ES2880442T3

ES2880442T3 - Método y dispositivos para determinar parámetros de precodificador en una red de comunicación inalámbrica

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Publication number: ES2880442T3
Application number: ES17715537T
Authority: ES
Inventors: Sebastian Faxer; Svante Bergman
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2021-11-24
Anticipated expiration: 2037-03-29
Also published as: US20180191411A1; IL261686A; US20180294856A1; US20190132032A1; US20180076859A1; IL261686B; JP2019518349A; BR112018069744A2; BR112018070165A2; MX2018011657A; SG11201807679XA; WO2017168349A1; AU2017243951B2; CN107438957A; RU2019121597A; PH12018502099A1; EP3272022B1; US10630355B2; EP3890200A1; US11251843B2

Abstract

Un método (1000) para enviar parámetros de un precodificador (140) desde un dispositivo inalámbrico (310) a un nodo (320) de red, en un sistema inalámbrico de comunicaciones, comprendiendo, el método: enviar (1010), al nodo de red, un subconjunto de haces seleccionados a partir de una pluralidad de haces ortogonales, y niveles de potencia del subconjunto de haces seleccionado, para una primera granularidad de frecuencia; y enviar (1020), al nodo de red, fases del subconjunto seleccionado de haces, para una segunda granularidad de frecuencia, en el que los haces seleccionados, los niveles de potencia y las fases del subconjunto seleccionado de haces son parte de los parámetros del precodificador, en el que la primera granularidad de frecuencia corresponde a un ancho de banda entero de frecuencia, y la segunda granularidad corresponde a una subbanda de frecuencia dentro del ancho de banda de frecuencia, y en el que el subconjunto seleccionado de haces se selecciona en pares de polarización, correspondiendo, cada par de polarización, a un haz de polarización dual, DP.

Description

DESCRIPCIÓN

Método y dispositivos para determinar parámetros de precodificador en una red de comunicación inalámbrica Campo técnico

La presente divulgación se refiere a comunicaciones inalámbricas, y, en particular, a una estructura de precodificador factorizada para libros de códigos de precodificador de múltiples haces o multihaz.

Antecedentes

Las técnicas de múltiples antenas pueden aumentar significativamente las velocidades de datos y la fiabilidad de un sistema inalámbrico de comunicaciones. El rendimiento mejora particularmente 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 de la evolución a largo plazo (LTE) está evolucionando actualmente con soporte MIMO perfeccionado. Un componente de la LTE es el soporte de desarrollo de antenas MIMO y técnicas relacionadas con MIMO. Actualmente, la LTE avanzada soporta un modo de multiplexación espacial de 8 capas para 8 antenas de transmisión (Tx) con precodificación dependiente del canal. El modo de multiplexación espacial está destinado a altas velocidades de datos en condiciones de canal favorables. En la figura 1 se proporciona una ilustración del funcionamiento 100 de multiplexación espacial, donde hay N^tpuertos 110 de antena y N^ttransformadores rápidos inversos 120 de Fourier (IFFT).

Como se ve, el vector s 130 de símbolo portador de información se multiplica por una matriz W 140 de precodificador N^tx r, que sirve para distribuir la energía de transmisión en un subespacio del espacio vectorial dimensional de N^t (correspondiente a N^t puertos de antena). La matriz W 140 de precodificador 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 de precodificador única en el libro de códigos para un número dado de flujos de símbolos. Los r símbolos en s 130 corresponden cada uno a una capa 150, 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 recurso de tiempo/frecuencia (TFRE). El número de símbolos r se adapta típicamente para adecuarse a las propiedades del canal actual.

La LTE utiliza multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) en el enlace descendente (y OFDM precodificada por transformada discreta de Fourier (DFT) en el enlace ascendente) y, por consiguiente, el vector y„ recibido de N^rx 1 para un cierto TFRE en la subportadora n (o, alternativamente, un número n de datos de TFRE) es, de este modo, modelado por

y n — H nWsn en Ecuación 1

donde en es un vector de ruido/interferencia obtenido como realizaciones de un proceso aleatorio, y N^res el número de antenas receptoras. El precodificador W puede ser un precodificador de banda ancha, que es constante en frecuencia, o selectivo en frecuencia.

La matriz W 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 circuitería cerrado, y, esencialmente, se esfuerza por enfocar la energía de transmisión en un subespacio que es fuerte en el sentido de transmitir gran parte de la energía transmitida al dispositivo inalámbrico. Además, la matriz de precodificador también puede seleccionarse para esforzarse por 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:

m k ax||^nl'VJ| r- Ecuación 2

Donde Hn es una estimación de canal, posiblemente derivada de la señal de referencia de información de estado de canal (CSI-RS) como se describe más adelante;

Wk es una matriz hipotética d precodificador con índice k; y

HnWk es el canal equivalente hipotético.

En la precodificación de bucle cerrado para el enlace descendente de LTE, el dispositivo inalámbrico transmite, en base a las mediciones de canal en el enlace directo (enlace descendente), recomendaciones a la estación base, por ejemplo, el eNodoB (eNB), de un precodificador adecuado para usar. 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 de frecuencia selectiva, por ejemplo, en varios precodificadores, uno por subbanda. Este es un ejemplo del caso más general de retroalimentación de información de estado de canal (CSI), que también abarca retroalimentar una información distinta a la de los precodificadores recomendados para ayudar a la estación base en transmisiones posteriores al dispositivo inalámbrico. Tal información distinta puede incluir indicadores de calidad de canal (CQI) así como indicador de rango de transmisión (RI).

Dada la retroalimentación de CSI del 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 esquema 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 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 por lo tanto el número de capas multiplexadas espacialmente, se refleja en el número de columnas del precodificador W. Para un rendimiento eficiente, es importante que se seleccione un rango de transmisión que coincida con las propiedades del canal.

En la versión 10 de LTE se introdujo una nueva secuencia de símbolos de referencia para la intención de estimar la información del estado del canal de enlace descendente, la CSI-RS. La CSI-RS ofrece varias ventajas sobre la base de la retroalimentación de CSI en los símbolos comunes de referencia (CRS) que se utilizaron, para ese fin, en versiones anteriores. Primero, la CSI-RS no se usa 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 substancialmente menor). En segundo lugar, la CSI-RS proporciona un medio mucho más flexible para configurar las mediciones de retroalimentación de CSI (por ejemplo, qué recurso de CSI-RS para 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 de hasta ocho antenas de transmisión.

Relacionado con la CSI-RS está el concepto de recursos de CSI-RS de potencia cero (también conocido como CSI-RS silenciada) que se configura como recursos regulares de CSI-RS, de modo que un dispositivo inalámbrico sepa que la transmisión de datos se mapea en torno a 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, con el fin de aumentar la relación señal/interferencia más ruido (SINR) de una CSI-RS de potencia distinta de cero correspondiente, posiblemente transmitida en una celda vecina/punto de transmisión. Para la versión 11 de LTE, se introdujo una CSI-RS de potencia cero especial que un dispositivo inalámbrico debe usar para medir la interferencia más el ruido. Un dispositivo inalámbrico puede asumir que los puntos (TP) de transmisión de interés no están transmitiendo en el recurso de CSI-RS de potencia cero y que, por lo tanto, la potencia recibida puede usarse como una medida de la interferencia más el ruido.

En base a un recurso especificado de CSI-RS y a una configuración de medición de interferencia (por ejemplo, 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 también el rango, la matriz de precodificación y el MCS para recomendar que coincida mejor con el canal en particular.

Algunas instalaciones están equipadas con conjuntos de antenas bidimensionales y algunas de las realizaciones presentadas utilizan tales antenas. Tales matrices de antenas pueden describirse (parcialmente) por el número de columnas de antena correspondientes a la dimensión horizontal Nh, el número de filas de antena correspondientes a la dimensión vertical Nvy el número de dimensiones correspondientes a diferentes polarizaciones Np. De este modo, el número total de antenas es N = NhNvNp. Obsérvese 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 la antena. Por ejemplo, los pares de subelementos físicos podrían recibir la misma señal y, por consiguiente, compartir el mismo puerto de antena virtualizado.

En la figura 1 se muestra un ejemplo de una matriz 4x4 con elementos 200 de antena de polarización cruzada. 2, donde la dimensión horizontal "1" representa el Nh y la dimensión vertical "m" representa el Nv.

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 adaptar el precodificador al factor de forma de la antena, es decir, teniendo en cuenta los números Nh, Nv y Np al diseñar el libro de códigos del precodificador.

Un tipo común de precodificación es la que se hace al usar un precodificador de DFT, donde el vector de precodificador usado para precodificar una transmisión de una sola capa usando una matriz lineal uniforme (ULA) de polarización única con N antenas se define como

donde k = 0,1, ... QN - 1 es el índice del precodificador, y Q es un factor de sobremuestreo de números enteros. Se puede crear un vector de precodificador correspondiente para una matriz plana uniforme bidimensional (UPA) tomando el producto de Kronecker de dos vectores de precodificador como W²D (k, l) = wid (k)0wiD (l). La extensión del precodificador para una UPA de polarización dual se puede hacer de esta manera:

0. e _{ ^r _0, ⁷T _{- ,n ,—} ³⁷T- _} V _.

fase que puede, por ejemplo, seleccionarse del alfabeto de QPSK z z . Se puede crear una matriz de precodificador W²d,dp para transmisión de multicapa agregando columnas de vectores de precodificador de DFT de esta manera:

^2D,DP ~ iW2D,Dp(kl>h> 0 l) w2D,DP^ í2>h>(t)2) ■" W2D,DP^ íR>h>(t)R)]i

donde R es el número de capas de transmisión, es decir, el rango de transmisión. En un caso especial común para un precodificador de DFT de rango k¹= k²= k y h = k = l, lo que significa que

W 2D,DP — [w 2D,Dp(.k>l> 0l) w 2D,Dp(k>L>4>2)] ~

w2D(k, i)

0

0 w2D(k,l)\ H 1

i e ^

Con MIMO multiusuario, dos o más usuarios en la misma celda se programan conjuntamente en el mismo recurso de frecuencia de tiempo. Es decir, que se transmiten dos o más flujos de datos independientes a diferentes dispositivos inalámbricos al mismo tiempo, y el dominio espacial se usa para separar los respectivos flujos. Al transmitir varios flujos simultáneamente, se puede aumentar la capacidad del sistema. Sin embargo, esto tiene el coste de reducir la SINR por flujo, ya que tiene que compartirse la corriente entre los flujos, y los flujos originarán interferencias entre sí.

Cuando se aumente el tamaño de la matriz de antenas, la ganancia de formación de haz aumentada 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 un ganancia de multiplexación, que aumente 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 de CSI especial para MU-MIMO, y, de este modo, la programación y la construcción del precodificador MU-MIMO tienen que basarse en los informes de CSI existentes diseñados para MIMO de un solo usuario (es decir, que un PMI indica un precodificador basado en DFT, un RI y un CQI). Esto puede resultar bastante complicado para MU-MIMO, ya que el precodificador reportado sólo contiene información sobre la dirección del canal más fuerte para un usuario, y, de esta manera, puede no contener suficiente información para hacer una formación de nulos apropiada, lo que puede conducir a una gran cantidad de interferencia entre usuarios programados conjuntamente, reduciéndose el beneficio de MU-MIMO.

