ES2841781T3

ES2841781T3 - Libros de códigos multi-haz con sobrecarga adicionalmente optimizada

Info

Publication number: ES2841781T3
Application number: ES17765259T
Authority: ES
Inventors: Sebastian Faxer; Shiwei Gao; Stephen Grant; Robert Mark Harrison; Siva Muruganathan
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2016-08-12
Filing date: 2017-08-11
Publication date: 2021-07-09
Anticipated expiration: 2037-08-11
Also published as: US11569879B2; EP3497808B1; PT3754863T; US20180262246A1; JP2021073757A; US20210105050A1; US10484059B2; KR102247005B1; CN109845126A; BR112019002821A2; CN109845126B; DK3754863T3; JP7336489B2; ES2937399T3; JP2023166430A; EP3754863B1; JP2021184615A; EP3754863A1; PL3754863T3; JP2019533916A

Abstract

Un método para que un dispositivo inalámbrico (16) para transmitir una indicación de un precodificador a un nodo (14) de red, comprendiendo el método: determinar a partir de un libro de códigos una indicación de un precodificador que comprende: un primer parámetro (70) de fase de haz y un segundo parámetro (70) de fase de haz correspondientes a un primer haz y a un segundo haz, respectivamente; el primer parámetro (70) de fase de haz toma uno de un primer número entero de valores de fase; y el segundo parámetro (70) de fase de haz toma uno de un segundo número entero de valores de fase, teniendo, el segundo haz, una potencia menor que el primer haz, y siendo, el segundo número entero de valores de fase, menor que el primer número entero de valores de fase, siendo, los números enteros primero y segundo de valores de fase, respectivas granularidades de respectivos factores de co-fase para los haces primero y segundo, correspondiendo, un factor de co-fase para un haz, a un factor de fase asociado con un elemento de una pluralidad de polarizaciones en las que el haz es transmitido; e reportar la indicación determinada del precodificador a un nodo (14) de red.

Description

DESCRIPCIÓN

Libros de códigos multi-haz con sobrecarga adicionalmente optimizada

Campo técnico

Esta divulgación se refiere a comunicaciones inalámbricas y, en particular, a libros de códigos multi-haz que tienen una sobrecarga optimizada.

Antecedentes

Las técnicas de múltiples antenas pueden aumentar significativamente las velocidades de datos y la fiabilidad de un sistema de comunicación inalámbrica. El rendimiento se mejora en particular si tanto el transmisor como el receptor están equipados con múltiples antenas, lo que da como resultado un canal de comunicación de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO). Tales sistemas y/o técnicas relacionadas se denominan comúnmente MIMO.

El estándar del 3GPP de evolución a largo plazo (LTE) está evolucionando actualmente con soporte MIMO perfeccionado. Un componente central en LTE es el soporte de despliegues de antenas MIMO y de técnicas relacionadas con MIMO. Actualmente, la LTE avanzada admite un modo de multiplexación espacial de 8 capas para hasta 16 antenas de transmisión con precodificación dependiente del canal. El modo de multiplexación espacial está destinado a altas velocidades de datos en condiciones favorables de canal. En la figura 1 se proporciona una ilustración del funcionamiento de multiplexación espacial mediante una matriz 2 de precodificación.

Como se ve, el vector s de símbolo que lleva información de las capas 1-r, 4, se multiplica por una matriz W 2, del precodificador N^t x r, que sirve para distribuir la energía de transmisión en un subespacio del espacio vectorial dimensional N^t(correspondiente a los puertos de antena N^t) para producir señales que van a ser transformadas inversas de Fourier, 6.

La matriz de precodificador 2 se selecciona típicamente de un libro de códigos de posibles matrices de precodificador, y, típicamente, se indica por medio de un indicador de matriz de precodificador (PMI), que especifica una matriz única de precodificador en el libro de códigos para un número dado de flujos de símbolos. Cada uno de los r símbolos en s corresponde a una capa, y r se denomina rango de transmisión. De esta manera, se consigue la multiplexación espacial ya que se pueden transmitir múltiples símbolos simultáneamente sobre el mismo elemento de recursos de tiempo/frecuencia (TFRE). El número de símbolos r se adapta típicamente para adaptarse a las propiedades del canal actual.

La LTE usa OFDM en el enlace descendente (y OFDM precodificada con DFT en el enlace ascendente) y, por consiguiente, el vector yn de N^rx 1 recibido para un cierto TFRE en la subportadora n (o, alternativamente, el número n de TFRE de datos) se modela de este modo por

yn - H,¡Wsn -i- e„ Ecuación 1

donde en es un vector de ruido/interferencia obtenido como realizaciones de un proceso aleatorio. La matriz W de precodificador puede ser un precodificador de banda ancha, que es constante en frecuencia, o selectivo en frecuencia.

La matriz W 2 de precodificador se elige a menudo para que coincida con las características de la matriz Hn de canal MIMO de N^rxN^t, lo que da como resultado la denominada precodificación dependiente del canal. Esto también se conoce comúnmente como precodificación de circuito cerrado, y se dirige esencialmente a enfocar la energía de transmisión en un subespacio que es fuerte en el sentido de transportar gran parte de la energía transmitida al dispositivo inalámbrico. Además, la matriz del precodificador puede también seleccionarse para dirigirse a ortogonalizar el canal, lo que significa que, después de una ecualización lineal adecuada en el dispositivo inalámbrico, se reduce la interferencia entre capas.

Un método de ejemplo para que un dispositivo inalámbrico seleccione una matriz W de precodificador puede ser seleccionar la Wk que maximiza la norma de Frobenius del canal equivalente hipotético:

lí tka x II I lf nL fV M jli2f Ecuación 2

donde

- Hn es una estimación de canal, posiblemente derivada de CSI-RS como se describe más adelante.

- Wk es una matriz hipotética de precodificador con índice k .

- HnWk es el canal hipotético equivalente.

En la precodificación de bucle cerrado para el enlace descendente LTE, el dispositivo inalámbrico transmite, en base a las mediciones de canal en el enlace hacia adelante (enlace descendente), recomendaciones a la estación base, por ejemplo, eNodoB (eNB) de un precodificador adecuado para su uso. La estación base configura el dispositivo inalámbrico para proporcionar retroalimentación de acuerdo con el modo de transmisión del dispositivo inalámbrico, y puede transmitir CSI-RS y configurar el dispositivo inalámbrico para usar mediciones de CSI-RS para retroalimentar las matrices de precodificación recomendadas que el dispositivo inalámbrico selecciona de un libro de códigos. Se puede retroalimentar un solo precodificador que supuestamente cubre un gran ancho de banda (precodificación de banda ancha). También puede ser beneficioso hacer coincidir las variaciones de frecuencia del canal, y, en su lugar, retroalimentar un informe de precodificación selectiva de frecuencia, por ejemplo, varios precodificadores, uno por subbanda. Este es un ejemplo del caso más general de retroalimentación de información de estado de canal (CSI), que también engloba retroalimentar otra información que recomendaba precodificadores para ayudar al eNodoB en transmisiones subsiguientes al dispositivo inalámbrico. Tal otra información puede incluir indicadores de calidad de canal (CQI) así como indicador de rango de transmisión (RI).

En LTE, el formato de los informes de CSI se especifica en detalle y puede contener CQI (información de calidad de canal), indicador de rango (RI) e indicador de matriz de precodificación (PMI). Los informes pueden ser de banda ancha (es decir, aplicables a todo el ancho de banda) o de subbandas (es decir, aplicables a parte del ancho de banda). Pueden configurarse mediante un mensaje de control de recursos de radio (r Rc ) que se envíe periódicamente o de manera aperiódica desencadenado por un DCI enviado desde el eNB a un WD. La calidad y fiabilidad de la CSI son cruciales para el eNB a fin de tomar las mejores decisiones posibles de programación para las transmisiones sobrevinientes de DL.

Una solicitud aperiódica de CSI se indica en el campo de solicitud de CSI en formato 0 de DCI o en formato 4 de DCI. El número de bits en el campo varía de 1 bit a 3 bits, dependiendo de la configuración de WD. Por ejemplo, para WD configurados con 1 a 5 portadoras (o células) y/o múltiples procesos de CSI-RS, se utilizan 2 bits, y para WD configurados con más de 5 portadoras, se utilizan 3 bits. En caso de que un WD esté configurado con una sola portadora (es decir, la célula c de servicio) y 2 conjuntos de procesos de CSI-RS, el campo de solicitud de CSI se muestra en la tabla 1. Si un WD está configurado con una sola portadora y un solo o ningún proceso de CSI, se utiliza un solo bit. El concepto de proceso de CSI se introdujo en la versión 11 de la LTE, donde un proceso de CSI se define como una configuración de un recurso de medición de canal y de un recurso de medición de interferencia, y se pueden configurar hasta cuatro procesos de CSI para un WD.

Tabla 1

Con respecto a la retroalimentación de CSI, una subbanda se define como un número de pares adyacentes de PRB. En LTE, el tamaño de subbanda (es decir, el número de pares adyacentes de PRB) depende del ancho de banda del sistema, si el reporte de CSI está configurado para ser periódico o aperiódico, y del tipo de retroalimentación (es decir, si está configurada la retroalimentación configurada de capa superior o la retroalimentación de subbanda seleccionada por dispositivo inalámbrico). En la figura 2 se muestra un ejemplo que ilustra la diferencia entre subbanda y banda ancha. En el ejemplo, la subbanda consta de 6 PRB adyacentes. Obsérvese que se muestran sólo 2 subbandas en la figura 2 para simplificar la ilustración. Generalmente, todos los pares de PRB en el ancho de banda del sistema se dividen en diferentes subbandas, donde cada subbanda consta de un número fijo de pares de PRB.

Por el contrario, la retroalimentación de CSI de banda ancha implica a todos los pares de PRB en el ancho de banda del sistema. Como se mencionó anteriormente, un dispositivo inalámbrico puede retroalimentar un único precodificador que tiene en cuenta las mediciones de todos los pares de PRB en el ancho de banda del sistema si está configurado para que la estación base reporte PMI de banda ancha. Alternativamente, si el dispositivo inalámbrico está configurado para reportar PMI de subbanda, un dispositivo inalámbrico puede retroalimentar múltiples precodificadores con un precodificador por subbanda. Además, para los precodificadores de subbanda, el dispositivo inalámbrico también puede retroalimentar el PMI de banda ancha.

En LTE, son posibles dos tipos de retroalimentación de subbanda para el reporte de la CSI del PUSCH: (1) retroalimentación de subbanda configurada de capa superior y (2) retroalimentación de subbanda seleccionada por dispositivo inalámbrico. Con retroalimentación de subbanda configurada de capa superior, el dispositivo inalámbrico puede retroalimentar PMI y/o CQI para cada una de las subbandas. El tamaño de la subbanda en términos del número de pares de PRB para la retroalimentación de subbanda configurada de capa superior es una función del ancho de banda del sistema y se enumera en la tabla 2. Con la retroalimentación de subbanda seleccionada del dispositivo inalámbrico, el dispositivo inalámbrico retroalimenta sólo PMI y/o CQI para un número seleccionado de subbandas de entre todas las subbandas del ancho de banda del sistema. El tamaño de la subbanda en términos del número de pares de PRB y el número de subbandas a retroalimentar son una función del ancho de banda del sistema y se enumeran en la tabla 3.

Tabla 2

Tabla 3

Dada la retroalimentación de CSI desde el dispositivo inalámbrico, la estación base determina los parámetros de transmisión que desea usar para transmitir al dispositivo inalámbrico, incluyendo la matriz de precodificación, el rango de transmisión y el estado de modulación y codificación (MCS). Estos parámetros de transmisión pueden diferir de las recomendaciones que hace el dispositivo inalámbrico. Por lo tanto, se pueden señalar un indicador de rango y un MCS en la información de control de enlace descendente (DCI), y la matriz de precodificación se puede señalar en la DCI o la estación base puede transmitir una señal de referencia de demodulación a partir de la cual se puede medir el canal equivalente. El rango de transmisión, y, de este modo, el número de capas multiplexadas espacialmente, se refleja en el número de columnas de la W de precodificador. Para un rendimiento eficiente, es importante que se seleccione un rango de transmisión que coincida con las propiedades del canal.

En LTE versión-10, se introdujo una nueva señal de referencia para estimar las señales de referencia de información de estado del canal de enlace descendente (CSI-RS). La señalización CSI-RS ofrece varias ventajas sobre la base de la retroalimentación de la CSI en las señales comunes de referencia (CRS) que se utilizaron para ese fin en las versiones 8-9. En primer lugar, la CSI-RS no se utiliza para la demodulación de la señal de datos y, de este modo, no requiere la misma densidad (es decir, la sobrecarga de la CSI-RS es sustancialmente menor). En segundo lugar, la CSI-RS proporciona un medio mucho más flexible para configurar las mediciones de retroalimentación de CSI (por ejemplo, el recurso de CSI-RS a medir se puede configurar de una manera específica de dispositivo inalámbrico).

Al medir una CSI-RS transmitida desde la estación base, un dispositivo inalámbrico puede estimar el canal efectivo que la CSI-RS está atravesando, incluyendo el canal de propagación de radio y las ganancias de antena. Con mayor rigor matemático, esto implica que si se transmite una señal x conocida de CSI-RS, un dispositivo inalámbrico puede estimar el acoplamiento entre la señal transmitida y la señal recibida (es decir, el canal efectivo). Por consiguiente, si no se realiza virtualización en la transmisión, la señal recibida y se puede expresar como

y = Hx. e Ecuación 3

y el dispositivo inalámbrico puede estimar el canal efectivo H.

Se pueden configurar hasta ocho puertos de CSI-RS en la versión 10 de LTE, es decir, que el dispositivo inalámbrico puede estimar el canal con hasta ocho puertos de antena de transmisión. En la versión 13 de LTE, el número de puertos de CSI-RS que se puede configurar se amplía hasta dieciséis puertos. En la versión 14 de LTE, se está considerando el soporte de hasta 32 puertos de CSI-RS.

En relación con la CSI-RS se encuentra el concepto de recursos de CSI-RS de potencia cero (también conocida como CSI-RS silenciada) que se configuran como recursos regulares de CSI-RS, de modo que un dispositivo inalámbrico sabe que la transmisión de datos es mapeada alrededor de esos recursos. La intención de los recursos de CSI-RS de potencia cero es permitir que la red silencie la transmisión en los recursos correspondientes para aumentar la relación 'señal a interferencia más ruido' (SINR) de la CSI-RS de potencia distinta de cero correspondiente, posiblemente transmitida en un/a célula vecina/punto de transmisión. Para la versión 11 de LTE se introdujo una CSI-RS especial de potencia cero que un dispositivo inalámbrico debía usar para medir la interferencia más el ruido. Un dispositivo inalámbrico puede asumir que el nodo B evolucionado (eNB) de servicio no está transmitiendo en el recurso de CSI-RS de potencia cero, y que, por lo tanto, la potencia recibida puede usarse como medida de la interferencia más el ruido.

