Esquemas de transmisión para sistemas de comunicación de múltiples antenas utilizando modulación de múltiples portadoras.

Un procedimiento de transmisión en un sistema de comunicación de múltiples antenas,

que comprende:

formar (412) una pluralidad de grupos de sub-bandas (110) con una pluralidad de sub-bandas (110), en donde cada uno de la pluralidad de grupos incluye un subconjunto diferente de la pluralidad de subbandas (110);

asignar (414) cada una de una pluralidad de antenas (524a-524t) a uno diferente de la pluralidad de grupos; y

transmitir (420) simultáneamente desde la pluralidad de antenas (524a-524t) utilizando la pluralidad de grupos de sub-bandas (110), produciéndose la transmisión desde cada antena (524a-524t) en el grupo de sub-bandas (110) asignadas a la antena ( 524a-524t), caracterizado por que para cada antena (524a- 524t),

una potencia de transmisión utilizada para cada una de las sub-bandas (110) en el grupo asignado a la antena (524a-524t) se escala mayor que una potencia media obtenida mediante la distribución de potencia de transmisión total a lo largo de la pluralidad de sub-bandas (110).

Esquemas de transmisión para sistemas de comunicación de múltiples antenas utilizando modulación de múltiples portadoras

ANTECEDENTES

I. Campo

La presente invención se refiere en general a la comunicación de datos y, más específicamente, a sistemas de transmisión de datos y pilotos para sistemas de comunicación de múltiples antenas que utilizan la modulación de múltiples portadoras.

II. Antecedentes

Un sistema de comunicación de múltiples antenas emplea múltiples (T) antenas de transmisión y uno o más (R) antenas de recepción para la transmisión de datos y pilotos. Las T antenas de transmisión pueden utilizarse para aumentar el rendimiento mediante la transmisión de flujos de datos independientes desde estas antenas. Las T antenas de transmisión también pueden usarse para mejorar la fiabilidad mediante la transmisión de un único flujo de datos de forma redundante desde estas antenas.

En un sistema de comunicación de múltiples antenas, puede ser necesario estimar las ganancias de canal entre las T antenas de transmisión y las R antenas de recepción. La estimación de canal puede ser necesaria para determinar un modo particular a utilizar para la transmisión de datos, para procesar una transmisión de datos recibida y así sucesivamente. Como se describe por ejemplo en US 22/41635 A1 o en US 22/122383 A1. La estimación del canal se lleva a cabo típicamente mediante la transmisión de símbolos piloto que son conocidos a priori por el receptor. El receptor puede entonces estimar las ganancias de canal como la relación de los símbolos piloto recibidos a los símbolos de piloto conocidos.

Las estimaciones de canal obtenidas sobre la base de la transmisión de pilotos normalmente se deterioran tanto por el ruido como por la interferencia. El ruido puede provenir de varias fuentes, tales como el canal inalámbrico, la electrónica del receptor y así sucesivamente. El deterioro por ruido normalmente se puede tratar adecuadamente mediante el diseño de una señal piloto y/o la transmisión de la señal piloto durante un periodo suficiente de tiempo tal que las estimaciones del canal de una calidad deseada particular, pueden ser obtenidas por el receptor. Tal y como se describe por ejemplo en US 6.473.467 B1.

Para un sistema de múltiples antenas, la interferencia puede ser el resultado de la transmisión de la señal piloto de forma simultánea desde todas las T antenas de transmisión. Esto es debido a que la señal piloto transmitida desde cada antena actúa como interferencia a las señales piloto transmitidas desde las otras antenas.

El mismo fenómeno de interferencia se produce cuando se utilizan las T antenas de transmisión para la transmisión de datos. En particular, si la misma señal se transmite de forma redundante desde múltiples antenas sin tener en cuenta la interferencia, a continuación, la señal de cancelación puede ocurrir en el receptor en función de las condiciones del canal y la ubicación específica del receptor. En consecuencia, no se lograrían un mayor rendimiento y/o fiabilidad, mediante la transmisión simultánea de datos desde múltiples antenas.