Un precodificador de multihaz puede definirse como una combinación lineal de varios vectores de precodificador de DFT de esta manera:

donde {ci} pueden ser coeficientes complejos generales. Tal precodificador de multihaz de este tipo puede describir con mayor precisión el canal del dispositivo inalámbrico, y, por lo tanto, puede aportar un beneficio adicional de rendimiento en comparación con un precodificador de DFT, especialmente para MU-MIMO, donde es deseable un conocimiento abundante del canal con el fin de realizar la formación de nulos entre dispositivos inalámbricos programados conjuntamente.

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 deficiente de MU-MIMO.

Los esquemas de precodificador de multihaz pueden conducir a un mejor rendimiento de MU-MIMO, pero a costa de una mayor sobrecarga de retroalimentación de CSI y de la complejidad de búsqueda del precodificador de dispositivos inalámbricos.

Se puede interpretar que el documento WO 2015/147814 A1 divulga métodos, aparatos, sistemas y productos de programa informático para obtener un conocimiento completo del canal entre cada transmisor y cada receptor cuando se utiliza la formación de haces de radiofrecuencia (RF). Un método incluye un método para obtener conocimiento del canal en un transmisor con Q antenas de transmisión para su uso en la formación de haces donde el transmisor transmite formas de onda sonoras desde B funciones de base ortogonal desde una matriz de transmisión compuesta por las Q antenas de transmisión. En respuesta a las formas de onda sonoras transmitidas, el transmisor recibe al menos un mensaje de retroalimentación de un receptor. El mensaje o los mensajes de retroalimentación puede/n incluir una indicación de las mejores M^b funciones de base más un valor de ganancia y de fase para cada una de las M^b funciones de base.

Se puede interpretar que el documento US 2016/072562 A1 divulga una técnica en la que la retroalimentación de información de estado de canal escalable para FD-MIMO implica cuantificar el canal de enlace descendente de acuerdo con un conjunto finito de vectores base para reducir el número de coeficientes cuantificados y reportados desde un equipo de usuario a una estación base. El procedimiento incluye la medición en la estación base de la dispersión del ángulo de llegada para la recepción de la señal del enlace ascendente desde el equipo del usuario y la señalización que se propaga al equipo del usuario. Luego, el equipo de usuario cuantifica el canal MIMO de acuerdo con un subesquema configurado en base a la dispersión señalizada e informa (retroalimenta) el canal cuantificado a la estación base.

Se puede interpretar que el documento US 2013/201912 A1 divulga métodos y aparatos para comprimir información de estado de canal (CSI) en el dominio tiempo en base a la información de ubicación de ruta para la retroalimentación de ^cSⁱ. La CSI de enlace descendente (DL) se comprime en el dominio tiempo y se retroalimenta al no enviar la información de ubicación de múltiples rutas, o al enviarla a una velocidad muy baja. En un método, una unidad de transmisión/recepción inalámbrica (WTRU) selecciona los componentes de rutas múltiples más fuertes en función de las características del canal. Los componentes de rutas múltiples se cuantifican en el dominio tiempo mediante cuantificación directa o basada en vectores. La estación base reconstruye una respuesta de impulso de canal a partir de los componentes de rutas múltiples cuantificados retroalimentados y aplica algunos al procesamiento de precodificación. En otro método, la WTRU retroalimenta información asociada con una porción o varias porciones de banda estrecha de un espectro del sistema. La porción o las porciones de banda estrecha seleccionada/s tienen suficiente densidad a lo largo del tiempo para permitir una buena precodificación por subbanda o en todo el espectro del sistema. La retroalimentación a corto plazo puede aumentarse con información de canal a largo plazo.

Se puede interpretar que el documento US 2015/381253 A1 divulga un sistema inalámbrico de comunicaciones. Un método para transmitir, mediante un terminal, información de estado de canal (CSI) en un sistema inalámbrico de comunicaciones comprende los pasos de: submuestreo de un libro de códigos para cuatro puertos de antena; y retroalimentación de la CSI sobre la base del libro de códigos submuestreado, donde la CSI incluye un indicador de rango (RI) repostado junto con un indicador de tipo de precodificación (PTI), y donde si el RI es mayor que 2, el PTI se establece en uno.

Sumario

De acuerdo con la divulgación, se proporcionan métodos, un medio legible por ordenador, un dispositivo inalámbrico y un nodo de red de acuerdo con las reivindicaciones independientes. Los desarrollos se establecen en las reivindicaciones dependientes.

Aunque se han divulgado varias realizaciones y/o ejemplos en esta descripción, el objeto para el que se busca protección está estricta y únicamente limitada a aquellas realizaciones y/o ejemplos abarcados por el alcance de las reivindicaciones adjuntas. Las realizaciones y/o ejemplos mencionados en la descripción que no caen dentro del alcance de las reivindicaciones son útiles para comprender la invención.

Algunas realizaciones proporcionan ventajosamente un método y un dispositivo para determinar los parámetros de un precodificador en un sistema inalámbrico de comunicaciones. De acuerdo con una primera realización definida en la reivindicación 1, se proporciona un método para enviar parámetros de un precodificador a un nodo de red, incluyendo el método: enviar, al nodo de red, un subconjunto de haces seleccionados a partir de una pluralidad de haces ortogonales, y niveles de potencia del subconjunto seleccionado de haces, para una primera granularidad de frecuencia; y enviar, al nodo de la red, fases del subconjunto seleccionado de haces, para una segunda granularidad de frecuencia, donde los haces seleccionados, los niveles de potencia y las fases del subconjunto seleccionado de haces son parte de los parámetros del precodificador, en el que la primera granularidad de frecuencia corresponde a un ancho de banda entero de frecuencia, y la segunda granularidad corresponde a una subbanda de frecuencia dentro del ancho de banda de frecuencia, y en el que el subconjunto seleccionado de haces se selecciona en pares de polarización, correspondiendo, cada par de polarización, a un haz de polarización dual, DP.

De acuerdo con una segunda realización definida en la reivindicación 8, se proporciona un dispositivo inalámbrico para determinar los parámetros de un precodificador en un sistema inalámbrico de comunicaciones. El dispositivo inalámbrico incluye una circuitería de procesamiento configurado para hacer que el dispositivo inalámbrico: envíe, al nodo de red, un subconjunto de haces seleccionados a partir de una pluralidad de haces ortogonales, y niveles de potencia del subconjunto seleccionado de haces, para una primera granularidad de frecuencia; y enviar, al nodo de la red, fases del subconjunto seleccionado de haces para una segunda granularidad de frecuencia, donde los haces seleccionados, los niveles de potencia y las fases del subconjunto seleccionado de haces son parte de los parámetros del precodificador, en donde la primera granularidad de frecuencia corresponde a un ancho de banda entero de frecuencia y la segunda granularidad corresponde a una subbanda de frecuencia dentro del ancho de banda de frecuencia, y donde el procesador está configurado para seleccionar el subconjunto de haces en pares de polarización, correspondiendo, cada par de polarización, a un haz de polarización dual, DP.

De acuerdo con una tercera realización definida en la reivindicación 6, se proporciona un método para determinar parámetros de transmisión para un dispositivo inalámbrico, en un sistema de comunicación inalámbrico. El método comprende: en respuesta a la transmisión de señales de referencia a un dispositivo inalámbrico, recibir, por un nodo de red, parámetros de precodificador que incluyen un subconjunto de haces seleccionados de una pluralidad de haces ortogonales, y niveles de potencia del subconjunto de haces seleccionado, para una primera granularidad de frecuencia, y fases del subconjunto seleccionado de haces para una segunda granularidad de frecuencia; y determinar, por el nodo de red, los parámetros de transmisión basados en los parámetros de precodificador recibidos, donde la primera granularidad de frecuencia corresponde a un ancho de banda entero de frecuencia y la segunda granularidad corresponde a una subbanda de frecuencia dentro del ancho de banda de frecuencia, y donde el subconjunto seleccionado de haces se selecciona en pares de polarización, cada par de polarización corresponde a un haz de polarización dual, DP.

De acuerdo con una cuarta realización definida en la reivindicación 11, se proporciona un nodo de red para determinar parámetros de transmisión para un dispositivo inalámbrico, en un sistema de comunicación inalámbrico. El nodo de red comprende una circuitería de procesamiento configurada para hacer que el nodo de red: responda a la transmisión de señales de referencia al dispositivo inalámbrico, reciba parámetros de precodificador que incluyen un subconjunto de haces seleccionados de una pluralidad de haces ortogonales, y niveles de potencia del subconjunto de haces seleccionado, para una primera granularidad de frecuencia, y fases del subconjunto seleccionado de haces para una segunda granularidad de frecuencia; y determinar los parámetros de transmisión en base a los parámetros de precodificador recibidos, donde la primera granularidad de frecuencia corresponde a un ancho de banda entero de frecuencia, y la segunda granularidad corresponde a una subbanda de frecuencia dentro del ancho de banda de frecuencia, y donde el procesador está configurado para seleccionar el subconjunto de haces en pares de polarización, correspondiendo, cada par de polarización, a un haz de polarización dual, DP.

Breve descripción de los dibujos

Una comprensión más completa de las presentes realizaciones, y las 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 transmisor conocido que implanta la formación de haz digital;

la figura 2 es una ilustración de una matriz plana de elementos de antena copolarizados;

la figura 3 ilustra un diagrama esquemático de un sistema/red inalámbrico de comunicaciones;

la figura 4A-4D son gráficos de una dispersión angular de un canal para cuatro factores de rotación de espacio de haz diferentes;

la figura 5 es un diagrama de señalización entre un dispositivo inalámbrico y un nodo de red para intercambiar información del precodificador;

la figura 6 es un diagrama de flujo de un método para determinar parámetros de precodificador para un dispositivo inalámbrico;

la figura 7 es un diagrama de bloques de un dispositivo inalámbrico configurado para determinar parámetros de un precodificador;

la figura 8 es un diagrama de bloques de un dispositivo inalámbrico configurado para determinar parámetros de un precodificador;

la figura 9 es un diagrama de bloques de un nodo de red, tal como un eNodoB, configurado para determinar parámetros de transmisión para un dispositivo inalámbrico;

la figura 10 es un diagrama de flujo de un método para enviar parámetros de precodificador en un sistema inalámbrico de comunicaciones;

la figura 11 es un diagrama de flujo de un método para determinar parámetros de precodificador en un sistema inalámbrico de comunicaciones;

la figura 12 es un diagrama de flujo para determinar parámetros de transmisión en un sistema inalámbrico de comunicaciones;

la figura 13 es un diagrama de flujo para determinar parámetros de transmisión en un sistema inalámbrico de comunicaciones;

la figura 14 es un diagrama de bloques de un nodo de red configurado para determinar parámetros de transmisión para un dispositivo inalámbrico;

La figura 15 es un diagrama de bloques de un dispositivo inalámbrico configurado para determinar parámetros de un precodificador.

la figura 16 es un diagrama de bloques de un dispositivo inalámbrico configurado para determinar parámetros de un precodificador;

la figura 17 es un diagrama de bloques de un dispositivo inalámbrico configurado para determinar parámetros de un precodificador; y

la figura 18 es un diagrama de bloques de un nodo de red configurado para determinar parámetros de transmisión para un dispositivo inalámbrico.