En base a un recurso de CSI-RS especificado y en una configuración de medición de interferencia (por ejemplo, en un recurso de CSI-RS de potencia cero), el dispositivo inalámbrico puede estimar el canal efectivo y el ruido más interferencia y, en consecuencia, determinar asimismo el rango, la matriz de precodificación y el MCS para recomendar que coincidan mejor con el canal en particular.

Las soluciones existentes para MU-MIMO basadas en informes implícitos de CSI con precodificadores basados en DFT tienen problemas para estimar con precisión y reducir la interferencia entre usuarios programados conjuntamente, lo que conduce a un rendimiento pobre de MU-MIMO.

Los esquemas de precodificador multi-haz pueden conducir a un mejor rendimiento MU-MIMO, pero a costa de un aumento de sobrecarga de retroalimentación de CSI y de complejidad de búsqueda del precodificador del dispositivo inalámbrico. Es un problema vigente el de cómo se tendría que construir un libro eficiente de códigos de precodificador multi-haz, que diera como resultado un buen rendimiento MU-MIMO con una sobrecarga de retroalimentación, sin embargo, baja, así como cómo debería ser derivada la retroalimentación de CSI por el dispositivo inalámbrico.

El documento WO 2016/048223 A1 Ericsson Telefon AB LM [SE] divulga un método que permite a un equipo de usuario (UE) determinar un libro de códigos precodificador. Los documentos WO 2015/190866 A1 LG Electronics Inc. y US 2017/117945 A1 Kim YOUNGTAE [K^r] et al., divulgan señales de precodificación para múltiples antenas.

Sumario

De acuerdo con aspectos de la presente divulgación, se proporciona un método para que un dispositivo inalámbrico transmita una indicación de un precodificador a un nodo de red y a un dispositivo inalámbrico configurado para transmitir una indicación de un precodificador a un nodo de red de acuerdo con las reivindicaciones independientes. Las realizaciones preferidas se recogen en las reivindicaciones dependientes.

Algunas realizaciones proporcionan ventajosamente un método, un dispositivo inalámbrico y un nodo de red para determinar la granularidad para la optimización de sobrecarga del precodificador. De acuerdo con un aspecto, se proporciona un método para determinar un precodificador a partir de un libro de códigos de precodificador multi-haz. El método incluye determinar, para cada haz, la granularidad de un factor de co-fase, la granularidad de un factor de co-fase para un haz se basa en la fuerza de haz, teniendo, un haz más débil, una granularidad menor que un haz más fuerte. El método incluye también determinar un factor de co-fase para cada haz con la granularidad determinada. El método incluye adicionalmente transmitir factores de co-fase a un nodo de red.

De acuerdo con este aspecto, en algunas realizaciones, el método incluye adicionalmente transmitir las granularidades al nodo de red. En algunas realizaciones, la granularidad de un factor de co-fase para un haz se basa en la fuerza de haz, teniendo, un haz más débil, una granularidad menor que un haz más fuerte. En algunas realizaciones, el método incluye adicionalmente determinar una granularidad de frecuencia de cada haz para que sea un múltiplo de un tamaño de subbanda. En algunas realizaciones, el método incluye adicionalmente la determinación de la granularidad de una constelación enchavetada por desplazamiento de fase, PSK. En algunas realizaciones, la constelación PSK es de 8 PSK para haces que tienen una fuerza de haz por encima de un primer umbral, y la constelación PSK es PSK en cuadratura (QPSK) para haces que tienen una fuerza de haz por debajo de un segundo umbral. En algunas realizaciones, los umbrales primero y segundo son iguales. En algunas realizaciones, el método incluye adicionalmente codificar diferencialmente una fase de cada una de una pluralidad de subbandas de frecuencia de un haz. En algunas realizaciones, el método incluye adicionalmente comprender la codificación paramétrica de una fase de un haz frente a la frecuencia del haz.

De acuerdo con otro aspecto, un dispositivo inalámbrico está configurado para determinar un precodificador a partir de un libro de códigos de precodificador multi-haz. El dispositivo inalámbrico incluye circuitería de procesamiento que incluye una memoria y un procesador. La memoria está configurada para almacenar factores de co-fase. El procesador está configurado para determinar, para cada haz, la granularidad de un factor de co-fase, estando, la granularidad de un factor de co-fase, basada, para un haz, en la fuerza de haz, teniendo, un haz más débil, una granularidad más baja que un haz más fuerte. El procesador también está configurado para determinar un factor de co-fase para cada haz con la granularidad determinada. El dispositivo inalámbrico incluye también un transceptor configurado para transmitir los factores de co-fase a un nodo de red.

De acuerdo con este aspecto, en algunas realizaciones, el procesador está configurado adicionalmente para transmitir las granularidades determinadas al nodo de red. En algunas realizaciones, el procesador está configurado adicionalmente para determinar la granularidad de frecuencia de cada haz para que sea un múltiplo de un tamaño de subbanda.

En algunas realizaciones, el procesador está configurado adicionalmente para determinar la granularidad de una constelación enchavetada por desplazamiento de fase, PSK. En algunas realizaciones, la constelación con PSK es 8 PSK para haces que tienen una fuerza de haz por encima de un primer umbral, y la constelación PSK es PSK en cuadratura (QP^sK) para haces que tienen una fuerza de haz por debajo de un segundo umbral. En algunas realizaciones, los umbrales primero y segundo son iguales. En algunas realizaciones, el procesador está configurado adicionalmente para codificar diferencialmente la fase de cada subbanda de una pluralidad de subbandas de frecuencia de un haz.

De acuerdo con otro aspecto más, un dispositivo inalámbrico está configurado para determinar un precodificador a partir de un libro de códigos de precodificador multi-haz. El dispositivo inalámbrico incluye un módulo de memoria configurado para almacenar factores de co-fase, un módulo de determinador de granularidad configurado para determinar, para cada haz, la granularidad de un factor de co-fase, la granularidad de un factor de co-fase, la granularidad de un factor de co-fase para un haz que se base en la fuerza de haz, un haz más débil que tenga una granularidad más baja que un haz más fuerte. El dispositivo inalámbrico incluye también un módulo de determinador del factor de co-fase configurado para determinar un factor de co-fase para cada haz con la granularidad determinada. El dispositivo inalámbrico incluye también un módulo de transceptor configurado para transmitir los factores de co-fase a un nodo de red.

De acuerdo con otro aspecto más, en algunas realizaciones, se proporciona un método, para un dispositivo inalámbrico, para reportar de un precodificador a un nodo de red. El método incluye determinar, a partir de un libro de códigos, una indicación de un precodificador que comprende un primer parámetro de fase de haz y un segundo parámetro de fase de haz correspondientes a un haz primero y a un haz segundo, respectivamente. El primer parámetro de fase de haz toma uno de un primer número entero de valores de fase y corresponde a una primera granularidad de frecuencia. El segundo parámetro de fase de haz toma uno de un segundo número entero de valores de fase y corresponde a una segunda granularidad de frecuencia. Adicionalmente, se aplica al menos una de las siguientes condiciones: el segundo número entero de valores de fase es menor que el primer número de valores de fase, y la segunda granularidad de frecuencia es mayor que la primera granularidad de frecuencia. El método incluye determinar una indicación del precodificador y transmitir la indicación determinada del precodificador al nodo de red. En algunas realizaciones, el segundo haz tiene una potencia menor que el primer haz.

De acuerdo con otro aspecto, en algunas realizaciones, se proporciona un método, para un dispositivo inalámbrico, para reportar de un precodificador a un nodo de red. El método incluye determinar, a partir de un libro de códigos, una indicación de un precodificador que comprende un primer parámetro de fase de haz y un segundo parámetro de fase de haz correspondientes a un haz primero y a un haz segundo, respectivamente. El primer parámetro de fase de haz toma uno de un primer número entero de valores de fase. El segundo parámetro de fase de haz toma uno de un segundo número entero de valores de fase. El segundo haz tiene una potencia menor que el primer haz, y el segundo número entero de valores de fase es menor que el primer número entero de valores de fase. El método incluye también reportar sobre el precodificador seleccionado a un nodo de red.

En algunas realizaciones, el método incluye también determinar los números enteros primero y segundo de valores de fase y, opcionalmente, transmitir los números enteros primero y segundo de valores de fase al nodo de red. En algunas realizaciones, el método incluye también determinar la granularidad de frecuencia de cada haz para que sea un múltiplo de un tamaño de subbanda. En algunas realizaciones, los números enteros primero y segundo de valores de fase son números respectivos de valores alcanzables en una constelación enchavetada por desplazamiento de fase, PSK. En algunas realizaciones, cada uno de los haces primero y segundo es un haz késimo, d(k), que está asociado con un conjunto de números complejos y que tiene un par índice (lk, mk), caracterizándose cada elemento del conjunto de números complejos por al menos un desplazamiento de fase complejo, tal que:

dn(k), y d(k) son los elementos i-ésimo y n-ésimo de d(k), respectivamente;

a¡,n es un número real correspondiente a los elementos i-ésimo y n-ésimo de d(k);

p y q son números enteros; y

las direcciones de haz Ai,k y Á2,k son números reales correspondientes a los haces con par índice (lk, mk) que determinan desplazamientos de fase complejos e¡2nA1’k y e¡2nA2’k respectivamente; y

cada uno de los parámetros primero y segundo de fase de haz es un coeficiente complejo Ck para d(k) usado para ajustar al menos la fase del i-ésimo elemento de d(k) de acuerdo con Ckdi(k).

En algunas realizaciones, los números enteros primero y segundo de valores de fase son granularidades respectivas de respectivos factores de co-fase para los haces primero y segundo. En algunas realizaciones, la constelación PSK es 8 PSK para haces que tienen una fuerza de haz por encima de un primer umbral, y la constelación PSK es PSK en cuadratura (QPSK) para haces que tienen una fuerza de haz por debajo de un segundo umbral. En algunas realizaciones, los umbrales primero y segundo son iguales. En algunas realizaciones, el método incluye adicionalmente codificar diferencialmente al menos un parámetro de entre los parámetros primero y segundo de fase de haz, en donde cada uno de los parámetros primero y segundo de fase de haz corresponde a una pluralidad de subbandas de frecuencia. En algunas realizaciones, una primera pluralidad de parámetros de fase del primer haz y una segunda pluralidad de parámetros de fase del segundo haz corresponden al primer haz y al segundo haz, respectivamente. Adicionalmente, el método puede incluir codificar paramétricamente al menos un elemento de entre la primera pluralidad y la segunda pluralidad de parámetros primeros y segundos de fase de haz, donde el al menos un elemento de entre la primera pluralidad y la segunda pluralidad de parámetros de fase de haz es/son coeficiente/s dentro de una función predeterminada sobre frecuencia.

De acuerdo con otro aspecto más, en algunas realizaciones, un dispositivo inalámbrico está configurado para transmitir un precodificador a un nodo de red. El dispositivo inalámbrico incluye circuitería de procesamiento configurada para determinar, a partir de un libro de códigos, una indicación de un precodificador, que comprende un primer parámetro de fase de haz y un segundo parámetro de fase de haz correspondientes a un haz primero y a un haz segundo, respectivamente. El primer parámetro de fase de haz toma uno de un primer número entero de valores de fase y corresponde a una primera granularidad de frecuencia. El segundo parámetro de fase de haz toma uno de un segundo número entero de valores de fase y corresponde a una segunda granularidad de frecuencia, donde se aplica al menos una de las siguientes condiciones: el segundo número entero de valores de fase es menor que el primer número de valores de fase, y la segunda granularidad de frecuencia es mayor que la primera granularidad de frecuencia. El dispositivo inalámbrico incluye también un transceptor, configurado para transmitir la indicación determinada del precodificador al nodo de red. En algunas realizaciones, el segundo haz tiene una potencia menor que el primer haz.

En algunas realizaciones, un dispositivo inalámbrico está configurado para transmitir un precodificador a un nodo de red. El dispositivo inalámbrico incluye circuitería de procesamiento que incluye una memoria y un procesador. La memoria está configurada para almacenar parámetros de fase de haz. El procesador está configurado para implantar un determinador de parámetro de fase de haz para determinar, a partir de un libro de códigos, una indicación de un precodificador, que comprende un primer parámetro de fase de haz y un segundo parámetro de fase de haz correspondientes a un haz primero y a un haz segundo, respectivamente. El primer parámetro de fase de haz toma uno de un primer número entero de valores de fase. El segundo parámetro de fase de haz toma uno de un segundo número entero de valores de fase, teniendo, el segundo haz, una potencia menor que el primer haz, y siendo, el segundo número entero de valores de fase, menor que el primer número entero de valores de fase. El dispositivo inalámbrico incluye también un transceptor configurado para transmitir el precodificador seleccionado a un nodo de red.

En algunas realizaciones, el procesador está configurado adicionalmente para determinar los números enteros primero y segundo de valores de fase, y transmitir los números enteros primero y segundo de valores de fase al nodo de red. En algunas realizaciones, el procesador está configurado adicionalmente para determinar la granularidad de frecuencia de cada haz para que sea un múltiplo de un tamaño de subbanda. En algunas realizaciones, los números enteros primero y segundo de valores de fase son números respectivos de valores alcanzables en una constelación enchavetada por desplazamiento de fase, PSK. En algunas realizaciones, cada uno de los haces primero y segundo es un haz k-ésimo, d(k), que tiene asociado un conjunto de números complejos y que tiene un par índice (lk, mk), caracterizándose, cada elemento del conjunto de números complejos, por al menos un desplazamiento de fase complejo tal que:

d n ( k ) = d i ( k ) a i J le ]2n^pü'í 'k+qÜ2‘k'-,

dn(k), y di(k) son los elementos i-ésimo y n-ésimo de d(k), respectivamente;

p y q son números enteros; y

las direcciones de haz Ai,k y ^2,k son números reales correspondientes a los haces con par índice (lk, mk) que determinan desplazamientos de fase complejos ej2n&1-k y ej2nú2k respectivamente; y

cada uno de los parámetros primero y segundo de fase de haz es un coeficiente complejo Ck para d(k) usado para ajustar al menos la fase del i-ésimo elemento de d(k) de acuerdo con Ckd(k).

En algunas realizaciones, los números enteros primero y segundo de valores de fase son las granularidades respectivas de los factores de co-fase respectivos para los haces primero y segundo. En algunas realizaciones, la constelación PSK es 8 PSK para haces que tienen una fuerza de haz por encima de un primer umbral, y la constelación PSK es PSK en cuadratura (QPSK) para haces que tienen una fuerza de haz por debajo de un segundo umbral. En algunas realizaciones, los umbrales primero y segundo son iguales. En algunas realizaciones, el procesador está configurado adicionalmente para codificar diferencialmente al menos un parámetro de entre los parámetros primero y segundo de fase de haz, en donde cada uno de los parámetros primero y segundo de fase de haz corresponde a una pluralidad de subbandas de frecuencia. En algunas realizaciones, una primera pluralidad de parámetros de fase del primer haz y una segunda pluralidad de parámetros de fase del segundo haz corresponden al primer haz y al segundo haz, respectivamente. El procesador está configurado adicionalmente para codificar paramétricamente al menos un elemento de entre la primera pluralidad y la segunda pluralidad de parámetros primeros y segundos de fase de haz, donde el al menos un elemento de entre la primera pluralidad y la segunda pluralidad de parámetros de fase de haz es/son coeficiente/s dentro de una función predeterminada sobre frecuencia.

