ES2683651T3

ES2683651T3 - Predicción robusta de rango de canales en sistemas de comunicaciones MIMO

Info

Publication number: ES2683651T3
Application number: ES06773112.5T
Authority: ES
Inventors: Hemanth Sampath
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2005-06-16
Filing date: 2006-06-13
Publication date: 2018-09-27
Anticipated expiration: 2026-06-13
Also published as: US20070005749A1; RU2008101662A; TW200718064A; MX2007015985A; BRPI0612224B1; EP1897258A1; BRPI0612224A2; CN101233713B; US8599945B2; KR20080026620A; AU2006259464A1; RU2386214C2; CA2612318A1; CA2612318C; WO2006138337A1; JP2008544653A; EP1897258B1; CN101233713A; TWI319665B; JP5453374B2

Abstract

Un aparato (150; 110) para la comunicación en un sistema de comunicaciones de múltiples entradas y salidas múltiples, MIMO, comprendiendo dicho aparato: al menos un procesador (190; 140) configurado para determinar (612; 712) mediciones de rendimiento para una pluralidad de rangos, cada rango indicador de un número diferente de flujos de datos para enviar simultáneamente a través de un canal MIMO, para aplicar (614; 714) ajustes a las mediciones de rendimiento para que la pluralidad de rangos obtengan mediciones de rendimiento ajustadas, representando los ajustes las pérdidas del sistema, causándose dichas pérdidas del sistema por cualquier dispositivo o unidad usado para procesar cualquiera de dichos flujos de datos cuando se transmitan o reciban en dicho sistema de comunicaciones MIMO; y para seleccionar (616; 716) un rango para su uso para la transmisión de datos entre la pluralidad de rangos en base a las mediciones de rendimiento ajustadas; y una memoria (192; 142) acoplada al al menos un procesador.

Description

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DESCRIPCION

Prediccion robusta de rango de canales en sistemas de comunicaciones MIMO ANTECEDENTES

I. Campo

[1] La presente divulgacion se refiere en general a la comunicacion, y mas especfficamente a tecnicas para transmitir datos en un sistema de multiples entradas y multiples salidas (MIMO).

II. Antecedentes

[2] En un sistema de comunicacion inalambrica, un transmisor (por ejemplo, una estacion base o un terminal) puede utilizar multiples (T) antenas transmisoras para la transmision de datos a un receptor equipado con multiples (R) antenas receptoras. Las multiples antenas transmisoras y receptoras forman un canal MIMO que puede usarse para aumentar el rendimiento y/o mejorar la fiabilidad. Por ejemplo, el transmisor puede transmitir T flujos de datos simultaneamente desde las T antenas transmisoras para mejorar el rendimiento. De forma alternativa, el transmisor puede transmitir un unico flujo de datos de manera redundante desde todas las T antenas transmisoras para mejorar la recepcion por el receptor.

[3] La transmision desde cada antena transmisora causa interferencia a las transmisiones de las otras antenas transmisoras. En algunos casos, se puede lograr un mejor rendimiento transmitiendo menos de T flujos de datos simultaneamente desde las T antenas transmisoras. Por ejemplo, se puede seleccionar un subconjunto de las T antenas transmisoras y se puede enviar un flujo de datos desde cada antena transmisora seleccionada. La(s) antena(s) transmisora(s) que no se usa(n) para la transmision no causan interferencia a la(s) antena(s) transmisora(s) que se usan(n) para la transmision. Por lo tanto, se puede lograr un rendimiento mejorado para el/los flujo(s) de datos enviados en la(s) antena(s) transmisora(s) seleccionada(s).

[4] La prediccion de rango se refiere a la determinacion del rango de un canal MIMO o, de manera equivalente, al numero de flujos de datos que pueden transmitirse simultaneamente a traves del canal MIMO. Si se envfan demasiados flujos de datos, se puede observar una interferencia excesiva de cada uno de estos flujos de datos y puede verse afectado el rendimiento general. Por el contrario, si se envfan muy pocos flujos de datos, entonces la capacidad del canal MIMO no se utiliza en su totalidad.

[5] Por lo tanto, existe una necesidad en la tecnica de tecnicas para determinar el rango de un canal MIMO.

[6] El documento DE 10254384 se refiere a un procedimiento MIMO de procesamiento de senales que implica un ajuste adaptativo de rango de la velocidad de transmision. La FIG. 5 del documento DE 10254384 ilustra un grafico de potencia de transmision de antena frente a la tasa de error de bit medio (BER) para los canales MIMO que transportan diferentes numeros de flujos de datos (es decir, 1, 2, 4, 6, 7 y 8, para ser precisos). Como se muestra en la FIG. 5 del documento DE 10254384, como una cuestion general, la BER promedio disminuye a medida que se transportan menos flujos de datos, o a medida que aumenta la potencia de transmision (aunque esto aumente la interferencia en otra parte). En el documento DE 10254384, un numero nd de flujos de datos DS1... DSnd que estan acoplados correctamente en nd subcanales paralelos. Se calcula una constante igual a la cantidad total de potencia que se puede transmitir en el canal MIMO y luego la potencia se distribuye entre los subcanales de manera que la cantidad total de potencia distribuida corresponde a la constante. La FIG. 5 del documento DE 10254384 se usa para determinar cuanta potencia asignar a los diversos subcanales, o, si es necesario, cortar la potencia a uno o mas de los subcanales en total. Usando la FIG. 5, se puede producir una lista que indique que SNR se requiere para un procedimiento de modulacion y codificacion especffico para poder garantizar una BER especffica.

[7] Un artfculo del IEEE titulado "Short-term and long-term diagonalization of correlated MIMO channels with adaptive modulation" [“Diagonalizacion a corto y largo plazo de canales MIMO correlacionados con modulacion adaptativa”] de Kiessling et al., dentro del SIMPOSIO INTERNACIONAL DEL IEEE SOBRE COMUNICACIONES DE RADIO PERSONALES, INTERIORES Y MOVILES, vol. 2, 15 de septiembre de 2002, paginas 593-597 (ISBN: 07803-7589-0) se refiere a una diagonalizacion a corto y largo plazo de canales MIMO correlacionados con modulacion adaptativa (AM). En particular, el artfculo mencionado anteriormente muestra el desacoplamiento del canal MIMO en subcanales independientes y luego la aplicacion de llenado de agua en estos subcanales.

SUMARIO

[8] Las tecnicas para realizar la prediccion de rango en un sistema MIMO se describen en el presente documento. Los aspectos de la presente invencion se refieren a un aparato de acuerdo con la reivindicacion independiente 1 y a un procedimiento correspondiente que comprende las etapas definidas en la reivindicacion independiente 18. Adicionalmente, se proporcionan detalles de implementacion preferentes del aparato en las

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reivindicaciones dependientes 2-17. Las reivindicaciones dependientes 19-21 proporcionan detalles adicionales del procedimiento.

[9] Diversos aspectos y modos de realizacion de la divulgacion se describen con mas detalle a continuacion. La presente invencion se define y se limita solamente por el alcance de las reivindicaciones adjuntas. A continuacion, cualquier modo(s) de realizacion referido(s) y que no caiga(n) dentro del alcance de dichas reivindicaciones adjuntas debe(n) interpretarse como ejemplo(s) util(es) para comprender la presente invencion.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

[10] Las caracterfsticas y naturaleza de la presente invencion resultaran mas evidentes a partir de la descripcion detallada expuesta a continuacion cuando se tomen conjuntamente con los dibujos en los que se identifican caracteres de referencia similares correspondientemente de principio a fin.

La FIG. 1 muestra una estacion transmisora y una estacion receptora.

La FIG. 2 muestra unidades de procesamiento en la estacion transmisora.

La FIG. 3 muestra un predictor de rango que realiza una prediccion de rango basada en la capacidad.