Descripción detallada

Antes de describir en detalle realizaciones ejemplares, es de observar que las realizaciones residen en combinaciones de componentes de aparatos y pasos de procesamiento relacionadas con una estructura de precodificador factorizada para libros de códigos de precodificador de multihaz.

En consecuencia, los componentes se han representado cuando es apropiado mediante símbolos convencionales en los dibujos, que muestran sólo aquellos detalles específicos que son pertinentes para comprender las realizaciones, para no oscurecer la divulgación con detalles que se revelarán fácilmente evidentes para el experto en la técnica que obtenga el beneficio de la descripción del presente documento.

Como se usa en el presente documento, los términos relacionales, tales como "primero" y "segundo", "arriba" y "abajo", y similares, pueden usarse únicamente para distinguir una entidad o elemento de otra entidad o elemento sin que necesariamente ello requiera o implique alguna relación u orden físico o lógico entre dichas entidades o elementos.

Las realizaciones de la presente divulgación se pueden implantar en una red inalámbrica tal como el ejemplo de red/sistema inalámbrico de comunicaciones ilustrado en la figura 3. Sin embargo, las realizaciones pueden implantarse en cualquier tipo apropiado de sistema utilizando cualesquiera componentes adecuados.

La figura 3 ilustra un ejemplo de una red inalámbrica 300 de comunicaciones que puede usarse para comunicaciones inalámbricas. La red inalámbrica 300 de comunicaciones incluye dispositivos inalámbricos 310 (por ejemplo, equipos de usuario, UE) y una pluralidad de nodos 320 de red (por ejemplo, eNB, gNB, estaciones base, etc.) conectados a uno o más nodos 340 de red central mediante una red 330 de interconexión. Los dispositivos inalámbricos 310 pueden ser capaces cada uno de comunicarse dentro de un área de cobertura directamente con los nodos 320 de red a través de una interfaz inalámbrica. En determinadas realizaciones, los dispositivos inalámbricos 310 pueden también comunicarse entre sí mediante la comunicación de dispositivo a dispositivo (D2D). En ciertas realizaciones, los nodos 320 de red también pueden ser capaces de comunicarse entre sí, por ejemplo mediante una interfaz (por ejemplo, X2 en LTE u otra interfaz adecuada).

Como ejemplo, el dispositivo inalámbrico 310 puede comunicarse con el nodo 320 de red a través de una interfaz inalámbrica. Es decir, que el dispositivo inalámbrico 310 puede transmitir señales inalámbricas y/o recibir señales inalámbricas desde el nodo 320 de red. Las señales inalámbricas pueden contener tráfico de voz, tráfico de datos, señales de control y/o cualquier otra información adecuada. En algunas realizaciones, un área de cobertura de señal inalámbrica asociada con un nodo 320 de red puede denominarse celda.

En algunas realizaciones, el dispositivo inalámbrico 310 puede denominarse indistintamente por el término no limitante equipo de usuario (UE). Se refiere a cualquier tipo de dispositivo inalámbrico que se comunica con un nodo de red y/o con otro UE en un sistema de comunicación celular o móvil. Ejemplos de UE son dispositivo de destino, UE de dispositivo a dispositivo (D2D), UE de tipo máquina o UE capaz de comunicación de máquina a máquina (M2M), asistente digital personal (PDA), tableta, terminales móviles, teléfono inteligente, ordenador portátil integrado equipado (LEE), equipo montado en un ordenador portátil (LME), dongles de bus serie universal (USB), UE de Internet de las cosas de banda estrecha (NB-IoT), etc. Las realizaciones de ejemplo de un dispositivo inalámbrico 310 se describen con más detalle más adelante con respecto a las figuras 15-17.

El concepto "nodo de red" puede corresponder a cualquier tipo de nodo de red de radio o cualquier nodo de red, que se comunique con un UE y/o con otro nodo de red. Ejemplos de nodos de red son estaciones base, por ejemplo, una estación base de radio (RBS), que a veces se puede denominar en el presente documento, por ejemplo, NodoB evolucionado "eNB", "eNodoB", "NodoB", "nodo B", "gNB "o BTS (estación base de transceptor), dependiendo de la tecnología y de la terminología utilizada. Las estaciones base pueden ser de diferentes clases tales como, por ejemplo, macro eNodoB, eNodoB doméstico o estación base pico, en función de la potencia de transmisión y, por ello, también del tamaño de la celda. Una celda es el área geográfica donde la estación base proporciona cobertura de radio en un sitio de estación base. Una estación base, situada en el sitio de la estación base, puede dar servicio a una o a varias celdas. Además, cada estación base puede soportar una o varias tecnologías de comunicación. Las estaciones base se comunican a través de la interfaz aérea que funciona en frecuencias de radio con los terminales dentro del alcance de las estaciones base. En el contexto de esta divulgación, la expresión enlace descendente (DL) se usa para la ruta de transmisión desde la estación base a la estación móvil. La expresión enlace ascendente (UL) se usa para la ruta de transmisión en la dirección opuesta, es decir, desde la estación móvil a la estación base. En determinadas realizaciones, los nodos 320 de red pueden interactuar con un controlador de red de radio (no mostrado). El controlador de red de radio puede controlar los nodos 320 de red y puede proporcionar ciertas funciones de gestión de recursos de radio, funciones de gestión de movilidad y/u otras funciones adecuadas. En ciertas realizaciones, las funciones del controlador de red de radio pueden incluirse en el nodo 320 de red. El controlador de red de radio puede interactuar con el nodo 340 de red central. En ciertas realizaciones, el controlador de red de radio puede interactuar con el nodo 340 de red central mediante la red 330 de interconexión.

La red 330 de interconexión puede referirse a cualquier sistema de interconexión capaz de transmitir audio, vídeo, señales, datos, mensajes o cualquier combinación de los anteriores. La red 330 de interconexión puede incluir toda o una parte de una red telefónica pública conmutada (PSTN), una red de datos pública o privada, una red de área local (LAN), una red de área metropolitana (MAN), una red de área amplia (WAN), una red informática o de comunicación local, regional o global, como Internet, una red cableada o inalámbrica, una intranet empresarial o cualquier otro enlace de comunicación adecuado, incluidas las combinaciones de las mismas.

En algunas realizaciones, el nodo 340 de red central puede gestionar el establecimiento de sesiones de comunicación y otras diversas funcionalidades para dispositivos inalámbricos 310. En ciertas realizaciones, los nodos 320 de red pueden interactuar con uno o más de los otros nodos de red a través de una interfaz de internodos. Por ejemplo, los nodos 320 de red pueden interactuar entre sí a través de una interfaz X2.

Aunque la figura 3 ilustra una disposición particular de la red 300, la presente divulgación contempla que las diversas realizaciones descritas en el presente documento puedan aplicarse a una variedad de redes que tengan cualquier configuración adecuada. Por ejemplo, la red 300 puede incluir cualquier número adecuado de dispositivos inalámbricos 310 y de nodos 320 de red, así como cualesquiera elementos adicionales adecuados para soportar la comunicación entre dispositivos inalámbricos o entre un dispositivo inalámbrico y otro dispositivo de comunicación (tal como un teléfono fijo). Las realizaciones pueden implantarse en cualquier tipo apropiado de sistema de telecomunicaciones que soporte cualesquiera estándares de comunicaciones adecuados y que utilice cualesquiera componentes adecuados, y son aplicables a cualquier tecnología de acceso por radio (RAT) o de sistemas multi-RAT en el que el dispositivo inalámbrico reciba y/o transmita señales (por ejemplo, datos). Si bien se describen ciertas realizaciones para nueva radio (NR) y/o LTE, las realizaciones pueden ser aplicables a cualquier RAT, como UTRA, E-UTRA, Internet de las cosas de banda estrecha (NB-IoT), Wi-Fi™, Bluetooth™, RAT de próxima generación (NR, NX), 4G, 5G, dúplex por división de frecuencia (FDD)/dúplex por división de tiempo (TDD) de LTE, etc.

Obsérvese que las funciones descritas en el presente documento como realizadas por una estación base pueden distribuirse entre una pluralidad de estaciones base y/o nodos de red. Además, aunque las realizaciones se describen con referencia a las estaciones base, se entiende que las realizaciones se pueden implantar en o a través de cualquier nodo de red adecuado, del cual las estaciones base son un tipo. Además, la red 300 puede permitir la transmisión de múltiples entradas, múltiples salidas y múltiples usuarios (MU-MIMO). Como tal, la red 300 puede denominarse red o sistema inalámbrico de comunicaciones MU-MIMO.

Las realizaciones proporcionan una estructura de precodificador para la retroalimentación del precodificador de multihaz que utiliza diversas propiedades para reducir la sobrecarga de retroalimentación. Algunas realizaciones proporcionan un mayor rendimiento MU-MIMO en comparación con las disposiciones conocidas al tener una rica retroalimentación del precodificador con una sobrecarga de retroalimentación razonable. Se divulgan libros de códigos que tienen precodificadores de multihaz que tienen estructuras específicas, lo que permite una sobrecarga baja de retroalimentación.

Considérese en primer lugar el canal en el dominio tiempo entre una matriz lineal uniforme (ULA) copolarizada de tamaño N con una separación de elementos de antena en longitudes de onda y una única antena receptora. La matriz de canales se puede expresar en la forma general.

M

) = h T( r ) = ^ C ic f i e ^ S t j - t ¡)

í=i

es decir, que consta de una suma de M componentes de rutas múltiples, donde c¡ es un coeficiente de canal complejo,

es un vector de dirección de matriz, 6¡ es un ángulo de salida (AoD), relativo a la ULA del componente i de rutas múltiples, y ^t¡ es su retardo de propagación.

La representación en el dominio frecuencia de la matriz de canales se deriva entonces como

Considérese ahora la matriz de canales para una cierta frecuencia /= fo. El vector de canal se convierte entonces en ^{hT(f) = m i c ia r(di) e - ^ i} = £f=1c¿ar (0¿),

donde c¡ es otro coeficiente complejo. El precodificador óptimo que invierte perfectamente este canal es el precodificador de transmisión de relación máxima (M^rT) ^wmrt = (hT(f))H = h*, donde * denota el conjugado complejo.

Dⁿ se define como una matriz de DFT de tamaño N * N, es decir, que los elementos de Dⁿ se definen como

diag([e727T-o4 e¡2n-l-jj ... ej2n-(N-l)-í])

Además, /?w(g) = que va a ser una matriz de rotación de tamaño A/x/V, definida para 0 < q <1. Multiplicar Dⁿ con Rⁿ (q) desde la izquierda crea una matriz rotada de DFT con entradas

a jznk(l+q)

[RN(q)D _{N l k , l} -pe « .

