

El caso de 4 Tx sigue de una manera similar.

Con lo anterior en mente, se proponen en la presente memoria la siguiente estructura y disposiciones, para una o mas realizaciones que proporcionan utilizacion completa de un PA:

1. El precodificador global 36 se puede factorizar en un precodificador de conversion 32 y un precodificador de sintonizacion 34.

a. el precodificador de conversion 32 es diagonal de bloques

b. el precodificador de sintonizacion 36 tiene las propiedades:

i. todos los elementos distintos de cero son de modulo constante

ii. cada columna tiene exactamente dos elementos distintos de cero

iii. cada fila tiene exactamente dos elementos distintos de cero

2. Dos columnas en el precodificador de sintonizacion 34 tienen o bien elementos distintos de cero en las mismas dos filas o bien no tienen elementos distintos de cero en las mismas filas.

3. Dos columnas en el precodificador de sintonizacion 34 que tienen elementos distintos de cero en las mismas dos filas son ortogonales entre sf.

4. El precodificador de conversion 32 tiene 2[k / 2] columnas y si la fila m en una columna de precodificador de sintonizacion tiene un elemento distinto de cero, tambien lo tiene la fila m + [k / 2].

5. Las columnas del precodificador de sintonizacion 34 para un rango r son un subconjunto de las columnas del precodificador de sintonizacion para un rango r + 1

Con lo anterior en mente, un metodo en la presente memoria comprende un metodo para precodificar transmisiones de multiples antenas 60 desde un transceptor de comunicacion inalambrica 10 a otro transceptor de comunicacion inalambrica 12. El metodo incluye seleccionar un precodificador global 36, determinar las ponderaciones de transmision para las respectivas de dos o mas antenas de transmision 14 segun el precodificador global 36 seleccionado, y transmitir las senales ponderadas desde las dos o mas antenas de transmision 14 segun las ponderaciones de transmision. El precodificador seleccionado se selecciona al menos en parte en base a la consideracion de informacion de precodificador recibida desde el segundo transceptor 12, que incluye indicaciones de selecciones de precodificador hechas por el segundo transceptor 12, que estan previstas como recomendaciones de precodificacion a ser consideradas por el primer transceptor 10.

Segun el metodo anterior, el precodificador global 36 se factoriza en un precodificador de conversion 32 y un precodificador de sintonizacion 34, en donde el precodificador de conversion 32 es de diagonal de bloques y en donde el precodificador de sintonizacion 34 tiene las siguientes propiedades: todos los elementos distintos de cero son de modulo constante; cada columna tiene exactamente dos elementos distintos de cero; y cada fila tiene exactamente dos elementos distintos de cero; dos columnas o bien tienen elementos distintos de cero en las mismas dos filas o bien no tienen ningun elemento distinto de cero en las mismas filas; y dos columnas que tienen elementos distintos de cero en las mismas dos filas son ortogonales entre sf. Ademas, el precodificador de conversion 32 tiene 2[k / 2] columnas, donde k es un numero entero no negativo, y si la fila m en una columna de precodificador de sintonizacion tiene un elemento distinto de cero, tambien lo tiene la fila m + [k / 2].

Ademas, en al menos una realizacion tal, las columnas de un precodificador de sintonizacion 34 para un rango r son un subconjunto de las columnas de un precodificador de sintonizacion para un rango r + 1.

De manera similar, otro metodo descrito en la presente memoria proporciona el envfo de informacion de precodificacion desde un segundo transceptor 12 a un primer transceptor 10 que considera la informacion de precodificacion en la seleccion de precodificadores para precodificar transmisiones de multiples antenas 60 al segundo transceptor 12.

5

10

15

20

25

El metodo incluye el segundo transceptor 12 que selecciona un precodificador global 36 que se factoriza en un precodificador de conversion 32 y un precodificador de sintonizacion 34, o que selecciona el precodificador de conversion 32 y el precodificador de sintonizacion 34 correspondiente a un precodificador global 36 particular, y enviando al primer transceptor 10 como dicha informacion de precodificador una indicacion del precodificador global 36 seleccionado o indicaciones de los precodificadores de conversion y de sintonizacion 32, 34 seleccionados.

