ES2948061T3 - Cooperación MIMO multisitio en redes celulares - Google Patents

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ES2948061T3 ES10822938T ES10822938T ES2948061T3 ES 2948061 T3 ES2948061 T3 ES 2948061T3 ES 10822938 T ES10822938 T ES 10822938T ES 10822938 T ES10822938 T ES 10822938T ES 2948061 T3 ES2948061 T3 ES 2948061T3
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Abstract

Un método para servir un flujo de datos determinado a un terminal móvil objetivo, en una red de comunicaciones celulares que incluye una pluralidad de sitios de transmisión en el que cada sitio de transmisión incluye al menos una antena. El método incluye designar al menos dos de la pluralidad de sitios de transmisión como sitios cooperantes; asignar tonos a cada sitio transmisor desde una subbanda asociada con los sitios cooperantes; dividir el flujo de datos en al menos dos flujos de subdatos, cada uno de los flujos de subdatos para transmisión sobre tonos seleccionados; y entrelazar tonos de los sitios cooperantes de acuerdo con una técnica de diversidad de transmisión seleccionada entre una conmutación de tiempo y una conmutación de frecuencia. También se proporcionan otras técnicas para la cooperación MIMO en múltiples sitios. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Cooperación MIMO multisitio en redes celulares
Campo de la invención
Esta solicitud se refiere a sistemas de comunicaciones celulares. Más específicamente, esta solicitud se refiere a técnicas de transmisión MIMO entre sitios celulares.
Antecedentes de la invención
Las redes celulares se dividen en muchas áreas geográficas pequeñas, llamadas celdas o sitios. Cada celda es adyacente a una o más celdas. Colectivamente, las celdas proporcionan servicio celular a una gran área geográfica. Cada celda es típicamente servida por una o más estaciones base correspondientes. Dentro de cada celda, las una o más estaciones base correspondientes dan servicio a uno o más terminales móviles (o estaciones móviles) situados dentro de la celda. Como se detalla más adelante, otros equipos, tales como un repetidor, que ayudan en las comunicaciones entre la estación base y el terminal móvil, también pueden servir a una celda.
Las señales que se propagan a través de una celda dada pueden incluir transmisiones desde equipos dentro de la celda (por ejemplo, terminales móviles y estaciones base dentro de la celda), y también pueden incluir señales transmitidas desde celdas adyacentes. Así, en ciertos casos, un terminal móvil puede recibir señales relativamente fuertes de múltiples transmisores. Por ejemplo, mientras está situado cerca del borde de una celda y una celda adyacente, un terminal móvil puede recibir señales transmitidas desde la estación base que da servicio a la celda dentro de la cual está situado el terminal móvil y desde la estación base que da servicio a la celda adyacente. Además, un terminal móvil puede recibir señales de múltiples fuentes dentro de una celda determinada, como repetidores y otras estaciones base. Las señales de estas diversas fuentes pueden interferir, por ejemplo, mediante la superposición constructiva de señales de los diversos sitios, con la señal que se espera o se desea que reciba el terminal móvil.
Por consiguiente, sería ventajoso que las diversas señales recibidas por un terminal móvil pudieran combinarse de manera que se transformara lo que de otro modo sería una interferencia, en una señal útil desde la perspectiva del terminal móvil. Se han propuesto varias técnicas para ello y generalmente incluyen: cooperación entre estaciones base y repetidores, entre repetidores y estaciones base con antenas distribuidas, dentro de la misma celda; y entre estaciones base de dos o más celdas diferentes.
La cooperación en bucle abierto entre los equipos cooperantes normalmente implica esquemas/técnicas de diversidad de transmisión y esquemas de multiplexación espacial. Los esquemas de diversidad de transmisión incluían diversidad de transmisión por conmutación de banda en la que se asignaban diferentes subbandas a un terminal móvil particular en los sitios cooperantes; diversidad de retardo de fase (PDD)/diversidad de retardo cíclico (COD) corto donde se aplicaba retardo de fase o retardo cíclico a la señal para generar diversidad espacial por medio de corrección de errores hacia adelante; y diversidad de transmisión de espacio-tiempo-frecuencia en la que diferentes sitios cooperantes usaban el mismo recurso usando códigos de espacio-tono. En el esquema de multiplexación espacial, diferentes sitios cooperantes transmitían flujos de datos independientes al receptor. Un inconveniente de esta conocida técnica de cooperación en bucle abierto era que no explotaba la retroalimentación de información de estado del canal (CSI) al sitio cooperante. Por consiguiente, esta técnica fue más útil para usuarios de velocidad media y alta y menos útil para usuarios de baja velocidad donde la información del estado del canal podría explotarse para proporcionar una mejor calidad de servicio.
Otra técnica, la alineación de interferencias, emplea técnicas MIMO multisitio y multiusuario (MU-MIMO) en las que diferentes sitios cooperantes de MIMO transmiten conjuntos de datos independientes a diferentes usuarios utilizando el mismo recurso compartido. Los sitios cooperantes alineaban sus interferencias inducidas en todos los nodos. Los inconvenientes de esta técnica incluían que solo podía aplicarse a usuarios de alta geometría, requería el emparejamiento de dos o más usuarios servidos por la misma estación base y requería conocimiento de las condiciones del canal del sitio de transmisión (por ejemplo, de la estación base). Dado que los datos de la condición del canal o la información a partir de la cual el sitio de transmisión podía calcular las condiciones del canal tenían que transmitirse desde los terminales móviles, esta técnica resultó en una mayor sobrecarga de retroalimentación. Por consiguiente, esta técnica se aplicó en gran medida a usuarios fijos o de baja velocidad.
También se hace referencia a dos informes de 3GPP: NORTEL, "Discussion and Link Level Simulation Results on LTE-A Downlink Multi-site MIMO Cooperation", borrador 3GPP; R1- 084465, proyecto de asociación de tercera generación (3GPP), Grupo de trabajo 1, reunión n.° 55, Praga; y CATT, "Aspects of Joint Processing in Downlink CoMP", borrador 3GPP; R1-090193, proyecto de asociación de tercera generación (3GPP), Grupo de Trabajo 1, reunión #55bis. Liubliana.
Por lo tanto, existe la necesidad de técnicas mejoradas para la cooperación entre sitios de transmisión múltiples.
Compendio
La invención se define en las reivindicaciones adjuntas.
Breve descripción de los dibujos
En las figuras que ilustran, solo a modo de ejemplo, realizaciones de la presente descripción,
la figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema de comunicación celular;
la figura 2 es un diagrama de bloques de una estación base de ejemplo que podría usarse para implementar algunas realizaciones de la presente solicitud;
la figura 3 es un diagrama de bloques de un terminal inalámbrico de ejemplo que podría usarse para implementar algunas realizaciones de la presente solicitud;
la figura 4 es un diagrama de bloques de una estación repetidora de ejemplo que podría usarse para implementar algunas realizaciones de la presente solicitud;
la figura 5 es un diagrama de bloques de un desglose lógico de una arquitectura de transmisor OFDM de ejemplo que podría usarse para implementar algunas realizaciones de la presente solicitud;
la figura 6 es un diagrama de bloques de un desglose lógico de una arquitectura de receptor OFDM de ejemplo que podría usarse para implementar algunas realizaciones de la presente solicitud;
la figura 7 es un transmisor y receptor SC-FDMA de ejemplo para una configuración de una sola entrada-una sola salida (SISO, single-in-single-out) proporcionado de acuerdo con una realización de la presente solicitud; y las figuras 8A, 8B y 8C son diagramas de bloques de un sistema de comunicaciones celular ejemplar que incluye sitios de transmisión cooperantes en los que se pueden aplicar las realizaciones descritas de la presente solicitud. Los mismos números de referencia se utilizan en diferentes figuras para indicar elementos similares.