De acuerdo con otro aspecto, en algunas realizaciones, un dispositivo inalámbrico incluye un módulo de memoria configurado para almacenar parámetros de fase de haz. El dispositivo inalámbrico incluye también un módulo de determinador de fase de haz configurado para determinar los parámetros primero y segundo de fase de haz correspondientes a haces primero y segundo, respectivamente. El primer parámetro de fase de haz toma uno de un primer número entero de valores de fase. El segundo parámetro de fase de haz toma uno de un segundo número entero de valores de fase, teniendo, el segundo haz, una potencia menor que el primer haz, y siendo, el segundo número entero de valores de fase, menor que el primer número entero de valores de fase. El dispositivo inalámbrico incluye también un módulo de transceptor configurado para transmitir el precodificador seleccionado a un nodo de red.

De acuerdo con otro aspecto, se proporciona un método en un nodo de red para determinar un precodificador utilizando un libro de códigos de precodificador multi-haz. El método incluye recibir un primer factor de co-fase determinado para un primer haz con una primera granularidad de frecuencia, recibir un segundo factor de co-fase determinado para un segundo haz con una segunda granularidad de frecuencia, siendo la segunda granularidad de frecuencia mayor que la primera granularidad de frecuencia, y determinar un precodificador utilizando los factores primero y segundo de co-fase.

De acuerdo con este aspecto, en algunas realizaciones, el método incluye determinar la granularidad de frecuencia de un factor de co-fase para cada haz de una pluralidad de haces, basándose, la granularidad de frecuencia de un factor de co-fase para un haz, en la fuerza de haz, teniendo, un haz más débil, una granularidad de frecuencia más baja que un haz más fuerte, y transmitir las granularidades de frecuencia al dispositivo inalámbrico. De acuerdo con este aspecto, en algunas realizaciones, la granularidad de frecuencia de un factor de co-fase para un haz se basa en la fuerza de haz, teniendo un haz más débil una granularidad de frecuencia más baja que un haz más fuerte. En algunas realizaciones, el método incluye determinar la granularidad de frecuencia de cada haz para que sea un múltiplo de un tamaño de subbanda. En algunas realizaciones, el método incluye adicionalmente determinar la granularidad de una constelación enchavetada por desplazamiento de fase, PSK. En algunas realizaciones, la constelación PSK es 8 PSK para haces que tienen una fuerza de haz por encima de un umbral, y la constelación PSK es PSK en cuadratura (QPSK) para haces que tienen una fuerza de haz por debajo del umbral.

De acuerdo con otro aspecto más, se proporciona un nodo de red para determinar un precodificador utilizando un libro de códigos de precodificador multi-haz. El nodo de red incluye circuitería de procesamiento que incluye una memoria y un procesador. La memoria está configurada para almacenar factores de co-fase para cada haz de una pluralidad de haces. El procesador está configurado para recibir un primer factor de co-fase determinado para un primer haz con una primera granularidad de frecuencia y recibir un segundo factor de co-fase determinado para un segundo haz con una segunda granularidad de frecuencia, siendo la segunda granularidad de frecuencia mayor que la primera granularidad de frecuencia. El procesador está configurado adicionalmente para determinar un precodificador usando los factores primero y segundo de co-fase.

De acuerdo con este aspecto, en algunas realizaciones, el procesador está configurado para determinar la granularidad de frecuencia de un factor de co-fase para cada haz de una pluralidad de haces, basándose, la granularidad de frecuencia de un factor de co-fase, para un haz, en la fuerza de haz, teniendo, un haz más débil, una granularidad de frecuencia más baja que un haz más fuerte, y [s/c.j. El nodo de red incluye adicionalmente un transceptor configurado para transmitir las granularidades de frecuencia a un dispositivo inalámbrico. De acuerdo con este aspecto, en algunas realizaciones, el procesador está configurado adicionalmente para determinar la granularidad de frecuencia de cada haz para que sea un múltiplo de un tamaño de subbanda. En algunas realizaciones, el procesador está configurado adicionalmente para determinar la granularidad de frecuencia de una constelación enchavetada por desplazamiento de fase, PSK. En algunas realizaciones, la constelación PSK es 8 PSK para haces que tienen una fuerza de haz por encima de un umbral, y es PSK en cuadratura (QPSK) para haces que tienen una fuerza de haz por debajo del umbral. En algunas realizaciones, el procesador está configurado adicionalmente para codificar diferencialmente una fase de cada subbanda.

De acuerdo con otro aspecto, un nodo de red se configura para determinar un precodificador utilizando un libro de códigos de precodificador multi-haz. El nodo de red incluye un módulo de transceptor configurado para recibir un primer factor de co-fase determinado para un primer haz con una primera granularidad de frecuencia y para recibir un segundo factor de co-fase determinado para un segundo haz con una segunda granularidad de frecuencia, siendo la segunda granularidad de frecuencia mayor que la primera granularidad de frecuencia. El nodo de red incluye adicionalmente un módulo de precodificador configurado para determinar un precodificador usando los factores primero y segundo de co-fase.

Breve descripción de los dibujos

Una comprensión más completa de las presentes realizaciones, y de las consiguientes ventajas y características de las mismas, se entenderá más fácilmente por referencia a la siguiente descripción detallada cuando se considere junto con los dibujos que se acompañan, en los que:

La figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema de multiplexación espacial;

la figura 2 es un diagrama de partición del ancho de banda del sistema;

la figura 3 es una matriz 4x4 de antenas de polarización dual;

la figura 4 es una cuadrícula de haces con DFT;

la figura 5 ilustra el mapeo de puertos de antena;

la figura 6 es un diagrama de bloques de un sistema de comunicaciones inalámbricas construido de acuerdo con los principios establecidos en el presente documento;

la figura 7 es un diagrama de bloques de un nodo de red;

la figura 8 es un diagrama de bloques de una realización alternativa de un nodo de red;

la figura 9 es un diagrama de bloques de un dispositivo inalámbrico;

la figura 10 es un diagrama de bloques de una realización alternativa de un dispositivo inalámbrico;

la figura 11 es un diagrama de bloques de otra realización alternativa de un dispositivo inalámbrico;

la figura 12 es un diagrama de bloques de otra realización alternativa más de un dispositivo inalámbrico;

la figura 13 es un diagrama de flujo de un proceso ejemplar para configurar un dispositivo inalámbrico;

la figura 14 es un diagrama de flujo de un proceso ejemplar para determinar un precodificador;

la figura 15 es un diagrama de flujo de un proceso ejemplar alternativo para determinar un precodificador la figura 16 ilustra diferentes granularidades de frecuencia;

la figura 17 es una pluralidad de gráficos de fases de haz;

la figura 18 ilustra una suma de vectores para determinar un error de fase; y

la figura 19 ilustra un árbol binario para codificar desplazamientos de fase.

Descripción detallada

El término dispositivo inalámbrico (WD) utilizado en el presente documento puede referirse a cualquier tipo de dispositivo inalámbrico que se comunique con un nodo de red y/o con otro dispositivo inalámbrico en un sistema de comunicación celular o móvil. Ejemplos de un dispositivo inalámbrico son equipo de usuario (UE), dispositivo de destino, dispositivo inalámbrico de dispositivo a dispositivo (D2D), dispositivo inalámbrico de tipo máquina, o dispositivo inalámbrico capaz de comunicarse de máquina a máquina (M2M), PDA, iPAD, tableta, terminales móviles, teléfono inteligente, ordenador portátil equipado empotrado (LEE), equipo montado en ordenador portátil (LME), dongles USB, etc.

El término "nodo de red" utilizado en el presente documento puede referirse a un nodo de red de radio o a otro nodo de red, por ejemplo, a nodo de red central, MSC, MME, O&M, OSS, SON, nodo de posicionamiento (por ejemplo, E-SMLC), nodo con MDT, etc.

El término "nodo de red de radio" utilizado en el presente documento puede ser cualquier tipo de nodo de red comprendido en una red de radio, que puede comprender adicionalmente cualquier estación base (BS), estación base de radio, estación transceptora base (BTS), controlador de estación base (BSC), controlador de red de radio (RNC), nodo B evolucionado (eNB o eNodoB), o nuevo nodo B de radio del 3GPP, conocido como gNB, nodo de radio de radio multi-estándar (MSR) tal como BS de MSR, repetidor de control de nodo donante, nodo de repetidor, punto de acceso de radio (AP), puntos de transmisión, nodos de transmisión, cabezal remoto de radio (RRH) de unidad de radio remota (RRU), nodos en el sistema de antena distribuida (DAS), etc.

Obsérvese que, adicionalmente, las funciones descritas en el presente documento como realizadas por un dispositivo inalámbrico o un nodo de red pueden distribuirse entre una pluralidad de dispositivos inalámbricos y/o nodos de red.

Antes de describir en detalle las realizaciones ejemplares, se observa que las realizaciones residen principalmente en combinaciones de componentes de aparatos y etapas de procesamiento relacionadas con libros de códigos multihaz con sobrecarga optimizada. En consecuencia, los componentes se han representado, cuando ha sido apropiado, mediante símbolos convencionales en los dibujos, que muestran sólo aquellos detalles específicos pertinentes para comprender las realizaciones y no embrollar la divulgación con detalles que serán fácilmente evidentes para el experto en la técnica que obtenga el provecho de la descripción del presente documento.

Como se usa en el presente documento, los términos relacionales, como "primero" y "segundo", "arriba" y "abajo", y similares, se pueden usar únicamente para distinguir una entidad o elemento de otra entidad o elemento sin que ello requiera o implique necesariamente relación alguna u orden físico o lógico alguno entre tales entidades o elementos. Algunas implantaciones utilizan series de antenas bidimensionales. Tales series de antenas pueden describirse (parcialmente) por el número de columnas de antenas correspondientes a la dimensión horizontal Nh, correspondiendo, el número de filas de antenas, a la dimensión vertical Nv, y correspondiendo, el número de dimensiones, a diferentes polarizaciones Np. De este modo, el número total de antenas es N = NhNvNp. Cabe señalar que el concepto de antena no es limitante en el sentido de que puede referirse a cualquier virtualización (por ejemplo, al mapeo lineal) de los elementos físicos de antena. Por ejemplo, los pares de subelementos físicos podrían recibir la misma señal, y, por consiguiente, compartir el mismo puerto de antena virtualizado.

Un ejemplo de una serie de 4x4 (es decir, de cuatro filas por cuatro columnas) con elementos de antena de polarización cruzada se muestra en la figura 3.

La precodificación se puede interpretar como multiplicar la señal con diferentes pesos de formación de haz para cada antena antes de la transmisión. Un enfoque típico es adecuar el precodificador al factor de forma de antena, es decir, tener en cuenta Nh, Nv y Np al diseñar el libro de códigos del precodificador. Un tipo común de precodificación es usar un precodificador de DFT, donde el vector de precodificador utilizado para precodificar una transmisión de una sola capa utilizando una serie lineal uniforme (ULA) de polarización única con antenas N1 se define como

donde l = 0,1, ... O1N1 - 1 es el índice de precodificador y O1 es un factor de sobremuestreo de enteros. Un precodificador para una serie lineal uniforme de polarización dual (ULA) con N1 antenas por polarización (y, por lo tanto, con 2N1 antenas en total) se puede definir de manera similar como

W1D(0 ■ w1D(t) 0 l r l i Ecuación

wW.Dp{l>NiPl) e¡<hv-:D{>). . O iv :lí)( í ) j 5

donde j es un factor de co-fase entre las dos polarizaciones, que pueden, por ejemplo, seleccionarse de un alfabeto de QPSK

Se puede crear un vector correspondiente de precodificador para una serie plana uniforme bidimensional (UPA) con N1XN2 antenas tomando el producto de Kronecker de dos vectores de precodificador como W2D (l, m) = wid (l, Ni, Oi)®wiü(m, N2, O2), donde O2 es un factor de sobremuestreo de números enteros en la dimensión N2. Cada precodificador W2D (l, m) forma un haz de DFT de 2D, todos los precodificadores {w2d(I, m), l = 0, ..., N1O1 - 1; m = 0, ..., N2O2 - 1} forman una cuadrícula de haces de transformada discreta de Fourier (d Ft ). Un ejemplo se muestra en la figura 4 donde (N1, N2) = (4,2) and (O1, O2) = (4,4). Cada una de las cuadrículas de haces de DFT apunta a una dirección espacial que puede describirse mediante un acimut y una elevación. Para simplificar, en las siguientes secciones, los términos 'haces de DFT' y 'precodificadores de DFT' se usan indistintamente, aunque los 'precodificadores' se usan para formar los 'haces'.

De manera más general, un haz con un par de índices (l, m) puede identificarse por la dirección en la que se transmite la mayor energía cuando se utilizan pesos W2d( del, m) de precodificación en la transmisión. Además, se puede usar un ahusamiento de magnitud con haces de DFT para bajar los lóbulos laterales del haz, con el patrón del haz en direcciones alejadas del haz principal. Un precodificador de DFT de 1D a lo largo de las dimensiones N1 y N2 con magnitud decreciente se puede expresar como

Donde 0 < fyi, Yk < 1 (i = 0,1, ..., N1 - 1; k = 0,1, ..., N2 - 1) son factores de escala de amplitud. = 1, Yk = 1 (i = 0,1, ..., N1 - 1; k = 0,1, ..., N2 - 1) no corresponden a ningún ahusamiento. Los haces de DFT (con o sin un ahusamiento de magnitud) tienen un desplazamiento lineal de fase entre elementos a lo largo de cada una de las dos dimensiones. Sin pérdida de generalidad, se puede asumir que los elementos de ^w (I, m) están ordenados de acuerdo con ^w (I, m) = W1D (l, N1, O1, fy)®W1D (m, N2, O2, y), de tal manera que los elementos adyacentes corresponden a elementos de antena adyacentes a lo largo de la dimensión N2, y los elementos de w(I, m) separados de N2 corresponden a elementos de antena adyacentes a lo largo de la dimensión N1. Entonces, el desplazamiento de fase entre dos elementos wS1(I, m) y Ws2(l, m) de w(I, m) se puede expresar como:

donde

- S1 = Í1N2 + Í2 and S2 = kN2 k.2 (con 0 < Í2 < N2, 0 < Í1 < N1, 0 k.2 < N2, y 0 < k1 < N1) son números enteros que identifican dos entradas del haz ^w (I, m) de modo que (ñ, i2) indica a una primera entrada del haz ^w (I, m) que está mapeado para un primer elemento de antena (o puerto) y (k1, k2) indica a una segunda entrada del haz w(I, m) que está mapeado para un segundo elemento de antena (o puerto).

- Os1 = fy/1Y/2 y »s2 = fyk1Yk2 son números reales, a/ # 1 (i = S1, S2) si se usa el ahusamiento de magnitud; de lo contrario, a/ = 1.

. 1 O^jíV^jes un desplazamiento de fase correspondiente a una dirección a lo largo de un eje, por ejemplo, del eje horizontal ('azimut').

