ES2642046T3

ES2642046T3 - Procedimiento y aparato de transmisión de datos en un sistema de comunicación MIMO

Info

Publication number: ES2642046T3
Application number: ES08798030.6T
Authority: ES
Inventors: Sandip Sarkar; Byoung-Hoon Kim; Durga Prasad Malladi; Juan Montojo
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2007-08-15
Filing date: 2008-08-15
Publication date: 2017-11-15
Anticipated expiration: 2028-08-15
Also published as: CN101919171A; CA2695009A1; TWI373220B; KR101101039B1; WO2009023860A1; KR20100043097A; RU2439804C2; AU2008286775A1; BRPI0815216B1; EP2179517B1; US20090046570A1; CN101919171B; JP5474789B2; TW200924410A; HUE036316T2; AU2008286775B2; JP2010537515A; BRPI0815216A2; EP2179517A1; CA2695009C

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento y aparato de transmision de datos en un sistema de comunicacion MIMO

[0001] La presente solicitud reivindica la prioridad de la Solicitud Provisional de Estados Unidos N.° de Serie 60/956 106, titulada "BEAM-FORMING FOR TDD IN LTE. (FORMACION DE HAZ PARA TDD EN LTE.)”, presentada el 15 de agosto de 2007.

ANTECEDENTES

I. Campo

[0002] La presente divulgacion se refiere en general a la comunicacion y, de forma mas especffica, a tecnicas para transmitir datos en un sistema de comunicacion inalambrica.

II. Antecedentes

[0003] En un sistema de comunicacion inalambrica, un transmisor puede utilizar multiples (T) antenas de transmision para la transmision de datos a un receptor equipado con multiples (R) antenas de recepcion. Las multiples antenas de transmision y recepcion forman un canal de multiples entradas y multiples salidas (MIMO) que puede utilizarse para aumentar el rendimiento y/o mejorar la fiabilidad. Por ejemplo, el transmisor puede transmitir hasta T flujos de sfmbolos simultaneamente desde las T antenas de transmision para mejorar el rendimiento. De forma alternativa, el transmisor puede transmitir un unico flujo de sfmbolos desde todas las T antenas de transmision para mejorar la recepcion por parte del receptor. En cualquier caso, es deseable transmitir datos de manera que se consiga un buen rendimiento. El documento US 2007099578 divulga un sistema de comunicacion inalambrica que soporta multiples modos de transmision MIMO que soportan tanto transmisiones de diversidad como direccionales bajo una pluralidad de modos de transmision diferentes que comprenden una pluralidad de elementos de antena de transmision y recepcion donde los elementos de antena de transmision estan dispuestos para proporcionar diversidad de polarizacion.

RESUMEN

[0004] De acuerdo con la presente invencion, se proporciona un procedimiento de transmision de datos de acuerdo con la reivindicacion 1, un aparato de transmision de acuerdo con la reivindicacion 11, un producto de programa informatico de acuerdo con la reivindicacion 12, un procedimiento de recepcion de datos de acuerdo con la reivindicacion 13 y un aparato de recepcion de acuerdo con la reivindicacion 20. En el presente documento se describen tecnicas para enviar transmision MIMO en sistemas de comunicacion inalambrica. Las tecnicas pueden utilizarse para sistemas duplexados por division de frecuencia (FDD) y por division en tiempo (TDD).

[0005] En un diseno, un transmisor puede enviar una primera senal de referencia a traves de un primer enlace. El transmisor puede ser un nodo B para la transmision de datos en el enlace descendente o un equipo de usuario (UE) para la transmision de datos en el enlace ascendente. El transmisor puede recibir informacion de indicador de calidad de canal (CQI) determinada por un receptor basandose en la primera senal de referencia. El transmisor tambien puede recibir una segunda senal de referencia a traves de un segundo enlace desde el receptor. El transmisor puede obtener al menos una matriz de canales MIMO para el primer enlace basandose en la segunda senal de referencia recibida a traves del segundo enlace. El transmisor puede determinar al menos una matriz de precodificacion basandose en la al menos una matriz de canales MIMO. El transmisor puede entonces enviar una transmision de datos al receptor basandose en la al menos una matriz de precodificacion y la informacion de CQI.

[0006] En un diseno, el transmisor puede llevar a cabo la descomposicion de valor singular de la al menos una matriz de canales MIMO para obtener al menos una matriz de vectores propios. El transmisor puede determinar entonces la al menos una matriz de precodificacion basandose en la al menos una matriz de vectores propios. En otro diseno, el transmisor puede formar al menos una matriz de pseudo-haz basandose en la al menos una matriz de canales MIMO. El transmisor puede realizar la descomposicion QR de la al menos una matriz de pseudo-haz para obtener al menos una matriz de vectores ortogonales. El transmisor puede entonces determinar la al menos una matriz de precodificacion basandose en la al menos una matriz de vectores ortogonales.

[0007] Para la transmision de datos en el enlace descendente, la primera senal de referencia puede ser una senal de referencia especffica de celula enviada por un nodo B en el enlace descendente, y la segunda senal de referencia puede ser una senal de referencia de sondeo enviada por un UE en el enlace ascendente. Para la transmision de datos en el enlace ascendente, la primera senal de referencia puede ser una senal de referencia de sondeo enviada por un UE en el enlace ascendente y la segunda senal de referencia puede ser una senal de referencia especffica de celula enviada por un nodo B en el enlace descendente. Una senal de referencia es una senal que es conocida a prior tanto por un transmisor como por un receptor. Una senal de referencia tambien puede denominarse piloto, preambulo, sondeo, etc.

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[0008] A continuacion se describen en mas detalle diversos aspectos y caracterfsticas de la divulgacion.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

[0009]

La FIG. 1 muestra un sistema de comunicacion inalambrica.

La FIG. 2A muestra una estructura de trama de ejemplo para FDD.

La FIG. 2B muestra una estructura de trama de ejemplo para TDD.

La FIG. 3A muestra una senal de referencia especffica de celula enviada por un nodo B.

La FIG. 3B muestra una senal de referencia de sondeo enviada por un UE.

La FIG. 4 muestra un diagrama de bloques de un nodo B y un UE.

La FIG. 5 muestra un proceso para enviar una transmision MIMO.

La FIG. 6 muestra un aparato para enviar una transmision MIMO.

La FIG. 7 muestra un proceso para recibir una transmision MIMO.

La FIG. 8 muestra un aparato para recibir una transmision MIMO.

DESCRIPCION DETALLADA

[0010] Las tecnicas descritas en el presente documento pueden utilizarse para varios sistemas de comunicacion inalambrica, tales como sistemas de acceso multiple por division de codigo (CDMA), sistemas de acceso multiple por division de tiempo (TDMA), sistemas de acceso multiple por division de frecuencia (FDMA), sistemas FDMA ortogonal (OFDMA), sistemas FDMA de unica portadora (SC-FDMA) y otros sistemas. Los terminos "sistema" y "red" pueden intercambiarse frecuentemente. Un sistema CDMA puede implementar una tecnologfa de radio, tal como el Acceso Radioelectrico Terrestre Universal (UTRA), cdma2000, etc. uTrA incluye CDMA de Banda Ancha (WCDMA) y otras variantes de CDMA. cdma2000 cubre las normas IS-2000, IS-95 e IS-856. Un sistema TdMa puede implementar una tecnologfa de radio tal como el Sistema Global de Comunicaciones Moviles (GSM). Un sistema OFDMA puede implementar una tecnologfa de radio tal como UTRA Evolucionado (E-UTRA), Banda ultra-ancha movil (UMB), IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802.20, Flash-OFDM®, etc. UTRA y E-UTRA son parte del Sistema Universal de Telecomunicaciones Moviles (UMTS). La Evolucion a Largo Plazo (LTE) de 3GPP es una nueva version de UMTS que usa E-UTRA, que utiliza OFDMA en el enlace descendente y SC-FDMA en el enlace ascendente. UTRA, E-UTRA, UMTS, LTE y GSM se describen en documentos de una organizacion llamada "Proyecto de Asociacion de Tercera Generacion" (3GPP). cdma2000 y UMB se describen en documentos de una organizacion llamada "Segundo Proyecto de Asociacion de Tercera Generacion" (3GPP2). Para mayor claridad, ciertos aspectos de las tecnicas se describen a continuacion para transmision de datos en LTE, usandose la terminologfa de LTE en gran parte de la siguiente descripcion.