Descripción detallada
Haciendo referencia a los dibujos, la figura 1 muestra un controlador de estación base (BSC) 10 que controla comunicaciones inalámbricas dentro de múltiples celdas 12, celdas que son servidas por las correspondientes estaciones base (BS) 14.
En algunas configuraciones, cada celda se divide además en múltiples sectores 13 o zonas (no mostradas). En general, cada estación base 14 facilita las comunicaciones utilizando OFDM con terminales móviles y/o inalámbricos 16, que están dentro de la celda 12 asociada con la estación base correspondiente 14. El movimiento de los terminales móviles 16 en relación con las estaciones base 14 tiene como resultado una fluctuación significativa en las condiciones del canal. Como se ilustra, las estaciones base 14 y los terminales móviles 16 pueden incluir múltiples antenas para proporcionar diversidad espacial para las comunicaciones. En algunas configuraciones, las estaciones repetidoras 15 pueden ayudar en las comunicaciones entre las estaciones base 14 y los terminales inalámbricos 16. Los terminales inalámbricos 16 se pueden traspasar 18 desde cualquier celda 12, sector 13, zona (no mostrada), estación base 14 o repetidor 15 a otra celda 12, sector 13, zona (no mostrada), estación base 14 o repetidor 15. En algunas configuraciones, las estaciones base 14 se comunican entre sí y con otra red (tal como una red central o internet, ambas no mostradas) a través de una red de retorno 11. En algunas configuraciones, no se necesita un controlador de estación base 10.
Haciendo referencia a la figura 2, se ilustra un ejemplo de una estación base 14. La estación base 14 generalmente incluye un sistema de control 20, un procesador de banda base 22, circuitos de transmisión 24, circuitos de recepción 26, varias antenas 28 y una interfaz de red 30. Los circuitos de recepción 26 reciben señales de radiofrecuencia que llevan información de uno o más transmisores remotos proporcionada por terminales móviles 16 (ilustrados en la figura 3) y estaciones repetidoras 15 (ilustradas en la figura 4). Un amplificador de bajo ruido y un filtro (no mostrado) pueden cooperar para amplificar y eliminar la interferencia de banda ancha de la señal para procesamiento. Unos circuitos de conversión descendente y de digitalización (no mostrados) realizarán a continuación la conversión descendente de la señal filtrada recibida en una señal de frecuencia intermedia o de banda base, que se digitaliza a continuación en uno o más flujos digitales.
El procesador de banda base 22 procesa la señal recibida digitalizada para extraer la información o los bits de datos transportados en la señal recibida. Este procesamiento normalmente comprende operaciones de demodulación, decodificación y corrección de errores. Como tal, el procesador de banda base 22 generalmente se implementa en uno o más procesadores de señales digitales (DSP) o circuitos integrados específicos de la aplicación (ASIC). La información recibida se envía a continuación a través de una red inalámbrica por medio de la interfaz de red 30 o se transmite a otro terminal móvil 16 servido por la estación base 14, ya sea directamente o con la ayuda de un repetidor 15.
En el lado de transmisión, el procesador de banda base 22 recibe datos digitalizados, que pueden representar voz, datos o información de control, desde la interfaz de red 30 bajo el control del sistema de control 20, y codifica los datos para transmisión. Los datos codificados se envían a los circuitos de transmisión 24, donde se modulan mediante una o más señales portadoras que tienen una o varias frecuencias de transmisión deseadas. Un amplificador de potencia (no mostrado) amplificará las señales portadoras moduladas a un nivel apropiado para la transmisión, y entregará las señales portadoras moduladas a las antenas 28 a través de una red de adaptación (no mostrada). Los detalles de modulación y procesamiento se describen con mayor detalle a continuación.
Haciendo referencia a la figura 3, se ilustra un ejemplo de un terminal móvil 16. De manera similar a la estación base 14, el terminal móvil 16 incluirá un sistema de control 32, un procesador de banda base 34, circuitos de transmisión 36, circuitos de recepción 38, varias antenas 40 y circuitos de interfaz de usuario 42. Los circuitos de recepción 38 reciben señales de radiofrecuencia que llevan información de una o más estaciones base 14 y repetidores 15. Un amplificador de bajo ruido y un filtro (no mostrado) pueden cooperar para amplificar y eliminar la interferencia de banda ancha de la señal para procesamiento. Los circuitos de conversión descendente y digitalización (no mostrados) realizarán a continuación la conversión descendente de la señal filtrada recibida en una señal de frecuencia intermedia o de banda base, que se digitaliza a continuación en uno o más flujos digitales.
El procesador de banda base 34 procesa la señal digitalizada recibida para extraer la información o los bits de datos transportados en la señal recibida. Este procesamiento normalmente comprende operaciones de demodulación, decodificación y corrección de errores. El procesador de banda base 34 generalmente se implementa en uno o más procesadores de señales digitales (DSP) y circuitos integrados específicos de aplicación (ASIC).
Para la transmisión, el procesador de banda base 34 recibe datos digitalizados, que pueden representar voz, video, datos o información de control, desde el sistema de control 32, que este codifica para su transmisión. Los datos codificados se envían a los circuitos de transmisión 36, donde son utilizados por un modulador para modular una o más señales portadoras que se encuentran en una frecuencia o frecuencias de transmisión deseadas. Un amplificador de potencia (no mostrado) amplificará las señales portadoras moduladas a un nivel apropiado para la transmisión, y entregará la señal portadora modulada a las antenas 40 a través de una red de adaptación (no mostrada). Se utilizan diversas técnicas de modulación y procesamiento disponibles para los expertos en la materia para la transmisión de señales entre el terminal móvil y la estación base, ya sea directamente o a través de la estación repetidora.
En modulación OFDM, la banda de transmisión se divide en múltiples ondas portadoras ortogonales. Cada onda portadora se modula de acuerdo con los datos digitales a transmitir. Debido a que OFDM divide la banda de transmisión en múltiples portadoras, el ancho de banda por portadora disminuye y el tiempo de modulación por portadora aumenta. Dado que las múltiples portadoras se transmiten en paralelo, la velocidad de transmisión de los datos digitales, o símbolos, en cualquier portadora determinada es menor que cuando se utiliza una única portadora. La modulación OFDM utiliza el rendimiento de una transformada rápida de Fourier inversa (IFFT) en la información que se va a transmitir. Para la demodulación, la realización de una transformada rápida de Fourier (FFT) sobre la señal recibida recupera la información transmitida. En la práctica, la IFFT y la FFT son proporcionadas por el procesamiento de señales digitales que lleva a cabo una transformada de Fourier discreta inversa (IDFT) y una transformada de Fourier discreta (DFT), respectivamente. Por consiguiente, el aspecto característico de la modulación OFDM es que se generan ondas portadoras ortogonales para múltiples bandas dentro de un canal de transmisión. Las señales moduladas son señales digitales que tienen una tasa de transmisión relativamente baja y son capaces de permanecer dentro de sus respectivas bandas. Las ondas portadoras individuales no son moduladas directamente por las señales digitales. En cambio, todas las ondas portadoras se modulan a la vez mediante el procesamiento IFFT.
En funcionamiento, OFDM se usa preferentemente para al menos la transmisión de enlace descendente desde las estaciones base 14 a los terminales móviles 16. Cada estación base 14 está equipada con "n" antenas de transmisión 28 (n >=1), y cada terminal móvil 16 está equipado con "m" antenas de recepción 40 (m>=1). En particular, las respectivas antenas se pueden utilizar para recepción y transmisión utilizando duplexores o conmutadores apropiados y se etiquetan así solo para mayor claridad.
Cuando se utilizan estaciones repetidoras 15, OFDM se usa preferentemente para transmisión de enlace descendente desde las estaciones base 14 a los repetidores 15 y desde las estaciones repetidoras 15 a los terminales móviles 16.