Por tanto, existe una necesidad en la técnica de esquemas de transmisión que puedan abordar con eficacia la interferencia en los sistemas de comunicación de múltiples antenas.

RESUMEN

Esta necesidad es cumplida por la materia objeto de las reivindicaciones independientes de la presente invención.

Los esquemas de transmisión de datos y pilotos para los sistemas de comunicación de múltiples antenas que utilizan la modulación de múltiples portadoras se proporcionan en el presente documento. En un aspecto, la multiplexación de sub-bandas se utiliza para evitar la interferencia resultante de la transmisión de múltiples señales simultáneamente desde múltiples antenas. Con la multiplexación de sub-bandas, M sub-bandas utilizables procedentes de la modulación de múltiples portadoras (por ejemplo, OFDM) están dispuestas inicialmente para formar múltiples grupos de sub-bandas, incluyendo cada grupo un subconjunto diferente de las sub-bandas utilizables. Los grupos de sub-bandas pueden formarse de varias maneras como se describe a continuación. A cada una de las T antenas de transmisión, se le asignan a continuación uno o posiblemente más grupos de sub-bandas para la transmisión de pilotos y típicamente un grupo de sub-bandas para la transmisión de datos. Los grupos de sub-bandas utilizadas para la transmisión de pilotos pueden ser iguales o diferentes a los grupos de sub-bandas utilizadas para la transmisión de datos. El piloto y los datos pueden ser transmitidos desde cada antena en las sub- bandas asignadas a esa antena para la transmisión de pilotos y de datos. Con la multiplexación de sub-bandas, se

pueden transmitir el piloto y/o los datos simultáneamente desde todas las T antenas en todas las sub-bandas utilizables sin causar interferencias.

Pueden también utilizarse otras técnicas para mejorar el rendimiento de las transmisiones de pilotos y de datos. Por ejemplo, para cada antena de transmisión, la potencia de transmisión para cada sub-banda asignada a la antena puede hacerse a escala superior, tal que la totalidad o la mayor cantidad de potencia de transmisión total disponible para la antena se utilice para la transmisión. Para la transmisión de pilotos que ocurre a lo largo de múltiples períodos de símbolos, las sub-bandas asignadas a las T antenas de transmisión pueden ser permutadas. La permutación de sub-bandas permite que se utilicen más sub-bandas por cada antena, y se pueden obtener mejoras de las estimaciones del canal al mismo tiempo que se evita la interferencia.

Diversos aspectos y realizaciones de la invención se describen en más detalle a continuación.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Las características, naturaleza y ventajas de la presente invención serán más evidentes a partir de la descripción detallada expuesta a continuación cuando se tome en conjunto con los dibujos en los que caracteres de referencia similares identifican correspondientemente y en donde:

La Figura 1A muestra una estructura de sub-bandas OFDM;

La Figura 1B muestra una estructura de sub-bandas que da soporte a multiplexación de sub-bandas;

La Figura 2A muestra una transmisión de piloto/ datos de ejemplo de las T antenas usando multiplexación de sub- bandas;

La Figura 2B muestra una transmisión de piloto de ejemplo de las T antenas usando multiplexación de sub-bandas y

la permutación de sub-bandas;

La Figura 3A muestra una transmisión de datos de ejemplo de las T antenas usando multiplexación de sub-bandas y la diversidad de transmisión;

La Figura 3B muestra una transmisión de datos de ejemplo de las T antenas usando la multiplexación de sub- bandas y diferentes pares de antenas para diversidad de transmisión;

La Figura 3C muestra una transmisión de datos de ejemplo de los W grupos de antenas utilizando multiplexación de sub-bandas;

La Figura 4 muestra un diagrama de flujo de un proceso para la transmisión de piloto y/o datos utilizando multiplexación de sub-bandas;

La Figura 5 muestra un diagrama de bloques de una unidad transmisora y dos unidades receptoras;

La Figura 6 muestra un diagrama de bloques de un procesador espacial de transmisión (TX) que implementa un régimen de diversidad de transmisión espacio-tiempo (STTD);