La matriz rotada de DFT RN(q)ÜN = [di Ú²... t/w] consta de vectores de columna ortogonales normalizados

que ademas abarcan e ^{(p N} l espacio vectorial ^ . Es decir, que las columnas de RN(q)ÜN, para cualquier q, constituyen una base ortonormal de .

El precodificador MRT se multiplica por la matriz rotada de DFT con el fin de hacer un cambio de base, desde el denominado espacio de antena al espacio de haz. La representación del espacio de haz resultante del vector de precodificador se puede expresar como

ese prmero que e vecor e recc n puede expresarse como una columna escalada de una matriz rotada de DFT [Rn (q)DN];,i con l = LdAcos(Q)J y q = dA cos(Q) - LdAcos(Q)J un vector de dirección conjugado a*(Q) es igual a otro vector de dirección con el ángulo reflejado en el costado de la matriz, es decir, que a*(Q) = a(n - Q).

Ahora volviendo a la representación del espacio de haz del vector de precodificador ^VI»s ’ obsérvese que aT (Oi)di es el producto interno entre un vector de dirección conjugado y una columna de una matriz rotada de DFT.

Anteriormente se señaló que cualquier vector de dirección podría expresarse como una columna a escala de una matriz rotada de DFT (con valores apropiados establecidos para q = qo and l = lo). En ese caso, el producto interno entre el vector de dirección (conjugado) y di será

De nuevo, esto requiere que q se establezca apropiadamente para que el espacio de haz se gire para ajustarse perfectamente al vector de dirección del coeficiente i de rutas múltiples. Si ese no es el caso, el vector de dirección seguirá siendo escaso en el sistema de coordenadas del espacio de haz, con uno o dos coeficientes de gran magnitud y el resto de los coeficientes de baja magnitud. De este modo, cada componente de rutas múltiples contribuirá, en gran medida, sólo a uno o a unos pocos coeficientes de espacio de haz. El impacto de la rotación del espacio de haz sobre la escasez del canal del espacio de haz se ilustra en las figuras 4A-4D, en las que se muestra un canal de línea de visión (LoS). La figura 4A es para un índice/factor de rotación de q = 0. La figura 4B es para un índice/factor de rotación de q = 2/4. La figura 4C es para un índice/factor de rotación de q = 1/4. La figura 4D es para un índice/factor de rotación de q = 3/4.

Sin embargo, el canal en el dominio frecuencia es una suma de M componentes de rutas múltiples, cada uno con un ángulo Qi de salida posiblemente diferente. La escasez del espacio de haz del canal depende, de este modo, de la distribución de los componentes AoD Qi de rutas múltiples. La extensión en esta distribución a menudo se denota como la dispersión angular de un canal. Un canal de línea de visión (LoS) pura tiene una dispersión angular baja y se puede representar muy escasamente en el espacio de haz, como se ilustra en las figuras 4A-4D. Un canal con una dispersión angular muy grande, por otro lado, no se puede representar escasamente en el espacio de haz, sino que tendrá que estar representado por muchos coeficientes del espacio de haz. Sin embargo, un canal inalámbrico celular normalmente tiene típicamente unos pocos componentes de múltiples rutas lo suficientemente fuertes, y, de este modo, se puede representar de manera efectiva con sólo unos pocos coeficientes de espacio de haz. Esto es lo que explotan los libros de códigos de multihaz presentados aquí.

Para dilucidar la estructura del precodificador de algunas realizaciones, las matrices (rotadas) de DFT que eran transformaciones apropiadas para una ULA de polarización única se extienden para ajustarse también al caso más general de matrices planas uniformes (UPA) de polarización dual 2D.

Una matriz rotada de DFT 2D se define como ^{D nv,nh}{qv, qn) = (R^a/^h(<7^h)D^a/^h) 0{ÑNv{qv)DNv) = ^{[d i} efe ... ^(Jnvnh ]. Las { d i S

^{columnas de D nv,nh {qv, qti) constituyen una base ortonormal del espacio vectorial} cNVNH. ^{De aquí en}adelante, tal columna di se denominará haz (de DFT).

Considérese ahora un UPA de polarización dual, donde la matriz de canal H = [Hpoii Hpoi2\.

Crear una matriz de transformación espacial de haces de polarización dual ^{B nv, nh} (qv, qH) =

íWÍLT"

^{Las columnas de B nv.nh {qv, qti) constituyen una base ortonormal del espacio vectorial C2} c2NVNH ^NVNH.De aquí en adelante, tal columna ^b¡ se denominará haz de polarización única (haz SP), ya que está constituido por

un haz d transmitido en una sola polarización (es decir, que b =

También se introduce la notación "haz de polarización dual" para referirse a un haz transmitido en ambas

polarizaciones (de co-fase con un factor ^■de co-fase (arbitrario), es decir, ^{b° p}
. Obsérvese que los factores de co-fase se pueden utilizar para hacer que los haces transmitidos de las dos polarizaciones dentro de una capa (de una transmisión de multicapa) se sumen coherentemente (es decir, en fase) en el receptor con el fin de aumentar la potencia recibida de esa capa, lo que, a su vez, aumenta la SINR recibida de esa capa. Los factores de co-fase también pueden hacer que las diferentes capas (en el caso de una transmisión de rango 2 o superior) se reciban ortogonales entre sí con el fin de minimizar la interferencia entre capas, lo que también conduce a aumentar la SINR recibida de las capas.

Utilizando la suposición de que el canal es algo escaso, gran parte de la energía del canal puede capturarse suficientemente seleccionando únicamente un subconjunto de columnas de ^{B nv,nh} (qv, qH). Es decir, que es suficiente describir un par de haces de SP, lo que mantiene baja la sobrecarga de retroalimentación. Se selecciona un subconjunto I^s de columnas que consta de N^sp columnas de B^nv,^nh (qv, qH) para crear una matriz de transformación de espacio de haz reducida ^{B is}= [bis(i) bis( ²) ... bis(NSp) \. En otras palabras, se selecciona el número Is = [15 1025\ de columnas para crear la matriz de transformación de espacio de haz reducida B^is= [bi bs bio b²⁵\, como un ejemplo no limitante.

Además, Obsérvese que una matriz w de precodificador puede derivarse de valores propios de la matriz H de canal. Más específicamente, el precodificador w puede calcularse para que sea aproximadamente igual a los vectores propios principales de la matriz H de canal. Por ejemplo, en el caso de una única antena receptora, que, de este modo, puede soportar sólo la transmisión de una sola capa, el vector propio más fuerte (v i) es igual al precodificador de MRT, es decir, que ^wmrt= h* = vi.

Una estructura general de precodificador para precodificar una sola capa es la siguiente:

Donde son coeficientes complejos. Una estructura de precodificador de multihaz más refinada se consigue separando los coeficientes complejos en una potencia (o amplitud) y una parte de fase como

Como multiplicar el vector w del precodificador con una constante compleja C no cambia sus propiedades de formación de haz (ya que sólo son importantes la fase y la amplitud en relación con los otros haces de polarización única), se puede asumir sin pérdida de generalidad que los coeficientes correspondientes, por ejemplo, SP-hazl, se fija en p1 = 1 y ea1 = 1, de modo que los parámetros para un haz menos pueden 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 se cumple una restricción de potencia de suma, es decir, que | |w| |2 = 1. Cualquier factor tal de normalización se omite de las ecuaciones del presente documento en aras de mayor claridad.

Una vez que el dispositivo inalámbrico ha determinado la matriz de precodificador, el dispositivo inalámbrico debe retroalimentar la siguiente información a la estación base, por ejemplo, a un eNodoB, en un informe de retroalimentación de CSI, por ejemplo:

- las columnas elegidas de B^nv,nh (qv, qH), es decir, los haces de polarización única de N^sp. Esto requiere como mucho N^sp • log² 2N^vN^h bits;

<7(0 =¿,¿ = 0,1.....Q - l , - Los factores de rotación de base vertical y horizontal de DFT qv y qn. Por ejemplo, el

para algún valor de Q. La sobrecarga correspondiente sería entonces 2 • log2 Q bits;

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

- Los factores de co-fase {eja2, e^3, ..., ejaNSP} de los haces SP. Por ejemplo, k = 0,1, ... K - 1, para algún valor de K. La sobrecarga correspondiente sería (N^sp - 1) • log² K.

En los siguientes ejemplos, se pueden realizar optimizaciones adicionales para disminuir la sobrecarga de retroalimentación de CSI.

En algunas realizaciones, las posibles elecciones de columnas de B^nv,nh (qv, qH) están restringidas de modo que si se elige la columna i = /o, también se elige la columna i = k + N^vN^h. E^sdecir, que si se elige un haz SP

correspondiente a un cierto haz mapeado para la primera polarización, por ejemplo, esto implicaría

que el haz SP también se elige. Es decir, que también se elige el haz SP correspondiente a dicho cierto haz mapeado para la segunda polarización. Esto reduciría la sobrecarga de retroalimentación ya que sólo las N^dp= N^sp/2 columnas de B^nv,^nh (qv, qH) tendrían que seleccionarse y señalizarse de nuevo a la estación base. En otras palabras, la selección de la columna se hace en un nivel de haz (o de haz de DP) en lugar de en un nivel de haz SP. Si un cierto haz es fuerte en una de las polarizaciones, normalmente implicaría que el haz sería también fuerte en la otra polarización, al menos en un sentido de banda ancha, por lo que la pérdida de restringir la selección de la columna de esta manera no disminuiría significativamente el desempeño.

En una realización, los haces se clasifican según su fuerza en potencia. La cuantificación de potencias relativas puede ser más tosca para haces con potencia débil para ahorrar bits de retroalimentación. En otra realización, sólo se señala el índice del haz más fuerte, los otros haces se dan en un orden que no depende de la fuerza en potencia. Especificar los haces de forma desordenada puede salvar bits de retroalimentación.

En algunas realizaciones, el precodificador de multihaz se factoriza en dos o más factores que se seleccionan con diferente granularidad de frecuencia, con el fin de reducir la sobrecarga de retroalimentación. En una realización preferida, la selección del haz SP (es decir, la elección de la matriz Bis) y las potencias/amplitudes relativas del haz

SP (es decir, la elección de la matriz V^p) se selecciona con una cierta granularidad de frecuencia mientras que las

fases del haz SP (es decir, la elección de la matriz

) se selecciona con otra cierta granularidad de frecuencia. En una de tales realizaciones, dicha cierta granularidad de frecuencia corresponde a una selección de banda ancha (es decir, una selección para el entero ancho de banda de la portadora) mientras que dicha otra cierta granularidad de frecuencia corresponde a una selección por subbanda (es decir, que el ancho de banda de portadora se divide en varias subbandas, que constan típicamente de 1 a 10 bloques físicos de recursos (PRB), y se hace una selección separada para cada subbanda).