Haciendo referencia a la figura 4, se ilustra un ejemplo de una estación repetidora 15. De manera similar a la estación base 14 y al terminal móvil 16, la estación repetidora 15 incluirá un sistema de control 132, un procesador de banda base 134, circuitos de transmisión 136, circuitos de recepción 138, varias antenas 130 y circuitos repetidores 142. Los circuitos repetidores 142 permiten que el repetidor 14 ayude en las comunicaciones entre una estación base 16 y terminales móviles 16. Los circuitos de recepción 138 reciben señales de radiofrecuencia que llevan información de una o más estaciones base 14 y terminales móviles 16. Un amplificador de bajo ruido y un filtro (no mostrado) pueden cooperar para amplificar y eliminar la interferencia de banda ancha de la señal para procesamiento. Los circuitos de conversión descendente y digitalización (no mostrados) realizarán a continuación la conversión descendente de la señal filtrada recibida en una señal de frecuencia intermedia o de banda base, que se digitaliza a continuación en uno o más flujos digitales.
El procesador de banda base 134 procesa la señal digitalizada recibida para extraer la información o los bits de datos transportados en la señal recibida. Este procesamiento normalmente comprende operaciones de demodulación, decodificación y corrección de errores. El procesador de banda base 134 generalmente se implementa en uno o más procesadores de señales digitales (DSP) y circuitos integrados específicos de aplicación (ASIC).
Para la transmisión, el procesador de banda base 134 recibe datos digitalizados, que pueden representar voz, video, datos o información de control, desde el sistema de control 132, que este codifica para la transmisión. Los datos codificados se envían a los circuitos de transmisión 136, donde son utilizados por un modulador para modular una o más señales portadoras que se encuentran en una frecuencia o frecuencias de transmisión deseadas. Un amplificador de potencia (no mostrado) amplificará las señales portadoras moduladas a un nivel apropiado para la transmisión y entregará la señal portadora modulada a las antenas 130 a través de una red de adaptación (no mostrada). Se utilizan diversas técnicas de modulación y procesamiento disponibles para los expertos en la materia para la transmisión de señales entre el terminal móvil y la estación base, ya sea directa o indirectamente a través de una estación repetidora, como se describe anteriormente.
Haciendo referencia a la figura 5, se describirá una arquitectura de transmisión OFDM lógica. Inicialmente, el controlador de estación base 10 enviará datos para ser transmitidos a varios terminales móviles 16 a la estación base 14, ya sea directamente o con la ayuda de una estación repetidora 15. La estación base 14 puede usar los indicadores de calidad del canal (CQI) asociados con los terminales móviles para planificar la transmisión de datos así como seleccionar unas codificación y modulación apropiadas para transmitir los datos planificados. Los CQI pueden provenir directamente de los terminales móviles 16 o determinarse en la estación base 14 en función de información proporcionada por los terminales móviles 16. En cualquier caso, el CQI para cada terminal móvil 16 es una función del grado en que la amplitud del canal (o respuesta) varía a través de la banda de frecuencia OFDM.
Los datos planificados 44, que son un flujo de bits, se aleatorizan de una manera que reduce la relación de potencia pico a promedio asociada con los datos utilizando la lógica de aleatorización de datos 46. Una verificación de redundancia cíclica (CRC) para los datos aleatorizados es determinada y adjuntada a los datos aleatorizados usando la lógica 48 de adición de CRC. A continuación, la codificación de canal se realiza usando lógica 50 de codificador de canal para añadir efectivamente redundancia a los datos para facilitar la recuperación y la corrección de errores en el terminal móvil 16. Nuevamente, la codificación de canal para un terminal móvil particular 16 se basa en el CQI. En algunas implementaciones, la lógica del codificador de canal 50 utiliza técnicas de codificación Turbo conocidas. A continuación, los datos codificados se procesan mediante lógica 52 de adaptación de velocidad para compensar la expansión de datos asociada con la codificación.
Lógica del dispositivo de entrelazado de bits 54 reordena sistemáticamente los bits en los datos codificados para minimizar la pérdida de bits de datos consecutivos. Los bits de datos resultantes se mapean sistemáticamente a símbolos correspondientes dependiendo de la modulación de banda base elegida mediante lógica de mapeo 56. Preferiblemente, se usa modulación de amplitud en cuadratura (QAM) o modulación de clave de desplazamiento de fase en cuadratura (QPSK). El grado de modulación se elige preferiblemente en base al CQI para el terminal móvil particular. Los símbolos se pueden reordenar sistemáticamente para reforzar más la inmunidad de la señal transmitida a la pérdida periódica de datos causada por el desvanecimiento selectivo en frecuencia utilizando lógica de entrelazado de símbolos 58.
En este momento, los grupos de bits se han mapeado a símbolos que representan posiciones en una constelación de amplitud y fase. Cuando se desea diversidad espacial, los bloques de símbolos son entonces procesados por la lógica del codificador de código de bloques de espacio-tiempo (STC) 60, que modifica los símbolos de una manera que hace que las señales transmitidas sean más resistentes a la interferencia y más fácilmente decodificadas en un terminal móvil 16. La lógica del codificador STC 60 procesará los símbolos entrantes y proporcionará "n" salidas correspondientes al número de antenas transmisoras 28 para la estación base 14. El sistema de control 20 y/o el procesador de banda base 22 que se han descrito anteriormente con respecto a la figura 5 proporcionarán una señal de control de mapeo para controlar la codificación STC. En este punto, supóngase que los símbolos para las "n" salidas son representativos de los datos a transmitir y pueden ser recuperados por el terminal móvil 16.
Para el presente ejemplo, supóngase que la estación base 14 tiene dos antenas 28 (n=2) y la lógica del codificador STC 60 proporciona dos flujos de salida de símbolos. Por consiguiente, cada uno de los flujos de símbolos emitidos por la lógica del codificador STC 60 se envía a un procesador IFFT 62 correspondiente, ilustrado por separado para facilitar la comprensión. Los expertos en la técnica reconocerán que se pueden usar uno o más procesadores para proporcionar tal procesamiento de señales digitales, individualmente o en combinación con otro procesamiento descrito en este documento. Los procesadores IFFT 62 actuarán preferiblemente sobre los símbolos respectivos para proporcionar una transformada de Fourier inversa. La salida de los procesadores IFFT 62 proporciona símbolos en el dominio del tiempo. Los símbolos en el dominio del tiempo se agrupan en tramas, que están asociadas con un prefijo mediante lógica de inserción de prefijos 64. Cada una de las señales resultantes es sometida a conversión ascendente en el dominio digital pasando a una frecuencia intermedia y se convierte en una señal analógica por medio de los correspondientes circuitos de conversión digital ascendente (DUC) y de conversión de digital a analógico (D/A) 66. Las señales resultantes (analógicas) se modulan a continuación simultáneamente a la frecuencia de RF deseada, se amplifican y se transmiten por medio de los circuitos de RF 68 y de las antenas 28. En particular, las señales piloto conocidas por el terminal móvil previsto 16 se dispersan entre las subportadoras. El terminal móvil 16, que se analiza en detalle a continuación, utilizará las señales piloto para estimación de canal.
A continuación se hace referencia a la figura 6 para ilustrar la recepción de las señales transmitidas por un terminal móvil 16, ya sea directamente desde la estación base 14 o con la ayuda del repetidor 15. Al llegar las señales transmitidas a cada una de las antenas 40 del terminal móvil 16, las señales respectivas son demoduladas y amplificadas por correspondientes circuitos de RF 70. Para mayor concisión y la claridad, sólo se describe e ilustra en detalle uno de los dos rutas de recepción. Unos circuitos de conversión de analógico a digital (ND) y de conversión descendente 72 digitalizan y convierten de forma descendente la señal analógica para el procesamiento digital. La señal digitalizada resultante puede ser utilizada por circuitos de control automático de ganancia (AGC) 74 para controlar la ganancia de los amplificadores en los circuitos de RF 70 basándose en el nivel de la señal recibida.