La FIG. 4 muestra un predictor de rango que realiza la prediccion de rango basada en el rendimiento.

La FIG. 5 muestra una unidad de ajuste de capacidad dentro de un predictor de rango.

La FIG. 6 muestra un proceso para realizar la prediccion de rango.

La FIG. 7 muestra un aparato para realizar la prediccion de rango.

DESCRIPCION DETALLADA

[11] La expresion "a modo de ejemplo" se usa en el presente documento para significar "que sirve de ejemplo, caso o ilustracion". Cualquier modo de realizacion o diseno descrito en el presente documento como "a modo de ejemplo" no ha de interpretarse necesariamente como preferente o ventajoso sobre otros modos de realizacion o disenos.

[12] La FIG. 1 muestra un diagrama de bloques de un modo de realizacion de dos estaciones 110 y 150 en un sistema de comunicacion inalambrica 100. Para la transmision de enlace descendente (o enlace directo), la estacion 110 puede formar parte de, y puede contener parte o la totalidad de la funcionalidad de, una estacion base, un punto de acceso, un Nodo B y/o alguna otra entidad de red. La estacion 150 puede formar parte de, y puede contener parte o la totalidad de la funcionalidad de, un terminal, una estacion movil, un equipo de usuario, una unidad de abonado y/o algun otro dispositivo. Para la transmision de enlace ascendente (o enlace inverso), la estacion 110 puede formar parte de un terminal, una estacion movil, un equipo de usuario, etc., y la estacion 150 puede formar parte de una estacion base, un punto de acceso, un Nodo B, etc. La estacion 110 es un transmisor de una transmision de datos y esta equipada con multiples (T) antenas. La estacion 150 es un receptor de la transmision de datos y esta equipada con multiples (R) antenas. Cada antena transmisora y cada antena receptora pueden ser una antena ffsica o una red de antenas.

[13] En la estacion transmisora 110, un procesador de datos de transmision (TX) 120 recibe datos de trafico desde una fuente de datos 112, procesa (por ejemplo, formatea, codifica, entrelaza y mapea con sfmbolos) los datos de trafico de acuerdo con un formato de paquete y genera sfmbolos de datos . Como se usa en el presente documento, un sfmbolo de datos es un sfmbolo para datos, un sfmbolo piloto es un sfmbolo para piloto, y un sfmbolo es tfpicamente un valor complejo. Los sfmbolos de datos y los sfmbolos piloto pueden ser sfmbolos de modulacion de un sistema de modulacion tal como PSK o QAM. El piloto son datos que se conocen a priori tanto por el transmisor como por el receptor. Un formato de paquete puede indicar una velocidad de transferencia de datos o una velocidad de bits de informacion, un sistema de codificacion o velocidad de codigo, un sistema de modulacion, un tamano de paquete y/u otros parametros. Un formato de paquete tambien puede denominarse velocidad, formato de transporte con otra terminologfa. El procesador de datos de TX 120 demultiplexa los sfmbolos de datos en M flujos, donde 1 < M < T y esta determinado por el rango proporcionado por un controlador/procesador 140. Los flujos de sfmbolos de datos se envfan simultaneamente a traves de un canal MIMO y tambien se pueden denominar flujos de datos, flujos espaciales, flujos de salida o con alguna otra terminologfa.

[14] Un procesador espacial de TX 130 multiplexa sfmbolos piloto con los M flujos de sfmbolos de datos, realiza el procesamiento espacial del transmisor en los datos multiplexados y en los sfmbolos piloto y proporciona T flujos de sfmbolos de salida a T transmisores (TMTR) 132a a 132t. Cada transmisor 132 procesa (por ejemplo, modula, convierte a analogico, filtra, amplifica y aumenta de frecuencia) su flujo de sfmbolos de salida y genera una senal

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modulada. Las T senales moduladas desde los transmisores 132a a 132t se transmiten desde las antenas 134a a 134t, respectivamente.

[15] En la estacion receptora 150, las R antenas 152a a 152r reciben las T senales moduladas, y cada antena 152 proporciona una senal recibida a un respectivo receptor (RCVR) 154. Cada receptor 154 procesa (por ejemplo, filtra, amplifica, reduce de frecuencia, digitaliza y demodula) su senal recibida para obtener los sfmbolos recibidos. Cada receptor 154 proporciona sfmbolos recibidos para datos de trafico a un procesador espacial de recepcion (RX) 160 y proporciona sfmbolos recibidos para el piloto a un procesador de canal 194. El procesador de canal 194 estima la respuesta del canal MIMO desde la estacion 110 a la estacion 150 en base a los sfmbolos recibidos para el piloto (y posiblemente los sfmbolos recibidos para los datos de trafico) y proporciona estimaciones de canal al procesador espacial de RX 160. El procesador espacial de RX 160 realiza una deteccion MIMO en los sfmbolos recibidos para los datos de trafico con las estimaciones de canal y proporciona estimaciones de sfmbolos de datos. Un procesador de datos de RX 170 procesa ademas (por ejemplo, desentrelaza y decodifica) las estimaciones de sfmbolos de datos y proporciona datos decodificados a un colector de datos 172.

[16] La estacion receptora 150 puede evaluar las condiciones del canal y enviar informacion de retroalimentacion a la estacion transmisora 110. La informacion de retroalimentacion puede indicar, por ejemplo, el rango que se vaya a usar para la transmision, los indicadores de calidad de canal (CQI), el formato de paquete que se vaya a usar para la transmision, los acuses de recibo (ACK) y/o los acuses de recibo negativos (NAK) para los paquetes decodificados por la estacion receptora 150, otros tipos de informacion, o cualquier combinacion de los mismos. La informacion de retroalimentacion se procesa (por ejemplo, se codifica, entrelaza y asigna con sfmbolos) por un procesador de senalizacion de TX 180, se procesa espacialmente por un procesador espacial de TX 182 y se procesa ademas por los transmisores 154a a 154r para generar R senales moduladas, que se transmiten a traves de las antenas 152a a 152r.

[17] En la estacion transmisora 110, las R senales moduladas se reciben por las antenas 134a a 134t, se procesan por los receptores 132a a 132t, se procesan espacialmente por un procesador espacial de RX 136 y se procesan ademas (por ejemplo, se desentrelazan y se decodifican) por un procesador de senalizacion de RX 138 para recuperar la informacion de retroalimentacion. El controlador/procesador 140 controla la transmision de datos a la estacion receptora 150 en base a la informacion de retroalimentacion.

[18] Los controladores/procesadores 140 y 190 controlan el funcionamiento en las estaciones 110 y 150, respectivamente. Las memorias 142 y 192 almacenan datos y codigos de programa para las estaciones 110 y 150, respectivamente.

[19] Las tecnicas de prediccion de rango descritas en el presente documento pueden usarse para cualquier sistema de comunicacion inalambrica MIMO, por ejemplo, los sistemas de comunicacion inalambrica MIMO tales como los sistemas de acceso multiple por division de frecuencia (FDMA), los sistemas de acceso multiple por division de codigo (CDMA), los sistemas de acceso multiple por division de tiempo (TDMA), los sistemas de acceso multiple por division espacial (SDMA), los sistemas FDMA ortogonales (OFDMA), los sistemas FDMA de portadora unica (SC-FDMA), etc. Un sistema OFDMA utiliza la multiplexacion por division ortogonal de frecuencia (OFDM), y un sistema SC-FDMA utiliza la multiplexacion por division de frecuencia de portadora unica (SC-FDM). La OFDM y la SC-FDM particionan el ancho de banda del sistema en multiples (K) subportadoras ortogonales, que tambien se denominan tonos, ubicaciones, etc. Cada subportadora puede modularse con datos. En general, los sfmbolos de modulacion se envfan en el dominio de frecuencia con OFDM y en el dominio de tiempo con SC-FDM.