En una tal realización típica, el vector de precodificador de multihaz se factoriza como as w = W¹W², donde W1 es un primer factor y puede seleccionarse (o generarse) con una cierta granularidad de frecuencia y W2 es un segundo factor y puede ser seleccionado (o generado) con otra cierta granularidad de frecuencia. El vector de precodificador

se puede expresar como

. Usando esta notación, si dicha cierta granularidad de frecuencia corresponde a una selección de banda ancha de W1 y dicha otra cierta granularidad de frecuencia corresponde a una selección por subbanda de W2, el vector de precodificador para la subbanda l puede expresarse como wi = W¹W² (l). Es decir, que sólo W2 está en función del índice de subbanda l.

En una versión más general de los conjuntos anteriores de realizaciones, se descarta el criterio de que el vector w de precodificador de multihaz esté compuesto por dos o más factores de matriz. En cambio, la elección de w puede expresarse como una selección de dos o más índices de precodificador, es decir, ., /1, Í2, ..., donde los índices de precodificador pueden seleccionarse con diferente granularidad de frecuencia. Es decir, que el vector de precodificador puede expresarse en función de los dos o más índices del precodificador /1, Í², ..., de modo que w(/¹, /2, ...). En una realización preferida, /1 puede seleccionarse sobre una base de banda ancha mientras que /2 puede seleccionarse sobre una base por subbanda, de modo que el vector de precodificador para la subbanda i puede expresarse como wi = w(/i, 2(1)).

Las realizaciones anteriores se han presentado asumiendo un vector w de precodificador para la transmisión de una sola capa (es decir, con rango de transmisión uno) pero son aplicables para la transmisión de múltiples capas (es decir, con rango de transmisión mayor que uno) usando una matriz W de precodificador también. Las siguientes realizaciones conciernen adicionalmente a diseños de matrices de precodificador para transmisión de multicapa.

En algunas realizaciones, la matriz de precodificador se construye manteniendo la selección del haz SP y las potencias/amplitudes relativas del haz Sp iguales para todas las capas de la transmisión de multicapa y sólo cambiando las fases del haz SP para las diferentes capas. Es decir, que la matriz de precodificador de multihaz para

la transmisión de múltiples capas se puede expresar como donde R es el número de capas en la transmisión de multicapa, es decir, el rango de transmisión.

En otra realización, algunas de las entradas en la matriz de fase se permite que sean cero, de modo que no se utilicen todos los haces SP seleccionados para transmitir todas las capas.

Obsérvese que las realizaciones anteriores con respecto a la transmisión de multicapa pueden combinarse con las realizaciones con respecto a diferentes granularidades de frecuencia de factores de precodificador. Por ejemplo,

y W²= de modo que el primer factor de matriz (o primer factor) W¹es común entre todas las capas de la transmisión de multicapa, mientras que el segundo factor de matriz (o segundo factor) W²contiene la precodificación específica de la capa.

En algunas realizaciones, se considera la estructura del precodificador para un precodificador de rango 2 y se asume que la selección de columnas de Bnv,nh (qv, qH) se hace sobre la base de un haz DP en lugar de sobre la base de un haz SP, como se divulga en una realización anterior. En estas realizaciones, la selección de fase para el precodificador de la segunda capa es una función de la selección de fase para el precodificador de la primera capa. En una realización tal, las fases para la segunda capa que corresponde a la primera polarización son iguales a las fases de la primera capa que corresponde a la primera polarización, mientras que las fases de la segunda capa que corresponde a la segunda polarización son la negación de las fases de la primera capa que corresponde a la segunda polarización. Una negación corresponde a un cambio de fase de 180 grados. Construir el precodificador de esta manera asegura que las dos capas sean ortogonales.

Las siguientes realizaciones conciernen a cómo se cuantifican los niveles de potencia relativos {p², p³, ... , Pnsp} de los haces SP. Puede observarse que los niveles de potencia relativa pueden ser mayores que cero y menores que uno, ya que se puede asumir que el primer haz SP seleccionado corresponde al haz SP más fuerte. En una realización, las potencias de haz se cuantifican uniformemente entre [pm¡n, 1], donde pmn corresponde a un nivel mínimo de potencia (que puede ser igual a cero). En una realización, se cuantifica uniformemente una función monótona de las potencias de haz. En una de estas realizaciones, la raíz cuadrada de la potencia de haces (es

decir, se cuantifica uniformemente.

En otra de tales realizaciones, la cuantificación se realiza en el dominio dB, de modo que los valores 10 log¹⁰pi se cuantifican uniformemente en el intervalo [pmin.ds, 0] dB en su lugar. Obsérvese que aquí pmn,dB < 0.

Las siguientes realizaciones conciernen a cómo el dispositivo inalámbrico puede calcular la retroalimentación como se describe en el presente documento, es decir, que son realizaciones de implantación del dispositivo inalámbrico.

En estas realizaciones, el dispositivo inalámbrico selecciona las fases {ela2, e¡a3, ..., e¡aNSP} de los haces SP, donde / j s 2

= ^tt/ a(k) ^c

cada fase puede seleccionarse a partir de un conjunto de valores posibles, por ejemplo, k = 0,1, ... K -1, para algún valor de K. De este modo, existen combinaciones posibles de knsp-1, que pueden ser muy grandes si K o Nsp es grande, y, de este modo, puede que no sea factible que el dispositivo inalámbrico haga una búsqueda exhaustiva de todas las posibilidades. En cambio, el dispositivo inalámbrico puede realizar una co-fase secuencial. Es decir, que el dispositivo inalámbrico busca primero a través de las K posibilidades para el primer factor eja2 de cofase (por ejemplo, calculando la potencia recibida de la hipótesis del precodificador) mientras establece todos los Nsp - 2 factores de co-fase restantes de en cero. Luego, busca a través de las K posibilidades para el segundo factor eja3 de co-fase mientras establece los restantes N^sp - 3 factores de co-fase en cero, y así sucesivamente. En lugar de buscar a través de todas las combinaciones posibles de ^kNsp-1, el dispositivo inalámbrico sólo tiene que buscar a través de hipótesis K • (Nsp - 1).

El dispositivo inalámbrico también puede seleccionar qué haces SP deberían incluirse en el precodificador, es decir, cómo seleccionar columnas de la matriz B^nv,^nh de transformación de espacio de haz de polarización dual para formar la matriz Bis de transformación de espacio de haz reducido. Primero, el dispositivo inalámbrico puede formar una matriz de correlación de canal promediada promediando la granularidad de frecuencia de la selección del haz (por ejemplo, en todo el ancho de banda) como R = I f HHH. Luego, puede calcular la potencia recibida de banda

D nH N^v,N^h

ancha de cada haz SP tomando los elementos diagonales del producto matricial RBnv.nh. El dispositivo inalámbrico puede seleccionar luego los haces Nsp que tienen la mayor potencia recibida de banda ancha. La potencia recibida de un haz (hipotético) i viene dada por ||Hbi||2. Los niveles de potencia relativa p de los haces (hipotéticos) en el precodificador se pueden configurar para que correspondan con las potencias relativas recibidas Pi _ l i l i l í 2

P2 ~ ^II Hb2\\2'

de los haces, es decir que:

Una realización concierne a cómo el dispositivo inalámbrico puede calcular los factores qv y qH de rotación. Se asume que los factores de rotación pueden seleccionarse a partir de un conjunto fijo de valores posibles, por

ejemplo, <7(0 v i = 0,1, ..., Q - 1, para algún valor de Q. El dispositivo inalámbrico puede entonces, para cada valor posible de los factores de rotación (qv, qH), calcular la potencia recibida de los haces más fuertes Nsp correspondientes a la matriz de transformación de espacio de haz girada Bnv,nh (qv, qH) de acuerdo con la realización anterior del "método de selección de haz". El dispositivo inalámbrico puede entonces seleccionar la hipótesis de rotación que maximiza la potencia recibida en el espacio reducido de haz.

Obsérvese que, en la selección de haces, los haces no son haces transmitidos por el nodo de la red, sino que son transmisiones hipotéticas que evalúa el dispositivo inalámbrico. El nodo de red/la estación base transmite un conjunto de CSI-RS no precodificadas (de, por ejemplo, cada elemento de antena de la matriz de antenas) que es medido por el dispositivo inalámbrico, que luego puede usarse para determinar una estimación H de canal. En base a esta estimación de canal, el dispositivo inalámbrico seleccionará un precodificador óptimo (que está compuesto por una suma de haces ortogonales de DFT). Por ejemplo, para seleccionar los mejores haces, el dispositivo inalámbrico realizará una búsqueda sobre la base/matriz ortogonal de DFT girada de manera diferente Bnv,nh (qv, qH) para:

1) seleccionar la mejor base/matriz B^nv,^nh (qv, qH) ortogonal girada de DFT y los factores qv, qH de rotación correspondientes; y

2) seleccionar los mejores haces Nsp de la base/matriz Bnv,nh (qv, qH).

La figura 5 ilustra un diagrama 500 de señalización de entre un nodo 320 de red, tal como un eNB, y el dispositivo inalámbrico 310, en una red/un sistema inalámbrico 300 de comunicaciones, para, por ejemplo, reportar retroalimentación de CSI desde el dispositivo inalámbrico al eNB.

El nodo 320 de red envía primero señales de referencia al dispositivo inalámbrico 310, tal como la CSI-RS o la CRS, o cualesquiera otras señales que permitan determinar o proporcionar información relacionada con el canal (paso 510).

En base a las señales de referencia recibidas, el dispositivo inalámbrico 310 determina los parámetros de un precodificador (paso 520). Por ejemplo, el dispositivo inalámbrico puede determinar un precodificador óptimo para las condiciones/la estimación del canal en base a las señales de referencia recibidas.

Una vez que se determinan los parámetros de precodificador, el dispositivo inalámbrico 310 envía un informe de CSI al nodo de red, incluyendo, el informe de CSI, los parámetros de precodificador determinados (paso 530).

Una vez que el nodo 320 de red recibe el informe de CSI, determina los parámetros de transmisión en base a la información recibida (por ejemplo, a los parámetros de precodificador). Por ejemplo, el nodo 320 de red puede decidir usar el precodificador recomendado por el dispositivo inalámbrico para determinar un esquema de modulación y codificación (MCS) y usar el esquema de precodificación del precodificador para la transmisión de datos del dispositivo inalámbrico. Sin embargo, en base a la información recibida, el nodo 320 de red puede decidir utilizar otro precodificador y determinar el MCS y el esquema de precodificación en base a este precodificador (paso 540).

Obsérvese que el diagrama 500 de señalización es conocido en la técnica. Las realizaciones de la presente divulgación están dirigidas a cómo el dispositivo inalámbrico 310 determina los parámetros de un precodificador para recomendar al nodo 320 de red. Como ejemplo, el dispositivo inalámbrico 310 puede seleccionar algunos haces que tienen la mayor potencia recibida de, por ejemplo, una pluralidad de haces ortogonales. Para calcular el nivel de

potencia de los haces, el dispositivo inalámbrico toma los elementos diagonales del producto matricial RB^nv,^nh , donde R = I f HH H como se describió anteriormente. El dispositivo inalámbrico determina también las fases de los haces seleccionados. Para determinar las fases, el dispositivo inalámbrico 310 puede usar el método de cofase secuencial, como se describió anteriormente. El dispositivo inalámbrico también puede calcular los factores qv y qH de rotación que se utilizan para obtener los haces ortogonales (d) y calcular la matriz Bnv,nh de transformación del espacio de haz. También se podrían utilizar otros métodos para determinar los niveles de potencia. Por ejemplo, el dispositivo inalámbrico podría potencialmente hacer una búsqueda exhaustiva completa sobre todas las hipótesis del precodificador y calcular una estimación del rendimiento que se puede conseguir con cada precodificador.