Inicialmente, la señal digitalizada se proporciona a lógica de sincronización 76, que incluye la lógica de sincronización gruesa 78, que almacena temporalmente varios símbolos OFDM y calcula una correlación automática entre los dos símbolos OFDm sucesivos. Un índice de tiempo resultante correspondiente al máximo del resultado de la correlación determina una ventana de búsqueda de sincronización fina, que es utilizada por lógica de sincronización fina 80 para determinar una posición precisa de inicio de disposición en tramas, en base a las cabeceras. La salida de la lógica de sincronización fina 80 facilita la adquisición de tramas mediante una la lógica de alineación de tramas 84. La alineación de disposición en tramas adecuada es importante para que el procesamiento FFT subsiguiente proporcione una conversión precisa del dominio del tiempo al dominio de la frecuencia. El algoritmo de sincronización fina se basa en la correlación entre las señales piloto recibidas transportadas por las cabeceras y una copia local de los datos piloto conocidos. Una vez que se produce la adquisición de la alineación de tramas, el prefijo del símbolo OFDM se elimina con la lógica de eliminación de prefijo 86 y las muestras resultantes se envían a la lógica de corrección de desplazamiento de frecuencia 88, que compensa el desplazamiento de frecuencia del sistema causado por osciladores locales desadaptados en el transmisor y el receptor. Preferiblemente, la lógica de sincronización 76 incluye lógica de desplazamiento de frecuencia y estimación de reloj 82, que se basa en las cabeceras para ayudar a estimar dichos efectos en la señal transmitida y proporcionar esas estimaciones a la lógica de corrección 88 para procesar adecuadamente los símbolos OFDM.
En este punto, los símbolos OFDM en el dominio del tiempo están preparados para su conversión al dominio de la frecuencia usando lógica de procesamiento FFT 90. Los resultados son símbolos del dominio de la frecuencia, que se envían a lógica de procesamiento 92. La lógica de procesamiento 92 extrae la señal piloto dispersada usando lógica de extracción de piloto disperso 94, determina una estimación de canal basada en la señal piloto extraída usando lógica de estimación de canal 96, y proporciona respuestas de canal para todas las subportadoras usando lógica de reconstrucción de canal 98. Para determinar una respuesta de canal para cada una de las subportadoras, la señal piloto consiste esencialmente en múltiples símbolos piloto que están dispersos entre los símbolos de datos a través de las subportadoras OFDM en un patrón conocido tanto en tiempo como en frecuencia. Continuando con la figura 6, la lógica de procesamiento compara los símbolos piloto recibidos con los símbolos piloto que se esperan en ciertas subportadoras en ciertos momentos para determinar una respuesta de canal para las subportadoras en las que se transmitieron los símbolos piloto. Los resultados se interpolan para estimar una respuesta de canal para la mayoría de, si no todas, las subportadoras restantes para las que no se proporcionaron símbolos piloto. Las respuestas de canal reales e interpoladas se utilizan para estimar una respuesta de canal general, que incluye las respuestas de canal para la mayoría de, si no todas, las subportadoras en el canal OFDM.
Los símbolos de dominio de la frecuencia y la información de reconstrucción de canal, que se derivan de las respuestas de canal para cada ruta recibida, se proporcionan a un decodificador STC 100, que proporciona decodificación STC en ambas rutas recibidas para recuperar los símbolos transmitidos. La información de reconstrucción del canal proporciona información de ecualización al decodificador STC 100 suficiente para eliminar los efectos del canal de transmisión cuando se procesan los símbolos de dominio de la frecuencia respectivos.
Los símbolos recuperados se vuelven a colocar en orden utilizando lógica de desentrelazado de símbolos 102, que corresponde a la lógica de entrelazado de símbolos 58 del transmisor. A continuación , los símbolos desentrelazados se desmodulan o desmapean a un flujo de bits correspondiente usando lógica de desmapeo 104. A continuación , los bits se desentrelazan usando la lógica de desentrelazado de bits 106, que corresponde a lógica de entrelazado de bits 54 de la arquitectura del transmisor. Los bits desentrelazados son procesados a continuación por lógica 108 de desadaptación de velocidad y presentados a una lógica 110 del decodificador de canal para recuperar los datos inicialmente aleatorizados y la suma de control CRC. Por consiguiente, lógica 112 de CRC elimina la suma de comprobación de CRC, comprueba los datos aleatorizados de forma tradicional y los proporciona a la lógica 114 de desaleatorización para su desaleatorización utilizando el código de desaleatorización de estación base conocido, para recuperar los datos 116 transmitidos originalmente.
Paralelamente a recuperar los datos 116, se determina un CQI, o al menos información suficiente para crear un CQI en la estación base 14, y se transmite a la estación base 14. Como se indicó anteriormente, el CQI puede ser una función de la relación portadora-a-interferencia (CR), así como el grado en que la respuesta del canal varía a través de las diversas subportadoras en la banda de frecuencia OFDM. Para esta realización, la ganancia de canal para cada subportadora en la banda de frecuencia OFDM que se usa para transmitir información se comparan entre sí para determinar el grado en que la ganancia de canal varía a través de la banda de frecuencia OFDM. Aunque hay numerosas técnicas disponibles para medir el grado de variación, una técnica consiste en calcular la desviación estándar de la ganancia del canal para cada subportadora en toda la banda de frecuencia OFDM que se está utilizando para transmitir datos.
Haciendo referencia a la figura 7, se ilustra un ejemplo de transmisor 7(a) y receptor 7(b) SC-FDMA para una configuración de una sola entrada-una sola salida (SISO, single-in-single-out), de acuerdo con una realización de la presente solicitud. En SISO, las estaciones móviles transmiten en una antena y las estaciones base y/o las estaciones repetidoras reciben en una antena. La figura 7 ilustra las etapas básicas de procesamiento de señales necesarias en el transmisor y el receptor para el enlace ascendente SC-FDMA LTE . En algunas realizaciones, se utiliza SC-FDMA (acceso múltiple por división de frecuencia de portadora única). SC-FDMA es un esquema de modulación y acceso múltiple introducido para el enlace ascendente de estándares de interfaz aérea de cuarta generación (4G) inalámbrica de banda ancha de evolución a largo plazo (LTE) 3GPP, y similares. SC-FDMA se puede ver como un esquema OFDMA precodificado DFT, o se puede ver como un esquema de acceso múltiple de una sola portadora (SC). Existen varias similitudes en el procesamiento general del transceptor de SC-FDMA y OFDMA. Esos aspectos comunes entre OFDMA y SC-FDMA se ilustran en los CIRCUITOS DE TRANSMISIÓN OFDMA y los CIRCUITOS DE RECEPCIÓN OFDMA, dado que serían obvios para una persona con experiencia ordinaria en la técnica a la vista de la presente memoria descriptiva. SC-FDMA es claramente diferente de OFDMA debido a la precodificación DFT de los símbolos modulados y la IDFT correspondiente de los símbolos demodulados. Debido a esta precodificación, las subportadoras SC-FDMA no se modulan de forma independiente como en el caso de las subportadoras OFDMA. Como resultado, la PAPR de la señal SC-FDMA es menor que la PAPR de la señal OFDMA. Una PAPR menor beneficia en gran medida al terminal móvil en términos de eficiencia de potencia de transmisión.
Las figuras 1 a 7 proporcionan un ejemplo específico de un sistema de comunicación que podría usarse para implementar realizaciones de la solicitud. Debe entenderse que las realizaciones de la solicitud pueden implementarse con sistemas de comunicaciones que tengan arquitecturas que sean diferentes de las del ejemplo específico, pero que funcionen de manera coherente con la implementación de las realizaciones descritas en el presente documento.