[0011] La FIG. 1 muestra un sistema de comunicacion inalambrica 100, que puede ser un sistema LTE. El sistema 100 puede incluir varios nodos B 110 y otras entidades de red. Un nodo B puede ser una estacion fija que establece comunicacion con los UE y tambien puede denominarse nodo evolucionado (eNB), estacion base, punto de acceso, etc. Cada nodo B 110 proporciona cobertura de comunicacion para un area geografica particular. Para mejorar la capacidad del sistema, el area de cobertura total de un nodo B puede dividirse en multiples (por ejemplo, tres) areas mas pequenas. Cada area mas pequena puede recibir servicio de un subsistema de nodo B respectivo (BTS). En 3GPP, el termino "celula" puede referirse al area de cobertura mas pequena de un nodo B y/o un subsistema de nodo B que da servicio a esta area de cobertura. En 3GPP2, el termino "sector" puede referirse al area de cobertura mas pequena de una estacion base y/o un subsistema de estacion base que da servicio a esta area de cobertura. Para mayor claridad, el concepto de celula de 3GPP se usa en la descripcion siguiente.

[0012] Los UE 120 pueden dispersarse por todo el sistema, y cada UE puede ser fijo o movil. Un UE puede denominarse tambien estacion movil, terminal, terminal de acceso, unidad de abonado, estacion, etc. Un UE puede ser un telefono movil, un asistente digital personal (PDA), un modem inalambrico, un dispositivo de comunicacion inalambrica, un dispositivo manual, un ordenador portatil, un telefono sin cable, etc. Un UE puede comunicarse con un nodo B mediante el enlace descendente y el enlace ascendente. El enlace descendente (o enlace directo) se refiere al enlace de comunicacion desde el nodo B hasta el UE, y el enlace ascendente (o enlace inverso) se refiere al enlace de comunicacion desde el UE hasta el nodo B.

[0013] LTE utiliza multiplexacion por division de frecuencia ortogonal (OFDM) en el enlace descendente y

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multiplexacion por division de frecuencia de portadora unica (SC-FDM) en el enlace ascendente. OFDM y SC-FDM dividen el ancho de banda del sistema en multiples (K) sub-portadoras ortogonales, que tambien se denominan habitualmente tonos, bins, etc. Cada sub-portadora se puede modular con datos. En general, los sfmbolos de modulacion se envfan en el dominio de la frecuencia con OFDM y en el dominio del tiempo con SC-FDMA. La separacion entre sub-portadoras adyacentes puede ser fija, y el numero total de sub-portadoras (K) puede depender del ancho de banda del sistema. Por ejemplo, K puede ser igual a 128, 256, 512, 1024 o 2048 para anchos de banda del sistema de 1,25, 2,5, 5, 10 o 20 MHz, respectivamente.

[0014] Las sub-portadoras totales K pueden estar agrupadas en bloques de recursos. Cada bloque de recursos puede incluir N sub-portadoras (por ejemplo, N = 12 sub-portadoras) en una ranura. Los bloques de recursos disponibles pueden ser asignados a UE para la transmision de datos de trafico e informacion de control. Las K sub- portadoras totales tambien se pueden dividir en sub-bandas. Cada sub-banda puede incluir 72 sub-portadoras en 6 bloques de recursos y puede cubrir 1,08 MHz.

[0015] El sistema puede utilizar FDD o TDD. Para FDD, al enlace descendente y al enlace ascendente se les pueden asignar canales de frecuencia separados, y la respuesta de canal para el enlace descendente puede no estar correlacionada con la respuesta de canal para el enlace ascendente. Para TDD, el enlace descendente y el enlace ascendente pueden compartir el mismo canal de frecuencia, y la respuesta del canal de enlace descendente puede correlacionarse con la respuesta del canal de enlace ascendente.

[0016] La FIG. 2A muestra una estructura de trama de ejemplo 200 de una estructura de trama de tipo 1 (FS1), que puede utilizarse para FDD en LTE. El cronograma de transmision para cada enlace puede dividirse en unidades de tramas de radio. Cada trama de radio puede tener una duracion predeterminada (por ejemplo, 10 milisegundos (ms)) y puede dividirse en 10 sub-tramas con indices de 0 a 9. Cada sub-trama puede incluir dos ranuras, y cada ranura puede incluir L periodos de simbolo, por ejemplo, L = 6 periodos de simbolo para un prefijo ciclico extendido o L = 7 periodos de simbolo para un prefijo ciclico normal.

[0017] Para FDD, 10 sub-tramas pueden estar disponibles para transmision de enlace descendente y 10 sub-tramas pueden estar disponibles para transmision de enlace ascendente en cada trama de radio. Las transmisiones de enlace descendente y de enlace ascendente estan separadas en el dominio de la frecuencia.

[0018] La FIG. 2B muestra una estructura de trama de ejemplo 250 de una estructura de trama de tipo 2 (FS2), que se puede utilizar para TDD en LTE. La lfnea de tiempo de transmision puede dividirse en unidades de tramas de radio. Cada trama de radio puede tener una duracion de 10 ms y puede dividirse en 10 sub-tramas con indices de 0 a 9. LTE admite multiples configuraciones de enlace descendente - enlace ascendente. Pueden utilizarse las sub- tramas 0 y 5 para el enlace descendente (DL) y puede utilizarse la sub-trama 2 para el enlace ascendente (UL) para todas las configuraciones de enlace descendente - enlace ascendente. Puede utilizarse cada una de las sub-tramas 3, 4, 7, 8 y 9 para el enlace descendente o enlace ascendente dependiendo de la configuracion de enlace descendente - enlace ascendente. La sub-trama 1 puede incluir tres campos especiales compuestos por una ranura de tiempo piloto de enlace descendente (DwPTS) para senales de datos, control y sincronizacion, un perfodo de guarda (GP) sin transmision y una ranura de tiempo de piloto de enlace ascendente (UpPTS) para senales de referencia de sondeo y un canal de acceso aleatorio (RACH). La sub-trama 6 puede incluir solamente la DwPTS, o los tres campos especiales, o una sub-trama de enlace descendente dependiendo de la configuracion de enlace descendente - enlace ascendente. DwPTS, GP y UpPTS pueden tener diferentes duraciones para diferentes configuraciones de sub-trama. Cada sub-trama que no se utiliza para los campos especiales se puede dividir en dos ranuras, y cada ranura puede incluir L periodos de simbolo.

[0019] Las estructuras de trama 200 y 250 se describen en 3GPP TS 36.211, titulado "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation" ("Acceso radio terrestre universal evolucionado (E- UTRA); canales ffsicos y modulacion"), que esta disponible al publico.

[0020] El sistema puede soportar varias senales de referencia para el enlace descendente y el enlace ascendente. Una senal de referencia puede ser utilizada por un receptor para diversos propositos tales como estimacion de canal, desmodulacion coherente, medicion de calidad de canal, medicion de intensidad de senal, etc. La tabla 1 enumera algunas senales de referencia que pueden transmitirse en el enlace descendente y en enlace ascendente y proporciona una breve descripcion para cada senal de referencia. Una senal de referencia especffica de celula tambien puede denominarse piloto comun, piloto de banda ancha, etc.

Tabla 1

Enlace: Senal de referencia Descripcion

Enlace descendente: Senal de referencia especffica de celula Senal de referencia enviada por un nodo B y utilizada por los UE para la estimacion de canal y medicion de calidad de canal.

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Enlace: Senal de referencia Senal de referencia enviada por un UE y utilizada por un nodo B para la

ascendente: de sondeo estimacion de canal y medicion de calidad de canal.

[0021] Las senales de referencia pueden generarse de varias maneras. En un diseno, se puede generar una secuencia de senal de referencia espedfica de celula basandose en una secuencia pseudo-aleatoria, de la forma siguiente:

C,„(«) = ^[l-2-c(2*)l*J^[lJ2-c(2« + l)I:, Ec.(l)

donde c(n) es una secuencia pseudo-aleatoria, y

rcsrs(n) es una secuencia de senal de referencia espedfica de celula.

[0022] La secuencia pseudo-aleatoria c(n) puede generarse con un registro de desplazamiento de respuesta lineal (LFSR), que puede inicializarse a un valor determinado basandose en una identidad de celula (ID). En el diseno mostrado en la ecuacion (1), la secuencia de senal de referencia espedfica de celula Ccs(n) esta compuesta por sfmbolos de valor complejo, estando definido cada sfmbolo de valor complejo por dos sfmbolos consecutivos de la secuencia pseudo-aleatoria. La secuencia r csrs(n) se puede utilizar para generar la senal de referencia espedfica de celula.

[0023] Una senal de referencia de sondeo puede generarse basandose en una secuencia constante de auto correlacion de amplitud cero (CAZAC) que tiene buenas propiedades de correlacion. En un diseno, la secuencia de CAZAC es una secuencia de Zardoff-Chu que puede expresarse como:

x. (n) = e,

Ec. (2)

donde q es la rafz y L es la longitud de la secuencia de Zardoff-Chu, y Xq(n) es la q-esima secuencia de Zardoff-Chu de rafz.

[0024] L puede ser el mayor numero primo inferior a la longitud deseada de una secuencia de senal de referencia de sondeo. La secuencia Zardoff-Chu se puede repetir segun sea necesario para obtener una secuencia de base r b(n) de la longitud deseada, de la forma siguiente:

imagen1

[0025] En otro diseno, una secuencia de base puede definirse de la forma siguiente:

r4(n) = , Ec. (4)

donde q(n) es un conjunto de fases definidas para obtener una secuencia CAZAC.