Una vez que se determinan los parámetros de precodificador, el dispositivo inalámbrico envía el informe de CSI a la estación base, el informe de ^cSⁱincluye los parámetros de precodificador. De acuerdo con algunas realizaciones, los parámetros de precodificador incluyen los índices correspondientes a los haces seleccionados, sus niveles de potencia y fases, y los factores de rotación.

En una realización, la figura 6 es un diagrama de flujo de un proceso ejemplar realizado en un dispositivo 310 inalámbrico para determinar parámetros para permitir la construcción de una estructura de libro de códigos de precodificador en un sistema de comunicación inalámbrico, de acuerdo con una realización. El proceso incluye seleccionar un subconjunto de columnas de una matriz de transformación de espacio de haz, B^nv,nh (qv, qH), correspondiendo cada columna a un solo haz polarizado (bloque 610). El proceso incluye también factorizar cada columna en al menos dos factores, un primer factor que tiene una primera granularidad de frecuencia y un segundo factor que tiene una segunda granularidad de frecuencia (bloque 620).

La figura 7 es un diagrama de bloques de un dispositivo 310 inalámbrico de ejemplo configurado para determinar la información del precodificador para permitir la construcción de una estructura de libro de códigos del precodificador en un sistema inalámbrico de comunicaciones, de acuerdo con una realización.

El dispositivo inalámbrico 310 tiene una circuitería 700 de procesamiento. En algunas realizaciones, la circuitería 700 de procesamiento puede incluir una memoria 710 y un procesador 720, conteniendo la memoria 710 instrucciones que, cuando son ejecutadas por el procesador 720, configuran el procesador 720 para realizar la una o más funciones descrita/s en el presente documento, tales como los pasos del método 600. Además de un procesador y de una memoria tradicionales, la circuitería 700 de procesamiento puede comprender 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 memoria 710 está configurada para almacenar información 730 del precodificador, incluyendo la información del precodificador granularidades de frecuencia de factores de haces de polarización única. El procesador está configurado para seleccionar (740) un subconjunto de columnas de una matriz de transformación del espacio de haz, correspondiendo cada columna a un haz SP, teniendo, el haz SP, fases. El procesador 720 también realiza la factorización (750) de cada columna en al menos dos factores, en donde un primer factor tiene una primera granularidad de frecuencia y un segundo factor tiene una segunda granularidad de frecuencia. El dispositivo inalámbrico 310 incluye adicionalmente un transmisor 760 configurado para transmitir los factores y las granularidades de frecuencia a una estación base.

La figura 8 es un diagrama de bloques de una realización alternativa de un dispositivo inalámbrico 310 configurado para determinar parámetros para permitir la construcción de una estructura de libro de códigos de precodificador en un sistema inalámbrico de comunicaciones, de acuerdo con otra realización. El dispositivo inalámbrico 310 incluye un módulo 800 de memoria (similar al 710 de la figura 7) que almacena la información del precodificador 730. El dispositivo inalámbrico también incluye un módulo 810 de selector de haz configurado para seleccionar un subconjunto de columnas de una matriz de transformación de espacio de haz, cada columna correspondiente a un haz SP, teniendo, el haz SP, fases. El dispositivo inalámbrico incluye también el módulo 820 de factorización configurado para factorizar cada columna en al menos dos factores, donde un primer factor tiene una primera granularidad de frecuencia y al menos un segundo factor tiene una segunda granularidad de frecuencia. El dispositivo inalámbrico 310 incluye adicionalmente un módulo 830 de transmisor configurado para transmitir los factores y las granularidades de frecuencia a una estación base.

La figura 9 es un diagrama de bloques de una estación base 320, tal como un eNodoB o un nodo de red, configurada para transmitir a un dispositivo inalámbrico de acuerdo con los parámetros de transmisión basados en la información recibida del dispositivo inalámbrico, de acuerdo con una realización. La estación base 320 tiene una circuitería 900 de procesamiento que tiene una memoria 910 y un procesador 920. La memoria 910 está configurada para almacenar información 930 de precodificador, contenida en el informe de CSI recibido desde el dispositivo inalámbrico. El procesador 920 está configurado para determinar los parámetros 940 de transmisión que incluyen un indicador de rango, y un esquema de modulación y de codificación. La estación base 320 tiene un receptor 950 configurado para recibir, del dispositivo inalámbrico, información del precodificador, que incluye: un subconjunto de columnas de una matriz de transformación del espacio de haz, correspondiendo cada columna a un haz polarizado, SP, de señal, teniendo, los haces SP, fases y amplitudes, y granularidades de frecuencia de los factores de los haces SP. La estación base comprende adicionalmente un transmisor 960 configurado para transmitir los parámetros de transmisión al dispositivo inalámbrico.

La figura 10 ilustra un diagrama de flujo de un método 1000 para enviar parámetros de un precodificador mediante un dispositivo inalámbrico a un nodo de red, en un sistema inalámbrico de comunicaciones, tal como el sistema 300.

El método comienza con enviar, al nodo de red, un subconjunto de haces seleccionados de una pluralidad de haces ortogonales y niveles de potencia del subconjunto de haces seleccionado, para una primera granularidad de frecuencia (bloque 1010).

El método continúa enviando luego, al nodo de red, fases del subconjunto seleccionado de haces, para una segunda granularidad de frecuencia (bloque 1020), donde el subconjunto seleccionado de haces, los niveles de potencia y las fases del subconjunto seleccionado de haces son parte de los parámetros de precodificador. Obsérvese que los parámetros de precodificador enviados al nodo 320 de red pueden también comprender los factores de rotación y otra información.

Por ejemplo, el subconjunto de haces se selecciona como se explicó anteriormente, para crear la matriz B^is de transformación de haz de espacio reducido. La pluralidad de haces ortogonales corresponde a las columnas de B^nv,nh (qv, qH), como ejemplo. La primera granularidad de frecuencia corresponde al ancho de banda de frecuencia (entero) (de una portadora) y la segunda granularidad de frecuencia corresponde a una subbanda de frecuencia dentro del ancho de banda de frecuencia. Además, los niveles de potencia son los mismos para todas las capas de una transmisión de multicapa, y las fases son específicas para cada capa individual de la transmisión de multicapa; por ejemplo, las fases se pueden asignar de forma independiente para cada capa individual.

Obsérvese que el subconjunto seleccionado de haces, los niveles de potencia y las fases pueden enviarse al nodo de red en un mensaje o en varios mensajes, como apreciará el experto en la técnica.

La figura 11 ilustra un diagrama de flujo de un método 1100 para determinar parámetros de un precodificador en un sistema inalámbrico de comunicaciones, tal como un sistema de comunicación de múltiples usuarios, múltiples entradas y múltiples salidas (MU-MIMO), de acuerdo con otra realización. El método se realiza mediante un dispositivo inalámbrico, como el 310, por ejemplo. Obsérvese que el método 1100 es similar al método 600 de la figura 6, con el paso 620 de factorización descrito de una manera diferente.

El método 1100 comienza con el bloque 1110 seleccionando un subconjunto de haces de una pluralidad de haces ortogonales. La pluralidad de haces ortogonales puede corresponder a las columnas de una matriz de DFT 2D rotada, tal como B^nv,nh (qv, qH). El subconjunto de haces seleccionado puede corresponder a las columnas de B ^is, por ejemplo.

El método 1100 continúa con la obtención de niveles de potencia del subconjunto seleccionado de haces para generar un primer factor (bloque 1120). Los niveles de potencia pueden calcularse mediante el dispositivo inalámbrico 310 o mediante cálculo en la nube, por ejemplo. El primer factor corresponde a W¹, por ejemplo.

Luego, el método 1100 obtiene fases del subconjunto seleccionado de haces para generar un segundo factor, donde el primer factor y el segundo factor son parte de los parámetros de precodificador (bloque 1130). Las fases pueden calcularse mediante el dispositivo inalámbrico 310 o mediante cálculo en la nube. El segundo factor corresponde a W2. Y el precodificador w viene dado por: w = W¹W².

Los parámetros del precodificador se envían luego al nodo 320 de red en un informe de retroalimentación CSI, por ejemplo. Obsérvese que los parámetros de precodificador enviados al nodo 320 de red también pueden comprender los factores de rotación y otra información.

En algunas realizaciones, el subconjunto seleccionado de haces son haces de polarización única, correspondientes a la transmisión en una polarización única. En algunas otras realizaciones, el subconjunto de haces se selecciona en pares de polarización, correspondiendo, cada par de polarización, a un haz de polarización dual (DP).

En algunas realizaciones, la selección del subconjunto de haces se hace determinando los haces que tienen la mayor potencia recibida de banda ancha.

Cuando se calcula la potencia recibida de banda ancha, el dispositivo inalámbrico 320 calcula realmente los coeficientes de potencia o los niveles de potencia. Los coeficientes de potencia del subconjunto de haces se pueden Bis'ÍP

expresar como una primera matriz que corresponde a IM = .Los niveles de potencia (o coeficientes de potencia o potencias) se seleccionan u obtienen sobre una base de banda ancha (correspondiente a la primera granularidad de frecuencia), por ejemplo. Además, se puede hacer que los niveles de potencia sean los mismos (o comunes) a todas las capas de una transmisión de multicapa, lo que significa que los niveles de potencia del haz se comparten entre todas las capas y polarizaciones. Se puede hacer que las fases sean específicas para cada capa de la transmisión de multicapa, por ejemplo, lo que significa que las fases se pueden asignar independientemente para cada capa individual.

Además, el subconjunto seleccionado de haces se puede clasificar en orden de niveles de potencia o fuerza de potencia. Además, un primer haz que tiene menos fuerza que un segundo haz se puede cuantificar con una cuantificación más gruesa que la del segundo haz. Como tal, el número de bits se puede guardar al informar los parámetros del precodificador al nodo de la red. Obsérvese que el hecho de que el primer haz tenga menos fuerza que el segundo haz significa que el nivel de potencia del primer haz es inferior al nivel de potencia del segundo haz. Para reducir la sobrecarga de retroalimentación de CSI, las potencias de los haces seleccionados se pueden cuantificar en una primera resolución de cuantificación, y las fases de los haces seleccionados se pueden cuantificar en una segunda resolución de cuantificación. Con el fin de reducir aún más la sobrecarga de retroalimentación de CSI, se especifica un índice de un haz más fuerte (por ejemplo, que tiene el nivel de potencia más alto) del subconjunto de haces seleccionado, y el resto de los haces del subconjunto seleccionado se especifica de manera desordenada, con respecto a la fuerza, en el informe al nodo de la red. Además, los niveles de potencia se pueden cuantificar uniformemente entre un primer valor y un segundo valor, siendo el primer valor un nivel mínimo de potencia.