¿4 >*'r

- 0?N?- es un desplazamiento de fase correspondiente a la dirección a lo largo de un eje, por ejemplo, del eje vertical ('elevación').

Por lo tanto, un k-ésimo haz d(k) formado con el precodificador w(lk, mk) puede ser también denominada, por simplicidad, por el precodificador correspondiente, w(lk, mk), es decir que d(k) = w(lk, mk), aunque un 'precodificador' se utilice para formar un 'haz'. De este modo, cuando, en esta divulgación, se hace referencia al precodificador utilizado para formarlo, un haz d(k) también se puede describir en esta divulgación como un conjunto de números complejos, caracterizándose cada elemento del conjunto por al menos un desplazamiento de fase complejo, de tal manera que un elemento del haz está relacionado con cualquier otro elemento del haz donde dn(k) = d\(k)ai,nei2n(pA1’k+qA2’k') = d\(k)ai,n(e¡2nA1’k)P(e¡2nA2’k)q, donde d(k) es el i-ésimo elemento de un haz d(k), a,n, es un número real correspondiente a los elementos i-ésimo y n-ésimo del haz d(k); p y q son números enteros; y A u y A2,k son números reales correspondientes a un haz con par índice (lk, mk) que determinan los desplazamientos de fase complejos e¡2nA1’k and e2nA2 k, respectivamente. El par índice (lk, mk) corresponde a la dirección de llegada o salida de una onda plana cuando el haz d(k) se utiliza para la transmisión o la recepción en una UPA o en una ULA. Un haz d(k) puede identificarse con un índice k' único donde = lk + N1Ü1mk, es decir, a lo largo de la dimensión vertical o N2 primero, o alternativamente = lk + NOmk, es decir, primero a lo largo de la dimensión horizontal o N1.

En la figura 5 se muestra un ejemplo de elementos de precodificador de un haz w(l, m) para el mapeo de puertos de antena donde se ilustra una antena única de polarización de 2D con (N1, N2) = (4,2). w((l, m) se aplica en la señal de transmisión (Tx) para el puerto i (i = 1,2, ..., 8) a los elementos de antena E1-E8. Existe un desplazamiento constante de fase entre dos elementos de precodificador asociados con dos puertos de antena adyacentes a lo largo de cada dimensión. Por ejemplo, con A2 definido como anteriormente, el desplazamiento de fase entre w-i(l, m) y w2(l, m) es e¡2nA2, que es lo mismo que el desplazamiento de fase entre w7(l, m) y ws(l, m). De manera similar, con A1 definido como anteriormente, el desplazamiento de fase entre w2(l, m) y w4(l, m) es ej2nA1, que es el mismo que el desplazamiento de fase entre w5(l, m) y w7(l, m).

La extensión del precodificador para una ULA de polarización dual se puede hacer entonces como

Se puede crear una matriz de precodificador I/K2d,dp para transmisión multi-capa agregando columnas de vectores de precodificador de DFT como

^2ÍU>P = \W 2D,Dpíh>m l ’ 0 l ) W2[),Dp{h ’ m 2>(p2 ) w 2D,DP^R>m R><pR)\

donde R es el número de capas de transmisión, es decir, el rango de transmisión. En un caso especial para un precodificador de DFT de rango 2, mi = m2 = m y h = l2 = l, tenemos que

Para cada rango, todos los candidatos al precodificador forman un "libro de códigos del precodificador" o un "libro de códigos". Un dispositivo inalámbrico puede determinar primero el rango del canal estimado de banda ancha de enlace descendente en base a la CSI-RS. Tras identificar el rango, para cada subbanda, el dispositivo inalámbrico busca después, a través de todos los candidatos de precodificador, en un libro de códigos para el rango determinado a fin de encontrar el mejor precodificador para la subbanda. Por ejemplo, en el caso del rango = 1, el dispositivo inalámbrico buscaría a través de w2D,Dp(k, l, y) todos los valores posibles (k, l, y). En el caso del rango = 2, el dispositivo inalámbrico buscaría a través de

para todos los valores posibles (k, l, y1, y 2).

Con MIMO multiusuario, dos o más usuarios en la misma célula se programan conjuntamente en el mismo recurso de frecuencia de tiempo. Esto es, se transmiten dos o más corrientes de datos independientes a diferentes dispositivos inalámbricos al mismo tiempo, y el dominio espacial se usa para separar las respectivas corrientes. Al transmitir varias corrientes simultáneamente, se puede aumentar la capacidad del sistema. Sin embargo, esto tiene el coste de reducir la SINR por corriente, ya que la energía debe compartirse entre las corrientes, y las corrientes interferirán entre sí.

Cuando se aumenta el tamaño de la serie de antenas, la ganancia aumentada de formación de haz conducirá a una SINR más alta, sin embargo, como el rendimiento del usuario depende sólo logarítmicamente de la SINR (para SINR grandes), es beneficioso intercambiar las ganancias en SINR por una ganancia de multiplexación, que aumenta linealmente con el número de usuarios multiplexados.

Se requiere una CSI precisa para realizar la formación de nulos apropiada entre usuarios programados conjuntamente. En el estándar actual de la versión 13 de la LTE, no existe un modo especial de CSI para MU-MIMO, y, de este modo, la programación y la construcción del precodificador MU-MIMO deben basarse en el reporte de CSI existente diseñado para MIMO de usuario único (esto es, en un PMI que indique un precodificador basado en DFT, un RI y un CQI). Esto puede resultar un desafío considerable para Mu-MIm O, ya que el precodificador reportado contiene sólo información sobre la dirección del canal más fuerte para un usuario, y, de este modo, puede no contener suficiente información para hacer una formación de nulo adecuada, lo que puede conducir a una gran cantidad de interferencia entre usuarios programados, reduciendo el beneficio de MU-MIMO.

Se ha demostrado que los libros de códigos avanzados que comprenden precodificadores con múltiples haces mejoran el rendimiento de MU-MIMO debido a las capacidades perfeccionadas de formación de nulos. Tales precodificadores multi-haz se pueden definir como sigue. Primero definimos Dⁿ como una matriz de DFT de tamaño N*N, es decir, que los elementos de Dⁿ se definen como

- j2.nkl

[Dⁿ}k,i - - ^ e — .

Además, definimos RN(q) =

diag([ei2^0f ^{e j2n-lj¡}... ^{e j2n <N -l)ji])}

para ser una matriz de rotación de tamaño N*N, definida para 0 < q <1. Multiplicar Dⁿ con Ri\i(q) desde la izquierda crea una matriz de DFT rotada con entradas

Í1 d2... dN] de DFT consta de vectores de columna ortogonales normalizados

que además abarcan el espacio vectorial

Es decir, que las columnas de RN(q)DN, para cualquier q, son una base ortonormal de

Comenzamos extendiendo las matrices (rotadas) de DFT que eran transformadas apropiadas para una ULA de polarización única, como se analizó anteriormente, para que encajen también en el caso más general de series planas uniformes 2D (UPA) de polarización dual.

Definimos una matriz rotada de DFT 2D como DNv,NH(q
)®(RNv(qv)DNv) = [d1 columnas

de DNv,NH(qv, qH) constituyen una base ortonormal del espacio vectorial

{TNyN X

Tal columna di se va a denominar, de aquí en adelante, haz (de DFT), y tendremos en cuenta que cumple la definición previa de haz dada anteriormente.

Considérese ahora una UPA de polarización dual, donde la matriz de canal H = [Hpo/1 Hpoi2]. Crear una matriz de transformación espacial de haces de polarización dual BNv,NH(qv, qH) =

de BNv,NH(qv, qH) constituyen una base ortonormal del espacio vectorial

!i"2NyNH

Tal columna bi se va a denominar, de aquí en adelante, haz de polarización única (haz SP), ya que está constituida por un haz d transmitido en una polarización única (es decir, que

o

ro í

uiJ).

También introducimos un haz de polarización dual de notación para referirnos a un haz transmitido en ambas polarizaciones (co-fase con un factor de co-fase (arbitrario) eja, es decir que

Utilizando el supuesto de que el canal es algo escaso, podemos capturar una cantidad suficiente de la energía de canal seleccionando únicamente un subconjunto de columnas de BNv,NH(qv, qH). Es decir, que es suficiente describir un par de haces de SP, lo que reduce la sobrecarga de retroalimentación. De este modo, podemos seleccionar un subconjunto I^s de columnas, que consta de columnas N^sp columnas de BNv,NH(qv, qH), para crear una matriz de transformación de espacio de haz reducida Bis = [bis(1) bis(2) ... bis(NSP)]. Por ejemplo, se puede seleccionar el número I^s = [151025] de columnas para crear la matriz de transformación de espacio de haz reducida B^is = [b1 b5 b10 b25].

La estructura más general de precodificador para la precodificación de una sola capa viene dada como:

son coeficientes complejos. Una estructura de precodificador multi-haz más refinada se consigue al separar los coeficientes complejos en una potencia (o amplitud) y una parte de fase como

El vector precodificador puede entonces expresarse como

La selección de W1 puede hacerse entonces sobre una base de banda ancha, mientras que la selección de W2 puede hacerse sobre una base de subbanda. El vector de precodificador para subbanda l puede expresarse como wi = W1W2(l). Esto es, sólo W2 es función del índice l de subbanda.

Como multiplicar el vector de precodificador w con una constante compleja C no cambia sus propiedades de formación de haces (ya que sólo la fase y la amplitud en relación con los otros haces de polarización única son importantes), se puede presuponer, sin pérdida de generalidad, que los coeficientes correspondiente a, por ejemplo, el haz 1 de SP se fija en p1 = 1 and el01 = 1, de modo que los parámetros para un haz menos tienen que ser señalizados desde el dispositivo inalámbrico a la estación base. Además, se puede asumir adicionalmente que el precodificador se multiplica por un factor de normalización, de modo que, por ejemplo, se cumple una restricción de potencia de suma, es decir, que es || w||2 = 1. Cualquier factor de normalización de tal tipo se omite de las ecuaciones aquí en aras de mayor claridad.

De este modo, necesitan ser retroalimentados por el dispositivo inalámbrico a la estación base

- Las columnas elegidas de BNv,NH(qv, qH), es decir, los haces N^sp de polarización única. Esto requiere N^sp • log2 2NvNh bits como mucho;

- Los factores de rotación base vertical y horizontal qvy qH. de DFT. Por ejemplo, el

i = 0,1, ..., Q - 1, para algún valor de Q. La sobrecarga correspondiente sería entonces de 2 • log2 Q bits;

- Los niveles de potencia (relativos) {p2, p3, ..., p^nsp} de los haces SP. Si L es el número de posibles niveles de potencia discreta, se necesitan (N^sp - 1) • log2 bits para retroalimentar los niveles de potencia del haz SP; y

- Los factores de co-fase

{e ia2,eja*,...,eJaNsp}

de los haces SP. Por ejemplo, a(k) =

2 nk

k = 0,1, ... K - 1, para algún valor de K. La sobrecarga correspondiente sería, (N^sp - 1) - log2 K bits por rango por reporte de W2.

En algunas implantaciones, las fases de los haces SP pueden cuantificarse a través de la frecuencia. Suponemos que un vector wf de precodificador multi-haz para cada PRB f = 0,1, ..., N^rb - 1 debe cuantificarse y retroalimentarse y que el vector de precodificador multi-haz es una función de las fases del haz SP como

Q J (/)

gJaz(f)

Wf --- BIcs/P

e¡aNsf, (I)

Obsérvese aquí nuevamente que se puede establecer eia1(f> = 1, ya que sólo las fases relativas son importantes. Nos interesa caracterizar el cambio de fase sobre la frecuencia para cada haz de SP, es decir, los vectores y¡ = [ea/0) e/a/D ... eJai(NRB-i)]T, i = 2,3, ...,,Nsp.

En algunas de tales implantaciones, las fases de cada haz de SP se aproximan como una función polinómica sobre la frecuencia. Es decir, que

donde

iln u-m)m=Q

son un conjunto de coeficientes de valor real. En lugar de cuantificar y retroalimentar una selección de las fases reales para cada haz SP y frecuencia, los coeficientes de valor real convertidos en parámetros se cuantifican y retroalimentan como parte de la retroalimentación del precodificador. Esto puede reducir significativamente la sobrecarga de retroalimentación requerida para transmitir la selección de las fases del haz SP, especialmente si el ancho de banda del canal es grande y el orden del polinomio es pequeño.

Los coeficientes am pueden seleccionarse entonces de un conjunto de posibles coeficientes de fase polinómica. Por ejemplo, el orden M del polinomio puede ser igual a 1, de modo que el cambio de fase sobre la frecuencia se aproxima como una función lineal. En este caso, sólo es necesario estimar, cuantificar y retroalimentar dos coeficientes por haz, a0 y a\.

Algunas realizaciones incluyen la optimización de la sobrecarga de retroalimentación asociada con un libro de códigos de precodificador multi-haz usando diferente granularidad de cuantificación y/o granularidad de frecuencia de diferentes componentes de haz.

Dado que existe un cierto "presupuesto" de bits de retroalimentación para gastar en la cuantificación de las fases selectivas de frecuencia para cada haz, se pueden gastar más bits en cuantificar los componentes de haz más fuertes. Los haces con un nivel de potencia más bajo contribuirán en menor medida al rendimiento general de precodificación. Por lo tanto, si se desea minimizar el error absoluto general de cuantificación, se puede permitir que los haces más débiles tengan un error relativo de cuantificación mayor que los haces más fuertes y, de este modo, asignar menos bits para la cuantificación de fase a los haces más débiles que a los haces más fuertes.

La selectividad de frecuencia de las fases de cada componente de haz en un precodificador multi-haz puede ser diferente. De este modo, el rendimiento puede aumentar si la granularidad de frecuencia del reporte de cada componente de haz constituyente se puede establecer de forma independiente.

Dado que la dispersión de retardo de canal dentro de cada haz es relativamente pequeña, el cambio de fase sobre la frecuencia (o subbandas) es, en general, también, relativamente pequeño (por ejemplo, dentro de 180 grados). Por lo tanto, las diferencias de fase entre subbandas adyacentes pueden codificarse con un número menor de bits que codificando la fase absoluta de cada subbanda.

Al permitir que la cuantificación y/o la granularidad de frecuencia de las fases de cada componente de haz constituyente en el libro de códigos del precodificador multi-haz se establezca individualmente, el rendimiento de la precodificación se puede mejorar a la vez que se mantiene igual o se reduce la sobrecarga de retroalimentación.