[0026] Para ambos disenos anteriores, la secuencia de senales de referencia de sondeo rsre(n) se puede obtener desplazando dclicamente la secuencia de base r*(n), de la forma siguiente:

imagen2

donde a es un desplazamiento dclico asignado al UE. La secuencia r srs(n) se puede usar para generar la senal de referencia de sondeo.

[0027] Un nodo B puede enviar tambien una senal de referencia espedfica de UE a un UE. La generacion de la senal de referencia espedfica de celula, la senal de referencia de sondeo y otras senales de referencia en LTE se describe en la norma 3GPP TS 36.211 mencionada anteriormente.

[0028] La FIG. 3A muestra una transmision de ejemplo de una senal de referencia espedfica de celula desde cuatro antenas de 0 a 3 para una celula. En LTE, cada ranura incluye siete penodos de sfmbolo 0 a 6 para un prefijo dclico normal. Una senal de referencia espedfica de celula puede transmitirse desde las antenas 0 y 1 en los penodos de sfmbolo 0 y 4 de cada ranura y desde las antenas 2 y 3 en el penodo de sfmbolo 1 de cada ranura.

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[0029] La senal de referenda especffica de celula puede transmitirse desde una antena dada en sub-portadoras que estan separadas por seis sub-portadoras en cada perfodo de sfmbolo en el que se transmite la senal de referencia. Ademas, ninguna otra senal puede ser transmitida por la celula sobre las sub-portadoras utilizadas para la senal de referencia especffica de celula a fin de evitar interferencia con la senal de referencia especffica de celula. Como se muestra en la FIG. 3A, la senal de referencia especffica de celula puede ser transmitida desde la antena 0 en un primer conjunto de sub-portadoras en el perfodo de sfmbolo 0 y en un segundo conjunto de sub-portadoras en el perfodo de sfmbolo 4 de cada ranura. Las sub-portadoras en el segundo conjunto pueden estar separadas de las sub-portadoras en el primer conjunto por tres sub-portadoras. La senal de referencia especffica de celula puede ser transmitida desde la antena 1 en el segundo conjunto de sub-portadoras en el perfodo de sfmbolo 0 y en el primer conjunto de sub-portadoras en el perfodo de sfmbolo 4 de cada ranura. La senal de referencia especffica de celula puede ser transmitida desde la antena 2 en el primer conjunto de sub-portadoras en el perfodo de sfmbolo 1 de cada ranura de numero par y sobre el segundo conjunto de sub-portadoras en el perfodo de sfmbolo 1 de cada ranura de numero impar. La senal de referencia especffica de celula puede ser transmitida desde la antena 3 en el segundo conjunto de sub-portadoras en el perfodo de sfmbolo 1 de cada ranura de numero par y en el primer conjunto de sub-portadoras en el perfodo de sfmbolo 1 de cada ranura de numero impar.

[0030] La FIG. 3B muestra un ejemplo de transmision de una senal de referencia de sondeo en el enlace ascendente. La senal de referencia de sondeo puede ser transmitida en cada otra sub-portadora en un conjunto de sub-portadoras que pueden cubrir una sola sub-banda, multiples sub-bandas o el ancho de banda entero del sistema. La senal de referencia de sondeo puede ser transmitida en el ultimo perfodo de sfmbolo de una sub-trama. La senal de referencia de sondeo puede ser transmitida en sub- bandas diferentes en sub-tramas diferentes, por ejemplo, mediante el ciclo a traves de las sub-bandas y la transmision de la senal de referencia de sondeo en una sub-banda diferente en cada sub-trama en la que se transmite la senal de referencia de sondeo. La senal de referencia de sondeo tambien puede ser transmitida desde diferentes antenas en un UE en diferentes sub-tramas, por ejemplo, haciendo un ciclo a traves de las antenas y transmitiendo la senal de referencia de sondeo desde una antena diferente en cada sub-trama en la que se transmite la senal de referencia de sondeo.

[0031] La transmision de la senal de referencia especffica de celula y de la senal de referencia de sondeo se describe en la norma 3GPP TS 36.211 mencionada anteriormente.

[0032] La FIG. 4 muestra un diagrama de bloques de un diseno de un nodo B 110 y un UE 120, que puede ser uno de los nodos B y uno de los UE en la fig. 1. El nodo B 110 esta equipado con multiples (T) antenas 434a a 434t. El UE 120 esta equipado con multiples (R) antenas 452a a 452r. Gran parte de la descripcion siguiente supone que cada antena puede utilizarse para la transmision y recepcion de datos.

[0033] En el nodo B 110, un procesador de transmision 420 puede recibir datos de trafico para uno o mas UE desde una fuente de datos 412, procesar (por ejemplo, codificar y modular) los datos de trafico para cada UE basandose en uno o mas esquemas de modulacion y codificacion (MCS) para ese UE, y proporcionar sfmbolos de datos para todos los UE. El procesador de transmision 420 tambien puede generar sfmbolos de control para informacion / senalizacion de control. El procesador de transmision 420 puede generar ademas sfmbolos de referencia para una o mas senales de referencia, por ejemplo, una senal de referencia especffica de celula. Un procesador MIMO 430 puede precodificar los sfmbolos de datos, los sfmbolos de control y los sfmbolos de referencia como se describe a continuacion y puede proporcionar T flujos de sfmbolos de salida a T moduladores (MOD) 432a a 432t. Cada modulador 432 puede procesar su flujo de sfmbolos de salida (por ejemplo, para OFDM) para obtener un flujo de muestras de salida. Cada modulador 432 puede acondicionar adicionalmente (por ejemplo, convertir a analogico, filtrar, amplificar y aumentar en frecuencia) su flujo de muestras de salida y generar una senal de enlace descendente. T senales de enlace descendente de los moduladores 432a a 432t pueden transmitirse a traves de antenas 434a a 434t, respectivamente.

[0034] En el UE 120, R antenas R 452a a 252r pueden recibir las T senales de enlace descendente procedentes del nodo B 110, y cada antena 452 puede proporcionar una senal recibida a un desmodulador asociado (DESMOD) 454. Cada desmodulador 454 puede acondicionar (por ejemplo, filtrar, amplificar, disminuir en frecuencia y digitalizar) su senal recibida para obtener muestras y puede procesar adicionalmente las muestras (por ejemplo, para OFDM) para obtener sfmbolos recibidos. Cada desmodulador 454 puede proporcionar sfmbolos de datos recibidos y sfmbolos de control recibidos a un detector MIMO 460 puede y proporcionar sfmbolos de referencia recibidos a un procesador de canal 494. El procesador de canal 494 puede estimar el canal MIMO de enlace descendente desde el nodo B 110 al UE 120 basandose en los sfmbolos de referencia recibidos y puede proporcionar una estimacion de canal MIMO de enlace descendente al detector MIMO 460. El detector MIMO 460 puede realizar deteccion de MIMO en los sfmbolos de datos recibidos y los sfmbolos de control recibidos basandose en la estimacion de canal MIMO de enlace descendente y proporcionar estimaciones de sfmbolos, que son estimaciones de los sfmbolos transmitidos. Un procesador de recepcion 470 puede procesar (por ejemplo, desmodular y descodificar) las estimaciones de sfmbolos, proporcionar datos de trafico descodificados a un colector de datos 472 y proporcionar informacion de control descodificada a un controlador / procesador 490.

[0035] El UE 120 puede estimar la calidad del canal de enlace descendente y generar informacion de respuesta, que puede comprender diversos tipos de informacion descrita a continuacion. La informacion de respuesta, datos de

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trafico de una fuente de datos 478 y una o mas senales de referencia (por ejemplo, una senal de referencia de sondeo) pueden ser procesados (por ejemplo, codificadas y moduladas) por un procesador de transmision 480 precodificados por un procesador MIMO 482 y procesados adicionalmente por los moduladores 454a a 454r para generar R senales de enlace ascendente, las cuales pueden ser transmitidas a traves de las antenas 452a a 452r. En el nodo B 110, las R senales de enlace ascendente del UE 120 pueden ser recibidas por las antenas 434a a 434t y procesadas por los desmoduladores 432a a 432t. Un procesador de canal 444 puede estimar el canal MIMO de enlace ascendente desde el UE 120 al nodo B 110 y puede proporcionar una estimacion de canal MIMO de enlace ascendente al detector MIMO 436. El detector MIMO 436 puede realizar la deteccion de MIMO basandose en la estimacion de canal MIMO de enlace ascendente y proporcionar estimaciones de sfmbolos. Un procesador de recepcion 438 puede procesar las estimaciones de sfmbolos, proporcionar datos de trafico descodificados a un colector de datos 439 y proporcionar informacion de respuesta descodificada a un controlador / procesador 440. El controlador / procesador 440 puede controlar la transmision de datos hacia el UE 120 basandose en la informacion de respuesta.