[20] El canal MIMO formado por las T antenas en la estacion transmisora 110 y por las antenas R en la estacion receptora 150 puede caracterizarse por una matriz de respuesta de canal MIMO R*T H(k) para cada subportadora k, que puede expresarse como:

imagen1

Ec. (1)

donde la entrada hjk), para i = 1, ..., R y j = 1, ..., T, es el acoplamiento o ganancia compleja entre la antena transmisora j y la antena receptora i para la subportadora k.

[21] El canal MIMO puede descomponerse en S canales espaciales, donde S < min {T, R}. Los canales espaciales tambien pueden denominarse capas espaciales, capas, canales independientes, etc. La matriz de respuesta de canal MIMO H(k) puede diagonalizarse para obtener S modos propios del canal MIMO, que pueden verse como canales espaciales ortogonales. Pueden enviarse S flujos de sfmbolos de datos en los modos propios realizando una formacion de haz propia en el transmisor. Los S flujos de sfmbolos de datos tambien pueden

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enviarse en los S canales espaciales con algun otro procesamiento espacial o sin ningun procesamiento espacial en el transmisor.

[22] El numero de modos propios (o el numero de canales espaciales) se denomina rango del canal MIMO. El canal MIMO se considera de rango completo si S = min {T, R} y es menor que el rango completo si S < min {T, R}. El rango esta determinado en general por las condiciones del canal. Por ejemplo, el rango es tfpicamente mas alto en los canales inalambricos con una rica dispersion y es tfpicamente inferior en los canales correlacionados espacialmente y en los canales de lfnea de vista (LOS).

[23] Se puede lograr un buen rendimiento (por ejemplo, un mayor rendimiento global) transmitiendo datos de manera que el numero de flujos de sfmbolos de datos coincida con el rango del canal MIMO. En un canal de bajo rango, la reduccion del numero de flujos de sfmbolos de datos puede reducir sustancialmente la interferencia entre flujos y aumentar las calidades de senal recibidas de los flujos de sfmbolos de datos transmitidos, lo que puede permitir que estos flujos se envfen a velocidades mas altas. Por tanto, es posible lograr un mayor rendimiento global con menos flujos de sfmbolos de datos. Por el contrario, en un canal de rango completo, se puede enviar la cantidad maxima de flujos de sfmbolos de datos para utilizar por completo todos los canales espaciales del canal MIMO y maximizar las ganancias MIMO.

[24] Las tecnicas de prediccion de rango descritas en el presente documento determinan el numero de flujos de sfmbolos de datos que se van a transmitir de manera que se puede lograr un buen rendimiento.

[25] Las tecnicas de prediccion de rango se pueden usar con diversos modos operativos tales como un modo de contrasena unica (SCW) y un modo de contrasena multiple (MCW). En el modo SCW, se usa un formato de paquete unico para todos los flujos de sfmbolos de datos, lo que puede simplificar el funcionamiento en el transmisor y en el receptor. En el modo MCW, se puede usar un formato de paquete diferente para cada flujo de sfmbolos de datos, lo que puede mejorar el rendimiento en algunas condiciones del canal.

[26] Las tecnicas de prediccion de rango tambien se pueden usar para diversos sistemas de procesamiento espacial tales como un sistema de mapeo directo, un sistema de mapeo pseudoaleatorio, un sistema de formacion de haz, etc. En el sistema de mapeo directo, se envfa un flujo de sfmbolos de datos desde cada antena transmisora sin ningun procesamiento espacial. En el sistema de mapeo pseudoaleatorio, cada flujo de sfmbolos de datos se envfa desde todas las T antenas transmisoras, y todos los flujos de sfmbolos de datos alcanzan calidades de senal recibida similares. En el sistema de formacion de haz, cada flujo de sfmbolos de datos se envfa en un modo propio diferente y los flujos de sfmbolos de datos pueden alcanzar las mismas o diferentes calidades de senal recibida. En general, la calidad de senal se puede cuantificar mediante la relacion senal-ruido (SNR), la relacion senal-ruido- interferencia (SINR), la relacion energfa-por-sfmbolo-ruido (Es/No), etc. Para mayor claridad, la SNR se usa para representar la calidad de la senal en la siguiente descripcion.

[27] Para mayor claridad, las tecnicas de prediccion de rango se describen a continuacion para un sistema basado en la OFDM, por ejemplo, un sistema OFDMA. Ademas, las tecnicas se describen para el modo SCW con el sistema de mapeo pseudoaleatorio.

[28] La FIG. 2 muestra un diagrama de bloques de un modo de realizacion del procesador de datos de TX 120, del procesador espacial de TX 130 y de los transmisores 132a a 132t en la estacion transmisora 110. Dentro del procesador de datos de TX 120, un codificador 210 codifica datos de trafico de acuerdo con un sistema de codificacion y genera bits de codigo. El sistema de codificacion puede incluir un codigo Turbo, un codigo convolucional, un codigo de verificacion de paridad de baja densidad (LDPC), un codigo de verificacion de redundancia cfclica (CRC), un codigo de bloque, etc., o una combinacion de los mismos. Un entrelazador de canales 212 entrelaza (o reordena) los bits de codigo en base a un sistema de entrelazado y proporciona bits entrelazados. Un mapeador de sfmbolos 214 mapea los bits entrelazados de acuerdo con un sistema de modulacion y proporciona sfmbolos de datos. Un demultiplexor (Demux) 216 demultiplexa los sfmbolos de datos en M flujos, donde M es el rango predicho/seleccionado del canal MIMO y se proporciona por el controlador/procesador 140.

[29] Dentro del procesador espacial de TX 130, un multiplexor (Mux) 220 recibe los M flujos de sfmbolos de datos desde el procesador de datos de TX 120 y mapea los sfmbolos de datos y los sfmbolos piloto a las subportadoras apropiadas en cada perfodo de sfmbolos. Una unidad de mapeo espacial 222 multiplica los datos y/o sfmbolos piloto para cada subportadora k con una matriz de mapeo espacial T*M Pm (k) desde un selector de matriz 224 y proporciona sfmbolos de salida para esa subportadora. La matriz PM(k) puede ser una submatriz de una matriz de Fourier T*T, una matriz Hadamard T*T, una matriz ortonormal T*T, o alguna otra matriz. El selector de matriz 224 puede determinar la dimension de PM(k) en base al rango M a partir del controlador/procesador 140. El selector de matriz 224 tambien puede proporcionar diferentes matrices de mapeo espacial para diferentes subportadoras. La unidad de mapeo espacial 222 proporciona T flujos de sfmbolos de salida a T transmisores 132a a 132t.

[30] Cada transmisor 132 incluye un modulador OFDM (Mod) 230 y una unidad de radiofrecuencia (RF) de TX 232. Dentro de cada transmisor 132, el modulador OFDM 230 recibe un flujo de sfmbolos de salida y genera sfmbolos OFDM. En cada perfodo de sfmbolo, el modulador OFDM 230 realiza una IFFT de K puntos en K sfmbolos

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de salida para K subportadoras y anade un prefijo cfclico para generar un sfmbolo OFDM para ese perfodo de sfmbolo. La unidad de RF de TX 232 procesa los sfmbolos OFDM y genera una senal modulada.

[31] En la estacion receptora 150, los sfmbolos recibidos de los receptores 154a a 154r pueden expresarse como:

r(k) = H(/c) • PM (k) -s(k) + n(k) = HM (£) • s(k) + n(k) ,

ic. (2)

donde s(k) es un vector M*1 de sfmbolos de datos para la subportadora k, r(k) es un vector R*1 de sfmbolos recibidos para la subportadora k,

HM(k) = H(k) ■ PM(k) es una matriz de respuesta de canal MIMO R*M efectiva para la subportadora k, y n ( k ) es un vector de ruido R*1 para la subportadora k.