Volviendo a las figuras de los dibujos, la figura 6 es un diagrama de bloques de una red inalámbrica de comunicación configurada de acuerdo con los principios establecidos en el presente documento. La red inalámbrica 10 de comunicación incluye una nube 12 que puede incluir Internet y/o la red telefónica conmutada pública (PSTN). La nube 12 también puede servir como una red de retorno de la red inalámbrica 10 de comunicación. La red inalámbrica 10 de comunicación incluye uno o más nodos 14A y 14B de red, que pueden comunicarse directamente, por ejemplo, mediante una interfaz X2 en las realizaciones LTE, y a los que se hace referencia colectivamente como nodos 14 de red. Los nodos 14 de red pueden servir a dispositivos inalámbricos 16A y 16B, denominados colectivamente en el presente documento como dispositivos inalámbricos 16. Obsérvese que, aunque sólo se muestran dos dispositivos inalámbricos 16 y dos nodos 14 de red por conveniencia, la red inalámbrica 10 de comunicación puede incluir típicamente muchos más dispositivos inalámbricos (WD) 16 y nodos 14 de red. Además, en algunas realizaciones, los WD 16 pueden comunicarse directamente usando lo que a veces se denomina conexión de enlace lateral.

El nodo 14 de red tiene un determinador de granularidad o controlador 18 configurado para configurar el dispositivo inalámbrico para transmitir un precodificador que comprende unos parámetros primero y segundo de fase de haz, donde la granularidad de frecuencia de los parámetros de fase de haz es diferente. El número de valores de fase usados para el segundo parámetro de fase de haz puede ser menor que el número de valores de fase usados para el primer parámetro de fase de haz. Alternativamente, o adicionalmente, la granularidad de frecuencia usada para el segundo parámetro de fase de haz puede ser mayor que la granularidad de frecuencia usada para el primer parámetro de fase de haz. De manera similar, el dispositivo inalámbrico 16 tiene un informador de c Si con granularidad configurable 20 configurado para transmitir un precodificador que comprende unos parámetros primero y segundo de fase de haz, donde la granularidad de los parámetros de fase de haz es diferente. El número de valores de fase usados para el segundo parámetro de fase de haz puede ser menor que el número de valores de fase usados para el primer parámetro de fase de haz. Alternativamente, o adicionalmente, la granularidad de frecuencia usada para el segundo parámetro de fase de haz puede ser mayor que la granularidad de frecuencia usada para el primer parámetro de fase de haz.

La figura 7 es un diagrama de bloques de un nodo 14 de red configurado para determinar un precodificador usando un libro de códigos de precodificador multi-haz. El nodo 14 de red tiene una circuitería 22 de procesamiento. En algunas realizaciones, la circuitería de procesamiento puede incluir una memoria 24 y un procesador 26, conteniendo la memoria 24 instrucciones que, cuando son ejecutadas por el procesador 26, configuran el procesador 26 para que realice la función o funciones descrita/s en el presente documento, incluyendo las relacionadas con determinar la configuración de un dispositivo inalámbrico 16. Además de un procesador y una memoria tradicionales, la circuitería 22 de procesamiento puede incluir circuitería integrada para procesar y/o controlar, por ejemplo, uno o más procesadores y/o núcleos de procesador y/o FPGA (matriz de puertas programables en campo) y/o ASIC (circuitería integrada de aplicación específica).

La circuitería 22 de procesamiento puede comprender y/o estar conectada y/o configurarse para acceder a (por ejemplo, escribir y/o leer desde) la memoria 24, que puede comprender cualquier clase de memoria volátil y/o no volátil, por ejemplo, caché y/o memoria intermedia y/o RAM (memoria de acceso aleatorio) y/o ROM (memoria de sólo lectura) y/o memoria óptica y/o EPROM (memoria de sólo lectura programable y borrable). Tal memoria 24 puede configurarse para almacenar código ejecutable por circuitería de control y/u otros datos, por ejemplo, datos pertenecientes a la comunicación, por ejemplo, de configuración y/o de dirección de nodos, etc. La circuitería 22 de procesamiento puede configurarse para controlar cualquiera de los métodos descritos en el presente documento y/o para hacer que tales métodos se realicen, mediante, por ejemplo, el procesador 26. Las instrucciones correspondientes pueden almacenarse en la memoria 24, pudiendo ser legibles y/o estar conectadas de manera legible a la circuitería 22 de procesamiento. En otras palabras, la circuitería 22 de procesamiento puede incluir un controlador, que puede incluir un microprocesador y/o microcontrolador y/o dispositivo de FPGA (matriz de puertas programables en campo) y/o dispositivo de ASIC (circuito integrado específico de aplicación). Puede considerarse que la circuitería 22 de procesamiento incluye o puede estar conectada o ser conectable a la memoria, la cual puede configurarse para ser accesible para lectura y/o escritura por el controlador y/o por la circuitería 22 de procesamiento.

La memoria 24 está configurada para almacenar una granularidad 30 de un factor de co-fase para cada haz de una pluralidad de haces. La memoria 24 está configurada adicionalmente para almacenar factores 32 de co-fase para cada haz de una pluralidad de haces. En algunas realizaciones, el procesador 26 está configurado para determinar la granularidad de un factor de co-fase para cada haz de una pluralidad de haces mediante un determinador 18 de granularidad. El procesador 26 está configurado para determinar un precodificador usando unos factores primero y segundo de co-fase. Un transceptor 28 está configurado para recibir el primer factor de co-fase determinado para un primer haz con una primera granularidad, y recibir el segundo factor de co-fase determinado para un segundo haz con una segunda granularidad, siendo la segunda granularidad mayor que la primera granularidad. En algunas realizaciones, el transceptor 28 está configurado adicionalmente para transmitir las granularidades a un dispositivo inalámbrico 16. Cabe señalar que, aunque el término "transceptor" se usa en el presente documento, se entiende que este término se usa por conveniencia y no debe interpretarse como limitación a las implantaciones a un solo elemento de comunicación, como, por ejemplo, a un circuito integrado, que incluye tanto un transmisor como un receptor. Se entiende que se pueden utilizar un transmisor y un receptor separados físicamente.

La figura 8 es un diagrama de bloques de una realización alternativa del nodo 14 de red, que incluye un módulo 25 de memoria configurado para almacenar una granularidad 30 de un factor de co-fase para cada haz de una pluralidad de haces y para almacenar factores 32 de co-fase. Un módulo 19 determinador de granularidad está configurado para determinar la granularidad de un factor de co-fase para cada haz de una pluralidad de haces. Un módulo 35 de precodificador está configurado para determinar un precodificador usando los factores de co-fase. El nodo 14 de red incluye también un módulo 29 de transceptor configurado para recibir factores de co-fase y, en algunas realizaciones, para transmitir las granularidades a un dispositivo inalámbrico 16.

La figura 9 es un diagrama de bloques de un dispositivo inalámbrico 16 configurado para determinar un precodificador a partir de un libro de códigos de precodificador multi-haz. El dispositivo inalámbrico 16 incluye una circuitería 42 de procesamiento que incluye una memoria 44 y un procesador 46. En algunas realizaciones, la circuitería de procesamiento puede incluir una memoria 44 y un procesador 46, conteniendo, la memoria 44, instrucciones que, cuando son ejecutadas por el procesador 46, configuran al procesador 46 para que realice una o más de las funciones descritas en el presente documento, incluyendo aquéllas relacionadas con la determinación de una configuración de un dispositivo inalámbrico 16. Además de un procesador y una memoria tradicionales, la circuitería 42 de procesamiento puede incluir circuitería integrada para el procesamiento y/o control, como, por ejemplo, uno o más procesadores y/o núcleos de procesador y/o FPGA (matrices de puertas programables en campo) y/o ASIC (circuitería integrada específica de aplicación).

La circuitería 42 de procesamiento puede comprender y/o estar conectado a y/o estar configurado para acceder (por ejemplo, escribir y/o leer desde) la memoria 44, que puede comprender cualquier clase de memoria volátil y/o no volátil, por ejemplo, de caché y/o memoria intermedia y/o RAM (memoria de acceso aleatorio) y/o ROM (memoria de sólo lectura) y/o memoria óptica y/o EPROM (memoria de sólo lectura programable y borrable). Tal memoria 44 puede configurarse para almacenar código ejecutable por circuitería de control y/u otros datos, por ejemplo, datos pertenecientes a la comunicación, por ejemplo, datos de configuración y/o de dirección de nodos, etc. La circuitería 42 de procesamiento puede configurarse para controlar cualquiera de los métodos descritos en el presente documento y/o hacer que tales métodos se realicen, por ejemplo, mediante el procesador 46. Las instrucciones correspondientes pueden almacenarse en la memoria 44, que pueden ser legibles y/o estar conectadas de manera legible a la circuitería 42 de procesamiento. En otras palabras, la circuitería 42 de procesamiento puede incluir un controlador, que puede incluir un microprocesador y/o microcontrolador y/o dispositivo de FPGA (matriz de puertas programables en campo) y/o dispositivo ASIC (circuito integrado específico de aplicación). Se puede considerar que la circuitería 42 de procesamiento incluye o puede estar conectada o ser conectable a memoria, que puede configurarse para ser accesible para lectura y/o escritura por el controlador y/o la circuitería 42 de procesamiento.

La memoria 44 está configurada para almacenar factores de co-fase. El procesador 46 está configurado para determinar, para cada haz, mediante un determinador 20 de granularidad, la granularidad de un factor de co-fase, y para determinar, mediante un determinador 52 de factor de co-fase, un factor de co-fase para cada haz con la granularidad determinada. El dispositivo inalámbrico 16 incluye también un transceptor 48 configurado para transmitir las granularidades y factores de co-fase a un nodo 14 de red.

La figura 10 es un diagrama de bloques de una realización alternativa del dispositivo inalámbrico 16. El módulo 45 de memoria está configurado para almacenar factores 50 de co-fase. El módulo 21 de determinador de granularidad está configurado para determinar, para cada haz, una granularidad de un factor de co-fase. El módulo 53 de determinador del factor de co-fase está configurado para determinar un factor de co-fase para cada haz con la granularidad determinada. El módulo 49 de transceptor está configurado para transmitir las granularidades y los factores de co-fase al nodo 14 de red.

La figura 11 es un diagrama de bloques de una realización alternativa del dispositivo inalámbrico 16 configurado para determinar un precodificador a partir de un libro de códigos de precodificador multi-haz. El dispositivo inalámbrico 16 incluye una circuitería 62 de procesamiento que incluye una memoria 64 y un procesador 66. En algunas realizaciones, la circuitería de procesamiento puede incluir una memoria 64 y un procesador 66, conteniendo, la memoria 64, instrucciones que, cuando son ejecutadas por el procesador 66, configuran el procesador 66 para que realice una o más de las funciones descritas en el presente documento, incluidas aquéllas relacionadas con la determinación de una configuración de un dispositivo inalámbrico 16. Además de un procesador y una memoria tradicionales, la circuitería 62 de procesamiento puede incluir un circuito integrado para el procesamiento y/o control de, por ejemplo, uno o más procesadores y/o núcleos de procesador y/o FPGA (matrices de puertas programables en campo) y/o ASIC (circuitería integrada específica de aplicación).

La circuitería 62 de procesamiento puede comprender y/o estar conectada a y/o estar configurada para acceder a (por ejemplo, escribir y/o leer desde) la memoria 64, que puede comprender cualquier tipo de memoria volátil y/o no volátil, por ejemplo, caché y/o memoria intermedia y/o RAM (memoria de acceso aleatorio) y/o ROM (memoria de sólo lectura) y/o memoria óptica y/o EPROM (memoria de sólo lectura programable y borrable). Tal memoria 64 puede estar configurada para almacenar código ejecutable por circuitería de control y/u otros datos, por ejemplo, datos pertenecientes a la comunicación, por ejemplo, de configuración y/o datos de dirección de nodos, etc. La circuitería 62 de procesamiento puede estar configurada para controlar cualquiera de los métodos descritos en el presente documento y/o para hacer que tales métodos sean realizados, por ejemplo, por el procesador 66. Las instrucciones correspondientes pueden almacenarse en la memoria 64, que pueden ser legibles y/o estar conectadas de manera legible a la circuitería 62 de procesamiento. En otras palabras, la circuitería 62 de procesamiento puede incluir un controlador, que puede incluir un microprocesador y/o un microcontrolador y/o un dispositivo FPGA (matriz de puertas programables en campo) y/o un dispositivo ASIC (circuito integrado específico de aplicación). Puede considerarse que la circuitería 62 de procesamiento incluye o puede estar conectada a o ser conectable a la memoria, la cual puede estar configurada para ser accesible para lectura y/o escritura por la circuitería 62 de procesamiento y/o por el controlador.

La memoria 64 está configurada para almacenar parámetros 70 de fase de haz. El procesador 66 está configurado para implantar un determinador 72 de parámetro de fase de haz [s/c.] configurado para determinar, a partir de un libro de códigos, una indicación de un precodificador que comprende un primer parámetro de fase de haz y un segundo parámetro de fase haz correspondientes a un primer haz y a un segundo haz. En algunas realizaciones, el primer parámetro de fase de haz toma uno de un primer número entero de valores de fase. El segundo parámetro de fase de haz toma uno de un segundo número entero de valores de fase, teniendo, el segundo haz, una potencia menor que el primer haz, y siendo, el segundo número entero de valores de fase, menor que el primer número entero de valores de fase. El transceptor 68 está configurado para transmitir el precodificador seleccionado a un nodo 14 de red.

La figura 12 es un diagrama de bloques de una realización alternativa del dispositivo inalámbrico 16. Un módulo 65 de memoria está configurado para almacenar parámetros 70 de fase de haz. Un módulo 73 de determinador de parámetro de fase de haz puede implantarse como equipo lógico informático (software) ejecutado por un procesador para determinar, a partir de un libro de códigos, la indicación de un precodificador que comprende un primer parámetro de fase de haz y un segundo parámetro de fase de haz correspondientes a un primer haz y a un segundo haz. El módulo 69 de transceptor puede implantarse en parte mediante software ejecutado por un procesador, y está configurado para transmitir el precodificador seleccionado a un nodo 14 de red.

La figura 13 es un diagrama de flujo de un proceso ejemplar en un nodo 14 de red para determinar un precodificador usando un libro de códigos de precodificador multi-haz. El proceso incluye recibir, mediante el transceptor 28, un primer factor de co-fase determinado para un primer haz con una primera granularidad (bloque S100). El proceso incluye adicionalmente recibir, mediante el transceptor 28, un segundo factor de co-fase determinado para un segundo haz con una segunda granularidad, siendo la segunda granularidad mayor que la primera granularidad (bloque S102). El proceso incluye adicionalmente determinar, mediante el procesador 26, un precodificador, usando los factores primero y segundo de co-fase (bloque S104).

La figura 14 es un diagrama de flujo de un proceso ejemplar para determinar un precodificador a partir de un libro de códigos de precodificador multi-haz. El proceso incluye determinar, mediante un determinador 18 de granularidad, para cada haz, la granularidad de un factor de co-fase, la granularidad de un factor de co-fase para un haz que se basa en la fuerza de haz, teniendo un haz más débil una granularidad menor que una haz más fuerte (bloque S106), y determinar, mediante el determinador 52 del factor de co-fase, un factor de co-fase para cada haz con la granularidad determinada (bloque S108). Los factores de co-fase se transmiten a un nodo 14 de red (bloque S110).