[0036] Los controladores / procesadores 440 y 490 pueden dirigir el funcionamiento en el nodo B 110 y el UE 120, respectivamente. Las memorias 442 y 492 pueden almacenar datos y codigos de programa para el nodo B 110 y el UE 120, respectivamente. Un programador 446 puede seleccionar el UE 120 y/u otros UE para la transmision de datos en el enlace descendente y/o en el enlace ascendente basandose en la informacion recibida de todos los UE. El planificador 446 tambien puede asignar recursos a los UE planificados.

[0037] El canal MIMO de enlace descendente formado por las T antenas en el nodo B 110 y las R antenas en el UE 120 puede estar caracterizado por una matriz de canales MIMO R x T Hdl(^) para cada sub-portadora k. HdlW puede expresarse como:

Hdl(£)

M*>: kU2(k) hUT(k)

h2A(k): h2a(k) k2i(k)

Vi(*): kRa(k) ■** k r t (k)

Ec. (6)

donde la entrada h,j(k), para i= 1,..., R y j= 1,..., T, es una ganancia compleja entre la antena del nodo B jy la antena de UE i para la sub-portadora k.

[0038] El canal MIMO de enlace ascendente formado por las R antenas en el UE 120 y las T antenas en el nodo B 110 puede estar caracterizado por una matriz de canales MIMO T x R HuL(k) para cada sub-portadora k. HuL(k) puede tener la forma mostrada en la ecuacion (6).

[0039] Para FDD, la matriz de canales MIMO de enlace descendente HdlM puede no estar correlacionada con la matriz de canales MIMO de enlace ascendente HuL(k). El nodo B puede estimar Hul (k) basandose en la senal de referencia de sondeo transmitida por el UE. El nodo B puede enviar informacion de indicador de matriz de precodificacion (PMI) obtenida de HuL(k) al UE para precodificacion en el enlace ascendente. De forma similar, el UE puede estimar HdlM basandose en la senal de referencia especffica de celula transmitida por el nodo B. El UE puede enviar informacion de PMI obtenida de HdlM al nodo B para precodificacion en el enlace descendente.

[0040] Para TDD, la matriz de canales MIMO de enlace descendente HdlW puede estar correlacionada con la matriz de canales MIMO de enlace ascendente Hul(/c) y puede suponerse que son recfprocas entre si, de modo que

nrL(k) = KTT>L(k)

donde "T" denota una transposicion. En este caso, el nodo B puede estimar HuL(k) basandose en la senal de referencia de sondeo transmitida por el UE. El nodo B puede estimar Hdl (k) basandose en la estimacion de HuL(k) suponiendo la reciprocidad de canal. El nodo B puede entonces usar Hdl (k) para obtener informacion de PMI para el enlace descendente. De forma similar, el UE puede estimar HdlW basandose en la senal de referencia especffica de celula transmitida por el nodo B. El UE puede estimar H uL(k) basandose en la estimacion de HdlM suponiendo la reciprocidad de canal. El UE puede entonces usar Hul (k) para obtener informacion de PMI para el enlace ascendente.

[0041] Un canal MIMO del enlace descendente global se compone de las cadenas de transmision para las T antenas en el nodo B, el canal MIMO del enlace descendente, y las cadenas de recepcion para las R antenas en el UE. Un canal MIMO de enlace ascendente global esta compuesto por las cadenas de transmision para las R antenas en el UE, el canal MIMO de enlace ascendente y las cadenas de recepcion para las T antenas en el nodo B. Para FDD, el canal MIMO de enlace descendente global para cada enlace puede estimarse basandose en una senal de referencia recibida a traves de ese enlace. Para TDD, el canal MIMO de enlace descendente global puede no ser

recfproco del canal MIMO de enlace ascendente global, incluso si — HDL(&) debido a diferencias entre

las respuestas de las cadenas de transmision y recepcion en el nodo B y el UE. Se puede realizar una calibracion

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para determinar una matriz de calibracion que se puede aplicar (por ejemplo, en el nodo B) para tener en cuenta las diferencias entre las respuestas de las cadenas de transmision y recepcion en el nodo B y el UE. La calibracion se puede realizar como se describe en la Solicitud de Patente de Estados Unidos comunmente asignada n.° de serie 10/693169, titulada "CHANNEL CALIBRATION FOR A TIME DIVISION DUPLEXED COMMUNICATION SYSTEM (CALIBRACION DE CANALES PARA UN SISTEMA DE COMUNICACION DUPLEXADA POR DIVISION DE TIEMPO)", presentada el 23 de octubre de 2003. Con la matriz de calibracion aplicada, se puede suponer que el canal MIMO de enlace descendente global es recfproco del canal MIMO de enlace ascendente global. Por simplicidad, la siguiente descripcion supone que las cadenas de transmision y recepcion tienen respuestas planas, la matriz de calculo es una matriz de identidad I, la matriz de canales MIMO de enlace descendente global es Hdl(/c), la

matriz de canales MIMO de enlace ascendente global es Hul(/c), y Hur (A) — Hni (k) para jdd

[0042] Por tanto FDD y TDD, el nodo B puede transmits sfmbolo M flujos en capas M al UE, donde en general 1 < M < min {T, R}. Las capas pueden ser vistas como canales espaciales de un canal MIMO. De forma similar, el UE puede transmitir M flujos de sfmbolos sobre M capas al nodo B. El numero de flujos de sfmbolos a enviar en el enlace ascendente puede o no ser igual al numero de flujos de sfmbolos a enviar en el enlace descendente. Para mayor claridad, la transmision de datos en el enlace descendente se describe a continuacion.

[0043] Un buen rendimiento se puede lograr mediante la transmision de datos en los modos propios de un canal MIMO. Los modos propios se pueden ver como canales espaciales ortogonales. Para transmitir datos sobre modos propios, el nodo B puede obtener una matriz de precodificacion basandose en la formacion de haz propio ideal o formacion de pseudo-haz propio y, a continuacion, puede realizar la precodificacion con la matriz de precodificacion. La tabla 2 resume las caracterfsticas de la formacion de pseudo-haz propio y la formacion de haz propio ideal.

Tabla 2

Tipo de formacion de haz: Descripcion

Formacion de haz propio ideal: La matriz de precodificacion se obtiene basandose en una matriz de canales MIMO.

Formacion de pseudo-haz propio: La matriz de precodificacion se obtiene basandose en una matriz de pseudo-haz.

[0044] Para una formacion de haz propio ideal, la matriz de canales MIMO de enlace descendente Hdl(^) se puede diagonalizar con la descomposicion de valores singular, de la forma siguiente:

HDt(*) = U(*)S(*)V*(t) , Ec (7)

donde U(k) es una matriz unitaria R x R de vectores propios izquierdos de HdlM,

V(k) es una matriz unitaria T x T de vectores propios derechos de HdlM,

I(k) es una matriz diagonal R x T de valores singulares de HdlM, y "H " denota una transposicion hermitiana o conjugada.

[0045] Una matriz unitaria tiene columnas que son ortogonales entre si, y cada columna tiene energfa de la unidad. Una matriz diagonal tiene posibles valores distintos a cero a lo largo de la diagonal y ceros en el resto. Los valores singulares en I(k) son indicativos de las ganancias de canal de los modos propios de HdlM obtenidos por descomposicion de valores singulares. La matriz V(k) tambien puede denominarse una matriz de haz propio, una matriz de formacion de haz, etc. La matriz de haz propio V(k) tambien puede obtenerse mediante la realizacion de la descomposicion de valores propios de una matriz de covarianza de HdlM. La descomposicion del valor propio

puede expresarse como, ^dl (A") Hdl (^) = V(A) A(A) V (A') donde A(k) = IH(k)I(k) y A(k) es una matriz diagonal de valores propios de HDL(k).

[0046] El nodo B puede transmitir datos en M modos propios al UE, donde 1 < M < min {T, R}. El numero de modos propios (M) a utilizar para la transmision de datos tambien puede denominarse el rango de la transmision de datos.

[0047] Una matriz de precodificacion W FIB(k) puede estar formada basandose en M columnas de V(k) para los modos propios M. En un diseno, WiBF(k) se puede formar de la forma siguiente:

WraF(i) = [v,W,.... vM(*)], Ec. (8)

donde vm(k) es la columna de V(k) para el m-esimo modo propio seleccionado, para m= 1,..., M, y WiBF(k) es una matriz de precodificacion T x M para la formacion de haz propio ideal (IBF).

[0048] En otro diseno, un libro de codigos de matrices de precodificacion puede estar soportado. WiBF(k) se puede

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formar basandose en una matriz de precodificacion en el libro de codigos que mas se aproxima a V(k), por ejemplo, tiene la distancia mas cercana a V(k).