[32] Para simplificar, se puede suponer que el ruido es un ruido gaussiano bianco aditivo (AWGN) con un vector

promedio cero y una matriz de covarianza de i > donde es la varianza del ruido y | es la matriz de

identidad.

[33] La estacion receptora 150 puede usar diversas tecnicas de deteccion MIMO para recuperar los sfmbolos de datos enviados por la estacion transmisora 110. Estas tecnicas de deteccion MIMO incluyen (1) tecnicas de deteccion MIMO lineales tales como el mfnimo error cuadratico medio (MMSE), el forzamiento de cero (ZF) y las tecnicas de combinacion de relacion maxima (MRC) y (2) tecnicas de deteccion de MIMO no lineales tales como la decodificacion de probabilidad maxima (ML), la decodificacion de esfera de lista (LSD), el ecualizador de retroalimentacion de decision (DFE) y las tecnicas de cancelacion de interferencia sucesiva (SIC). La estacion receptora 150 puede derivar una matriz de filtro espacial para cada subportadora k en base a la tecnica MMSE, ZF o MRC, de la siguiente manera:

donde

imagen2

Ec. (3)

£(*)

y

Ec. (4)

Ec. (5)

imagen3

Ec. (6)

Dmmse(^) = [diag{QMW}]“1!

D^(J:) = [diag{HS(it)-HM(jt)}]^.

En las ecuaciones (3) y (5), DmmSe(k) y Dmrc(k) son matrices diagonales M*M de valores de escala usados para obtener estimaciones normalizadas de los sfmbolos de datos.

[34] La estacion receptora 150 puede realizar la deteccion MIMO de la siguiente manera:

s(fc) = M(fc)-r(&) = s(fc) + n(A) , (7)

donde M(k) es una matriz de filtro espacial M*R que puede ser MmmSe(k) , Mz(k) o Mmrc(k), s (k) es un vector M*1 con estimaciones de sfmbolo de datos M, y n (k) es un vector de ruido despues de la deteccion MIMO.

[35] La estacion receptora 150 puede obtener una estimacion de H(k) o HM(k) en base a los sfmbolos piloto recibidos de la estacion transmisora 110. La estacion receptora 150 puede derivar luego M(k) en base a H(k) o

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La dimension de M(k) depende del rango M usado para la transmision. Las estimaciones de sfmbolo de datos en s(k) son estimaciones de los sfmbolos de datos en s(k).

[36] En un modo de realizacion, la prediccion de rango se logra evaluando el rendimiento de diferentes rangos posibles del canal MIMO y seleccionando el rango con el mejor rendimiento o casi el mejor rendimiento. El rendimiento se puede cuantificar mediante diversas medidas tales como la capacidad del canal, el rendimiento, la calidad de la senal (por ejemplo, la SNR), etc. La capacidad del canal se refiere en general a la capacidad teorica de transmision de un canal de comunicacion. La capacidad de un canal MIMO depende de la cantidad de canales espaciales en el canal MIMO y de la calidad de senal de cada canal espacial. El rendimiento se refiere en general a la cantidad de datos enviados a traves de un canal de comunicacion. El rendimiento depende de la capacidad del canal asf como de los parametros del sistema, por ejemplo, los formatos de paquete disponibles para su uso. La capacidad del canal y el rendimiento se pueden dar en terminos de eficiencia espectral, que se da en general en unidades de bits de informacion por segundo por Hertz (bps/Hz). La capacidad del canal se denomina simplemente capacidad en la descripcion a continuacion.

[37] En un modo de realizacion, la prediccion de rango representa las perdidas del sistema. Como se usa en el presente documento, las perdidas del sistema se refieren a cualquier tipo de perdida que pueda experimentar la transmision de datos. Las perdidas del sistema pueden incluir perdidas de implementacion del sistema (por ejemplo, debido a un sistema de codificacion, a un formato de paquete, etc.), perdidas debidas a la variabilidad del canal (por ejemplo, a la variabilidad en la interferencia y a la potencia de transmision), perdidas de procesamiento (por ejemplo, errores de la estimacion de canal) y/u otros tipos de perdidas.

[38] La FIG. 3 muestra un modo de realizacion de un predictor de rango 300 que realiza la prediccion de rango basada en la capacidad y representa las perdidas del sistema. El predictor de rango 300 evalua el rendimiento de cada rango posible usando la capacidad como medicion de rendimiento. Por simplicidad, la siguiente descripcion supone que T<R y que hasta T transmisiones de sfmbolos de datos pueden enviarse simultaneamente desde T antenas transmisoras. El predictor de rango 300 incluye T secciones de procesamiento 310a a 310t para T rangos posibles de m = 1 a T, respectivamente. Cada seccion de procesamiento 310 determina la capacidad promedio para un rango diferente posible que pueda usarse para la transmision de datos.

[39] Dentro de la seccion de procesamiento 310 para el rango m , donde m e {1, ..., T}, una unidad de mapeo espacial 312 recibe la matriz de respuesta de canal MIMO H(k) para cada subportadora k, multiplica H(k) por la matriz de mapeo espacial T*m Pm(k) para el rango m y proporciona una matriz de respuesta de canal MIMO R*m Hm(k) eficaz para la subportadora k. La unidad 312 realiza el mapeo espacial de la misma manera que la unidad de mapeo espacial 222 en la estacion transmisora 110, suponiendo que los m flujos de sfmbolos de datos se transmiten para el rango m.

[40] Una unidad de calculo de SNR 314 determina las SNR de los m flujos de sfmbolos de datos o de manera equivalente los m canales espaciales para el rango m. Las SNR son dependientes de la tecnica de deteccion MIMO usada por la estacion receptora 150 asf como del numero de flujos de sfmbolos de datos enviados simultaneamente. Para la tecnica MMSE descrita anteriormente, Qm(k) se determina primero en base a Hm(k) como se muestra en la ecuacion (6). La SNR de cada flujo de sfmbolos de datos para el rango m se puede expresar entonces como:

SNR .(ft) = ,

m.t \ / a /t \ !

1-?«.,■(*)

para la >

donde qmj (k) es el /-esimo elemento de diagonal de Qm(k) para la subportadora k, y SNRm>, (k) es la SNR del flujo de sfmbolos de datos / para la subportadora k.

Ec. (8)

La ecuacion (8) da la SNR en la unidad lineal. La SNR se calcula de diferentes maneras para otras tecnicas de deteccion MiMO.

[41] La SNR promedio de todos los m flujos de sfmbolos de datos para el rango m se puede calcular entonces de la siguiente manera:

1 m

SNRavE,m(ft)= —£SNRm,{k) ,

m f-i Ec. (9)

donde SNRavg,m (k) es la SNR promedio de todos los m flujos de sfmbolos de datos para la subportadora k.

[42] Un mapeador de capacidad 316 mapea la SNRavg,m(k) promedio para cada subportadora k a la capacidad y acumula ademas las capacidades de todas las K subportadoras. El mapeo de capacidad se puede realizar en base a una funcion de capacidad no restringida, de la siguiente manera:

5

10

15

20

25

30

35

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50

55

K

= £ log2 [1 + SNRave,,„ (/c)] ,

4=1 Ec. (10)

donde Cavg,m es la capacidad promedio de cada canal espacial para el rango m. En la ecuacion (10), la capacidad de cada subportadora se da como: log2 [1+SNRavg,m(^)]. Las capacidades para todas las K subportadoras se acumulan entonces para obtener la capacidad promedio para el rango m. La funcion de capacidad no restringida no supone ninguna perdida por codificacion o modulacion.

[43] El mapeo de capacidad tambien se puede realizar en base a una funcion de capacidad limitada, de la siguiente manera:

K

Cavs,m=£log2[l + /7-SNRavg,mW]>

4=i Ec. (11)

donde n <1,0 es un factor de penalizacion que puede representar varios factores tales como el sistema de modulacion, el sistema de codificacion, la tasa de codificacion, el tamano del paquete, etc. La capacidad tambien se puede determinar en base a otras funciones de capacidad o tablas de busqueda.