La Figura 7A muestra un diagrama de bloques de un procesador espacial de TX que implementa un esquema Walsh-STTD;

La Figura 7B muestra un diagrama de bloques de un codificador Walsh-STTD; y La Figura 8 muestra un diagrama de bloques de un modulador OFDM.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

La expresión "de ejemplo" se usa aquí para significar "que sirve de ejemplo, caso o ilustración". Una forma de realización o diseño descrito en el presente documento como "de ejemplo" no es necesariamente deben interpretarse como preferida o ventajosa sobre otras realizaciones o diseños.

Los esquemas de transmisión de piloto y datos descritos en este documento pueden usarse para diversos sistemas de comunicación de múltiples antenas y con varias técnicas de modulación de múltiples portadoras. Para mayor claridad, estos esquemas de transmisión se describen específicamente para un sistema de múltiples antenas que utiliza multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM).

La Figura 1A muestra una estructura de sub-bandas OFDM 1 que puede utilizarse para un sistema de comunicación de múltiples antenas. El sistema tiene un ancho de banda total del sistema de W MHz, que se divide

en N sub-bandas ortogonales utilizando OFDM. En un sistema OFDM típico, sólo M de las... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de transmisión en un sistema de comunicación de múltiples antenas, que comprende:

formar (412) una pluralidad de grupos de sub-bandas (11) con una pluralidad de sub-bandas (11), en donde cada uno de la pluralidad de grupos incluye un subconjunto diferente de la pluralidad de sub- bandas (11);

asignar (414) cada una de una pluralidad de antenas (524a-524t) a uno diferente de la pluralidad de grupos; y

transmitir (42) simultáneamente desde la pluralidad de antenas (524a-524t) utilizando la pluralidad de grupos de sub-bandas (11), produciéndose la transmisión desde cada antena (524a-524t) en el grupo de sub-bandas (11) asignadas a la antena ( 524a-524t), caracterizado por que para cada antena (524a- 524t),

una potencia de transmisión utilizada para cada una de las sub-bandas (11) en el grupo asignado a la antena (524a-524t) se escala mayor que una potencia media obtenida mediante la distribución de potencia de transmisión total a lo largo de la pluralidad de sub-bandas (11).

2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que piloto se transmite desde cada antena (524a-524t) en el grupo de sub-bandas (11) asignadas a la antena (524a-524t).

3. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que cada uno de la pluralidad de grupos incluye el mismo número de sub-bandas (11).

4. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que las sub-bandas (11) en cada uno de la pluralidad de grupos se distribuyen uniformemente a lo largo de la pluralidad de sub-bandas (11).

5. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que el sistema de comunicación de múltiples antenas utiliza multiplexación por división de frecuencia ortogonal.

6. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que los datos son transmitidos en cada una de la pluralidad de sub-bandas (11) por un grupo particular de al menos dos antenas (524a-524t).

7. El procedimiento según la reivindicación 6, en el que a cada una de la pluralidad de antenas (524a-524t) se le asigna uno diferente de la pluralidad de grupos.

8. El procedimiento según la reivindicación 6, en el que cada par de antenas (524a-524t) en la pluralidad de antenas (524a-524t) se le asigna una diferente de la pluralidad de grupos.

9. El procedimiento según la reivindicación 6, en el que los datos son transmitidos en cada una de la pluralidad de sub-bandas (11) por un grupo particular de dos antenas (524a-524t).

1. El procedimiento según la reivindicación 6, que comprende además:

procesar datos utilizando diversidad de transmisión espacio-tiempo para proporcionar dos flujos de símbolos; y

demultiplexar los dos flujos de símbolos para proporcionar una pluralidad de sub-flujos de símbolos, un sub-flujo para cada una de la pluralidad de antenas (524a-524t), en donde demultiplexar se lleva a cabo en base al grupo de sub-bandas (11) asignado a cada antena (524a -524t), y en donde cada sub-flujo de símbolos se transmite desde una antena asociada (524a-524t).