Para este metodo, los precodificadores de conversion 32 son cada uno de diagonales de bloques y cada precodificador de sintonizacion 34 tiene las siguientes propiedades: todos los elementos distintos de cero son de modulo constante; cada columna tiene exactamente dos elementos distintos de cero; y cada fila tiene exactamente dos elementos distintos de cero; dos columnas o bien tienen elementos distintos de cero en las mismas dos filas o bien no tienen ningun elemento distinto de cero en las mismas filas; y dos columnas que tienen elementos distintos de cero en las mismas dos filas son ortogonales entre sl Adicionalmente, segun el metodo, el precodificador de conversion 32 tiene 2[k / 2] columnas, donde k es un numero entero no negativo, y si la fila m en una columna de precodificador de sintonizacion tiene un elemento distinto de cero, tambien lo tiene la fila m + [k / 2]. Aun mas, al menos en una realizacion, las columnas de un precodificador de sintonizacion 34 para un rango r son un subconjunto de las columnas de un precodificador de sintonizacion para un rango r + 1.

Por supuesto, las ensenanzas en la presente memoria no se limitan a las ilustraciones espedficas anteriores. Por ejemplo, la terminologfa de LTE del 3GPP se uso en esta descripcion para proporcionar un contexto relevante y ventajoso para entender las operaciones en los transceptores 10 y 12, que se identificaron en una o mas realizaciones como que son un eNodoB de LTE y un UE de LTE, respectivamente. No obstante, las ensenanzas descritas en la presente memoria no se limitan a estas ilustraciones ejemplo y se pueden aplicar ventajosamente a otros contextos, tales como redes basadas en WCDMA. WiMax, UMB o GSM.

Ademas, el transceptor 10 y el transceptor 12 no son necesariamente una estacion base y un item de equipo movil dentro de una red celular estandar, aunque las ensenanzas en la presente memoria tienen ventajas en tal contexto. Ademas, aunque ciertos ejemplos de redes inalambricas dados en la presente memoria implican el “enlace descendente” desde un eNodoB u otra estacion base de red, las ensenanzas presentadas en la presente memoria tambien tienen aplicabilidad al enlace ascendente. Mas ampliamente, se entendera que las ensenanzas en la presente memoria estan limitadas por las reivindicaciones, mas que por los ejemplos ilustrativos dados en la presente memoria.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

REIVINDICACIONES

1. Un metodo (700) en un transceptor de comunicacion inalambrica (12), en donde otro transceptor (10) precodifica las transmisiones (60) al transceptor (12) en base al menos en parte al transceptor (12) que envfa informacion de estado de canal (62) al otro transceptor (10) que incluye informacion de precodificador (64) que comprende una recomendacion de precodificador desde el transceptor (12) al transceptor (10) y en donde el metodo se caracteriza por:

seleccionar (702) entradas desde uno o mas libros de codigos (30) como un precodificador de conversion (32) seleccionado y un precodificador de sintonizacion (34) seleccionado, o como un precodificador global (36) seleccionado que es el producto de un precodificador de conversion (32) seleccionado y un precodificador de sintonizacion (34) seleccionado; y

transmitir (704) indicaciones de las entradas seleccionadas como dicha informacion de precodificador (64) incluida en la informacion de estado de canal (62); y

en donde hay 2Nt precodificadores de conversion (32), cada uno que comprende una matriz diagonal de bloques que tiene dos o mas columnas con bloques en la diagonal de la matriz, cada bloque tal que comprende un precodificador de subgrupo de antenas (38) basado en DFT que corresponde a un subgrupo de Nt/2 de los Nt puertos de antena de transmision (98) en el transceptor (10) y proporciona 2Nt diferentes haces basados en DFT para el subgrupo correspondiente, y donde todos los 2Nt diferentes precodificadores de conversion (32) son reutilizables, junto con uno o mas de los precodificadores de sintonizacion (34), para formar un conjunto de 2Nt diferentes precodificadores globales (36), en donde cada precodificador global (36) representa un haz basado en DFT de tamano Nt sobre los Nt puertos de antena de transmision (98),