Las figuras 8A-8C representan tres escenarios ejemplares de cooperación. Específicamente, la figura 8A representa la cooperación entre la estación base 14 y repetidor 15 en el servicio de terminal móvil 16 dentro de una celda dada 12. La figura 8B representa la transmisión por estación base 14 a dos repetidores 15, y cooperación entre repetidores 15 para dar servicio a un terminal móvil 16 en una celda dada 12. La figura 8C representa la cooperación entre la estación base 14a en la celda 12a y estación base 14b en la celda 12b para dar servicio al terminal móvil 16 situado en la celda 12a. En lo sucesivo, el equipo cooperante también puede denominarse en general "sitios cooperantes".
Como se detallará más adelante, los sitios cooperantes pueden cooperar de diferentes maneras. Sin embargo, como mínimo, la cooperación puede requerir que se comparta cierta información entre los sitios cooperantes (por ejemplo, para coordinar la transmisión a un terminal móvil de destino en particular 16). En este sentido, los sitios cooperantes pueden ser controlados por un controlador de estación base (por ejemplo, un controlador de estación base 10) que está en comunicación con los sitios cooperantes. Alternativamente, los sitios cooperantes pueden estar interconectados a través de una red, por ejemplo red de retorno 11 u otra red, como internet. Convenientemente, en las técnicas descritas a continuación que requieren coordinación entre sitios cooperantes, dicha coordinación puede tener lugar a través del controlador de estación base 10 y/o de otra red.
Como se discutió anteriormente, una red celular puede incluir una pluralidad de estaciones base 14 y repetidores 15 que sirven a una pluralidad de terminales móviles 16 en una pluralidad de celdas. Así, un determinado terminal móvil 16 puede estar dentro del rango de recepción de varias estaciones base 14 y repetidores 15. Además, una determinada estación base 14 o repetidor 15 puede estar dentro del rango de transmisión/recepción de una o más estaciones base 14 o uno o más repetidores 15. Por lo tanto, sería deseable que dos o más estaciones base 14 y/o repetidores 15 (en lo sucesivo, también denominados "sitios de transmisión") pudieran cooperar en el servicio a terminales móviles 16. Como se detalla más adelante, dicha cooperación puede proporcionar una mayor calidad de servicio a los terminales móviles 16. Por consiguiente, la presente solicitud da a conocer una serie de esquemas mediante los cuales estaciones base y repetidores pueden cooperar para dar servicio a uno o más terminales móviles 16.
En resumen, en la presente solicitud se describen tanto esquemas de cooperación en bucle cerrado como de cooperación en bucle semicerrado. En el esquema de bucle cerrado dado a conocer, los transmisores cooperantes (por ejemplo, una estación base 14 o un repetidor 15) puede tener conocimiento de información de estado de canal (CSI) parcial o total. Su destino (por ejemplo, terminal móvil 16) puede añadir constructivamente las transmisiones recibidas de los diversos sitios de transmisión. En el esquema de bucle semicerrado dado a conocer, todos o algunos de los sitios cooperantes pueden realizar técnicas de bucle cerrado dentro de cada sitio, sin bien la cooperación entre los sitios de transmisión puede ser de bucle abierto.
En una primera realización ejemplar de la presente solicitud, los sitios cooperantes (por ejemplo, estaciones base 14 y repetidores 15) puede emplear cooperación de bucle abierto en forma de diversidad de transmisión por conmutación de tiempo/frecuencia (tono). Como se discutió anteriormente, OFDM divide la banda de transmisión en múltiples portadoras/bandas, cada una de las cuales se denomina subportadora o subbanda. Diferentes subportadoras adyacentes pueden ser utilizadas por diferentes sitios (es decir, a una estación base dada 14/repetidor 15 se puede asignar una subportadora particular en la que transmitir). Alternativamente, todos los sitios de transmisión pueden transmitir en la misma o las mismas subportadoras; sin embargo, cada sitio cooperante puede transmitir solo una parte de los tonos en la o las subportadoras asignadas. Los tonos específicos asignados a los diferentes sitios cooperantes pueden estar entrelazados en el dominio del tiempo y/o de la frecuencia. Las antenas (es decir, los transmisores) dentro de cada sitio cooperante pueden emplear un esquema de bucle abierto (por ejemplo, diversidad de transmisión o multiplexación espacial). Puede apreciarse que esta realización ejemplar puede combinarse con otros esquemas de cooperación de diversidad de transmisión tales como diversidad de transmisión de espacio-tiempo-frecuencia (por ejemplo, código Alamouti).
En una segunda realización ejemplar de la presente solicitud, todos los sitios cooperantes pueden transmitir la misma señal a un dispositivo móvil de destino 16. Uno de los sitios cooperantes, normalmente el equipo tal como una estación base 14 que da servicio a la celda en la que se encuentra el dispositivo móvil de destino 16 está situado, puede ser identificado como el sitio de servicio. Debido a las diferencias en las rutas entre una determinada estación base de servicio 14 y el dispositivo móvil de destino 16, es posible que se requiera que los sitios cooperantes realicen ajustes de temporización/distancia. Más específicamente, y como se detalla más adelante, los sitios pueden cooperar usando una o más de las siguientes técnicas: formación de haces multisitio; precodificación de bucle cerrado multisitio; y bucle cerrado heterogéneo.
Para llevar a cabo la técnica de formación de haces multisitio, dos o más sitios (por ejemplo, la estación base 14/el repetidor 15) pueden transmitir como un conjunto. Cada sitio puede emitir señales que contengan datos idénticos. En FDD, el haz se forma utilizando el ángulo de llegada (AoA) de enlace ascendente del terminal móvil previsto. En el dispositivo móvil de destino 16, puede emplearse superposición constructiva para combinar las señales recibidas. Con este fin, se puede emplear una señal piloto dedicada de superposición para estimación de canal. Como puede apreciarse, la superposición constructiva requiere ajuste de temporización y distancia entre los sitios cooperantes, dado que las señales de los diferentes sitios cooperantes pueden llegar al terminal móvil de destino 16 en diferentes momentos debido a las diferencias en las características de la ruta (por ejemplo, distancias físicas) al destino. Por lo tanto, las señales transmitidas pueden estar desfasadas linealmente. Para compensar, convenientemente, el terminal móvil de destino 16 puede considerar uno de los sitios de transmisión como un sitio de referencia e notificar las diferencias de temporización a los otros sitios de transmisión. Cada uno de los otros sitios de transmisión puede, a su vez, ajustar la temporización de sus transmisiones para que las señales que llegan al terminal móvil de destino 16 puedan combinarse constructivamente. Se ha observado que diferentes frecuencias de señal pueden estar desfasadas en diferentes cantidades. Así, para detectar tales diferencias de fase, pueden emplearse señales piloto ortogonales. Al detectar una o varias diferencias de fase, el terminal móvil de destino 16 puede notificar la o las diferencias de fase a los sitios de transmisión correspondientes, utilizando técnicas conocidas. Basándose en esta retroalimentación, los sitios de transmisión pueden realizar la corrección de fase apropiada utilizando técnicas de corrección de fase conocidas (por ejemplo, corrección de fase de libro de códigos). Además, los sitios de transmisión pueden realizar una corrección de fase oportunista para terminales móviles de destino nómadas 16 en el que los diferentes sitios de transmisión aplican secuencias de fase aleatorias. Basándose en notificaciones de CQI, se puede evaluar la mejor combinación de fases y, posteriormente, emplearla.