La figura 15 es un diagrama de flujo de un proceso ejemplar para que un dispositivo inalámbrico para determinar un precodificador a partir de un libro de códigos de precodificador multi-haz. El proceso incluye determinar, mediante un parámetro 72 de fase de haz de un libro de códigos, la indicación de un precodificador que comprende un primer parámetro de fase de haz y un segundo parámetro de fase de haz correspondientes a un haz primero y a un haz segundo, respectivamente (bloque S112). El primer parámetro de fase de haz toma uno de un primer número entero de valores de fase, y corresponde a una primera granularidad de frecuencia. El segundo parámetro de fase de haz toma uno de un segundo número entero de valores de fase, y corresponde a una segunda granularidad de frecuencia (bloque S112). El proceso incluye también informar, mediante el transceptor 68, la indicación determinada del precodificador al nodo 14 de red (bloque S114).

Considérese un libro de códigos de precodificador multi-haz como se describió anteriormente, donde los precodificadores W pueden construirse combinando linealmente un conjunto de componentes de haz y donde pueden seleccionarse al menos las fases de cada haz. Los precodificadores de rango 1 en tal libro de códigos pueden expresarse como, por ejemplo,

En algunas realizaciones, la estructura del precodificador puede no incluir la asignación de potencia del haz de modo que sea = B^isW ² . En otras realizaciones, el nivel de potencia del haz puede incluirse en W2. Se observa que hay muchas maneras equivalentes de expresar una estructura de libro de códigos de precodificador que comprendan la construcción de los precodificadores combinando linealmente un conjunto de componentes de haz y donde se puedan seleccionar al menos las fases de cada haz, la estructura de libro de códigos específica utilizada aquí debe considerarse como un ejemplo de tal estructura de libro de códigos, pero algunos principios de la divulgación son asimismo aplicables a otras estructuras de libro de códigos. En una apreciación similar, sólo se usan precodificadores de rango 1 en los ejemplos y explicaciones del presente documento, pero algunos principios de la divulgación son aplicables a libros de códigos con precodificadores de cualquier rango.

Algunas realizaciones emplean una granularidad de cuantificación (posiblemente) diferente para cada componente de haz SP del precodificador W.

En un primer conjunto de realizaciones, se utilizan diferentes granularidades de frecuencia de las fases de cada componente de haz. Esto puede describirse dejando

donde Gi denota la granularidad de frecuencia del haz i y y¡(k) denota una fase correspondiente al haz i. De este modo, se utiliza el mismo valor de q¡(k) para PRB consecutivos de Gi en frecuencia, lo que implica que es necesario retroalimentar menos parámetros como parte del reporte de W2. En la figura 1 se ilustra un ejemplo de diferentes granularidades de frecuencia. 15. Por lo tanto, para un ancho de banda de PRB de N^rb y una granularidad de frecuencia de PRB de Gi, los valores

necesitan ser retroalimentados para cada haz. El reporte W2 resultante requeriría

bits por haz y rango, y, de este modo,

bits por rango en total.

En algunas realizaciones, la granularidad de frecuencia de cada haz se selecciona para que sea un múltiplo del tamaño de subbanda. Por ejemplo, dado un ancho de banda del sistema de N^rb = 50 en la Tabla 1, el tamaño de la subbanda se define como ksub = 6 PRB. Por lo tanto, la granularidad Gi de frecuencia asociada con el haz i se elige como un múltiplo entero de 6 PRBs. Escrito de manera más general, la granularidad Gi de frecuencia asociada con el haz i se elige como Gi = miksub, donde mi es el múltiplo entero asociado con el haz i. En algunas realizaciones, el nodo 14 de red puede configurar semiestáticamente valores múltiples enteros {mi} para un dispositivo inalámbrico 16. En algunas realizaciones adicionales, los múltiplos enteros m2, m3, ..., mNSp pueden ser RRC configurados por el nodo 14 de red para el dispositivo inalámbrico 16, y se presupone que el haz de luz (es decir, el haz i = 1) tiene una granularidad de frecuencia de una subbanda.

En otras realizaciones similares, la granularidad de frecuencia de cada haz se selecciona para que sea o bien un múltiplo entero o bien un múltiplo fraccionario del tamaño de la subbanda. En otras palabras, se permite que el factor mi de multiplicidad sea, por ejemplo, 0,5.

En algunas realizaciones, la granularidad de frecuencia de cada haz se selecciona de un conjunto fijo de valores posibles, por ejemplo, PRB con Gi e {2, 6,10, 25}; y codificado directamente con un número de bits.

En tales realizaciones, la granularidad de cada haz puede ser seleccionada por el dispositivo inalámbrico 16 y señalizada al nodo 14 de red como parte del reporte de CSI. En algunas de tales realizaciones, la selección de granularidad puede ser semipersistente, de modo que se use la misma granularidad para varios reportes de CSI posteriores, con el fin de reducir la sobrecarga de retroalimentación. Por ejemplo, las granularidades de frecuencia del haz pueden considerarse parte del reporte de W1 y transmitirse por separado del reporte de W2.

En otras de tales realizaciones, la granularidad es seleccionada por el nodo 14 de red y señalada al dispositivo inalámbrico 16 como, por ejemplo, parte de un activador de reporte de CSI contenido en un DCI.

Se da ahora una motivación para usar diferentes granularidades de frecuencia para diferentes haces. Los componentes de haz i están en fase conjunta con el "haz principal" (es decir, el haz i = 1) en

La selección de fase óptima de un componente de haz i (para i> 1), ai(f), cambia en función de la frecuencia f y dependerá de la diferencia en el retardo promedio entre el haz i y el haz principal (es decir, el haz 1). Es decir, que si el retardo promedio del haz principal y del haz i es similar, la fase ai(f) puede cambiar bastante lentamente con respecto a la frecuencia y, de este modo, la ai(f) se puede informar con una granularidad de frecuencia más gruesa. Si, por otro lado, la diferencia en el retardo promedio es grande entre el haz i y el haz principal, ai(f) se puede reportar con una granularidad de frecuencia más fina. Una ilustración de esto se da en la figura 16, donde se muestra la selección óptima de fase de cada haz en función de la frecuencia.

En algunas realizaciones, el dispositivo inalámbrico 16 puede seleccionar el haz principal (es decir, que el haz i = 1) de tal manera que minimice la selectividad de frecuencia de las fases de los otros haces en el precodificador multihaz. Esto se puede hacer, por ejemplo, comparando los retardos promedios Ti de cada componente de haz y seleccionando el haz principal como aquél que, por ejemplo, minimiza la diferencia al cuadrado de los retardos promedios X¡(^t¡ - ^ti)^a2. Al seleccionar el haz principal de tal manera, las fases de los haces pueden seleccionarse con una granularidad de frecuencia más gruesa, lo que da como resultado una reducción en la sobrecarga de retroalimentación.

En otro conjunto de realizaciones, la fase de cada componente de haz (en función de la frecuencia, "f"), se convierte en factores en dos componentes como

donde a^vg,¡(f) = ej(a+bf) es un desplazamiento de fase lineal en función de la frecuencia que intenta capturar el desplazamiento de fase en frecuencia debido a la diferencia en el retardo promedio del haz i en comparación con el haz principal, y

es una fase restante que se cuantifica con una cierta granularidad de frecuencia según las realizaciones anteriores. La idea es que si se compensa el desplazamiento de fase debido a la diferencia de retardo promedio, la fase restante se puede cuantificar con una granularidad de frecuencia más gruesa, y, de este modo, se puede reducir la sobrecarga resultante. Como motivación para esta realización, consúltese, por ejemplo, "Haz 3 (pol B)" en la figura 17, donde la fase varía rápidamente con la frecuencia pero con un régimen aproximadamente lineal. Al convertir en factores el cambio de fase lineal debido al retardo promedio, el resto es menos selectivo en frecuencia. En la figura 17, el gráfico 60 es el haz principal, el gráfico 62 es el segundo haz y el gráfico 64 es el tercer haz.

En algunas realizaciones, el coeficiente b de fase lineal se establece en base a un retardo promedio estimado de los haces como b = -2n(T¡ - T1)/Nrb. En algunas realizaciones, el coeficiente de fase lineal a se "hornea" con

4 V e m , i ( j ^ r j )

y se establece en cero. En otras realizaciones, se selecciona de un alfabeto PSK

2uk

k = 0,1, ... K - 1, para algún valor de K.

Si la factorización de la fase promedio como una función lineal de frecuencia en a^vg,¡(f) es "exitosa", las fases restantes

puede estar cerca de uno (es decir

1 o equivalente.

Entonces tendría sentido no cuantificar

en todo el rango de fase de [-n, n] pero en su lugar cuantificar en un rango más pequeño, por ejemplo

r H H j

‘ 2 ’ ' 2

De modo que se pueda capturar un mayor nivel de detalle con la misma cantidad de sobrecarga. Adicionalmente o alternativamente, las fases restantes

puede cuantificarse utilizando un muestreo no uniforme, por ejemplo, un muestreo gaussiano, de modo que el muestreo sea más denso alrededor de 0 radianes que para valores de fase más grandes.

En otro conjunto de realizaciones, se usa una granularidad de cuantificación diferente de cada componente i del haz. Por ejemplo, las fases ejai pueden seleccionarse de un alfabeto PSK como

siendo k = 0,1, ... Ki - 1, donde el tamaño del alfabeto PSK, Ki, se establece por separado para cada componente de haz. Los componentes de haz con un nivel p¡ menor de potencia seleccionado en contribuirán en menor medida al rendimiento general de precodificación. Por lo tanto, si se desea minimizar el error absoluto total de cuantificación, se puede permitir que los haces más débiles tengan un error relativo mayor de cuantificación que los haces más fuertes, y, de este modo, asignar menos bits por cuantificación de fase a los haces más débiles (con un p¡ seleccionado pequeño) que los haces más fuertes (con un p¡ seleccionado grande).

Para ilustrar esto, la potencia recibida normalizada de la precodificación con un precodificador multi-haz puede ser aproximadamente

?

i ^{H w f} ^{« c -}iii+ijLs2Píe;(ffrft)ir>

donde C es una constante de normalización y fii es la fase real de canal del componente i de haz. De este modo, la potencia recibida puede interpretarse como la longitud de una suma de vectores, cada uno con una longitud pi y un ángulo e^rfy como se ilustra en la figura 18. De este modo, el error de fase se magnifica con la potencia pi del haz, de modo que un pequeño error de fase para un haz fuerte puede tener un impacto mayor que un mayor error de fase para un haz débil.

El tamaño del alfabeto PSK utilizado para cada haz, K¡, y, de este modo, el número de bits asignados para la cuantificación de fase del haz, puede depender solamente del nivel p¡ de potencia de haz. En una realización ejemplar, los haces con 0,75 < pi < 1 utilizan Ki = 8, mientras que los haces con 0 < p¡ <0,75 utilizan Ki = 4.

En una realización adicional, el nodo 14 de red configura semiestáticamente un dispositivo inalámbrico 16 (por ejemplo, mediante señalización de RRC) con dos tamaños diferentes K1 y K2 de alfabeto PSK, donde K1> K2. El dispositivo inalámbrico 16 aplica el alfabeto K1 de PSK a haces con niveles asociados de potencia que exceden un umbral PTh de potencia previamente configurado (es decir, que el alfabeto K1 de PSK se usa para haces que tienen un nivel pi > PTh de potencia asociado). El dispositivo inalámbrico 16 aplica el alfabeto K2 de PSK para haces con niveles de potencia asociados por debajo del umbral PTh de potencia.

Sea

con W2 en la subbanda con frecuencia [sic.] (f = 1,2, M), donde M es el número total de subbandas. En lugar de cuantificar y codificar la fase ak(fi), las diferencias de fase entre subbandas adyacentes, es decir, Aak(fi) = ak(fi) - a f 1) (con Aak(fi) = ak(fi)), pueden ser codificadas y retroalimentadas al nodo 14 de red. Dado que la dispersión de retardo de canal dentro de cada haz es relativamente pequeña, el cambio de fase sobre la frecuencia (o las subbandas) es también pequeño. Por lo tanto, Aak(f) puede codificarse con un número menor de bits. En la Tabla 3 se muestra un ejemplo, donde se utilizan 3 bits para codificar la fase de la primera subbanda, y 2 bits para el resto de las subbandas. En el ejemplo se necesitan 3+2(M-1) bits en total en lugar de 3M bits si se utilizan 3 bits para la codificación de fase en cada subbanda, un ahorro de M - 2 bits o de alrededor del 33% con M=6.

Tabla 3

La fase a f de cada subbanda se puede restaurar en el nodo 14 de red después de recibir la retroalimentación de {Aak(f), i = 1,2, ..., M} como sigue:

En otra realización, las diferencias de fase entre subbandas adyacentes Aak(fi) = ak(fi) - ak(f-1) se codifican con un código de longitud variable, tal como un código de Huffman, de modo que los pequeños cambios de fase (que son más probables) se codifican con un pequeño número de bits, mientras que los cambios de fase más grandes, y menos probables, se codifican con un gran número de bits. Un ejemplo de un código de tal tipo se da en la figura 19. La figura 19, ilustrada a modo de árbol binario, con el valor codificado como hojas y la cadena de bits que lo representa en las ramas. Como se ve, un cambio de fase de 0 radianes se codifica con la cadena de bits "1", mientras que un cambio de fase de

7T

2

radianes se codifica con "0010" y así sucesivamente. Así, la codificación de la fase cambia 0, 0,

71

2

0,

n

0 se realiza con la cadena de bits "110011101010111", que requiere 15 bits para codificar 8 valores. Con este enfoque, el número promedio de bits necesarios para codificar los desplazamientos de fase entre subbandas se puede reducir significativamente si la fase varía lentamente a través de la frecuencia.

Los principios de la divulgación también se pueden aplicar en el caso en el que se use codificación de fase paramétrica sobre frecuencia, como se describió anteriormente. Esto es, que la fase ejai(f) de cada haz i se codifica paramétricamente sobre la frecuencia como una función polinómica de fase, es decir, que

eÍaíW :::: £ V ¿m=0 ^{a m , Ü}_

De este modo, en una realización de la divulgación, el orden de la función polinómica M¡ para cada haz puede establecerse por separado. Para los haces que iluminan una pequeña cantidad de componentes de múltiples rutas en el canal y que, de este modo, experimentan probablemente una dispersión de retardo baja, se puede elegir un orden polinómico bajo, como Mi = 0 o Mi = 1, correspondientes a una función constante de fase y a una función lineal de fase sobre la frecuencia, respectivamente. La sobrecarga correspondiente para esos haces es, por tanto, baja, ya que sólo se necesitan 1 o 2 coeficientes para convertir en parámetros el cambio de fase sobre la frecuencia. Para otros haces que iluminan un mayor número de componentes de trayectos múltiples en el canal y que, de este modo, experimentan probablemente una mayor dispersión de retardo, se puede usar un orden polinómico superior, por ejemplo Mi = 5, requiriendo retroalimentación de 6 coeficientes polinómicos.

Los órdenes polinómicos de los haces Mo, Mi, ... pueden ser decididos por el nodo 14 de red o por el dispositivo inalámbrico 16, y pueden ser señalizados de una manera similar a las realizaciones analizadas anteriormente.