11. El procedimiento según la reivindicación 6, que comprende además:

procesar de datos utilizando codificación de diversidad de transmisión espacio-tiempo Walsh para proporcionar W flujos de símbolos, donde W es superior a dos; y

demultiplexar W los flujos de símbolos para proporcionar una pluralidad de sub-flujos de símbolos, un sub-flujo para cada una de la pluralidad de antenas (524a-524t), en donde la demultiplexar se lleva a cabo en base al grupo de sub-bandas (11) asignado a cada antena (524a -524t), y en donde cada sub-flujo de símbolos se transmite desde una antena asociada (524a-524t).

12. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que cada uno de la pluralidad de grupos incluye al menos dos sub-bandas disjuntas (11).

13. Un aparato en un sistema de comunicación de múltiples antenas, medios para asignar cada uno de una pluralidad de antenas (524a-524t) con al menos uno de una pluralidad de grupos de sub-bandas (11), que comprende en el que la pluralidad de grupos de sub-bandas (11) se forman a partir de una pluralidad de

sub-bandas (11), y en el que cada uno de la pluralidad de grupos Incluye un subconjunto diferente de la pluralidad de sub-bandas (11); y

medios para transmitir simultáneamente desde la pluralidad de antenas (524a-524t) utilizando la pluralidad de grupos de sub-bandas (11), la transmisión desde cada antena (524a-524t) produciéndose en el al menos un grupo de sub-bandas (11) asignado a la antena (524a-524t) y de manera que evita la Interferencia entre la pluralidad de antenas (524a-524t), caracterizado por que para cada antena (524a-524t), una potencia de transmisión utilizada para cada una de las sub-bandas (11) en el grupo asignado a la antena (524a-524t) se escala mayor que una potencia media obtenida mediante la distribución de potencia de transmisión total a través de la pluralidad de sub-bandas (11).

14. El aparato según la reivindicación 13, en el que a cada una de la pluralidad de antenas (524a-524t) se le asigna uno diferente de la pluralidad de grupos.

15. El aparato según la reivindicación 13, en el que a cada una de la pluralidad de antenas (524a-524t) se le han asignado al menos dos grupos de la pluralidad de grupos, y en el que cada uno de los al menos dos grupos se utiliza durante un periodo de símbolo diferente.

16. El aparato según la reivindicación 13, en el que para cada periodo de símbolo se produce la transmisión para cada una de la pluralidad de sub-bandas (11) de una de la pluralidad de antenas (524a-524t).

17. El aparato según la reivindicación 13, en el que

medios para transmitir simultáneamente datos desde la pluralidad de antenas utilizando la pluralidad de grupos de sub-bandas, en donde se transmiten datos desde cada antena en el grupo de sub-bandas asignadas a la antena, y en el que los datos son transmitidos en cada una de la pluralidad de sub-bandas por un grupo particular de al menos dos antenas.

18. El aparato según la reivindicación 17, que comprende además:

medios para procesar datos utilizando un esquema de codificación de diversidad particular, para proporcionar al menos dos flujos de símbolos; y

medios para demultlplexar los al menos dos flujos de símbolos para proporcionar una pluralidad de subflujos de símbolos, un sub-flujo para cada una de la pluralidad de antenas (524a-524t), en donde demultiplexar se lleva a cabo en base al grupo de sub-bandas (11) asignado a cada antena (524a-524t), Y

en el que cada sub-flujo de símbolos se transmite desde una antena asociada (524a-524t).

19. El aparato según la reivindicación 13, en el que los medios para asignar comprenden un controlador (53).

2. El aparato según la reivindicación 13, en el que los medios para transmitir desde la pluralidad de antenas (524a-524t) simultáneamente utilizando la pluralidad de grupos de sub-bandas (11) comprende un procesador espacial (52, 52a, 52b).

21. Una memoria legible por el procesador (532, 582) que comprende instrucciones que son ejecutables para llevar a cabo las etapas de cualquier procedimiento de las reivindicaciones 1 a 12.