Para llevar a cabo la precodificación de bucle cerrado multisitio, diferentes sitios de transmisión MIMO pueden formar los mismos haces hacia el dispositivo móvil de destino 16 utilizando precodificadores. Al emplear FDD, un terminal móvil de destino 16 puede notificar/especificar qué precodificador usar para el sitio o sitios de transmisión, y puede notificar diferentes precodificadores para diferentes sitios de transmisión. En un sitio dado, se puede reutilizar un conjunto de precodificadores. De esta manera, una señal se puede mejorar mediante corrección de fase según uno de los métodos ejemplares detallados anteriormente. Alternativamente, el precodificador puede seleccionarse teniendo en cuenta todos los sitios de transmisión, obviando así la necesidad de técnicas de corrección de fase adicionales. Si bien es posible que aún se requieran ajustes de temporización y distancia, las señales transmitidas de esta manera pueden ser menos susceptibles a diferencias de temporización que cuando se transmiten utilizando el método de formación de haces multisitio detallado anteriormente. En particular, para llevar a cabo esta técnica, se pueden requerir pilotos comunes ortogonales para la selección del precodificador; pueden requerirse pilotos comunes ortogonales o pilotos dedicados superpuestos para la demodulación.
Para la técnica heterogénea de formación de haces/bucle cerrado multisitio, los sitios de conjunto y MIMO pueden enviar el mismo flujo de datos al terminal móvil de destino 16. La selección del precodificador puede emplearse para el o los sitios MIMO. Es posible que se requieran ajustes de temporización y distancia, así como corrección de fase (similar al método de formación de haces multisitio detallado anteriormente) entre los sitios. Convenientemente, el o los sitios MIMO pueden transportar flujos de datos adicionales para mejorar el rendimiento del sistema. Puede emplearse un piloto común para la selección del precodificador FDD además de un piloto dedicado de superposición para la demodulación.
Como se explicó anteriormente, las diferencias de temporización/distancia en señales transmitidas desde los diversos sitios de transmisión pueden dar lugar a desplazamientos de fase lineales de las señales en el dominio de la frecuencia. Por lo tanto, para conseguir una interferencia constructiva de las señales que llegan al terminal móvil de destino 16, las señales transmitidas pueden corregirse. Por consiguiente, en una tercera realización de la presente solicitud, el terminal móvil de destino 16 puede medir la falta de adaptación de temporización de las señales que llegan usando técnicas de estimación de tiempo de llegada o de estimación de canal.
Un sitio de transmisión puede considerarse el sitio de referencia y las diferencias de temporización de las diferentes señales que llegan pueden notificarse a los sitios de transmisión que no son de referencia mediante el terminal móvil de destino 16. Cada sitio de transmisión puede entonces aplicar técnicas de corrección de fase lineal en el dominio de la frecuencia para corregir las diferencias de temporización detectadas. Específicamente, solo aquellos tonos asignados al terminal móvil de destino previsto 16 pueden ajustarse en fase lineal, el transmisor (por ejemplo, la estación base 14) también puede estar transmitiendo a otros terminales móviles. Por lo tanto, una corrección de fase de todas las señales transmitidas por ese transmisor puede tener como resultado una degradación de las señales destinadas a los otros terminales móviles. Además, en particular, la fase se ajusta en el dominio de la frecuencia en oposición al dominio del tiempo porque el ajuste en el dominio del tiempo puede dar como resultado una falta de adaptación de temporización con los terminales móviles a los que sirve el sitio de transmisión, que no sean el terminal móvil de destino 16.
Como se discutió anteriormente, la corrección de fase se puede conseguir mediante varias técnicas diferentes, que incluyen, en particular, corrección de fase basada en libro de códigos. En una cuarta realización ejemplar de la presente solicitud, pueden emplearse variaciones en la corrección de fase basada en libro de códigos para conseguir la cooperación entre sitios cooperantes. En general, la técnica específica puede variar según el número de sitios cooperantes, como sigue.
De acuerdo con la invención, para dos sitios de transmisión cooperantes, se emplea un libro de códigos de amplitud constante de dos transmisores. El sitio de transmisión no de servicio se utiliza como referencia de fase. Se puede asignar un precodificador fijo al sitio de transmisión no de servicio. El terminal móvil de destino 16 notifica un precodificador preferido al sitio de transmisión de servicio para la corrección de fase. En esta técnica, solo se necesita proporcionar retroalimentación de corrección de fase al sitio de transmisión de servicio.
La cooperación entre más de dos sitios de transmisión (es decir, M>2 donde Mis es el número de sitios de transmisión) también puede conseguirse empleando un libro de códigos de amplitud constante de dos transmisores. Específicamente, el sitio de transmisión no de servicio puede usarse como la referencia de fase y un precodificador fijo puede preasignarse al sitio no de servicio. Los precodificadores M-1 pueden notificarse al sitio de transmisión de servicio y a todos los demás sitios de transmisión no de servicio, para corrección de fase. Alternativamente, la cooperación entre M>2 sitios puede conseguirse utilizando un libro de códigos de amplitud constante de M transmisores. Específicamente, el sitio de transmisión no de servicio puede usarse como la referencia de fase y preasignarse a un precodificador fijo. Se puede notificar un precodificador al sitio de transmisión de servicio y todos los demás sitios de transmisión no de servicio, para corrección de fase.
De acuerdo con la invención, una corrección de fase basada en libro de códigos para un libro de códigos LTE de dos transmisores para la cooperación de dos sitios de transmisión es como sigue. Cada uno de los dos sitios tiene un conjunto de antenas o antenas MIMO. El conjunto de precodificadores es {[1, 1]T, [1,j]T, [1,-1]T. [1,-j]T} donde la primera transformación del conjunto representa un desplazamiento de fase de 0°, la segunda representa un desplazamiento de fase de 90°, la tercera representa un desplazamiento de fase de 180° y la última representa un desplazamiento de fase de 270°. El sitio de transmisión de servicio se asigna al puerto 2 y el sitio de transmisión de ayuda al puerto 1. Se puede determinar el mejor precodificador que alinea las fases de los dos sitios (es decir, maximiza la potencia recibida de las señales). Este precodificador determinado se notifica a continuación al sitio de transmisión de servicio. Sin embargo, no hay necesidad de notificar el precodificador al sitio de ayuda (porque el sitio de ayuda está transmitiendo en el puerto 1, y el primer elemento de las matrices de precodificación es siempre un "1"). Como puede apreciarse, las técnicas basadas en libros de códigos pueden restringir el desplazamiento de fase a ciertas cantidades predefinidas, por lo tanto, se puede esperar que el rendimiento del sistema mejore con un libro de códigos más grande que proporcione la capacidad de desplazamiento de fase en un mayor número de cantidades predefinidas.
Otro ejemplo de corrección de fase basada en libro de códigos, en el que el sitio de servicio está representado por el subíndice "2" y el otro sitio cooperante por el subíndice "1", para enviar datos X de una capa, es el siguiente.
Donde P1 = argmáx, PgQm IIH1PII;
P2 = argmáx, PgQm ||H2P||;
Ppc = argmáx, PgQm HHeqPlI; y donde
H1 y H2 son las matrices de canal de los sitios de cooperación;
M es el número de antenas transmisoras;
n es ruido;
Qm es el conjunto de posibles precodificadores;
P1 y P2 son los precodificadores correspondientes; y
Ppc es el precodificador de corrección de fase del conjunto de dos precodificadores de transmisor.
En el ejemplo anterior, la selección conjunta de P1, P2 y Ppc puede mejorar el rendimiento de un sistema de bucle cerrado. Sin embargo, un inconveniente potencial de esta técnica es una mayor complejidad de búsqueda del libro de códigos dado que hay tres libros de códigos (es decir, puede ser más complejo determinar la combinación óptima de los tres libros de códigos). Además, para transmisión de datos multicapa, el móvil puede notificar a la estación base de un precodificador de corrección de fase por capa.