En algunas realizaciones, se genera el primer factor para una primera granularidad de frecuencia, y se genera el segundo factor para una segunda granularidad de frecuencia, correspondiendo, la primera granularidad de frecuencia, a un ancho de banda entero de frecuencia (de una portadora), y correspondiendo, la segunda granularidad de frecuencia, a una subbanda de frecuencia dentro del ancho de banda de frecuencia.

En algunas realizaciones, para un precodificador de rango 2, las fases del subconjunto seleccionado de haces para una primera capa es una función de las fases del subconjunto seleccionado de haces para una segunda capa. Obsérvese que los términos "nivel de potencia", "coeficiente de potencia" y "amplitud" se usan indistintamente en esta descripción para caracterizar los haces que comprenden un nivel de amplitud/potencia y una fase.

La figura 12 ilustra un diagrama de flujo de un método 1200 para determinar parámetros de transmisión en un sistema inalámbrico de comunicaciones, tal como el sistema 300, de acuerdo con una realización. El método lo realiza un nodo de red, tal como el nodo 320, por ejemplo.

El método 1200 comienza con el bloque 1210, al responder a la transmisión de señales de referencia al dispositivo inalámbrico, recibiendo parámetros de precodificador que incluyen un subconjunto de haces seleccionados de una pluralidad de haces ortogonales y niveles de potencia del subconjunto seleccionado de haces, para una primera granularidad de frecuencia, y fases del subconjunto seleccionado de haces para una segunda granularidad de frecuencia. Las señales de referencia pueden comprender CSI-RS, RS o cualesquiera otras señales que permitan determinar una estimación de canal.

El método 1200 continúa determinando los parámetros de transmisión basándose en los parámetros de precodificador recibidos (bloque 1220). Por ejemplo, basándose en la información recibida, el nodo de red determina los parámetros de transmisión, tales como un esquema de codificación de modulación y un esquema de precodificación para la transmisión de datos del dispositivo inalámbrico. En base a la información recibida, el nodo de red puede decidir/elegir usar el precodificador sugerido por el dispositivo inalámbrico, o puede decidir/elegir usar otro precodificador. A continuación, el nodo de red envía los parámetros de transmisión determinados al dispositivo inalámbrico para la transmisión de datos.

La figura 13 ilustra un diagrama de flujo de un método 1300 para determinar parámetros de transmisión en un sistema inalámbrico de comunicaciones, tal como el sistema 300, de acuerdo con otra realización. El método lo realiza un nodo de red, tal el nodo como 320, por ejemplo.

El método 1300 comienza con el bloque 1310, al responder a la transmisión de señales de referencia al dispositivo inalámbrico, recibiendo parámetros de precodificador que incluyen un subconjunto de haces seleccionados de una pluralidad de haces ortogonales, un primer factor asociado con los niveles de potencia del subconjunto seleccionado de haces, y un segundo factor asociado con las fases del subconjunto de haces seleccionado. Las señales de referencia pueden comprender CSI-RS, RS o cualesquiera otras señales que permitan determinar una estimación de canal.

El método 1300 continúa con la determinación de los parámetros de transmisión en base a los parámetros de precodificador recibidos (bloque 1320). Por ejemplo, basándose en la información recibida, el nodo de red determina los parámetros de transmisión, tales como un esquema de codificación de modulación y un esquema de precodificación para la transmisión de datos del dispositivo inalámbrico. En base a la información recibida, el nodo de red puede decidir/elegir usar el precodificador sugerido por el dispositivo inalámbrico o puede decidir/elegir usar otro precodificador. A continuación, el nodo de red envía los parámetros de transmisión determinados al dispositivo inalámbrico para la transmisión de datos.

La figura 14 es un diagrama de bloques de una estación base 320, tal como un eNodoB, configurado para determinar los parámetros de transmisión en base a la información recibida del dispositivo inalámbrico, de acuerdo con algunas realizaciones. La estación base 320 tiene una circuitería 1410 de procesamiento que tiene una memoria 1450 y un procesador 1440. La estación base 320 comprende adicionalmente una interfaz 1430 de red y uno o más transceptores 1420. En algunas realizaciones, el transceptor 1420 facilita la transmisión de señales inalámbricas y la recepción de señales inalámbricas desde el dispositivo inalámbrico 310 (por ejemplo, a través de una antena), el un procesador o más procesadores 1440 ejecuta/n instrucciones para proporcionar algunas o todas las funcionalidades descritas anteriormente como las proporciona el nodo 320 de red, la memoria 1450 almacena las instrucciones para su ejecución por el uno o más procesadores 1440, y la interfaz 1430 de red comunica señales a los componentes de red del lado del servidor, tales como una pasarela, un conmutador, un enrutador, Internet, la red telefónica pública conmutada (PSTN), nodos de red central o controladores de red de radio, etc. La interfaz 1430 de red está conectada al procesador y/o a la memoria.

Como ejemplo, el procesador 1440 está configurado para realizar los métodos 1200 y 1300. El uno o más procesadores 1440 pueden incluir cualquier combinación adecuada de equipo físico informático (hardware) y equipo lógico informático (software) implantada en uno o más módulos para ejecutar instrucciones y manipular datos para realizar algunas o todas las funciones descritas del nodo 320 de red, tal como las descritas en los métodos 1200 y 1300. En algunas realizaciones, el uno o más procesadores 1440 pueden incluir, por ejemplo, uno o más ordenadores, una o más unidades centrales de procesamiento (CPU), uno o más microprocesadores, una o más aplicaciones, uno o más circuitos integrados específicos de aplicación (ASIC), una o más matrices de puertas programables de campo (FPGA) y/u otra lógica. En determinadas realizaciones, el uno o más procesadores 1440 pueden comprender uno o más de los módulos que se describen a continuación con respecto a la figura 18. Obsérvese que la circuitería 1410 de procesamiento es similar a la circuitería 900 de procesamiento. El procesador 1440 es similar al procesador 920 y la memoria 1450 es similar a la memoria 910.

La memoria 1450 puede hacerse funcionar en general para almacenar instrucciones, tales como un programa informático, software, una aplicación que incluya uno o más elementos de entre lógica, reglas, algoritmos, código, tablas, etc. y/u otras instrucciones que puedan ser ejecutadas por uno o más procesadores 1440. Ejemplos de memoria 1450 incluyen memoria informática (por ejemplo, memoria de acceso aleatorio (RAM) o memoria de sólo lectura (ROM)), medios de almacenamiento masivo (por ejemplo, un disco duro), medios de almacenamiento extraíbles (por ejemplo , un disco compacto (CD) o un disco de vídeo digital (DVD)), y/o cualquier otro dispositivo de memoria volátil o no volátil, no transitoria, legible por ordenador y/o ejecutable por ordenador que almacene información.

La figura 15 ilustra un dispositivo 310 inalámbrico de ejemplo configurado para determinar los parámetros de precodificador en un sistema de comunicación inalámbrico, tal como el sistema 300.

El dispositivo inalámbrico 310 incluye una antena 1520, circuitería 1530 de extremo frontal de radio, circuitería 1510 de procesamiento, un medio 1540 de almacenamiento legible por ordenador, una interfaz 1560 de entrada y una interfaz 1570 de salida. La antena 1520 puede incluir una o más antenas o matrices de antena, y está configurada para enviar y/o recibir señales inalámbricas, y está conectada a la circuitería 1530 de extremo frontal de radio. La circuitería 1530 de extremo frontal de radio puede comprender varios filtros y amplificadores, está conectada a la antena 1520 y a la circuitería 1510 de procesamiento, y está configurada para acondicionar señales comunicadas entre la antena 1520 y la circuitería 1510 de procesamiento. En ciertas realizaciones alternativas, el UE 310 puede no incluir circuitería 1530 de extremo frontal de radio, y la circuitería 1510 de procesamiento puede estar, en cambio, conectada a una antena 1520 sin circuitería 1530 de extremo frontal de radio.

En algunas realizaciones, la circuitería 1510 de procesamiento comprende un procesador 1580 y una memoria tal como el almacenamiento/la memoria 1540, estando el procesador 1580 conectado a las interfaces 1560 y 1570 de entrada y salida. La memoria 1540 contiene instrucciones que, cuando son ejecutadas por el procesador, configuran al procesador para realizar una o más de las funciones descritas en el método 1000 de la figura 10 y en el método 1100 de la figura 11, por ejemplo. La circuitería 1510 de procesamiento es similar a la circuitería 700 de la figura 7.

La circuitería 1510 de procesamiento puede comprender y/o estar conectada a y/o estar adaptada para acceder a (por ejemplo, escribiendo y/o leyendo desde) la memoria 1540. Tal memoria 1540 puede configurarse para almacenar código ejecutable por circuitería de control y/u otros datos, como, por ejemplo, datos pertenecientes a la comunicación, como, por ejemplo, datos de configuración y/o de dirección de nodos, etc. La circuitería 1510 de procesamiento puede configurarse para controlar cualquiera de los métodos descritos en el presente documento y/o hacer que tales métodos sean realizados, por ejemplo, por el procesador. Las instrucciones correspondientes se pueden almacenar en la memoria 1540, que se puede leer y/o conectar de manera legible a la circuitería 1510 de procesamiento. La memoria 1540 es similar a la memoria 1450 de la figura 14.

La antena 1520, la circuitería 1530 de extremo frontal de radio, la circuitería de procesamiento 1510 y/o la interfaz de entrada 1560 y la interfaz de salida 1570 pueden configurarse para realizar cualquier función de transmisión descrita en el presente documento como realizada por un dispositivo inalámbrico. Cualquier información, datos y/o señales se pueden transmitir a un nodo de red y/o a otro dispositivo inalámbrico. La interfaz 1560 de entrada y la interfaz 1570 de salida pueden denominarse colectivamente interfaz de red, la cual está conectada al procesador y/o a la memoria.

La figura 16 es un diagrama de bloques de una realización de ejemplo de un dispositivo inalámbrico 310, de acuerdo con otra realización, estando el dispositivo 310 inalámbrico configurado para determinar los parámetros de un precodificador en un sistema inalámbrico de comunicaciones. El dispositivo inalámbrico 310 incluye un módulo 1610 de selección, un primer módulo 1620 de obtención y un segundo módulo 1630 de obtención. El módulo 1610 de selección está configurado para seleccionar un subconjunto de haces de una pluralidad de haces ortogonales (por ejemplo, correspondientes a las columnas de la matriz de transformación del espacio de haz). El primer módulo 1620 de obtención está configurado para obtener niveles de potencia del subconjunto seleccionado de haces para generar un primer factor. El segundo módulo 1630 de obtención está configurado para obtener fases del subconjunto seleccionado de haces para generar un segundo factor. El dispositivo inalámbrico 310 puede incluir adicionalmente un módulo de transmisión (no mostrado) configurado para transmitir/enviar los parámetros de precodificador a una estación base o nodo de red.