De este modo, algunas realizaciones proporcionan ventajosamente un método, un dispositivo inalámbrico y un nodo de red que determinan la granularidad para la optimización de la sobrecarga del precodificador. De acuerdo con un aspecto, se proporciona un método en un dispositivo inalámbrico 16 para determinar un precodificador a partir de un libro de códigos de precodificador multi-haz. El método incluye determinar mediante el determinador 20 de granularidad, para cada haz, la granularidad de un factor de co-fase, la granularidad de un factor de co-fase para un haz que se basa en la fuerza de haz, teniendo un haz más débil una granularidad menor que un haz más fuerte. El método incluye también determinar, mediante el determinador 52 del factor de co-fase, un factor de co-fase para cada haz con la granularidad determinada. El método incluye adicionalmente transmitir, mediante el transceptor 48, factores de co-fase a un nodo 14 de red.

En algunas realizaciones, el método incluye adicionalmente transmitir las granularidades al nodo 14 de red. En algunas realizaciones, la granularidad de un factor de co-fase para un haz se basa en la fuerza de haz, teniendo un haz más débil una granularidad menor que un haz más fuerte. En algunas realizaciones, el método incluye adicionalmente determinar, mediante el determinador 20 de granularidad, la granularidad de frecuencia de cada haz para que sea un múltiplo de un tamaño de subbanda. En algunas realizaciones, el método incluye adicionalmente determinar, mediante el determinador 20 de granularidad, la granularidad de una constelación enchavetada por desplazamiento de fase, PSK. En algunas realizaciones, la constelación PSK es 8 PSK para haces que tienen una fuerza de haz por encima de un primer umbral, y es PSK en cuadratura (QPSK) para haces que tienen una fuerza de haz por debajo de un segundo umbral. En algunas realizaciones, los umbrales primero y segundo son iguales. En algunas realizaciones, el método incluye adicionalmente codificar diferencialmente una fase de cada subbanda de una pluralidad de subbandas de frecuencia de un haz. En algunas realizaciones, el método incluye adicionalmente la codificación paramétrica de una fase de un haz frente a la frecuencia del haz.

En algunas realizaciones, un dispositivo inalámbrico 16 está configurado para determinar un precodificador de un libro de códigos de precodificador multi-haz. El dispositivo inalámbrico 16 incluye una circuitería 42 de procesamiento que incluye una memoria 44 y un procesador 46. La memoria 44 está configurada para almacenar factores de co-fase. El procesador 46 está configurado para determinar, para cada haz, la granularidad de un factor de co-fase, basándose, la granularidad de un factor de co-fase para un haz, en la fuerza de haz, teniendo, un haz más débil una granularidad más baja que un haz más fuerte. El procesador 46 está también configurado para determinar un factor de co-fase para cada haz con la granularidad determinada. El dispositivo inalámbrico 16 incluye también un transceptor 48 configurado para transmitir los factores de co-fase a un nodo 14 de red.

En algunas realizaciones, el procesador 46 está configurado adicionalmente para transmitir las granularidades determinadas al nodo 14 de red. En algunas realizaciones, el procesador 46 está configurado adicionalmente para determinar la granularidad de frecuencia de cada haz para que sea un múltiplo de un tamaño de subbanda.

En algunas realizaciones, el procesador 46 está configurado adicionalmente para determinar la granularidad de una constelación PSK enchavetada por desplazamiento de fase. En algunas realizaciones, la constelación PSK es 8 PSK para haces que tienen una fuerza de haz por encima de un primer umbral, y es PSK en cuadratura (QPSK) para haces que tienen una fuerza de haz por debajo de un segundo umbral. En algunas realizaciones, los umbrales primero y segundo son iguales. En algunas realizaciones, el procesador 46 está configurado adicionalmente para codificar diferencialmente una fase de cada una de una pluralidad de subbandas de frecuencia de un haz.

En algunas realizaciones, un dispositivo inalámbrico 16 está configurado para determinar un precodificador a partir de un libro de códigos de precodificador multi-haz. El dispositivo inalámbrico 16 incluye un módulo de memoria 45 configurado para almacenar factores de co-fase, un módulo 21 de determinador de granularidad configurado para determinar, para cada haz, la granularidad de un factor de co-fase, la granularidad de un factor de co-fase, basándose, la granularidad de un factor de co-fase para un haz, en la fuerza de un haz, teniendo un haz más débil una granularidad menor que un haz más fuerte. El dispositivo inalámbrico 16 incluye también un módulo 53 de determinador del factor de co-fase configurado para determinar un factor de co-fase para cada haz con la granularidad determinada. El dispositivo inalámbrico 16 incluye también un módulo 49 de transceptor configurado para transmitir los factores de co-fase a un nodo 14 de red.

En algunas realizaciones, se proporciona un método para un dispositivo inalámbrico 16 para reportar de un precodificador a un nodo 14 de red. El método incluye determinar a partir de un libro de códigos una indicación de un precodificador que comprende un primer parámetro de fase de haz y un segundo parámetro de fase de haz correspondiente a un haz primero y a un haz segundo, respectivamente. El primer parámetro de fase de haz toma uno de un primer número entero de valores de fase y corresponde a una primera granularidad de frecuencia S112. El segundo parámetro de fase de haz toma uno de un segundo número entero de valores de fase y corresponde a una segunda granularidad de frecuencia. Además, se aplica al menos una de las siguientes condiciones: el segundo número entero de valores de fase es menor que el primer número de valores de fase, y la segunda granularidad de frecuencia es mayor que la primera granularidad de frecuencia. El método incluye una indicación determinada del precodificador que transmite la indicación determinada del precodificador al nodo de red. En algunas realizaciones, el segundo haz tiene una potencia menor que el primer haz S114.

En algunas realizaciones, se proporciona un método para un dispositivo inalámbrico 16 de informar de un precodificador a un nodo 14 de red. El método incluye determinar a partir de un libro de códigos un precodificador que comprende un primer parámetro de fase de haz y un segundo parámetro de fase de haz correspondiente a un haz primero y a un haz segundo, respectivamente S112. El primer parámetro de fase de haz toma uno de un primer número entero de valores de fase. El segundo parámetro de fase de haz toma uno de un segundo número entero de valores de fase. El segundo haz tiene una potencia menor que el primer haz, y el segundo número entero de valores de fase es menor que el primer número entero de valores de fase. El método incluye también informar del precodificador seleccionado a un nodo de red S114.

En algunas realizaciones, el método incluye también determinar los números enteros primero y segundo de valores de fase y, opcionalmente, transmitir los números enteros primero y segundo de valores de fase al nodo de red. En algunas realizaciones, el método incluye también determinar la granularidad de frecuencia de cada haz para que sea un múltiplo de un tamaño de subbanda. En algunas realizaciones, los números enteros primero y segundo de valores de fase son el número respectivo de valores alcanzables en una constelación enchavetada por desplazamiento de fase, PSK. En algunas realizaciones, cada uno de los haces primero y segundo es un haz késimo, d(k), que tiene asociado un conjunto de números complejos y que tiene un par índice (lk, mk), caracterizándose cada elemento del conjunto de números complejos por al menos un desplazamiento complejo de fase tal que:

dn(k), y di(k) son los elementos ith y nth de d(k), respectivamente;

a¡,n es un número real que corresponde a los elementos i-ésimo y n-ésimo de d(k);

p y q son números enteros; y

las direcciones Ai,k y Á2,k del haz son números reales correspondientes a los haces con par índice (lk, mk) que determinan desplazamientos complejos ej2nA1’k y ej2nA2’k de fase, respectivamente; y

En algunas realizaciones, los números enteros primero y segundo de valores de fase son granularidades respectivas de factores respectivos de co-fase para los haces primero y segundo. En algunas realizaciones, la constelación PSK es 8 PSK para haces que tienen una fuerza de haz por encima de un primer umbral, y la constelación PSK es PSK en cuadratura (QPSK) para los haces que tienen una fuerza de haz por debajo de un segundo umbral. En algunas realizaciones, los umbrales primero y segundo son iguales. En algunas realizaciones, el método incluye adicionalmente codificar diferencialmente al menos un parámetro de entre los parámetros primero y segundo de fase de haz, en donde cada uno de los parámetros primero y segundo de fase de haz corresponde a una pluralidad de subbandas de frecuencia. En algunas realizaciones, una primera pluralidad de parámetros de fase del primer haz y una segunda pluralidad de parámetros de fase del segundo haz corresponden al primer haz y al segundo haz, respectivamente. Además, el método puede incluir codificar paramétricamente al menos un elemento de entre la primera pluralidad y la segunda pluralidad de parámetros primeros y segundos de fase de haz, donde el al menos un elemento de entre la primera pluralidad y la segunda pluralidad de parámetros de fase de haz es/son coeficiente/s dentro de una función predeterminada sobre la frecuencia.

En algunas realizaciones, un dispositivo inalámbrico 16 está configurado para transmitir un precodificador a un nodo 14 de red. El dispositivo inalámbrico 16 incluye una circuitería 62 de procesamiento que incluye una memoria 64 y un procesador 66. En algunas realizaciones, la memoria 64 está configurada para almacenar parámetros de fase de haz. El procesador 66 está configurado para determinar, a partir de un libro de códigos, una indicación de un precodificador que comprende un primer parámetro de fase de haz y un segundo parámetro de fase de haz correspondiente a un haz primero y a un haz segundo, respectivamente. El primer parámetro de fase de haz toma uno de un primer número entero de valores de fase y corresponde a una primera granularidad de frecuencia. El segundo parámetro de fase de haz toma uno de un segundo número entero de valores de fase y corresponde a una segunda granularidad de frecuencia, donde se aplica al menos una de las siguientes condiciones: el segundo número entero de valores de fase es menor que el primer número de fase valores, y la segunda granularidad de frecuencia es mayor que la primera granularidad de frecuencia. El dispositivo inalámbrico 16 incluye también un transceptor 68 configurado para transmitir la indicación determinada del precodificador al nodo de red. En algunas realizaciones, el segundo haz tiene una potencia menor que el primer haz.

En algunas realizaciones, un dispositivo inalámbrico 16 está configurado para transmitir un precodificador a un nodo 14 de red. El dispositivo inalámbrico 16 incluye una circuitería 62 de procesamiento que incluye una memoria 64 y un procesador 66. La memoria 64 está configurada para almacenar parámetros de fase de haz. El procesador 66 está configurado para implantar un determinador 72 de parámetro de fase de haz para determinar, a partir de un libro de códigos, una indicación de un precodificador que comprende un primer parámetro de fase de haz y un segundo parámetro de fase de haz, correspondientes a un haz primero y a un haz segundo, respectivamente. El primer parámetro de fase de haz toma uno de un primer número entero de valores de fase. El segundo parámetro de fase de haz toma uno de un segundo número entero de valores de fase, teniendo, el segundo haz una potencia menor que el primer haz, y siendo el segundo número entero de valores de fase menor que el primer número entero de valores de fase. El dispositivo inalámbrico 16 incluye también un transceptor 68 configurado para transmitir el precodificador seleccionado a un nodo 14 de red.

En algunas realizaciones, el procesador 66 está configurado adicionalmente para determinar los números enteros primero y segundo de valores de fase y transmitir los números enteros primero y segundo de valores de fase al nodo de red. En algunas realizaciones, el procesador 66 está configurado adicionalmente para determinar la granularidad de frecuencia de cada haz para que sea un múltiplo de un tamaño de subbanda. En algunas realizaciones, los números enteros primero y segundo de valores de fase son el número respectivo de valores alcanzables en una constelación enchavetada por desplazamiento de fase, PSK. En algunas realizaciones, cada uno de los haces primero y segundo es un haz k-ésimo, d(k), que tiene asociado un conjunto de números complejos y que tiene un par índice (lk, mk), caracterizándose cada elemento del conjunto de números complejos por al menos un desplazamiento complejo de fase, tal que:

donde dn(k) y d(k) son los elementos i-ésimo y n-ésimo de d(k), respectivamente;

p y q son números enteros; y

las direcciones Ai,k y Á2,k del haz son números reales correspondientes a los haces con par índice (lk, mk) que determinan desplazamientos complejos e¡2nA1,k y e¡2nA2,k de fase, respectivamente; y

En algunas realizaciones, los números enteros primero y segundo de valores de fase son granularidades respectivas de factores de co-fase respectivos para los haces primero y segundo. En algunas realizaciones, la constelación PSK es 8 PSK para haces que tienen una fuerza de haz por encima de un primer umbral y la constelación PSK es en cuadratura (QPSK) para haces que tienen una fuerza de haz por debajo de un segundo umbral. En algunas realizaciones, los umbrales primero y segundo son iguales. En algunas realizaciones, el procesador 66 está configurado adicionalmente para codificar diferencialmente al menos un parámetro de entre los parámetros primero y segundo de fase de haz, en donde cada uno de los parámetros primero y segundo de fase de haz corresponde a una pluralidad de subbandas de frecuencia. En algunas realizaciones, una primera pluralidad, de los primeros parámetros de fase de haz, y una segunda pluralidad, de los segundos parámetros de fase de haz, se corresponden con el primer haz y con el segundo haz, respectivamente. El procesador 66 está configurado adicionalmente para codificar paramétricamente al menos un elemento de entre la primera pluralidad y la segunda pluralidad de los parámetros primeros y segundo de fase de haz, donde el al menos un elemento de entre la primera pluralidad y la segunda pluralidad de parámetros de fase de haz es/son coeficiente/s dentro de una función predeterminada sobre frecuencia.

En algunas realizaciones, un dispositivo inalámbrico 16 incluye un módulo 65 de memoria configurado para almacenar parámetros 70 de fase de haz. El dispositivo inalámbrico 16 incluye también un módulo 73 de determinador de fase de haz configurado para determinar los parámetros primero y segundo de fase de haz correspondientes a los haces primero y segundo, respectivamente. El primer parámetro de fase de haz toma uno de un primer número entero de valores de fase. El segundo parámetro de fase de haz toma uno de un segundo número entero de valores de fase, teniendo, el segundo haz, una potencia menor que el primer haz, y siendo, el segundo número entero de valores de fase, menor que el primer número entero de valores de fase. El dispositivo inalámbrico 16 incluye también un módulo 69 de transceptor configurado para transmitir el precodificador seleccionado a un nodo 14 de red.

En algunas realizaciones, se proporciona un método en un nodo 14 de red para determinar un precodificador usando un libro de códigos de precodificador multi-haz. El método incluye recibir, mediante el transceptor 28, un primer factor de co-fase determinado para un primer haz con una primera granularidad de frecuencia, recibir un segundo factor de co-fase determinado para un segundo haz con una segunda granularidad de frecuencia, siendo la segunda granularidad de frecuencia mayor que la granularidad de la primera frecuencia, y determinar un precodificador 34 utilizando los factores primero y segundo de co-fase.