En algunos escenarios, para limitar la sobrecarga de retroalimentación y el tamaño del conjunto de precodificadores, se pueden aplicar precodificadores de antena virtual. En particular, se puede formar un conjunto de antenas múltiples entre antenas en sitios de transmisión (por ejemplo, estaciones base 14/repetidores 15) que están situados lo suficientemente cerca entre sí para poder intercambiar información requerida para formar un transmisor de antenas múltiples. Por consiguiente, en una quinta realización ejemplar de la presente solicitud, la cooperación entre dos sitios cada uno con cuatro antenas de transmisión para transmitir un flujo de datos a un terminal móvil de destino 16 puede conseguirse con las siguientes tres técnicas ejemplares. Cada técnica implica una notificación de índice de matriz de precodificación (PMI). En el primer ejemplo de técnica, el PMI1 se envía al sitio de transmisión 1 y el PMI2 se envía al sitio 2, en el que tanto el PMI1 como el PMI2 proceden de un libro de códigos de cuatro transmisores. Puede ser necesaria la corrección de fase. En la segunda técnica de ejemplo, se notifica un PMI a ambos sitios de transmisión desde un libro de códigos de ocho transmisores. El sitio de transmisión 1 puede usar la mitad superior del precodificador y el sitio de transmisión 2 puede usar la mitad inferior. La tercera técnica utiliza una antena virtual. Cada sitio de transmisión se trata como el equivalente de un transmisor de dos antenas y se envía un PMI a ambas antenas. El precodificador de antena virtual puede obtenerse utilizando AoA. Se ha observado que el segundo ejemplo tiene la ganancia más alta y el tercer ejemplo tiene una sobrecarga menor. Cabe señalar que el segundo ejemplo requiere un libro de códigos más grande y que el ejemplo uno requiere tres retroalimentaciones de PMI (es decir, uno para cada sitio además del libro de códigos de cooperación).
En cada una de las realizaciones ejemplares anteriores, se pueden emplear esquemas de bucle cerrado y bucle semicerrado. Se puede apreciar que cada uno tiene ventajas y desventajas. Específicamente, algunas ventajas de los esquemas de bucle semicerrado incluyen una fácil implementación en la que se puede reutilizar una señal de retroalimentación de un solo sitio; puede que no haya necesidad de ajustes finos de temporización; puede que no haya necesidad de corrección de fase del haz; puede facilitarse la cooperación entre los sitios de transmisión MIMO y de conjunto (es decir, cooperación heterogénea). Además, los esquemas de bucle semicerrado pueden ser más robustos contra el envejecimiento del canal, dado que los coeficientes del canal del mismo sitio envejecen de la misma manera, especialmente en condiciones de LoS (línea de visión) y/o en sitios de conjunto. Los esquemas de bucle semicerrado también pueden ser más robustos contra errores de sincronización de la frecuencia portadora. Los beneficios de los esquemas de bucle cerrado implican un mejor rendimiento mediante intercambiar información de estado del canal (CSI) entre sitios de transmisión.
Más específicamente, los siguientes esquemas de bucle semicerrado (CL) se pueden emplear junto con las realizaciones ejemplares descritas anteriormente. En un primer esquema semi-CL ejemplar, se puede emplear diversidad de transmisión CL multisitio en el que diferentes sitios MIMO transmiten el mismo o los mismos flujos CL a un terminal móvil de destino 16 utilizando un esquema de diversidad de transmisión como Alamouti. Alternativamente, puede emplearse diversidad de transmisión de formación de haces (BF) multisitio donde diferentes sitios de conjunto transmiten el mismo flujo o flujos BF al usuario usando un esquema de diversidad de transmisión tal como Alamouti. En una alternativa adicional, se puede emplear multiplexación espacial (SM) CL multisitio en la que diferentes sitios MIMO transmiten flujos CL independientes al terminal móvil de destino 16. En esta alternativa, la selección del precodificador puede minimizar la interferencia entre capas y puede reutilizarse el mismo conjunto de precodificadores. En otra alternativa más, se puede emplear multiplexación espacial BF multisitio en la que diferentes sitios de conjunto pueden transmitir haces independientes al terminal móvil de destino 16.
El siguiente esquema de diversidad de transmisión de bucle cerrado multisitio puede emplearse junto con las realizaciones ejemplares descritas anteriormente. Cada uno de los diferentes sitios MIMO transmisores puede enviar un flujo CL al terminal móvil de destino 16. Además, los diferentes sitios de transmisión pueden formar un esquema de diversidad de transmisión entre ellos. Este esquema puede requerir pilotos comunes ortogonales para selección del precodificador, así como pilotos comunes ortogonales o pilotos dedicados ortogonales para demodulación. El esquema de diversidad de transmisión puede incluir conmutación de bandas, conmutación de tonos y codificación de espacio-tono. Por ejemplo, la cooperación entre dos sitios FDD de cuatro transmisores puede llevarse a cabo como sigue. El terminal móvil de destino 16 puede notificar dos precodificadores independientes a los sitios de transmisión y los dos sitios pueden enviar dos flujos de Alamouti (SFBC o STBC) al terminal móvil de destino 16. Se puede seguir el mismo enfoque para los esquemas de diversidad de transmisión de velocidad superior a uno.
El siguiente esquema de diversidad de transmisión de formación de haces multisitio (BF) puede emplearse junto con las realizaciones ejemplares descritas anteriormente. Cada uno de diferentes sitios de conjunto puede enviar un haz al terminal móvil de destino 16, y los diferentes haces pueden formar un esquema de diversidad de transmisión (por ejemplo, conmutación de banda, conmutación de tono y codificación de espacio-tono) entre ellos. En este esquema, pueden usarse pilotos dedicados ortogonales para demodulación.
El siguiente esquema de SM de bucle cerrado multisitio puede emplearse junto con las realizaciones ejemplares descritas anteriormente. Diferentes sitios MIMO pueden transmitir flujos CL independientes al terminal móvil de destino 16. Se pueden seleccionar diferentes precodificadores para diferentes sitios. Puede reutilizarse un libro de códigos de precodificador de sitio único. Además, el precodificador puede seleccionarse para minimizar la interferencia entre capas. Esto puede aumentar la eficiencia espectral para usuarios de alta geometría. Se pueden utilizar pilotos comunes ortogonales para selección del precodificador FDD y pilotos comunes ortogonales o pilotos dedicados ortogonales para demodulación. En una alternativa relacionada, se puede emplear SM de formación de haces multisitio en la que diferentes sitios de conjunto pueden transmitir haces independientes al terminal móvil de destino 16. AoA se puede utilizar para formación de haces. Asimismo, se pueden utilizar pilotos dedicados ortogonales para demodulación.
Los siguientes esquemas heterogéneos de diversidad de transmisión/SM multisitio pueden emplearse junto con las realizaciones ejemplares descritas anteriormente, en particular, para SM multisitio heterogénea, los sitios de conjunto y MIMO pueden transmitir flujos de datos independientes al terminal móvil de destino 16. La selección del precodificador puede minimizar la interferencia entre capas entre los dos sitios. Se puede emplear un piloto común para selección de precodificador FDD y se pueden usar para la demodulación pilotos ortogonales entre el sitio de transmisión. Para conseguir diversidad de transmisión multisitio heterogénea, los sitios de conjunto y MIMO pueden transmitir flujos de datos de un esquema de diversidad de transmisión al terminal móvil de destino 16. Se puede utilizar un piloto común para selección de precodificador FDD. Asimismo, se pueden utilizar pilotos ortogonales entre los sitios para demodulación.