La figura 17 es un diagrama de bloques de una realización de ejemplo de un dispositivo 310 inalámbrico, de acuerdo con otra realización, estando el dispositivo 310 inalámbrico configurado para enviar parámetros de un precodificador a un nodo de red, en un sistema inalámbrico de comunicaciones. El dispositivo inalámbrico 310 incluye un primer módulo 1710 de envío y un segundo módulo 1720 de envío. El primer módulo 1710 de envío está configurado para enviar al nodo de red un subconjunto de haces seleccionados de una pluralidad de haces ortogonales y niveles de potencia del subconjunto seleccionado de haces, para una primera granularidad de frecuencia. El segundo módulo 1720 de envío está configurado para enviar fases del subconjunto seleccionado de haces para una segunda granularidad de frecuencia. En algunas realizaciones, los módulos primero y segundo se pueden combinar para formar un módulo de envío.

La figura 18 es un diagrama de bloques de una realización de ejemplo de un nodo 320 de red, tal como un eNB o una estación base, de acuerdo con otra realización, estando el nodo 320 de red configurado para determinar parámetros de transmisión para un dispositivo inalámbrico, en un sistema inalámbrico de comunicaciones. El nodo 320 de red comprende un módulo 1810 de recepción y un módulo 1820 de determinación.

El módulo de recepción 1810 está configurado para recibir parámetros de un precodificador, en respuesta a la transmisión de señales de referencia a un dispositivo inalámbrico. Los parámetros de precodificador pueden incluir un subconjunto de haces seleccionado de una pluralidad de haces ortogonales y niveles de potencia del subconjunto seleccionado de haces para una primera granularidad de frecuencia, y fases del subconjunto seleccionado de haces para una segunda granularidad de frecuencia. Los parámetros de precodificador pueden también incluir un subconjunto de haces seleccionados de una pluralidad de haces ortogonales, un primer factor asociado a los niveles de potencia del subconjunto de haces seleccionado y un segundo factor asociado con las fases del subconjunto de haces seleccionado.

El módulo 1820 de determinación está configurado para determinar los parámetros de transmisión en base a los parámetros de precodificador recibidos.

Como apreciará el experto en la técnica, los conceptos descritos en el presente documento pueden incorporarse como un método, un sistema de procesamiento de datos y/o un producto de programa informático. En consecuencia, los conceptos descritos en el presente documento pueden tomar la forma de una realización completamente de hardware, una realización completamente de software o una realización que combina aspectos de software y hardware, todos referidos en general en el presente documento como "circuito" o "módulo". Además, la divulgación toma la forma de un producto de programa informático en un medio de almacenamiento tangible utilizable por ordenador que tiene un código de programa informático incorporado en el medio que puede ser ejecutado por un ordenador. Se puede utilizar cualquier medio legible por ordenador tangible 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 diagrama de flujo y/o de los diagramas de bloques, y las combinaciones de bloques de las ilustraciones de diagrama de flujo y/o de los diagramas de bloques, pueden implantarse mediante instrucciones de programa informático. Estas instrucciones del programa informático se pueden proporcionar a un procesador de un ordenador de fines generales (que luego toma la forma de 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, creen medios para implantar las funciones/actos especificados en el bloque o en los bloques de diagrama de flujo y/o de diagrama de bloques.

Estas instrucciones del programa informático se almacenan en una memoria legible por ordenador o en un medio de almacenamiento que puede hacer que un ordenador u otro aparato de procesamiento de datos programable funcione de una manera particular, tal que las instrucciones almacenadas en la memoria legible por ordenador produzcan un artículo de fabricación que incluya los medios de instrucción que implantan la función/el acto especificada/o en el bloque o en los bloques de diagrama de flujo y/o de diagrama de bloques.

Las instrucciones del programa informático también pueden cargarse en un ordenador o en 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, tal 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 en los bloques de diagrama de flujo y/o de diagrama de bloques.

Debe entenderse que las funciones/los actos indicadas/os en los bloques pueden producirse fuera del 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 a veces ejecutarse en orden inverso, dependiendo de la funcionalidad/los actos implicada/os. Aunque algunos de los diagramas incluyen flechas en las rutas de comunicación para mostrar una dirección principal de comunicación, debe entenderse que la comunicación puede ocurrir en la dirección opuesta a las flechas representadas.

El código de programa informático para realizar funciones de los conceptos descritos en el presente documento puede escribirse en un lenguaje de programación orientado a objetos como Java® o C +. Sin embargo, el código del programa informático para realizar las funciones de la divulgación también puede estar escrito en lenguajes convencionales de programación de procedimientos, tales 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 caso, 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 puede hacerse la conexión a un ordenador externo (por ejemplo, a través de Internet usando un proveedor de servicios de Internet).

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método (1000) para enviar parámetros de un precodificador (140) desde un dispositivo inalámbrico (310) a un nodo (320) de red, en un sistema inalámbrico de comunicaciones, comprendiendo, el método:

enviar (1010), al nodo de red, un subconjunto de haces seleccionados a partir de una pluralidad de haces ortogonales, y niveles de potencia del subconjunto de haces seleccionado, para una primera granularidad de frecuencia; y

enviar (1020), al nodo de red, fases del subconjunto seleccionado de haces, para una segunda granularidad de frecuencia,

en el que los haces seleccionados, los niveles de potencia y las fases del subconjunto seleccionado de haces son parte de los parámetros del precodificador,

en el que la primera granularidad de frecuencia corresponde a un ancho de banda entero de frecuencia, y la segunda granularidad corresponde a una subbanda de frecuencia dentro del ancho de banda de frecuencia, y en el que el subconjunto seleccionado de haces se selecciona en pares de polarización, correspondiendo, cada par de polarización, a un haz de polarización dual, DP.

2. El método de la reivindicación 1, en el que:

- los niveles de potencia son los mismos para todas las capas de una transmisión de multicapa y las fases son específicas para cada capa individual de la transmisión de multicapa; y/o

- los parámetros de precodificador se envían en un informe de retroalimentación de información de estado de canal, CSI, al nodo de red.

3. El método de la reivindicación 1 o 2, que comprende adicionalmente:

clasificar el subconjunto seleccionado de haces por orden de su fuerza de potencia; y

cuantificar un nivel de potencia de un primer haz que tiene menos fuerza que un segundo haz.

4. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los niveles de potencia del subconjunto seleccionado de haces se cuantifican en una primera resolución de cuantificación, y las fases de los haces seleccionados se cuantifican en una segunda resolución de cuantificación, y que, opcionalmente, comprende adicionalmente enviar los niveles de potencia cuantificados y las fases cuantificadas al nodo de la red.

5. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que enviar el subconjunto seleccionado de haces comprende enviar índices correspondientes al subconjunto seleccionado de haces.

6. Un método (1200) para determinar parámetros de transmisión en un sistema inalámbrico de comunicaciones, comprendiendo el método:

como respuesta a transmitir señales de referencia a un dispositivo inalámbrico (310), recibir (1210), por un nodo de red (320), parámetros (140) de precodificador que incluyen un subconjunto de haces seleccionados de una pluralidad de haces ortogonales y niveles de potencia del subconjunto seleccionado de haces, para una primera granularidad de frecuencia, y fases del subconjunto seleccionado de haces para una segunda granularidad de frecuencia; y

determinar (1220), por el nodo de red, los parámetros de transmisión en base a los parámetros de precodificador recibidos,

en el que la primera granularidad de frecuencia corresponde a un ancho de banda entero de frecuencia, y la segunda granularidad corresponde a una subbanda de frecuencia dentro del ancho de banda de frecuencia, y en el que el subconjunto seleccionado de haces se selecciona en pares de polarización, correspondiendo cada par de polarización a un haz de polarización dual, DP.

7. Un medio (710, 800, 910, 1450, 1540) legible por ordenador que comprende porciones de código que, cuando se ejecutan en un procesador (720, 920, 1440, 1580), configuran al procesador para realizar todos los pasos de un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores del método.

8. Un dispositivo inalámbrico (310) para enviar parámetros de un precodificador (140) a un nodo (320) de red, en un sistema inalámbrico de comunicaciones, comprendiendo, el dispositivo inalámbrico, una circuitería (700, 1510) de procesamiento configurada para hacer que el dispositivo inalámbrico:

envíe, al nodo de red, un subconjunto de haces, seleccionados de una pluralidad de haces ortogonales, y niveles de potencia del subconjunto de haces seleccionado, para una primera granularidad de frecuencia; y

envíe, al nodo de red, fases del subconjunto seleccionado de haces, para una segunda granularidad de frecuencia, en el que los haces seleccionados, los niveles de potencia y las fases del subconjunto seleccionado de haces son parte de los parámetros del precodificador,

en el que la primera granularidad de frecuencia corresponde a un ancho de banda entero de frecuencia, y la segunda granularidad corresponde a una subbanda de frecuencia dentro del ancho de banda de frecuencia, y en el que el procesador está configurado para seleccionar el subconjunto de haces en pares de polarización, correspondiendo, cada par de polarización, a un haz de polarización dual, DP.

9. El dispositivo inalámbrico de la reivindicación 8,

en el que la circuitería de procesamiento comprende un procesador (720, 1580), una memoria (710, 800, 1540) y una interfaz de red conectadas ambas al procesador, conteniendo, la memoria, instrucciones que, cuando son ejecutadas, hacen que el procesador realice las funciones de enviar el subconjunto seleccionado de haces con los niveles de potencia y de enviar las fases del subconjunto seleccionado de haces; y/o

en el que los niveles de potencia son los mismos para todas las capas de una transmisión de multicapa, y las fases son específicas para cada capa individual de la transmisión de multicapa.

10. El dispositivo inalámbrico de la reivindicación 8 o 9, en el que el procesador está configurado para clasificar el subconjunto seleccionado de haces en orden de fuerza de potencia, y para cuantificar un nivel de potencia de un primer haz que tiene menor fuerza que un segundo haz; y/o

en el que el procesador está configurado para cuantificar, en una primera resolución de cuantificación, los niveles de potencia del subconjunto seleccionado de haces, y para cuantificar, en una segunda cuantificación, la fases de resolución [s/c.] del subconjunto seleccionado de haces.

11. Un nodo (320) de red para determinar parámetros de transmisión en un sistema inalámbrico de comunicaciones, comprendiendo, el nodo de red, una circuitería (900, 1410) de procesamiento configurada para hacer que el nodo de red:

en respuesta a la transmisión de señales de referencia al dispositivo inalámbrico, reciba parámetros de precodificador que incluyen un subconjunto de haces, seleccionados de una pluralidad de haces ortogonales, y niveles de potencia del subconjunto de haces seleccionado, para una primera granularidad de frecuencia, y fases del subconjunto de haces seleccionado para una segunda granularidad de frecuencia; y

determine los parámetros de transmisión en base a los parámetros de precodificador recibidos,

12. El nodo de red de la reivindicación 11, en el que la circuitería de procesamiento comprende un procesador (920, 1440), una memoria (910, 1450) y una interfaz (1430) de red ambas conectadas al procesador, conteniendo, la memoria, instrucciones que, cuando son ejecutadas, hacen que el procesador realice las funciones de recepción y determinación.