[0049] El nodo B puede llevar a cabo escalado de sfmbolos y precodificacion para formacion de haz propio ideal de la forma siguiente:

xlB¥(k) = ^lBT,(k)G(k)d(k) ,

donde d(k) es un vector M x 1 de sfmbolos de datos para enviar en la sub-portadora k,

G(k) es una matriz diagonal M x M de ganancias para los sfmbolos de datos, y x(k) es un vector T x 1 de sfmbolos de salida para la sub-portadora k.

[0050] El UE puede obtener sfmbolos recibidos desde las R antenas, que pueden expresarse como:

«W = HDL (k) xjgp{A') + n(A)

= HmXk)WlBF(k)G(k)6(k) + n(k) Ec. (10)

= HEDL(k)d(k) + n(k)

Ec. (9)

donde HEDL(k) = HDL(k)WiBF(k) G(k) es una matriz de canales R x M MIMO efectiva para la formacion de haz propio ideal,

r(k) es un vector R x 1 de sfmbolos recibidos para la sub-portadora k, y n(k) es un vector R x 1 de ruido e interferencia para la sub-portadora k.

[0051]El ruido y la interferencia pueden tener una matriz de covarianza de Rnn(k) = E {n(k)n (k)}, donde E{ } indica una expectativa. Se puede suponer que el ruido y la interferencia son ruido gaussiano bianco aditivo (AWGN) con un

vector medio cero y una matriz de covarianza de, ) — I, donde es la varianza del ruido y la

interferencia.

[0052] El UE puede realizar la deteccion de MIMO basandose en error cuadratico medio mfnimo (MMSE), ecualizacion forzada a cero, MMSE con cancelacion de interferencia sucesiva, o alguna otra tecnica de deteccion de MIMO. Para MMSE, el UE puede obtener una matriz de deteccion M x R M(k) para cada sub-portadora k, de la forma siguiente:

M(&) = D(k)[H^L(£)Hg,^(£)+Rot(&JJ ! H"dl(*) , Ec. (11)

donde Z(*) = [H"DL(k) HEDL(*) + Rm(*)] 1 H^L (k) HEDL(£)

1 ' J

D(k) = [diag Z(k)]- es una matriz diagonal de valores de escalado para obtener estimaciones de sfmbolos normalizados.

[0053]El UE puede realizar la deteccion de MIMO de la forma siguiente:

d(Jfc)=M(*)r(Jt) , Ec. (12)

donde d (k) es un vector M x 1 de estimaciones de sfmbolos para la sub-portadora k. d(k) es una estimacion de d(k) enviada por el nodo B.

[0054] Una relacion serial - ruido e interferencia (SINR) para cada modo propio puede expresarse como:

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donde z m(k) es el m-esimo elemento diagonal de Z(k), y SINRm(k) es la SINR de modo propio m para la sub-portadora k.

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[0055] En general, la SINR puede ser dependiente de la tecnica de deteccion de MIMO utilizada por el UE. Diferentes tecnicas de deteccion de MIMO pueden estar asociadas con diferentes ecuaciones para calcular SINR.

[0056] La prediccion de rango puede realizarse (por ejemplo, mediante el UE) para determinar M modos propios que se utilizaran para la transmision de datos. En un diseno de prediccion de rango, se puede calcular un rendimiento global para cada combinacion posible de modos propios que se pueden usar para la transmision de datos. Para una hipotesis o combinacion de modo propio dada, la potencia de transmision disponible de P avail puede asignarse a los modos propios M en esa combinacion basandose en la asignacion de potencia uniforme, de modo que P m = Pavail / M y P m es la potencia de transmision asignada a modo propio m. La asignacion de potencia tambien puede basarse en el llenado de agua o en alguna otra tecnica. La matriz de ganancia G(k) se puede calcular basandose en la potencia de transmision asignada a los modos M propios. La matriz de ganancia G(k) puede incluir una ganancia distinta a cero para cada modo propio seleccionado y una ganancia cero para cada modo propio no seleccionado. La matriz de canales MIMO efectiva HedlW puede entonces determinarse basandose en la matriz de canales MIMO Hdl (k), la matriz de precodificacion W iBF(k) y la matriz de ganancia G(k). Las SINR de los modos M propios se pueden determinar basandose en la matriz de canales MIMO efectiva Hedl (k) y la matriz de covarianza de ruido R nn(k), como se ha descrito anteriormente. El rendimiento global para la hipotesis actual puede entonces determinarse basandose en las SINR de los M modos propios.

[0057] El calculo descrito anteriormente se puede repetir para cada combinacion posible de modos propios para obtener un rendimiento global para esa combinacion. La combinacion de modos propios con el caudal global mas alto se puede seleccionar para la transmision de datos. La prediccion de rango se describe en la Solicitud de Patente de Estados Unidos comunmente asignada n.° de serie 11/ 449 893, titulada "PREDICCION DE RANGO RESISTENTE PARA UN SISTEMA MIMO", presentada el 9 de junio de 2006.

[0058] Para la transmision de enlace descendente, el UE puede convertir la SINR de cada uno de los modos propios M en un valor de CQI basandose en una asignacion predeterminada. El UE puede obtener informacion de CQI para los M modos propios, que puede comprender (i) un valor CQI para cada modo propio o (ii) un CQI base para el primer modo propio y un delta CQI para la diferencia entre los valores CQI de modos propios sucesivos. El UE puede enviar la informacion de CQI al nodo B. El nodo B puede seleccionar un esquema de modulacion y codificacion (MCS) para cada modo propio basandose en el valor CQI para ese modo propio.

[0059] Para formacion de pseudo-haz, se puede formar una matriz de pseudo-haz para cada sub-portadora k, de la forma siguiente:

— [^DL,l(^)’ "*» ^DL,r(^)> bR+i(&), bT(k)\ ,

donde hDL, (k) es un vector de canales T x 1 para antena de UE i, b,(k) es un vector aleatorio T x 1, y B(k) es una matriz de pseudo-haz T x T.

[0060] En general, B(k) se pueden formar con cero o mas vectores de canal en HdlM para cero o mas antenas de UE. Cada vector de canales hDL, (k) puede corresponder a una fila de HDL(k). Las columnas restantes de B(k) pueden ser vectores aleatorios, que pueden ser columnas de una matriz de transformada de Fourier discreta (DFT), una matriz de Hadamard o Walsh, o alguna otra matriz.

[0061] La descomposicion QR de la matriz de pseudo-haz B(k) se puede realizar de la forma siguiente:

B(k) = Q(k)R(k) , Ec. (15)

Ec. (14)

donde Q(k) es una matriz ortonormal T x T que contiene T vectores ortogonales, y R(k) es una matriz triangular superior T x T con ceros por debajo de la diagonal.

V#)

Q(k) puede incluir un vector

V#)ll

para cada vector de canales utilizado para B(k).

[0062] Una matriz de precodificacion WpBF(k) puede formarse basandose en M columnas de Q(k) parar M modos propios. En un diseno, Wpbf (k) puede formarse de la forma siguiente:

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donde qm (k) es la columna de Q (k) para el m-esimo modo propio seleccionado, para m = 1,..., M, y

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W PBF(k) es una matriz de precodificacion T x M para la formacion de pseudo-haz propio (PBF).

[0063] En otro diseno, puede soportarse un libro de codigos de matrices de precodificacion. WpBF(k) se puede formar basandose en una matriz de precodificacion en el libro de codigos que mas se aproxima a Q(k).

[0064] El nodo B puede llevar a cabo precodificacion y escalado de sfmbolos para formacion de pseudo-haz propio de la forma siguiente:

XPBF(k) = Wpbf(A:)G(k) d(T) , Ec. (17)

donde xpbfM es un vector T x 1 de sfmbolos de salida para la sub-portadora k.

[0065] El UE puede obtener sfmbolos recibidos de las R antenas, que pueden expresarse como:

r(k) — -HdL ) xpbf(^) n(&)

= Hdl(E) Wpbf {k) G(k) m + n(k) Ec. (18)

= HWL(k)d(k) + n(k)

donde HEDL(k) = HoL(k)WpBF(k)G(k) es una matriz de canales MIMO R x M efectiva para formacion de pseudo-haz propio.

[0066] El UE puede realizar deteccion de MIMO basandose en MMSE. El UE puede obtener una matriz de deteccion M (k) para cada sub-portadora k como se muestra en la ecuacion (11). El UE puede entonces realizar una deteccion de MIMO en los sfmbolos recibidos como se muestra en la ecuacion (12) para obtener estimaciones de sfmbolos.