En algunas realizaciones, el método incluye determinar, mediante un determinador 18 de granularidad, la granularidad de frecuencia de un factor de co-fase para cada haz de una pluralidad de haces, basándose, la granularidad de frecuencia de un factor de co-fase para un haz, en la fuerza de haz, teniendo, un haz más débil, una granularidad de frecuencia más baja que un haz más fuerte, y transmitir las granularidades de frecuencia al dispositivo inalámbrico 16. De acuerdo con este aspecto, en algunas realizaciones, la granularidad de frecuencia de un factor de co-fase para un haz se base en la fuerza del haz, teniendo, un haz más débil, una granularidad más baja que un haz más fuerte. En algunas realizaciones, el método incluye determinar, mediante el determinador 18 de granularidad, la granularidad de frecuencia de cada haz para que sea un múltiplo del tamaño de subbanda. En algunas realizaciones, el método incluye adicionalmente determinar, mediante el determinador 18 de granularidad, la granularidad de frecuencia de una constelación enchavetada por desplazamiento de fase, PSK. En algunas realizaciones, la constelación PSK es 8 PSK para haces que tienen una fuerza de haz por encima de un umbral, y es PSK en cuadratura (QPSK) para haces que tienen una fuerza de haz por debajo del umbral.

En algunas realizaciones, se proporciona un nodo 14 de red para determinar un precodificador usando un libro de códigos de precodificador multi-haz. El nodo 14 de red incluye una circuitería 22 de procesamiento que incluye una memoria 24 y un procesador 26. La memoria 24 está configurada para almacenar factores de co-fase para cada haz de una pluralidad de haces. El procesador 26 está configurado para recibir un primer factor de co-fase determinado para un primer haz con una primera granularidad de frecuencia, y para recibir un segundo factor de co-fase determinado para un segundo haz con una segunda granularidad de frecuencia, siendo la segunda granularidad de frecuencia mayor que la primera granularidad de frecuencia. El procesador 26 está configurado adicionalmente para determinar un precodificador usando los factores primero y segundo de co-fase.

En algunas realizaciones, el procesador 26 está configurado para determinar la granularidad de un factor de co-fase para cada haz de una pluralidad de haces, basándose, la granularidad de frecuencia de un factor de co-fase para un haz, en la fuerza de haz, teniendo, un haz más débil, la granularidad de frecuencia más baja que un haz más fuerte, y [s/c.]. El nodo 14 de red incluye adicionalmente un transceptor 28 configurado para transmitir las granularidades de frecuencia a un dispositivo inalámbrico 16. De acuerdo con este aspecto, en algunas realizaciones, el procesador 26 está configurado adicionalmente para determinar la granularidad de frecuencia de cada haz para que sea un múltiplo de un tamaño de subbanda. En algunas realizaciones, el procesador 26 está configurado adicionalmente para determinar la granularidad de una constelación enchavetada por desplazamiento de fase, PSK. En algunas realizaciones, la constelación PSK es 8 PSK para haces que tienen una fuerza de haz por encima de un umbral, y es PSK en cuadratura (QPSK) para haces que tienen una fuerza de haz por debajo del umbral. En algunas realizaciones, el procesador 26 está configurado adicionalmente para codificar diferencialmente una fase de cada subbanda.

En algunas realizaciones, un nodo 14 de red está configurado para determinar un precodificador usando un libro de códigos de precodificador multi-haz. El nodo 14 de red incluye un módulo 29 de transceptor configurado para recibir un primer factor de co-fase determinado para un primer haz con una primera granularidad, y para recibir un segundo factor de co-fase determinado para un segundo haz con una segunda granularidad, siendo la segunda granularidad mayor que la primera granularidad. El nodo 14 de red incluye adicionalmente un módulo 35 de precodificador configurado para determinar un precodificador usando los factores primero y segundo de co-fase.

Como apreciará el experto en la técnica, los conceptos descritos en el presente documento pueden materializarse como un método, un sistema de procesamiento de datos y/o un producto de programa informático. Por consiguiente, los conceptos descritos en el presente documento pueden tomar la forma de una realización completamente de equipo físico informático (hardware), de una realización completamente de equipo lógico informático (software) o de una realización que combina aspectos de software y hardware, todos generalmente denominados, en el presente documento, "circuito" o "módulo". Además, la divulgación puede tomar la forma de un producto de programa informático en un medio de almacenamiento tangible utilizable por ordenador que tenga un código de programa informático incorporado en el medio que pueda ser ejecutado por un ordenador. Puede utilizarse cualquier medio legible por ordenador, tangible y adecuado, incluidos discos duros, CD-ROM, dispositivos de almacenamiento electrónico, dispositivos de almacenamiento óptico o dispositivos de almacenamiento magnético.

En el presente documento se describen algunas realizaciones con referencia a ilustraciones de diagramas de flujo y/o diagramas de bloques de métodos, sistemas y productos de programas informáticos. Se entenderá que cada bloque de las ilustraciones de diagramas de flujo y/o de los diagramas de bloques, y las combinaciones de bloques en las ilustraciones de diagramas de flujo y/o en los diagramas de bloques, pueden implantarse mediante instrucciones de programa informático. Estas instrucciones de programa informático se pueden proporcionar a un procesador de un ordenador de fines generales (para crear, por ello, un ordenador de fines especiales), a un ordenador de fines especiales o a otro aparato de procesamiento de datos programable para producir una máquina, de tal modo que las instrucciones, que se ejecutan mediante el procesador del ordenador o mediante otro aparato de procesamiento de datos programable, crean medios para implantar las funciones/actos especificadas/os en el bloque o los bloques del diagrama de flujo y/o del diagrama de bloques.

Estas instrucciones del programa informático también pueden almacenarse en una memoria legible por ordenador o en un medio de almacenamiento, que puede dirigir un ordenador u otro aparato de procesamiento de datos programable para que funcionen de una manera particular, de tal manera que las instrucciones almacenadas en la memoria legible por ordenador produzcan un artículo de fabricación, incluyendo medios de instrucción que implanten la función/el acto especificada/o en el bloque o los bloques del diagrama de flujo y/o del diagrama de bloques.

Las instrucciones del programa informático también pueden cargarse en una ordenador u otro aparato de procesamiento de datos programable para hacer que se realicen una serie de pasos operativos en el ordenador o en otro aparato programable para producir un proceso implantado por ordenador de tal manera que las instrucciones que se ejecuten en el ordenador o en otro aparato programable proporcionen pasos para implantar las funciones/los actos especificadas/os en el bloque o los bloques del diagrama de flujo y/o del diagrama de bloques.

Debe entenderse que las funciones/los actos indicadas/os en los bloques pueden producirse sin seguir el orden indicado en las ilustraciones operativas. Por ejemplo, dos bloques mostrados en sucesión pueden, de hecho, ejecutarse substancialmente al mismo tiempo, o los bloques pueden ejecutarse a veces en el orden inverso, dependiendo de la funcionalidad/los actos involucrados. Aunque algunos de los diagramas incluyen flechas en las trayectorias de comunicación para mostrar una dirección principal de comunicación, debe entenderse que la comunicación puede producirse en la dirección opuesta a la de las flechas representadas.

El código de programa informático para realizar las funciones de los conceptos descritos en el presente documento puede escribirse en un lenguaje de programación orientado a objetos, tal como Java® o C++. Sin embargo, el código de programa informático para realizar las operaciones de la divulgación se puede escribir también en lenguajes convencionales de programación de procedimientos, tal como el lenguaje de programación "C". El código de programa puede ejecutarse completamente en el ordenador del usuario, en parte en el ordenador del usuario, como un paquete de software independiente, en parte en el ordenador del usuario y en parte en un ordenador remoto, o completamente en el ordenador remoto. En este último escenario, el ordenador remoto puede estar conectado al ordenador del usuario a través de una red de área local (LAN) o de una red de área amplia (WAN), o la conexión puede hacerse a un ordenador externo (por ejemplo, a través de Internet, usando un proveedor de servicios de Internet).

En el presente documento se han divulgado muchas realizaciones diferentes, en relación con la descripción anterior y los dibujos. Se entenderá que sería indebidamente repetitivo y confuso describir e ilustrar literalmente cada combinación y subcombinación de estas realizaciones. En consecuencia, todas las realizaciones se pueden combinar de cualquier manera y/o en cualquier combinación, y la presente especificación, incluidos los dibujos, se interpretará como que constituye una descripción completa por escrito de todas las combinaciones y subcombinaciones de las realizaciones descritas en el presente documento, y de la manera y del proceso de hacerlas y usarlas, y soportará reivindicaciones de cualesquiera tales combinaciones o subcombinaciones.

Las abreviaturas utilizadas en la descripción anterior incluyen:

1D Unidimensional

2D Bidimensional

3GPP Proyecto de asociación de tercera generación

5G Quinta generación

ACK Acuse de recibo

ASIC Circuito integrado de aplicación especifica

ARQ Solicitud de retransmisión automática

CA Agregación de portadora

CB Libro de códigos

CDMA Acceso múltiple por división de código

CFAI Indicador de precisión de retroalimentación de CSI

CFI Indicador de información de control

CP Prefijo cíclico

CPU Unidad central de procesamiento

CQI Indicadores de calidad del canal

CRS Símbolo/señal de referencia común

CSI Información del estado del canal

CSI-RS Señal/símbolo de referencia de información de estado del canal dB Decibelio

DCI Información de control de enlace descendente

de DFT Transformada discreta de Fourier

DL Enlace descendente

eNB Nodo B perfeccionado o evolucionado

DP Polarización dual

EPC Núcleo evolucionado de paquetes

EPDCCH Canal físico perfeccionado de control de enlace descendente

EPRE Energía por elemento de recurso

E-UTRAN Red evolucionada o perfeccionada de acceso por radio terrestre universal FDD Duplexación por división de frecuencia

FD-MTMO MIMO de dimensión total

FFT Transformada rápida de Fourier

FPGA Matriz de puertas programables en campo

GSM Sistema global para comunicaciones móviles

HARQ ARQ híbrida

ID Identificador

IFFT FFT inversa

LSB Bit menos significativo

LTE Evolución a largo plazo

M2M Máquina a máquina

MCS Esquema (o estado) de modulación y codificación

MIMO Entrada múltiple salida múltiple

MME Entidad de gestión de movilidad

MSB Bit más significativo

MU-MIMO MIMO multiusuario

NAK Sin acuse de recibo

NZP Energía distinta de cero

OCC Código de cubierta ortogonal

OFDM Multiplexación por división de frecuencia ortogonal

PCFICH Canal físico de indicador de formato de control

PDA Asistencia de datos personales

PDCCH Canal físico de control de enlace descendente

PDSCH Canal físico compartido de enlace descendente

PRB Bloque de recursos físicos

PMI Indicador de matriz de precodificador

PSK Enchavetado por desplazamiento de fase

PUCCH Canal físico de control de enlace ascendente

PUSCH Canal físico compartido de enlace ascendente

QPSK Enchavetado por desplazamiento de fase en cuadratura

RB Bloque de recursos

RE Elemento de recurso

Rel Versión

RI Indicador de rango

RRC Control de recursos de radio

SINR Relación señal a interferencia más ruido

SNR Relación señal a ruido

SP Polarización única

SR Solicitud de programación

SU-MIMO MIMO de usuario único

TDD Duplexación por división de tiempo

TFRE Elemento de recurso de tiempo/frecuencia

TP Punto de transmisión

TS Especificación técnica

Tx Transmisión

UE Equipo de usuario

UL Enlace ascendente

ULA Serie lineal uniforme

UMB Banda ancha ultra móvil

UPA Serie plana uniforme

WCDMA Acceso múltiple por división de código de t

ZP Energía cero

El experto en la técnica apreciará que las realizaciones descritas en el presente documento no se limitan a lo que se ha mostrado y descrito en particular en el presente documento anteriormente. Además, a menos que se haya dicho anteriormente lo contrario, debe tenerse en cuenta que todos los dibujos que se acompañan no están a escala. Es posible hacer una variedad de modificaciones y variaciones a la luz de las enseñanzas anteriores sin apartarse del alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para que un dispositivo inalámbrico (16) para transmitir una indicación de un precodificador a un nodo (14) de red, comprendiendo el método:

determinar a partir de un libro de códigos una indicación de un precodificador que comprende:

un primer parámetro (70) de fase de haz y un segundo parámetro (70) de fase de haz correspondientes a un primer haz y a un segundo haz, respectivamente;

el primer parámetro (70) de fase de haz toma uno de un primer número entero de valores de fase; y

el segundo parámetro (70) de fase de haz toma uno de un segundo número entero de valores de fase, teniendo, el segundo haz, una potencia menor que el primer haz, y siendo, el segundo número entero de valores de fase, menor que el primer número entero de valores de fase, siendo, los números enteros primero y segundo de valores de fase, respectivas granularidades de respectivos factores de co-fase para los haces primero y segundo, correspondiendo, un factor de co-fase para un haz, a un factor de fase asociado con un elemento de una pluralidad de polarizaciones en las que el haz es transmitido; e

reportar la indicación determinada del precodificador a un nodo (14) de red.

2. El método de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente determinar los números enteros primero y segundo de valores de fase.

3. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, que comprende adicionalmente determinar la granularidad de frecuencia de cada haz para que sea un múltiplo de un tamaño de subbanda.

4. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que los números enteros primero y segundo de valores de fase son números respectivos de valores alcanzables en una constelación enchavetada por desplazamiento de fase, PSK.

5. El método de la reivindicación 4, en el que la constelación PSK es 8 PSK para haces que tienen una fuerza de haz por encima de un primer umbral y la constelación PSK es PSK en cuadratura, QPSK, para haces que tienen una fuerza de haz por debajo de un segundo umbral.

6. El método de la reivindicación 5, en el que los umbrales primero y segundo son iguales.

7. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, que comprende adicionalmente codificar diferencialmente al menos un parámetro de entre los parámetros primero y segundo de fase de haz, donde cada uno de los parámetros (70) de fase de haz primero y segundo corresponde a una pluralidad de subbandas de frecuencia.

8. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en el que una primera pluralidad de los primeros parámetros (70) de fase de haz y una segunda pluralidad de segundos parámetros (70) de fase de haz corresponden al primer haz y al segundo haz, respectivamente, en el que el al menos un elemento de entre la primera pluralidad y la segunda pluralidad de parámetros de fase de haz es/son coeficiente/s dentro de una función predeterminada sobre frecuencia.

9. Un dispositivo inalámbrico configurado para transmitir una indicación de un precodificador a un nodo (14) de red, comprendiendo, el método:

circuitería de procesamiento (62) configurada para:

determinar, a partir de un libro de códigos, una indicación de un precodificador, comprendiendo:

un primer parámetro (70) de fase de haz y un segundo parámetro (70) de fase de haz correspondientes a un haz primero y a un haz segundo, respectivamente;

tomar, el primer parámetro (70) de fase de haz, uno de un primer número entero de valores de fase; y

tomar, el segundo parámetro (70) de fase de haz, uno de un segundo número entero de valores de fase, teniendo, el segundo haz, una potencia menor que el primer haz, y siendo, el segundo número entero de valores de fase, menor que el primer número entero de valores de fase, siendo, los números enteros primero y segundo de valores de fase, granularidades respectivas de respectivos factores de co-fase para los haces primero y segundo, correspondiendo, un factor de co-fase para un haz, a un factor de fase asociado con una de una pluralidad de polarizaciones en las que el haz es transmitida; y

un transceptor (68) configurado para transmitir la indicación determinada del precodificador a un nodo de red.

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