[44] Una unidad de ajuste de capacidad 318 ajusta la capacidad promedio Cavg,m para representar diversos factores, como se describe a continuacion. La unidad 318 proporciona una capacidad ajustada Cadj,m para el rango

m.

[45] Un selector de rango 330 recibe las capacidades ajustadas Cadj,1 a Cadj,T para todos los T rangos posibles 1 a T. El selector de rango 330 determina primero la capacidad total Ctotal, m para cada rango m, de la siguiente manera:

= ' Ec. (12)

[46] El selector de rango 330 luego selecciona uno de los T rangos posibles. En un modo de realizacion, el selector de rango 330 proporciona el rango con la capacidad total mas grande, de la siguiente manera:

Ec. (13)

imagen4

[47] En otro modo de realizacion, el selector de rango 330 selecciona el rango mas bajo con una capacidad total que esta dentro de un porcentaje predeterminado de la capacidad total mas grande, de la siguiente manera:

M = min {arg (Ctotal)„, ,

Ec. (14)

donde Cmax es la capacidad total mas grande para todos los T rangos posibles y p < 1,0. Un rango mas bajo es en general mas robusto frente a condiciones de canal deletereas y errores de estimacion de canal. Por tanto, si un rango inferior puede alcanzar una capacidad total que se acerque a la capacidad total mas grande, entonces el rango inferior puede seleccionarse para su uso.

[48] Un generador de CQI 332 recibe las capacidades ajustadas Cadj,1 a Cadj,T para todos los T rangos posibles, asf como el rango seleccionado M. En un modo de realizacion, el generador de CQI 332 determina una SNR efectiva para la capacidad ajustada Cadj,M del rango M seleccionado, de la siguiente manera:

imagen5

Ec. (15)

donde SNReff, m se da en unidades de decibelios (dB). El generador de CQI 332 tambien puede determinar la SNR efectiva en base a alguna otra funcion o a una tabla de busqueda de SNR frente a la capacidad.

[49] En un modo de realizacion, el generador de CQI 332 cuantifica la SNR efectiva a un numero predeterminado de bits para obtener una CQI para el rango M seleccionado. En otro modo de realizacion, el generador de CQI 332 mapea la SNR efectiva a un formato de paquete en base a una tabla de busqueda de velocidad del formato de paquete frente a la SNR requerida. Esta tabla de busqueda de velocidad contiene una SNR requerida para cada formato de paquete admitido por el sistema. La SNR requerida para cada formato de paquete puede ser la SNR minima necesaria para transmitir de manera fiable paquetes en un canal AWGN con una cierta tasa de error de paquete objetivo (PER), por ejemplo, una PER del 1 %. La tabla de busqueda de velocidad puede generarse mediante simulacion por ordenador, por medicion empirica, por pruebas y/o por algun otro mecanismo.

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[50] La FIG. 4 muestra un modo de realizacion de un predictor de rango 400 que realiza la prediccion de rango basada en el rendimiento y representa las perdidas del sistema. El predictor de rango 400 evalua el rendimiento de cada rango posible usando el rendimiento como medicion de rendimiento. El predictor de rango 400 incluye T secciones de procesamiento 410a a 410t para T rangos posibles de m = 1 a T, respectivamente. Cada seccion de procesamiento 410 determina el rendimiento para un rango posible diferente que puede usarse para la transmision de datos.

[51] Dentro de la seccion de procesamiento 410 para el rango m, donde m e {1, ..., T}, las unidades 412, 414, 416 y 418 funcionan de la misma manera que las unidades 312, 314, 316 y 318, respectivamente, en la FIG . 3. Una unidad de calculo de SNR 420 recibe la capacidad ajustada Cadj,m para el rango m y determina la SNR efectiva, por ejemplo, como se muestra en la ecuacion (15). Una tabla de busqueda de velocidad 422 recibe la SNR efectiva para el rango m y proporciona el formato de paquete con el rendimiento mas grande y una SNR requerida que es menor que la SNR efectiva.

[52] Un selector de rango 430 recibe los rendimientos TP1 a TPt para todos las T rangos posibles y determina el rendimiento total TPtotal,m para cada rango, de la siguiente manera:

TP _ m. 775

11 total,m m 11 m ‘ EC. (16)

[53] El selector de rango 430 luego selecciona uno de los T rangos posibles. En un modo de realizacion, el selector de rango 430 proporciona el rango con el mayor rendimiento total, de la siguiente manera:

Ec. (17)

imagen6

[54] En otro modo de realizacion, el selector de rango 430 selecciona el rango mas bajo con un rendimiento total que esta dentro de un porcentaje predeterminado del mayor rendimiento total, de la siguiente manera:

imagen7

Ec. (18)

donde TPmax es el mayor rendimiento total para todos los T rangos posibles.

[55] Un generador de CQI 432 puede recibir las SNR efectivas para todos los T rangos posibles y proporcionar la SNR efectiva para el rango M seleccionado como el CQI, como se muestra en la FIG. 4. El generador de CQI 432 tambien puede recibir los formatos de paquete para todos los T rangos posibles y proporcionar el formato de paquete para el rango M seleccionado como el CQI (no mostrado en la figura 4).

[56] Las FIGS. 3 y 4 muestran dos modos de realizacion de prediccion de rango en base a las mediciones de rendimiento de la capacidad y del rendimiento, respectivamente. El rendimiento se puede considerar como una version cuantificada de la capacidad, donde la cuantificacion esta determinada por los formatos de paquete soportados. La diferencia entre capacidad y rendimiento disminuye en general con formatos de paquete mas compatibles.

[57] La prediccion de rango tambien se puede realizar en base a otras medidas de rendimiento. En otro modo de realizacion, la prediccion de rango se realiza en base a una medicion de rendimiento de calidad de senal, por ejemplo, la SNR. La SNR promedio de cada subportadora k para el rango m puede determinarse, por ejemplo, como se muestra en la ecuacion (9) y acumularse sobre las subportadoras K para obtener la SNR promedio para el rango m. Los ajustes se pueden aplicar a la SNR promedio para cada rango m para obtener una SNR ajustada para ese rango. Las SNR ajustadas para los T rangos posibles se pueden usar luego para seleccionar un rango y para determinar el CQI para el rango seleccionado.

[58] La capacidad promedio Cavg, m en las FIGS. 3 y 4 es indicadora de la capacidad de cada canal espacial en el canal MIMO con rango m. La capacidad promedio calculada Cavg,m esta sujeta a diversas fuentes de error tales como, por ejemplo, errores de estimacion de canal. La capacidad promedio Cavg,m tambien puede no ser alcanzable debido a diversas razones tales como, por ejemplo, un conjunto finito de formatos de paquete soportados por el sistema y utilizables para la transmision de datos. Ademas, la capacidad calculada en un instante de tiempo puede ser diferente de la capacidad en otro instante de tiempo cuando se envfen los datos, por ejemplo, debido a cambios en las condiciones del canal, a variaciones en la interferencia y a la potencia de transmision, etc. Ademas, ciertas restricciones pueden imponerse en la seleccion de rango. La capacidad promedio Cavg,m puede ajustarse para representar estos diversos factores.

[59] La FIG. 5 muestra un modo de realizacion de una unidad de ajuste de capacidad 318x, que puede usarse para cada unidad de ajuste de capacidad 318 en la FIG. 3 y para cada unidad de ajuste de capacidad 418 en la FIG.