[0067] La seleccion de rango puede realizarse (por ejemplo, mediante el UE) para seleccionar M modos propios que se utilizaran para la transmision de datos en el enlace descendente. La prediccion de rango puede realizarse como se ha descrito anteriormente, aunque con la matriz de precodificacion WpBF(k) obtenida basandose en Q (k) en lugar de V (k). La SINR de cada modo propio puede estimarse como se ha descrito anteriormente, aunque con la matriz de precodificacion WpBF(k) en lugar de Wibf (k). El UE puede obtener informacion de CQI para los modos M propios basandose en las SINR de los modos propios y puede enviar la informacion de CQI al nodo B. El nodo B puede seleccionar un esquema de modulacion y codificacion para cada modo propio basandose en el valor CQI para ese modo propio.

[0068] La tabla 3 resume las senales de referencia y la informacion de respuesta enviada por el nodo B y el UE para la transmision MIMO en el enlace descendente para formacion de haz propio ideal y formacion de pseudo-haz propio en sistemas FDD y TDD. El nodo B puede transmitir una senal de referencia especffica de celula en el enlace descendente. El UE puede estimar el canal MIMO de enlace descendente basandose en la senal de referencia especffica de celula. El UE puede obtener una matriz de precodificacion para la formacion de haz ideal o formacion de pseudo-haz propio basandose en la estimacion de canal MIMO de enlace descendente. El UE tambien puede realizar una prediccion de rango y determinar el numero de capas o flujos de sfmbolos (M) a enviar y el valor de CQI de cada capa basandose en la matriz de precodificacion y otra informacion. Para FDD, el UE puede enviar informacion de respuesta que comprende informacion de CQl e informacion de PMI. El rango M puede estar (i) proporcionado explfcitamente en la informacion de respuesta o (ii) proporcionado implfcitamente por la dimension de la matriz de precodificacion y/o por el numero de valores de CQI enviados por el UE. Para TDD, el UE puede enviar la misma informacion de respuesta que para FDD. De forma alternativa, el UE puede enviar una senal de referencia de sondeo, que puede ser utilizada por el nodo B para determinar la matriz de precodificacion.

Tabla 3

FDD - Formacion de haz propio ideal: TDD - Formacion de haz propio ideal

El nodo B transmite una senal de referencia especffica de celula en el enlace descendente
El nodo B transmite una senal de referencia especffica de celula en el enlace descendente

El UE envfa CQI, rango y PMI: El UE envfa senales de referencia de CQI, rango y sondeo o PMI

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FDD - Formacion de pseudo-haz propio: TDD - Formacion de pseudo-haz propio

[0069] La transmision MIMO en el enlace ascendente con formacion de haz propio ideal y formacion de pseudo-haz propio en sistemas FDD y TDD puede realizarse de una manera analoga a la transmision MIMO en el enlace descendente. El UE puede transmitir una senal de referencia de sondeo, que puede ser utilizada por el nodo B para estimar el canal MlMo de enlace ascendente. Para FDD, el nodo B puede enviar informacion de respuesta que comprende informacion de CQI y PMI. Para TDD, el nodo B puede enviar informacion de CQI e informacion de PMI o una senal de referencia especffica de celula.

[0070] La FIG. 5 muestra un diseno de un proceso 500 para enviar datos en un sistema de comunicacion inalambrica. El proceso 500 puede ser realizado por un transmisor, que puede ser un nodo B para la transmision de datos en el enlace descendente, un UE para la transmision de datos en el enlace ascendente o alguna otra entidad.

[0071] El transmisor puede enviar una primera senal de referencia a traves de un primer enlace a un receptor (bloque 512). El transmisor puede recibir informacion de CQI determinada por el receptor basandose en la primera senal de referencia (bloque 514). El transmisor puede recibir tambien una segunda senal de referencia a traves de un segundo enlace desde el receptor (bloque 516). El transmisor puede obtener al menos una matriz de canales MIMO H(k) para el primer enlace basandose en la segunda senal de referencia recibida a traves del segundo enlace, suponiendo la reciprocidad de canal (bloque 518). El transmisor puede determinar al menos una matriz de precodificacion basandose en la al menos una matriz de canales MIMO (bloque 520). El transmisor puede entonces enviar una transmision de datos al receptor basandose en la al menos una matriz de precodificacion y la informacion de CQI (bloque 522).

[0072] En un diseno de bloque 520, el transmisor puede llevar a cabo la descomposicion de valor singular de la al menos una matriz de canales MIMO H(k) para obtener al menos una matriz V(k) de vectores propios, por ejemplo, como se muestra en la ecuacion (7). El transmisor puede determinar la al menos una matriz de precodificacion Wibf(^) basandose en la al menos una matriz de vectores propios, por ejemplo, como se muestra en la ecuacion (8). En otro diseno del bloque 520, el transmisor puede formar al menos una matriz de pseudo-haz B(k) basandose en la al menos una matriz de canales MIMO, por ejemplo, como se muestra en la ecuacion (14). El transmisor puede realizar la descomposicion QR de la al menos una matriz de pseudo-haz para obtener al menos una matriz Q(k) de vectores ortogonales, por ejemplo, como se muestra en la ecuacion (15). El transmisor puede entonces determinar la al menos una matriz de precodificacion WpbfM basandose en la al menos una matriz de vectores ortogonales, por ejemplo, como se muestra en la ecuacion (16).

[0073] En un diseno de bloque 522, el transmisor puede realizar la codificacion y modulacion para la transmision de datos basandose en la informacion de CQI. El transmisor puede realizar la precodificacion para la transmision de datos basandose en la al menos una matriz de precodificacion, por ejemplo, como se muestra en la ecuacion (9) o (17).

[0074] La FIG. 6 muestra un diseno de un aparato 600 para enviar datos en un sistema de comunicacion inalambrica. El aparato 600 incluye un modulo 612 para enviar una primera senal de referencia a traves de un primer enlace a un receptor, un modulo 614 para recibir informacion de CQI determinada por el receptor basandose en la primera senal de referencia, un modulo 616 para recibir una segunda senal de referencia a traves de un segundo enlace desde el receptor, un modulo 618 para obtener al menos una matriz de canales MIMO para el primer enlace basandose en la segunda senal de referencia recibida a traves del segundo enlace, un modulo 620 para determinar al menos una matriz de precodificacion basandose en la al menos una matriz de canales MIMO, un modulo 622 para enviar una transmision de datos al receptor basandose en la al menos una matriz de precodificacion y la informacion de CQI.

[0075] La FIG. 7 muestra un diseno de un proceso 700 para recibir datos en un sistema de comunicacion inalambrica. El proceso 700 puede ser realizado por un receptor, que puede ser un UE para la transmision de datos en el enlace descendente, un nodo B para la transmision de datos en el enlace ascendente o alguna otra entidad.

[0076] El receptor puede recibir una primera senal de referencia a traves de un primer enlace desde un transmisor (bloque 712). El receptor puede determinar informacion de CQI basandose en la primera senal de referencia (bloque 714) y puede enviar la informacion de CQI al transmisor (bloque 716). El receptor tambien puede enviar una segunda senal de referencia a traves de un segundo enlace (bloque 718). El receptor puede recibir una transmision de datos enviada por el transmisor basandose en la informacion de CQI y al menos una matriz de precodificacion, que puede ser determinada por el transmisor basandose en la segunda senal de referencia (bloque 720). El receptor

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puede obtener al menos una matriz de canales MIMO H(k) para el primer enlace basandose en la primera senal de referenda (bloque 722). El receptor puede determinar al menos una matriz de deteccion M(k) basandose en la al menos una matriz de canales MIMO, por ejemplo, como se muestra en la ecuacion (11) (bloque 724). El receptor puede realizar la deteccion de MIMO para la transmision de datos recibida basandose en la al menos una matriz de deteccion, por ejemplo, como se muestra en la ecuacion (12) (bloque 726).

[0077] En un diseno, el receptor puede realizar la descomposicion de valor singular de la al menos una matriz de canales MIMO H(k) para obtener al menos una matriz V(k) de vectores propios. El receptor puede determinar al menos una matriz de precodificacion WibfM basandose en la al menos una matriz de vectores propios. En otro diseno, el receptor puede formar al menos una matriz de pseudo-haz B(k) basandose en la al menos una matriz de canales MIMO. El receptor puede realizar la descomposicion QR de la al menos una matriz de pseudo-haz para obtener al menos una matriz Q(k) de vectores ortogonales. El receptor puede entonces determinar al menos una matriz de precodificacion Wpbf(^) basandose en la al menos una matriz de vectores ortogonales. Para ambos disenos, el receptor puede determinar la al menos una matriz de deteccion M(k) basandose adicionalmente en la al menos una matriz de precodificacion. El receptor tambien puede determinar la informacion de CQI basandose en la al menos una matriz de precodificacion.