en donde dicho uno o mas libros de codigos (30) incluye precodificadores de conversion y de sintonizacion (32, 34) o precodificadores globales (36) correspondientes para multiples rangos de transmision, y en donde para un rango de transmision r>2:

el precodificador de sintonizacion (34) tiene 2[r/2] filas y r columnas, donde r es el rango de transmision, en donde todos los elementos distintos de cero son de modulo constante, cada columna tiene exactamente dos elementos distintos de cero, y cada fila tiene exactamente dos elementos distintos de cero, y dos columnas que tienen elementos distintos de cero en las mismas dos filas son ortogonales entre sf,

y el precodificador de conversion (32) tiene 2[r/2] columnas, y si la fila m en una columna de precodificador de sintonizacion en dicho precodificador de sintonizacion (34) tiene un elemento distinto de cero, tambien lo tiene la fila m + [r/2].
2. El metodo (700) de la reivindicacion 1, caracterizado ademas por que el otro transceptor (10) es una estacion base (70) en una red de comunicacion inalambrica (72) y el transceptor (12) es un equipo de usuario (74), UE, que envfa dicha informacion de estado de canal (62) a dicha estacion base (70).
3. El metodo (700) de la reivindicacion 1, en donde las columnas de un precodificador de sintonizacion (34) para rango r es un subconjunto de las columnas de un precodificador de sintonizacion para rango r+1.
4. Un transceptor de comunicacion inalambrica (12) configurado para enviar informacion de estado de canal (62) a otro transceptor de comunicacion inalambrica (10) que precodifica transmisiones (60) al transceptor (12) en base al menos en parte a la informacion de estado de canal (62), dicho transceptor (12) que incluye un receptor (44) para recibir senales desde el otro transceptor (10) y un transmisor (46) para transmitir senales al otro transceptor (10), incluyendo transmitir senales que transportan dicha informacion de estado de canal (62) que comprende una recomendacion de precodificador desde el transceptor (12) al transceptor (10), en donde dicho transceptor (12) se caracteriza por:

una memoria (56) que almacena uno o mas libros de codigos (30) que incluyen entradas que comprenden 2Nt diferentes precodificadores de conversion (32) y uno o mas precodificadores de sintonizacion (34), o entradas que comprenden una pluralidad de precodificadores globales (36), con cada precodificador global (36) que comprende el producto de un precodificador de conversion (32) seleccionado y un precodificador de sintonizacion (34) seleccionado, en donde cada dicho precodificador de conversion (32) comprende una matriz diagonal de bloques que tienen dos o mas columnas con bloques en la diagonal de la matriz, cada bloque tal que comprende un precodificador de subgrupo de antenas (38) basado en DFT que corresponde a un subgrupo de NT/2 de los NT puertos de antena de transmision (98) en el transceptor (10) y proporciona 2Nt diferentes haces basados en DFT para el subgrupo correspondiente, y donde todos los 2Nt diferentes precodificadores de conversion (32) son reutilizables, junto con uno o mas de los precodificadores de sintonizacion (34), para formar un conjunto de 2Nt diferentes precodificadores globales (36), y cada precodificador global (36) representa un haz basado en DFT de tamano Nt sobre los Nt puertos de antena de transmision (98); y