5

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4. Dentro de la unidad de ajuste de capacidad 318x, una unidad 510 ajusta la capacidad promedio para el rango m para representar la perdida de codificacion. Diferentes codigos de correccion de errores pueden tener diferentes cantidades de perdidas, que pueden determinarse por las capacidades de correccion de errores de estos codigos. Por ejemplo, un codigo convolucional puede tener una perdida mayor que un codigo Turbo. Un ajuste para la perdida de codificacion, que tambien se denomina reduccion de brecha a capacidad. En un aspecto, se puede calcular de la siguiente manera:

SNR = 2c"&m

avgjJw

-l

Ec. (19)

cOTlB=lo&[l+SNRaw„/g],

Ec. (20)

donde g >1,0 es un factor que representa la perdida de codificacion. Diferentes codigos pueden estar asociados con diferentes valores de g.

[60] Una unidad 512 ajusta la capacidad del rango m para representar los errores de estimacion de canal. En un aspecto, esto puede ser de la siguiente manera:

SNRgap,„;=2c-“

-1

Ec. (21)

SNRch,m = Channel_Backoff (SNRgap,m, m, modelo de canal), Ec. (22)

Qm, =!<>& D + SNRci]J

Ec. (23)

donde Channel_Backoff es una funcion que reduce la SNR del rango m para representar los errores de estimacion de canal.

[61] La cantidad de perdida debida a errores de estimacion de canal puede depender de diversos factores tales como el rango del canal MIMO (por ejemplo, mas perdida para un rango mas alto), el modelo de canal (por ejemplo, mas perdida para una movilidad alta), etc. El modelo de canal puede cuantificarse por la configuracion de antena, la movilidad o el Doppler y/u otros factores. La cantidad de perdida debida a los errores de estimacion de canal puede determinarse en base a la simulacion del ordenador, a la medicion empfrica, a las pruebas y/o a otros medios. La perdida tambien se puede determinar para diferentes escenarios de funcionamiento, tales como diferentes configuraciones de antena (por ejemplo, 2*4, 4*2), diferentes rangos de candidatos, diferentes Doppler, etc. En general, la funcion Channel_Backoff se puede definir para cualquier numero de escenarios de funcionamiento y en base a cualquier cantidad de parametros de entrada, asf como de cualquier tipo de parametros de entrada. La funcion Channel_Backoff se puede almacenar en una o mas tablas de busqueda, por ejemplo, una tabla de busqueda para cada escenario de funcionamiento.

[62] Una unidad 514 ajusta la capacidad del rango m para representar las variaciones de interferencia. En un aspecto, esto puede ser de la siguiente manera:

imagen8

Ec. (24)

SNRint,m = Interence_Backoff (SNRch,m, variacion de interferencia), Ec. (25)

feP + SNRw.]

Ec. (26)

donde Interference_Backoff es una funcion que reduce la SNR del rango m para representar las variaciones en la interferencia observada por la estacion receptora 150.

[63] La estacion receptora 150 puede medir la interferencia a lo largo del tiempo y/o la frecuencia y determinar la variacion en la interferencia en base a estas mediciones. La cantidad de perdida debida a la variacion de interferencia puede determinarse en base a la simulacion por ordenador, a la medicion empfrica, a las pruebas y/o a otros medios. La funcion Interference_Backoff se puede almacenar en una tabla de busqueda.

[64] Una unidad 516 puede aplicar otros ajustes a la capacidad para el rango m. En un modo de realizacion, la unidad 516 puede aplicar un ajuste para representar (1) la variacion en la potencia de transmision a lo largo del tiempo debido al control de potencia y/o (2) una compensacion entre la potencia de transmision del piloto o canal de control y la potencia de transmision del canal de trafico. Por ejemplo, la unidad 516 puede reducir o aumentar la capacidad dependiendo de si la potencia de transmision se reduce o aumenta en un intervalo proximo. En un modo de realizacion, la unidad 516 puede descalificar el rango m, si m > 1 y la SNR de rango m esta por debajo de una

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SNR predeterminada. Una SNR baja puede indicar que la estacion 110 o 150 se encuentra cerca del borde de cobertura y es un candidato para el traspaso. El rango descalificante m puede dar como resultado la seleccion de un rango inferior (por ejemplo, rango 1), que puede ser mas robusto para condiciones de SNR baja. En un modo de realizacion, la unidad 516 puede ajustar la capacidad para el rango m para representar la latencia de terminacion de paquete H-ARQ. Con H-ARq, se envfa un paquete en una transmision y, si es necesario, una o mas retransmisiones hasta que la estacion receptora 150 decodifique correctamente el paquete. La latencia de terminacion de paquete H- ARQ se refiere a la cantidad promedio de transmision/retransmisiones de paquetes. Mas latencia puede indicar inexactitud en la prediccion de rango. Por lo tanto, se puede aplicar mas reduccion para una mayor latencia. En un modo de realizacion, la unidad 516 puede aplicar un sesgo de manera que se seleccione un rango inferior si se observa variabilidad en el rango. En general, la unidad 516 puede aplicar ajustes para cualquier numero de factores y cualquier tipo de factor que puedan afectar al rendimiento de la transmision de datos.

[65] Una unidad 518 limita la capacidad para el rango m dentro de un rango de valores mfnimos y maximos. El valor mfnimo se denomina suelo, se denota como Csuelo, y se puede establecer en el rendimiento mas bajo de todos los formatos de paquete soportados. El valor maximo se denomina techo, se denota como Ctecho y se puede configurar con el mayor rendimiento de todos los formatos de paquete soportados. La capacidad para cada rango m puede restringirse entonces para estar dentro del suelo y del techo. En un aspecto, esto puede ser de la siguiente manera:

imagen9

Ec. (27)

donde Cmisc,m es la capacidad para el rango m de la unidad 516. En la ecuacion (27), la capacidad para el rango m no se modifica si esta dentro del rango del suelo y del techo, se establece en el techo si es mas grande que el techo y se establece en cero si es menor que el suelo. Establecer la capacidad en cero significa que el rango m no se seleccionara para su uso.

[66] En general, los ajustes se pueden aplicar para cualquier numero y cualquier tipo de factores. La FIG. 5 muestra ajustes que se aplican para algunos factores a modo de ejemplo. Los ajustes utilizados tambien se pueden aplicar para menos factores, diferentes y/o adicionales. Por ejemplo, el ajuste para los formatos de paquete admitidos en la ecuacion (27) puede omitirse. Como otro ejemplo, los ajustes pueden aplicarse solo para los errores de estimacion de canal y para la variacion de interferencia. Los ajustes proporcionan margenes en la prediccion de rango para que se pueda seleccionar un rango apropiado para su uso a la luz de las diversas fuentes posibles de error en la prediccion de rango.

[67] Para mayor claridad, con la excepcion de la unidad 516, la FIG. 5 muestra una unidad separada que se usa para aplicar un ajuste para cada factor. Sin embargo, las unidades pueden integrarse en una o mas unidades funcionales, por ejemplo, software, hardware o combinaciones de los mismos. Tambien para mayor claridad, el ajuste para cada factor se describe por separado. En general, los ajustes se pueden aplicar individualmente para cada factor, para un subconjunto de factores o para todos los factores considerados. Ademas, los ajustes pueden aplicarse en otros ordenes ademas diferentes del orden mostrado en la FIG. 5. Los ajustes pueden aplicarse usando cualquier cantidad de funciones y/o tablas de busqueda con cualquier cantidad de parametros de entrada y con cualquier tipo de parametro de entrada.

[68] En los modos de realizacion mostrados en las FIGS. 3 a 5, se aplican ajustes a la capacidad promedio de los canales espaciales para cada rango m. Los selectores de rango 330 y 430 determinan la capacidad total o el rendimiento total para cada rango y seleccionan el rango con el mejor o casi el mejor rendimiento. Aplicar ajustes a la capacidad promedio puede dar como resultado una mayor granularidad para rangos superiores. Los ajustes tambien se pueden aplicar a la capacidad total o al rendimiento total en lugar de la capacidad promedio o el rendimiento promedio.