[0078] Las FIGs. 5 y 7 pueden utilizarse para la transmision de datos en el enlace descendente o el enlace ascendente. Para la transmision de datos en el enlace descendente, la primera senal de referencia puede ser una senal de referencia especffica de celula enviada en el enlace descendente, y la segunda senal de referencia puede ser una senal de referencia de sondeo enviada en el enlace ascendente. La informacion de CQI se puede enviar en al menos un sfmbolo SC-FDMA en el enlace ascendente. Al menos un sfmbolo OFDMA puede enviarse en el enlace descendente para la transmision de datos. Para la transmision de datos en el enlace ascendente, la primera senal de referencia puede ser una senal de referencia de sondeo enviada en el enlace ascendente y la segunda senal de referencia puede ser una senal de referencia especffica de celula enviada en el enlace descendente. La informacion de CQI se puede enviar en al menos un sfmbolo OFDMA en el enlace descendente. Al menos un sfmbolo SC-FDMA puede ser enviado en el enlace ascendente para la transmision de datos. La informacion de CQI tambien puede denominarse informacion de MCS, informacion de formato de transporte, informacion de formato de paquete, informacion de velocidad, informacion de respuesta, etc.

[0079] Para la transmision de datos en el enlace descendente o enlace ascendente, una de las senales de referencia (por ejemplo, la senal de referencia especffica de celula) puede generarse basandose en una secuencia pseudo-aleatoria, por ejemplo, como se muestra en la ecuacion (1). La otra senal de referencia (por ejemplo, la senal de referencia de sondeo) puede generarse basandose en una secuencia CAZAC, por ejemplo, como se muestra en la ecuacion (2) o (4). Las senales de referencia tambien pueden generarse de otras maneras. La primera senal de referencia puede ser enviada en sub-portadoras separadas por una primera separacion. La segunda senal de referencia puede enviarse en sub-portadoras separadas por una segunda separacion diferente de la primera separacion, por ejemplo, como se muestra en las FIGs. 3A y 3B.

[0080] La FIG. 8 muestra un diseno de un aparato 800 para recibir datos en un sistema de comunicacion inalambrica. El aparato 800 incluye un modulo 812 para recibir una primera senal de referencia a traves de un primer enlace desde un transmisor, un modulo 814 para determinar la informacion de CQI basandose en la primera senal de referencia, un modulo 816 para enviar la informacion de CQI al transmisor, un modulo 818 para enviar una segunda senal de referencia a traves de un segundo enlace, un modulo 820 para recibir una transmision de datos desde el transmisor, siendo enviada la transmision de datos basandose en la informacion de CQI y al menos una matriz de precodificacion determinada por el transmisor basandose en la segunda senal de referencia, un modulo 822 para obtener al menos una matriz de canales MIMO para el primer enlace basandose en la primera senal de referencia, un modulo 824 para determinar al menos una matriz de deteccion basandose en al menos una matriz de canales MIMO y un modulo 826 para realizar la deteccion de MIMO para la transmision de datos recibida basandose en al menos una matriz de deteccion.

[0081] Los modulos en las FIGs. 6 y 8 pueden comprender procesadores, dispositivos electronicos, dispositivos de hardware, componentes electronicos, circuitos logicos, memorias, etc., o cualquier combinacion de los mismos.

[0082] Las tecnicas de formacion de haz propio que se describen en el presente documento pueden proporcionar ciertas ventajas. En primer lugar, la formacion de haz propio puede proporcionar una SINR mas alta, lo que puede dar lugar a una mayor velocidad de datos maxima, una mejor cobertura, etc. En segundo lugar, las tecnicas pueden reducir la cantidad de respuesta enviada por el receptor al transmisor.

[0083] Los expertos en la tecnica entenderan que la informacion y las senales pueden representarse usando cualquiera entre varias tecnologfas y tecnicas diferentes. Por ejemplo, los datos, las instrucciones, los comandos, la informacion, las senales, los bits, los sfmbolos y los chips que puedan haberse mencionado a lo largo de la descripcion anterior pueden representarse mediante tensiones, corrientes, ondas electromagneticas, campos o partfculas magneticos, campos o partfculas opticos o cualquier combinacion de estos.

[0084] Los expertos en la tecnica apreciaran ademas que los diversos bloques logicos, modulos, circuitos y pasos

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de algoritmo ilustrativos descritos en relacion con la divulgacion del presente documento pueden implementarse como hardware electronico, software informatico o combinaciones de ambos. Para ilustrar claramente esta intercambiabilidad de hardware y software, anteriormente se han descrito diversos componentes, bloques, modulos, circuitos y pasos ilustrativos, en general, en lo que respecta a su funcionalidad. Que dicha funcionalidad se implemente como hardware o software depende de la aplicacion especffica y las restricciones de diseno impuestas al sistema completo. Los expertos en la tecnica pueden implementar la funcionalidad descrita de diferentes maneras para cada aplicacion particular, pero no deberfa interpretarse que tales decisiones de implementacion suponen apartarse del alcance de la presente invencion.

[0085] Los diversos bloques logicos, modulos y circuitos ilustrativos descritos en conexion con la divulgacion en el presente documento pueden implementarse o realizarse con un procesador de uso general, con un procesador de senales digitales (DSP), con un circuito integrado especffico de la aplicacion (ASIC), con una matriz de puertas programables por campo (FPGA) o con otro dispositivo de logica programable, logica de transistores o de puertas discretas, componentes de hardware discretos o con cualquier combinacion de los mismos disenada para realizar las funciones descritas en el presente documento. Un procesador de uso general puede ser un microprocesador pero, de forma alternativa, el procesador puede ser cualquier procesador, controlador, microcontrolador o maquina de estados convencional. Un procesador tambien puede implementarse como una combinacion de dispositivos informaticos, por ejemplo, una combinacion de un dSp y un microprocesador, una pluralidad de microprocesadores, uno o mas microprocesadores junto con un nucleo de dSp o cualquier otra configuracion de este tipo.

[0086] Los pasos de un procedimiento o algoritmo descrito en relacion con la divulgacion del presente documento pueden realizarse directamente en hardware, en un modulo de software ejecutado por un procesador o en una combinacion de los dos. Un modulo de software puede residir en memoria RAM, memoria flash, memoria ROM, memoria EPROM, memoria EEPROM, registros, un disco duro, un disco extrafble, un CD-ROM o en cualquier otra forma de medio de almacenamiento conocida en la tecnica. Un medio de almacenamiento a modo de ejemplo esta conectado al procesador de tal manera que el procesador puede leer informacion de, y escribir informacion en, el medio de almacenamiento. De forma alternativa, el medio de almacenamiento puede estar integrado en el procesador. El procesador y el medio de almacenamiento pueden residir en un ASIC. El ASIC puede residir en un terminal de usuario. De forma alternativa, el procesador y el medio de almacenamiento pueden residir como componentes discretos en un terminal de usuario.

[0087] En uno o mas disenos a modo de ejemplo, las funciones descritas pueden implementarse en hardware, software, firmware o en cualquier combinacion de los mismos. Si se implementan en software, las funciones pueden almacenarse o transmitirse como una o varias instrucciones o codigo en un medio legible por ordenador. Los medios legibles por ordenador incluyen tanto medios de almacenamiento informatico como medios de comunicacion, incluido cualquier medio que facilite la transferencia de un programa informatico de un lugar a otro. Un medio de almacenamiento puede ser cualquier medio disponible al que pueda accederse mediante un ordenador de proposito general o de proposito especial. A modo de ejemplo, y no de manera limitativa, tales medios legibles por ordenador pueden comprender RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM u otro almacenamiento de disco optico, almacenamiento de disco magnetico u otros dispositivos de almacenamiento magnetico, o cualquier otro medio que pueda usarse para transportar o almacenar medios de codigo de programa deseado en forma de instrucciones o estructuras de datos y al que pueda accederse mediante un ordenador de proposito general o de proposito especial, o mediante un procesador de proposito general o de proposito especial. Ademas, cualquier conexion recibe adecuadamente la denominacion de medios legibles por ordenador. Por ejemplo, si el software se transmite desde un sitio web, un servidor u otra fuente remota, usando un cable coaxial, un cable de fibra optica, un par trenzado, una lfnea de abonado digital (DSL) o tecnologfas inalambricas tales como infrarrojos, radio y microondas, entonces el cable coaxial, el cable de fibra optica, el par trenzado, la DSL o las tecnologfas inalambricas tales como infrarrojos, radio y microondas, se incluyen en la definicion de medio. Los discos, tal como se usan en el presente documento, incluyen disco compacto (CD, Compact Disc), disco de laser, disco optico, disco versatil digital (DVD, Digital Versatile Disc), disco flexible y el disco Blu-ray, donde algunos discos normalmente reproducen datos de manera magnetica, mientras que otros discos reproducen los datos de manera optica con laser. Las combinaciones de lo anterior deberfan incluirse tambien dentro del alcance de los medios legibles por ordenador.