En resumen, los aspectos notables de las realizaciones descritas anteriormente incluyen la cooperación entre dos o más sitios de transmisión (por ejemplo, estación base 14/repetidor 15) para dar servicio a uno o más terminales móviles de destino. Con este fin, los sitios de transmisión pueden emplear cooperación de bucle abierto con tonos de los diferentes sitios de transmisión entrelazados (es decir, diversidad de transmisión por conmutación de tonos). Además, los sitios de transmisión también pueden cooperar en un bucle cerrado para enviar datos a un terminal móvil de destino. La superposición constructiva de las diferentes señales recibidas puede ocurrir en el terminal móvil de destino. La operación de bucle cerrado también puede basarse en coeficientes de canal MIMO, precodificadores MIMO o formación de haces.
Como se ha detallado anteriormente, las señales pueden estar desfasadas linealmente en el dominio de la frecuencia durante la transmisión desde el o los sitios de transmisión hasta el terminal móvil de destino. Por consiguiente, algunas de las realizaciones descritas anteriormente incluyen técnicas de corrección de fase lineal en el dominio de la frecuencia para cancelar el efecto de desajustes de temporización en las señales que llegan al terminal móvil de destino. Además, como se ha descrito, la corrección de fase también se puede conseguir utilizando corrección de fase de libro de códigos. En particular, puede emplearse un libro de códigos de dos transmisores para cooperación entre dos sitios de transmisión, mientras que un libro de códigos de dos transmisores o M transmisores (donde M>1) puede usarse para cooperación entre M sitios.
También como se detalló anteriormente, la precodificación de bucle cerrado de antena virtual se puede emplear para limitar la sobrecarga de retroalimentación para la notificación de matriz de precodificación agregada. Convenientemente, el número de puertos de antena puede reducirse en cada sitio de transmisión utilizando técnicas de antena virtual.
Por último, también como se ha detallado anteriormente, se puede emplear cooperación de bucle semicerrado entre los sitios. Específicamente, dentro de cada sitio pueden emplearse técnicas de bucle cerrado, mientras que puede ocurrir cooperación de bucle abierto (OL) entre sitios. Incluso más específicamente, pueden emplearse técnicas de cooperación OL para enviar los mismos datos desde diferentes sitios de transmisión usando un esquema de diversidad de transmisión, por ejemplo, desplazamiento de frecuencia o Alamouti (diversidad de transmisión semi-CL). Además, pueden emplearse técnicas OL para enviar diferentes flujos de datos desde diferentes sitios (SM semi-CL). El funcionamiento de CL dentro de cada sitio puede basarse en coeficientes de canal MIMO, precodificadores MIMO o formación de haces. De esta manera, puede facilitarse la cooperación entre sitios heterogéneos.
Por supuesto, las realizaciones descritas anteriormente pretenden ser únicamente ilustrativas y de ningún modo limitativas. Las realizaciones descritas para llevar a cabo la invención son susceptibles de muchas modificaciones de forma, disposición de partes, detalles y orden de funcionamiento. Más bien, se pretende que la invención abarque todas las modificaciones de este tipo dentro de su alcance, tal como se define en las reivindicaciones.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Un método para servir un flujo de datos a un terminal móvil de destino (16) en una red de comunicaciones celulares que comprende dos sitios de transmisión (14, 15), comprendiendo dicho método:
designar un primer sitio de transmisión (14) y un segundo sitio de transmisión (15) de los dos sitios de transmisión como sitios cooperantes, donde el primer sitio de transmisión (14) se designa como sitio de servicio y el segundo sitio de transmisión (15) se designa como un sitio de referencia de fase, y en el que cada uno de los sitios de transmisión primero y segundo (14, 15) tiene múltiples antenas transmisoras;
recibir, solo en el primer sitio de transmisión (14), un precodificador notificado por dicho terminal móvil de destino (16) para corrección de fase, siendo seleccionado el precodificador por el terminal móvil de destino (16) de un conjunto de precodificadores en un libro de códigos de amplitud constante , donde los precodificadores están definidos por correspondientes entradas de dos elementos [1, 1]T, [1,j]T,[1, -1]T, y [1, -j]T, asignándose el primer elemento de cada una de las entradas de dos elementos a un primer puerto de antena asociado con el segundo sitio de transmisión (15) y asignándose el segundo elemento de cada una de las entradas de dos elementos a un segundo puerto de antena asociado con el primer sitio de transmisión (14), en el que las entradas de dos elementos [1, 1]T, [1, j]T,[1, -1]T, y [1, -j]T representan, respectivamente, un desplazamiento de fase de 0°, un desplazamiento de fase de 90°, un desplazamiento de fase de 180° y un desplazamiento de fase de 270° entre el segundo puerto de antena asociado con el primer sitio de transmisión (14) y el primer puerto de antena asociado con el segundo sitio de transmisión (15); y
codificar, en dicho primer sitio de transmisión (14), transmisiones de dicho flujo de datos a dicho terminal móvil de destino (16) usando el precodificador notificado.
2. El método según la reivindicación 1, en el que dicho precodificador se selecciona de un libro de códigos de precodificador de antena virtual.
3. El método según la reivindicación 2, en el que dicho precodificador seleccionado es un precodificador de bucle cerrado de antena virtual.
4. El método según la reivindicación 1, en el que el precodificador notificado es seleccionado por el dispositivo móvil de destino (16) como el precodificador entre el conjunto de precodificadores cuyo desplazamiento de fase respectivo alinea mejor las fases entre los sitios de transmisión primero y segundo (14, 15).
5. Un sistema de comunicaciones celulares, que comprende:
un primer transmisor ubicado en un primer sitio de transmisión (14), donde el primer transmisor está configurado para transmitir un flujo de datos a un terminal móvil de destino (16); y
un segundo transmisor ubicado en un segundo sitio de transmisión (15), donde el segundo transmisor está configurado para transmitir el flujo de datos al terminal móvil de destino (16);
en el que el primer sitio de transmisión (14) y el segundo sitio de transmisión (15) se designan como sitios cooperantes, en el que el primer sitio de transmisión (14) se designa como sitio de servicio y el segundo sitio de transmisión (15) se designa como sitio de referencia de fase, y en el que cada uno de los sitios de transmisión primero y segundo (14, 15) tiene múltiples antenas transmisoras; y
en el que la transmisión desde el primer transmisor está desfasada con respecto a la transmisión desde el segundo transmisor en función de un precodificador notificado por dicho terminal móvil de destino (16), recibiéndose el precodificador notificado se recibe solo en el primer sitio de transmisión (14), siendo el precodificador seleccionado por el terminal móvil de destino (16) de un conjunto de precodificadores en un libro de códigos de amplitud constante, en el que los precodificadores están definidos mediante correspondientes entradas de dos elementos [1, 1]T, [1, j]T,[1, -1]T, y [1, -j]T, asignándose el primer elemento de cada una de las entradas de dos elementos a un primer puerto de antena asociado con el segundo sitio de transmisión (15) y asignándose el segundo elemento de cada una de las entradas de dos elementos a un segundo puerto de antena asociado con el primer sitio de transmisión (14), en el que las entradas de dos elementos [1, 1]T, [1, j]T,[1, -1]T, y [1, -j]T representan, respectivamente, un desplazamiento de fase de 0 grados, un desplazamiento de fase de 90 grados, un desplazamiento de fase de 180 grados y un desplazamiento de fase de 270 grados entre el primer puerto de antena asociado con el segundo sitio de transmisión (15) y el segundo puerto de antena asociado con el primer sitio de transmisión (14).
6. El sistema según la reivindicación 5, en el que dicho precodificador se selecciona de un libro de códigos de precodificador de antena virtual.
7. El sistema según la reivindicación 6, en el que dicho precodificador seleccionado es un precodificador de bucle cerrado de antena virtual.
8. El sistema según la reivindicación 5, en el que el precodificador notificado es seleccionado por el dispositivo móvil de destino (16) como el precodificador entre el conjunto de precodificadores cuyo desplazamiento de fase respectivo alinea mejor las fases entre los sitios de transmisión primero y segundo (14, 15).
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