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

un generador de realimentacion de precodificacion (54) configurado para seleccionar entradas desde uno o mas libros de codigos (30) que representan un precodificador global (36) seleccionado como dicha recomendacion de precodificador;

dicho generador de realimentacion de precodificacion (54) configurado ademas para transmitir, a traves de dicho transmisor (46), dicha recomendacion de precodificador en dicha informacion de estado de canal (62),

en donde dicho uno o mas libros de codigos (30) incluyen precodificadores de conversion y de sintonizacion (32, 34) o precodificadores globales (36) correspondientes para multiples rangos de transmision, y en donde para un rango de transmision r>2:

el precodificador de sintonizacion (34) tiene 2[r/2] filas y r columnas, donde r es el rango de transmision, en donde todos los elementos distintos de cero son de modulo constante, cada columna tiene exactamente dos elementos distintos de cero, y cada fila tiene exactamente dos elementos distintos de cero, y dos columnas que tienen elementos distintos de cero en las mismas dos filas son ortogonales entre sf,

y el precodificador de conversion (32) tiene 2[r/2] columnas, y si la fila m en una columna de precodificador de sintonizacion en dicho precodificador de sintonizacion (34) tiene un elemento distinto de cero, tambien lo tiene la fila m + [r/2].
5. El transceptor (12) de la reivindicacion 4, caracterizado ademas por que el otro transceptor (10) es una estacion base (70) en una red de comunicacion inalambrica (72) y el transceptor (12) es un equipo de usuario (74), UE, que envfa dicha informacion de estado de canal (62) a dicha estacion base (70).
6. Un metodo (900) de precodificacion de transmisiones de multiples antenas (60) desde un transceptor de comunicacion inalambrica (10) a otro transceptor de comunicacion inalambrica (12), en base al menos en parte a recibir (902) informacion de estado de canal (62) desde el otro transceptor (12) que incluye informacion de precodificador (64) que comprende una recomendacion de precodificador, dicho metodo caracterizado por:

identificar (904) la informacion de precodificador (64) seleccionando entradas desde uno o mas libros de codigos (30) conocidos en el transceptor (10) en respuesta a las indicaciones de seleccion incluidas en la informacion de estado de canal (62); y

precodificar (906) una transmision (60) al otro transceptor (12) en base al menos en parte a dicha recomendacion de precodificador;

en donde uno o mas libros de codigos (30) incluyen entradas que comprenden 2Nt diferentes precodificadores de conversion (32) y uno o mas precodificadores de sintonizacion (34), o entradas que comprenden precodificadores globales (36), cada precodificador global (36) formado como el producto de un precodificador de conversion (32) seleccionado y un precodificador de sintonizacion (34) seleccionado, y en donde cada uno de los 2Nt precodificadores de conversion (32) comprende una matriz diagonal de bloques que tiene dos o mas columnas con bloques en la diagonal de la matriz, cada bloque tal que comprende un precodificador de subgrupo de antenas (38) basado en DFT que corresponde a un subgrupo de Nt/2 de los Nt puertos de antena de transmision (98) en el transceptor (10) y proporciona 2Nt diferentes haces basados en DFT para el subgrupo correspondiente, y donde todos los 2Nt diferentes precodificadores de conversion (32) son reutilizables, junto con uno o mas de los precodificadores de sintonizacion (34), para formar un conjunto de 2Nt diferentes precodificadores globales (36), y cada precodificador global (36) representa un haz basado en DFT de tamano Nt sobre los Nt puertos de antena de transmision (98),

en donde dicho uno o mas libros de codigos (30) incluye precodificadores de conversion y de sintonizacion (32, 34) o precodificadores globales (36) correspondientes para multiples rangos de transmision, y en donde para el rango de transmision r>2:

el precodificador de sintonizacion (34) tiene 2[r/2] filas y r columnas, donde r es el rango de transmision, en donde todos los elementos distintos de cero son de modulo constante, cada columna tiene exactamente dos elementos distintos de cero, y cada fila tiene exactamente dos elementos distintos de cero; y dos columnas que tienen elementos distintos de cero en las mismas dos filas son ortogonales entre sf,

y el precodificador de conversion (32) tiene 2[r/2] columnas, y si la fila m en una columna de precodificador de sintonizacion en dicho precodificador de sintonizacion (34) tiene un elemento distinto de cero, tambien lo tiene la fila m + [r/2].
7. El metodo (900) de la reivindicacion 6, caracterizado ademas por realizar precodificacion de transmisiones basada en DFT desde dos o mas subgrupos de antenas (14) en el transceptor (10) usando los precodificadores de subgrupo de antenas (38) en uno de los precodificadores de conversion (32), como se selecciona por el transceptor (10) desde uno o mas libros de codigos (30) en base al menos en parte a la recomendacion de precodificador.