[69] La estacion receptora 150 puede cuantificar el rango M seleccionado a un numero predeterminado de bits, que se puede determinar en base al rango mas alto soportado por el sistema. Por ejemplo, si el sistema admite una configuracion 4*4 como la configuracion de dimensionalidad mas alta, entonces el rango mas alto posible es cuatro, y el rango M seleccionado puede transmitirse usando dos bits.

[70] La estacion receptora 150 tambien puede cuantificar el CQI a un numero predeterminado de bits, que se puede determinar por la precision deseada para el CQI. Mas bits permiten informar a el CQI con granularidad mas fina, lo que puede ser beneficioso para la seleccion del formato de paquete. El numero de bits para el CQI se puede seleccionar en base a (por ejemplo, proporcional a) el numero de formatos de paquetes soportados por el sistema. Mas formatos de paquete implican en general etapas mas pequenas en eficiencia espectral entre formatos de

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paquete. Un CQI mas preciso puede ser beneficioso para seleccionar un formato de paquete adecuado. El CQI puede cuantificarse a tres, cuatro, cinco, seis o algun otro numero de bits.

[71] La estacion receptora 150 puede determinar y notificar el rango y el CQI periodicamente y a una velocidad suficientemente rapida para lograr un buen rendimiento para la transmision de datos. El rango y el CQI pueden determinarse y notificarse a la misma velocidad, por ejemplo, a cada 5, 10 o 20 milisegundos (ms). De forma alternativa, el rango y el CQI pueden determinarse y notificarse a diferentes velocidades. Por ejemplo, el rango puede determinarse y notificarse a una primera velocidad, y el CQI puede determinarse y notificarse a una segunda velocidad. El rango de un canal MIMO puede cambiar a una velocidad mas lenta que la SNR de los canales espaciales y puede notificarse por tanto a una velocidad mas lenta que al CQI.

[72] El rango y el CQI pueden determinarse por la estacion receptora 150 y enviarse de vuelta a la estacion transmisora 110, como se muestra en la FIG. 1. El rango y el CQI tambien pueden determinarse por la estacion transmisora 110 usando informacion de la estacion receptora 150. Por ejemplo, en un sistema duplexado por division de tiempo (TDD), el enlace descendente y el enlace ascendente comparten el mismo canal de frecuencia, y puede suponerse que la respuesta del canal para un enlace es recfproca de la respuesta del canal para el otro enlace. En este caso, la estacion transmisora 110 puede ser capaz de estimar la respuesta del canal MIMO en base a un piloto enviado por la estacion receptora 150. La estacion transmisora 110 puede determinar entonces el rango y el formato de paquete que se vayan a usar para la transmision de datos en base a su estimacion de la respuesta de canal MIMO.

[73] Para mayor claridad, las tecnicas de prediccion de rango se han descrito para el modo SCW. Las tecnicas tambien se pueden usar para seleccionar el rango para el modo MCW. La prediccion de rango para el modo MCW se puede realizar como se describio anteriormente para el modo SCW. Para cada rango candidato m, se pueden aplicar ajustes a la capacidad de cada canal espacial o a la capacidad total de todos los canales espaciales para el rango m. Se puede determinar un CQI para cada canal espacial en el rango M seleccionado. Se puede generar mas de un CQI si M es mayor que uno.

[74] La FIG. 6 muestra un modo de realizacion de un proceso 600 para realizar una prediccion de rango. Las mediciones de rendimiento para una pluralidad de rangos estan determinadas (bloque 612). Cada rango es indicador de un numero diferente de flujos de sfmbolos de datos para enviar simultaneamente a traves de un canal MIMO o, de manera equivalente, el numero de canales espaciales que se vayan a usar para la transmision de datos. Las mediciones de rendimiento pueden estar relacionadas con la capacidad del canal MIMO, el rendimiento de la transmision de datos enviada a traves del canal MIMO, la calidad de la senal del canal MIMO, etc. Se puede determinar una medicion de rendimiento para cada uno de los rangos.

[75] Los ajustes se aplican a las mediciones de rendimiento para la pluralidad de rangos para obtener mediciones de rendimiento ajustadas para estos rangos (bloque 614). Los ajustes representan algunos parametros de perdida del sistema. Las perdidas pueden ser una o mas perdidas debido a un codigo de correccion de errores usado para la transmision de datos, errores de estimacion de canal en el receptor, variacion en la interferencia observada por el receptor, variabilidad en la potencia de transmision debida al control de potencia y/u otros factores. Ademas, se pueden utilizar otros parametros de perdida. Los ajustes se pueden aplicar a la SNR (como se describio anteriormente), a la capacidad, al rendimiento y/o a otras medidas, todas las cuales pueden estar relacionadas. Por ejemplo, la SNR se puede convertir en capacidad, y viceversa, a traves de una funcion de capacidad o de una tabla de busqueda. Los rangos con mediciones de rendimiento por debajo de un umbral predeterminado pueden omitirse. Las mediciones de rendimiento para los rangos pueden estar limitadas a un rango de valores, que puede determinarse por los formatos de paquete soportados. Los ajustes se pueden aplicar usando tablas de busqueda, calculos y/o algun otro medio.

[76] Un rango que se vaya a usar para la transmision de datos se selecciona de entre la pluralidad de rangos en base a las mediciones de rendimiento ajustadas (bloque 616). Se puede seleccionar el rango con la mejor medicion de rendimiento ajustada. De forma alternativa, se puede seleccionar el rango mas bajo con una medicion de rendimiento ajustada que este dentro de un porcentaje predeterminado de la medicion de rendimiento mejor ajustada. Al menos un CQI se determina para el rango seleccionado en base a una medicion de rendimiento ajustada para el rango seleccionado (bloque 618). Por ejemplo, se puede determinar un CQI para el modo SCW, mientras que M CQI se pueden determinar para el modo MCW. Cada CQI puede ser una SNR cuantificada, un formato de paquete u otro tipo de informacion. Si la prediccion de rango se realiza en el receptor, entonces el rango seleccionado y el/los CQI(s) pueden cuantificarse y enviarse al transmisor.

[77] El proceso 600 puede realizarse por el controlador/procesador 190 o por algun otro procesador en la estacion receptora 150. El proceso 600 tambien puede realizarse por el controlador/procesador 140 o por algun otro procesador en la estacion transmisora 110. Los ajustes pueden realizarse usando tablas de consulta almacenadas en la memoria 192 en la estacion receptora 150 o en la memoria 142 en la estacion transmisora 110.

[78] La FIG. 7 muestra un modo de realizacion de un aparato 700 para realizar una prediccion de rango. El aparato 700 incluye medios para determinar mediciones de rendimiento para una pluralidad de rangos (bloque 712),

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medios para aplicar ajustes a las mediciones de rendimiento para que la pluralidad de rangos obtengan mediciones de rendimiento ajustadas para estos rangos (bloque 714), medios para seleccionar un rango para su uso para la transmision de datos de entre la pluralidad de rangos en base a las mediciones de rendimiento ajustadas (bloque 716), y medios para determinar al menos un CQI para el rango seleccionado en base a una medicion de rendimiento ajustada para el rango seleccionado (bloque 718).

[79] Las tecnicas de prediccion de rango descritas en el presente documento pueden implementarse por diversos medios. Por ejemplo, estas tecnicas pueden implementarse en hardware, firmware, software o una combinacion de los mismos. Para una implementacion de hardware, las unidades de procesamiento usadas para realizar la prediccion de rango pueden implementarse dentro de uno o mas circuitos integrados especfficos de la aplicacion (ASIC), procesadores de senales digitales (DSP), dispositivos de procesamiento de senales digitales (DSPD), dispositivos logicos programables (PLD), matrices de puertas programables de campo (FPGA), procesadores, controladores, microcontroladores, microprocesadores, dispositivos electronicos, otras unidades electronicas disenadas para realizar las funciones descritas en el presente documento, o una combinacion de las mismas.