[0088] La anterior descripcion de la invencion se proporciona para permitir que cualquier experto en la tecnica realice o use la divulgacion. Diversas modificaciones a la invencion resultaran facilmente evidentes para los expertos en la tecnica, y los principios genericos definidos en el presente documento pueden aplicarse a otras variantes sin apartarse del alcance de la invencion. Por tanto, la invencion no pretende limitarse a los ejemplos y disenos descritos en el presente documento, sino que se le ha de conceder el alcance mas amplio compatible con los principios y caracterfsticas novedosas dados a conocer en el presente documento.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento de transmision de datos en un sistema de comunicacion MIMO, que comprende:

5 enviar (512) una primera senal de referencia a traves de un primer enlace a un receptor;

recibir (514) informacion de indicador de calidad de canal, CQI, determinada por el receptor basandose en la primera senal de referencia;

10 recibir (516) una segunda senal de referencia a traves de un segundo enlace desde el receptor;

obtener (518) al menos una matriz de canales de multiples entradas y multiples salidas, MIMO, para el primer enlace basandose en la segunda senal de referencia recibida a traves del segundo enlace;

15 determinar (520) al menos una matriz de precodificacion basandose en la al menos una matriz de canales

MIMO; y

enviar (522) una transmision de datos al receptor basandose en la al menos una matriz de precodificacion y la informacion de CQI.

20
2. El procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que la determinacion de la al menos una matriz de precodificacion comprende:

realizar una descomposicion de valor singular de la al menos una matriz de canales MIMO para obtener al

25 menos una matriz de vectores propios, y

determinar la al menos una matriz de precodificacion basandose en la al menos una matriz de vectores propios.
3. El procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que la determinacion de la al menos una matriz de

30 precodificacion comprende:

formar al menos una matriz de pseudo-haz basandose en la al menos una matriz de canales MIMO, realizar la descomposicion QR de la al menos una matriz de pseudo-haz para obtener al menos una matriz de vectores ortogonales y determinar la al menos una matriz de precodificacion basandose en la al

35 menos una matriz de vectores ortogonales.
4. El procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que el envfo de la transmision de datos comprende realizar codificacion y modulacion para la transmision de datos basandose en la informacion de CQI, y realizar precodificacion para la transmision de datos basandose en la al menos una matriz de precodificacion.

40
5. El procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que el envfo de la primera senal de referencia a traves del primer enlace comprende el envfo de una senal de referencia especffica de celula a traves de enlace descendente y en el que la recepcion de la segunda senal de referencia a traves del segundo enlace comprende recibir una senal de referencia de sondeo a traves de enlace ascendente.

45
6. El procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que el envfo de la primera senal de referencia a traves del primer enlace comprende el envfo de una senal de referencia de sondeo a traves de un enlace ascendente y en el que la recepcion de la segunda senal de referencia a traves del segundo enlace comprende la recepcion de una senal de referencia especffica de celula a traves de enlace descendente.

50
7. El procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que una de las senales de referencia primera y segunda se genera basandose en una secuencia pseudo-aleatoria y en el que la otra de las primera y segunda senales de referencia se genera basandose en una secuencia de autocorrelacion de cero de amplitud constante CAZAC.

55
8. El procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que el envfo de la primera senal de referencia comprende enviar la primera senal de referencia en sub-portadoras separadas por una primera separacion, y en el que la recepcion de la segunda senal de referencia comprende recibir la segunda senal de referencia en sub- portadoras separadas por una segunda separacion diferente del primer espaciado.

60
9. El procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que la recepcion de la informacion de CQI comprende recibir al menos un sfmbolo de Acceso Multiple por Division de Frecuencia Ortogonal de Portadora Unica, SC- FDMA, que comprende la informacion de CQI, y en el que el envfo de la transmision de datos comprende el envfo de al menos un sfmbolo de Acceso Multiple por Division de Frecuencia Ortogonal, OFDMA, para la

65 transmision de datos.

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10. El procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que la recepcion de la informacion de CQI comprende la recepcion de al menos un sfmbolo de acceso multiple por division de frecuencia ortogonal, OFDMA, que comprende la informacion de CQI, y en el que el envfo de la transmision de datos comprende el envfo de al menos un sfmbolo de Acceso Multiple por Division de Frecuencia Ortogonal de Portadora Unica, SC-FDMA, para la transmision de datos.
11. Un aparato de transmision para un sistema de comunicacion MIMO, que comprende:

medios (612) para enviar una primera senal de referencia a traves de un primer enlace a un receptor;

medios para recibir (614) informacion de indicador de calidad de canal, CQI, determinada por el receptor basandose en la primera senal de referencia;

medios para recibir (616) una segunda senal de referencia a traves de un segundo enlace desde el receptor;

medios para obtener (618) al menos una matriz de canales de multiples entradas y multiples salidas, MIMO, para el primer enlace basandose en la segunda senal de referencia recibida a traves del segundo enlace;

medios para determinar (620) al menos una matriz de precodificacion basandose en la al menos una matriz de canales MIMO; y

medios para enviar (622) una transmision de datos al receptor basandose en la al menos una matriz de precodificacion y la informacion de CQI.
12. Un producto de programa informatico, que comprende:

un medio legible por ordenador, que comprende codigo para hacer que al menos un ordenador implemente el procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.
13. Un procedimiento para recibir datos en un sistema de comunicacion MIMO, que comprende:

recibir (712) una primera senal de referencia a traves de un primer enlace desde un transmisor;

determinar (714) informacion de indicador de calidad de canal, CQI, basandose en la primera senal de referencia;

enviar (716) la informacion de CQI al transmisor;

enviar (718) una segunda senal de referencia a traves de un segundo enlace; y

recibir (720) una transmision de datos enviada por el transmisor basandose en la informacion de CQI y al menos una matriz de precodificacion determinada por el transmisor basandose en al menos una matriz de canales MIMO obtenida basandose en la segunda senal de referencia.
14. El procedimiento segun la reivindicacion 13, que comprende ademas:

obtener (722) al menos una matriz de canales de multiples entradas y multiples salidas, MIMO, basandose en la primera senal de referencia;

determinar (724) al menos una matriz de deteccion basandose en al menos una matriz de canales MIMO; y

realizar (726) la deteccion de MIMO para la transmision de datos recibida basandose en la al menos una matriz de deteccion.

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15. El procedimiento segun la reivindicacion 13, que comprende ademas:

obtener (722) al menos una matriz de canales de multiples entradas y multiples salidas, MIMO, basandose en la primera senal de referencia;

realizar una descomposicion de valor singular de la al menos una matriz de canales MIMO para obtener al menos una matriz de vectores propios; y

determinar al menos una matriz de precodificacion basandose en la al menos una matriz de vectores

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5

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propios y en la que la determinacion de la informacion de CQI comprende determinar la informacion de CQI basandose en al menos una matriz de precodificacion.
16. El procedimiento segun la reivindicacion 13, que comprende ademas:

obtener (722) al menos una matriz de canales de multiples entradas y multiples salidas, MIMO, basandose en la primera senal de referencia;

formar al menos una matriz de pseudo-haz basandose en la al menos una matriz de canales MIMO; realizar la descomposicion QR de la al menos una matriz de pseudo-haz para obtener al menos una matriz de vectores ortogonales; y determinar al menos una matriz de precodificacion basandose en la al menos una matriz de vectores ortogonales, y en el que la determinacion de la informacion de CQI comprende determinar la informacion de CQI basandose en la al menos una matriz de precodificacion.
17. El procedimiento segun la reivindicacion 13, en el que una de las primera y segunda senales de referencia comprende una senal de referencia especffica de celula enviada por un nodo B, y en el que la otra de la primera y segunda senales de referencia comprende una senal de referencia de sondeo enviada por un equipo de usuario, UE.
18. El procedimiento segun la reivindicacion 13, en el que una de las senales de referencia primera y segunda se genera basandose en una secuencia pseudo-aleatoria y en el que la otra de las primera y segunda senales de referencia se genera basandose en una secuencia de autocorrelacion de cero de amplitud constante CAZAC.
19. El procedimiento segun la reivindicacion 13, en el que el envfo de la informacion de CQI comprende enviar al menos un sfmbolo de Acceso Multiple por Division de Frecuencia Ortogonal de Portadora Unica, SC-FDMA, que comprende la informacion de CQI y en el que la recepcion de la transmision de datos comprende recibir al menos un sfmbolo de Acceso Multiple por Division de Frecuencia Ortogonal, OFDMA, para la transmision de datos.
20. Un aparato de recepcion para un sistema de comunicacion MIMO, que comprende: al menos un procesador configurado para recibir (812) una primera senal de referencia a traves de un primer enlace desde un transmisor, para determinar (814) informacion de indicador de calidad de canal, CQI, basandose en la primera senal de referencia, para enviar (816) la informacion de CQI al transmisor, para enviar (818) una segunda senal de referencia a traves de un segundo enlace y para recibir (820) una transmision de datos enviada por el transmisor basandose en la informacion de CQI y al menos una matriz de precodificacion determinada por el transmisor basandose en al menos una matriz de canales MIMO obtenida basandose en la segunda senal de referencia.