5

10

15

20

25

30

35
8. Un transceptor de comunicacion inalambrica (10) configurado para precodificar transmisiones de multiples antenas (60) a otro transceptor de comunicacion inalambrica (12) en base al menos en parte a la informacion de estado de canal (62) desde el otro transceptor (12), dicho transceptor (10) que incluye un transmisor (18) y una pluralidad de antenas (14) para transmitir dichas transmisiones de multiples antenas (60) y un receptor (20) para recibir la informacion de estado de canal (62), y en donde el transceptor (10) se caracteriza por:

una memoria (28) que almacena uno o mas libros de codigos (30) que incluyen entradas que comprenden 2Nt diferentes precodificadores de conversion (32) y uno o mas precodificadores de sintonizacion (34), o entradas que comprenden precodificadores globales (36), cada uno formado como el producto de un precodificador de conversion (32) seleccionado y un precodificador de sintonizacion (34) seleccionado, y en donde cada uno de los 2Nt precodificadores de conversion (32) comprende una matriz diagonal de bloques que tiene dos o mas columnas con bloques en la diagonal de la matriz, cada bloque tal que comprende un precodificador de subgrupo de antenas (38) basado en DFT que corresponde a un subgrupo de Nt/2 de los Nt puertos de antena de transmision (98) en el transceptor (10) y proporciona 2Nt diferentes haces basados en DFT para el subgrupo correspondiente, y donde todos los 2Nt diferentes precodificadores de conversion (32) son reutilizables, junto con uno o mas de los precodificadores de sintonizacion (34), para formar un conjunto de 2Nt diferentes precodificadores globales (36), en donde cada precodificador global (36) representa un haz basado en DFT de tamano Nt sobre los Nt puertos de antena de transmision (98);

un procesador de realimentacion (24) configurado para identificar la recomendacion de precodificador desde el otro transceptor (12) en base a usar indicaciones de seleccion incluidas en la informacion de estado de canal (62); y

un controlador de precodificacion (26) y un circuito de precodificacion (90) asociado configurado para precodificar la transmision (60) al otro transceptor (12), en base al menos en parte a la recomendacion de precodificador,

en donde dicho uno o mas libros de codigos (30) incluyen precodificadores de conversion y de sintonizacion (32, 34) o precodificadores globales (36) correspondientes para multiples rangos de transmision, y en donde para un rango de transmision r>2:

el precodificador de sintonizacion (34) tiene 2[r/2] filas y r columnas, donde r es el rango de transmision, en donde todos los elementos distintos de cero son de modulo constante, cada columna tiene exactamente dos elementos distintos de cero, y cada fila tiene exactamente dos elementos distintos de cero, y dos columnas que tienen elementos distintos de cero en las mismas dos filas son ortogonales entre sf,

y el precodificador de conversion (32) tiene 2[r/2] columnas, y si la fila m en una columna de precodificador de sintonizacion en dicho precodificador de sintonizacion (34) tiene un elemento distinto de cero, tambien lo tiene la fila m + [r/2].
9. El transceptor (10) de la reivindicacion 8, caracterizado ademas por que el controlador de precodificacion (26) y el circuito de precodificacion (90) asociado estan configurados para precodificar la transmision (60) al otro transceptor (12) realizando precodificacion de transmisiones basada en DFT desde dos o mas subgrupos de las antenas (14) usando los precodificadores de subgrupo de antenas (38) en el precodificador de conversion o global (32, 36) seleccionado por el transceptor (10) desde el uno o mas libros de codigos (30), donde dicha seleccion por el transceptor (10) se basa al menos en parte en la recomendacion de precodificador desde el otro transceptor (12).