[80] Por ejemplo, para una implementacion de firmware y/o software, las tecnicas de prediccion de rango pueden implementarse con instrucciones (por ejemplo, procedimientos, funciones, etc.) que pueden utilizarse para realizar las funciones descritas en el presente documento. Las instrucciones finales, por ejemplo, como software o firmware, pueden almacenarse en una memoria (por ejemplo, la memoria 192 en la FlG. 1) y ejecutarse mediante un procesador (por ejemplo, el procesador 190). La memoria puede implementarse dentro del procesador o externa al procesador.

[81] La descripcion anterior de los modos de realizacion divulgados se proporciona para permitir que cualquier experto en la tecnica haga o use la presente invencion. Diversas modificaciones a estos modos de realizacion resultaran facilmente evidentes para los expertos en la tecnica, y los principios genericos definidos en el presente documento pueden aplicarse a otros modos de realizacion sin apartarse del alcance de la divulgacion. La invencion se define y se limita solamente por el alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

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65

REIVINDICACIONES

1. Un aparato (150; 110) para la comunicacion en un sistema de comunicaciones de multiples entradas y salidas multiples, MIMO, comprendiendo dicho aparato:

al menos un procesador (190; 140) configurado

para determinar (612; 712) mediciones de rendimiento para una pluralidad de rangos, cada rango indicador de un numero diferente de flujos de datos para enviar simultaneamente a traves de un canal MIMO,

para aplicar (614; 714) ajustes a las mediciones de rendimiento para que la pluralidad de rangos obtengan mediciones de rendimiento ajustadas, representando los ajustes las perdidas del sistema, causandose dichas perdidas del sistema por cualquier dispositivo o unidad usado para procesar cualquiera de dichos flujos de datos cuando se transmitan o reciban en dicho sistema de comunicaciones MIMO; y

para seleccionar (616; 716) un rango para su uso para la transmision de datos entre la pluralidad de rangos en base a las mediciones de rendimiento ajustadas; y

una memoria (192; 142) acoplada al al menos un procesador.
2. El aparato segun la reivindicacion 1, en el que las mediciones de rendimiento se refieren a la capacidad del canal MIMO.
3. El aparato segun la reivindicacion 1, en el que las mediciones de rendimiento se refieren al rendimiento de transmision de datos enviada a traves del canal MIMO.
4. El aparato segun la reivindicacion 1, en el que las mediciones de rendimiento se refieren a la calidad de senal del canal MIMO.
5. El aparato segun la reivindicacion 1, en el que los ajustes representan las perdidas del sistema debido a un codigo de correccion de errores usado para la transmision de datos.
6. El aparato segun la reivindicacion 1, en el que los ajustes representan los errores de estimacion de canal en un receptor en dicho sistema de comunicaciones MIMo.
7. El aparato segun la reivindicacion 1, en el que los ajustes representan la variacion en la interferencia observada por un receptor en dicho sistema de comunicaciones MIMO.
8. El aparato segun la reivindicacion 1, en el que los ajustes representan la variacion en la potencia de transmision usada para la transmision de datos en dicho sistema de comunicaciones MIMO.
9. El aparato segun la reivindicacion 1, en el que el al menos un procesador esta configurado para omitir rangos que tengan mediciones de rendimiento por debajo de un umbral predeterminado.
10. El aparato segun la reivindicacion 1, en el que al menos un procesador esta configurado para aplicar ajustes a las mediciones de rendimiento para la pluralidad de rangos al excluir, de la pluralidad de rangos, rangos que esten asociados con mediciones de rendimiento con valores que queden fuera de un rango dado de valores, de manera que el procesador realiza la seleccion de rango solo en base a los rangos entre la pluralidad de rangos asociados con mediciones de rendimiento con valores dentro del rango de valores dado.
11. El aparato segun la reivindicacion 10, en el que el rango de valores dado se determina mediante formatos de paquete utilizables para la transmision de datos en dicho sistema de comunicaciones MIMO.
12. El aparato segun la reivindicacion 1, en el que cada una de las mediciones de rendimiento ajustadas esta asociada con un valor, y el al menos un procesador esta configurado para seleccionar un rango que se espera que proporcione un nivel mas alto de rendimiento en base a los valores asociados de las mediciones de rendimiento ajustadas.
13. El aparato segun la reivindicacion 1, en el que cada una de las mediciones de rendimiento ajustadas esta asociada con un valor, y el al menos un procesador esta configurado para determinar un rango que se espera que proporcione un nivel mas alto de rendimiento en base a los valores asociados de las mediciones de rendimiento ajustadas, para establecer un rango dado de valores en base al valor de la medicion de rendimiento ajustada del rango que se espera que proporcione el nivel mas alto de rendimiento, y para seleccionar un rango que se espera que proporcione un nivel mas bajo de rendimiento en base a los valores

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asociados de las mediciones de rendimiento ajustadas al mismo tiempo que tengan un valor de medicion de rendimiento ajustado que se encuentra dentro del rango de valores dado.
14. El aparato segun la reivindicacion 1, en el que el al menos un procesador esta configurado para representar el rango seleccionado con un numero predeterminado de bits y para enviar el rango seleccionado a un transmisor en dicho sistema de comunicaciones MIMO.
15. El aparato segun la reivindicacion 1, en el que el al menos un procesador esta configurado para determinar al menos un indicador de calidad de canal, CQI, en base a una medicion de rendimiento ajustada para el rango seleccionado.
16. El aparato segun la reivindicacion 1, en el que el al menos un procesador esta configurado para determinar una relacion senal-ruido, SNR, en base a una medicion de rendimiento ajustada para el rango seleccionado y para cuantificar la SNR para obtener un indicador de calidad de canal, cQl, para el rango seleccionado.
17. El aparato segun la reivindicacion 1, en el que la memoria esta configurada para almacenar al menos una tabla de busqueda de ajustes para las mediciones de rendimiento.
18. Un procedimiento para la comunicacion en un sistema de comunicaciones de multiples entradas y multiples salidas, MIMO, comprendiendo dicho procedimiento:

determinar (612; 712) mediciones de rendimiento para una pluralidad de rangos, cada rango indicador de un numero diferente de flujos de datos para enviar simultaneamente a traves de un canal MIMO;

aplicar (614; 714) ajustes a las mediciones de rendimiento para que la pluralidad de rangos obtengan mediciones de rendimiento ajustadas, representando los ajustes las perdidas del sistema, causandose dichas perdidas del sistema por cualquier dispositivo o unidad usado para procesar cualquiera de dichos flujos de datos cuando se transmitan o se reciban en dicho sistema de comunicaciones MIMO; y

seleccionar (616; 716) un rango que se vaya a usar para la transmision de datos entre la pluralidad de rangos en base a las mediciones de rendimiento ajustadas.
19. El procedimiento segun la reivindicacion 18, en el que la determinacion de mediciones de rendimiento comprende determinar las mediciones de rendimiento para una o mas capacidades del canal MIMO, el rendimiento de la transmision de datos enviada a traves del canal MIMO o la calidad de senal del canal MIMO.
20. El procedimiento segun la reivindicacion 18, que comprende ademas calcular los ajustes para una o mas de las mediciones de rendimiento.
21. El procedimiento segun la reivindicacion 20, en el que el calculo comprende calcular para considerar las perdidas del sistema debidas a uno o mas entre un codigo de correccion de errores usado para la transmision de datos en dicho sistema de comunicaciones MIMO, errores de estimacion de canal en un receptor en dicho sistema de comunicaciones MIMO, variacion en la interferencia observada por el receptor, variacion en la potencia de transmision usada para la transmision de datos en dicho sistema de comunicaciones MIMO o una combinacion de los mismos.