Un procedimiento de procesar datos para su transmisión en un sistema (800) de comunicación inalámbrica de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO),

que comprende:

codificar una trama de datos de acuerdo a un esquema de codificación, a fin de obtener una trama de datos codificados;

dividir la trama de datos codificados en una pluralidad de subtramas de datos codificados, una subtrama de datos codificados para cada uno de una pluralidad de canales espaciales;

intercalar (818) cada subtrama de datos codificados de acuerdo a un esquema de intercalación, a fin de obtener una correspondiente subtrama de datos intercalados, en la cual se obtiene una pluralidad de subtramas de datos intercalados para la pluralidad de canales espaciales; y

modular cada subtrama de datos intercalados para obtener un correspondiente flujo de símbolos de modulación, en donde se obtiene una pluralidad de flujos de símbolos de modulación para la pluralidad de canales espaciales; caracterizado por:

cifrar (810) la trama de datos para aleatorizar los datos asociados a la trama de datos antes de la etapa de codificación

Sistema MIMO para WLAN.

Antecedentes

La presente invención se refiere, en general, a la comunicación de datos y, más específicamente, a un sistema de comunicación de red inalámbrica de área local (WLAN) de entrada múltiple y salida múltiple (MIMO).

Los sistemas de comunicación inalámbrica están ampliamente desplegados para proporcionar diversos tipos de comunicación, tales como la voz, los datos en paquetes, y así sucesivamente. Estos sistemas pueden ser sistemas de acceso múltiple, capaces de brindar soporte a la comunicación con múltiples usuarios, de manera secuencial o simultánea, compartiendo los recursos de sistema disponibles. Los ejemplos de sistemas de acceso múltiple incluyen los sistemas de Acceso Múltiple por División de Código (CDMA), los sistemas de Acceso Múltiple por División del Tiempo (TDMA) y los sistemas de Acceso Múltiple por División de Frecuencia (FDMA).

Las redes inalámbricas de área local (WLAN) también están ampliamente desplegadas, para permitir la comunicación entre dispositivos electrónicos inalámbricos (p. ej., ordenadores) mediante un enlace inalámbrico. Una WLAN puede emplear puntos de acceso (o estaciones base) que actúan como concentradores, y que proporcionan conectividad para los dispositivos inalámbricos. Los puntos de acceso también pueden conectar (o "puentear>") la WLAN a las LAN (Redes de Área Local) cableadas, permitiendo así que los dispositivos inalámbricos accedan a recursos de las LAN.

En un sistema de comunicación inalámbrica, una señal modulada de frecuencia de radio (RF) desde una unidad transmisora puede llegar a una unidad receptora mediante un cierto número de trayectorias de propagación. Las características de las trayectorias de propagación habitualmente varían a lo largo del tiempo, debido a un cierto número de factores, tales como el desvanecimiento y la multitrayectoria. A fin de brindar diversidad ante los efectos perniciosos de las trayectorias) y de mejorar las prestaciones, pueden emplearse múltiples antenas de transmisión y recepción. Si las trayectorias de propagación entre las antenas transmisoras y receptoras son linealmente independientes (es decir, una transmisión en una trayectoria no se forma como una combinación lineal de las transmisiones en las otras trayectorias), lo cual es cierto en general, al menos hasta cierto grado, entonces la probabilidad de recibir correctamente una transmisión de datos aumenta según aumenta el número de antenas. Generalmente, la diversidad aumenta y las prestaciones mejoran según aumenta el número de antenas transmisoras y receptoras.

Un sistema MIMO emplea múltiples (NT) antenas transmisoras y múltiples (NR) antenas receptoras para la transmisión de datos. Un canal MIMO formado por las NT antenas transmisoras y las NR antenas receptoras puede descomponerse en NS canales espaciales, con NS < min {NT, NR}. Cada uno de los NS canales espaciales corresponde a una dimensión. El sistema MIMO puede proporcionar prestaciones mejoradas (p. ej., capacidad aumentada de transmisión y/o mayor fiabilidad) si se utilizan las dimensiones adicionales creadas por las múltiples antenas transmisoras y receptoras.

Los recursos para un sistema de comunicación dado están habitualmente limitados por diversas restricciones y requisitos regulatorios, y por otras consideraciones prácticas. Sin embargo, puede requerirse que el sistema brinde soporte a un cierto número de terminales, que proporcione diversos servicios, que alcance ciertos objetivos de rendimiento, y así sucesivamente.

El documento WO 02/078221 A2 aborda algunas de estas cuestiones. Describe técnicas para transmitir datos desde una unidad transmisora a un receptor en un sistema de comunicación de MIMO. Las señales recibidas se procesan para derivar información de estado de canal (CSI), que indica las características de un cierto número de canales de transmisión utilizados para la transmisión de datos. La CSI se transmite y devuelve a la unidad transmisora. En la unidad transmisora, se recibe la CSI de la unidad receptora y se procesan los datos para la transmisión a las unidades receptoras, sobre la base de la CSI recibida.

Aunque este sistema ha demostrado ser exitoso, aún hay lugar para mejoras adicionales. Por ejemplo, un tal conjunto de mejoras, estipuladas más adelante, es el de guiar una señal de referencia, y los sistemas de codificación utilizados para brindar soporte a tal referencia guiada. Esto puede utilizarse para mejorar la estimación del canal y el rastreo de la fase.

Existe, por lo tanto, la necesidad en la tecnología para un sistema de WLAN con MIMO, capaz de brindar soporte a múltiples usuarios y de proporcionar altas prestaciones de sistema.

Resumen

Según la invención, se proporciona el procedimiento de la reivindicación 1. Según la invención, también se proporciona el aparato de la reivindicación 12 y el producto de programa de ordenador de la reivindicación 20.

Se describe en la presente memoria un sistema de WLAN con MIMO con acceso múltiple, con diversas capacidades, y capaz de lograr altas prestaciones. En una realización, el sistema emplea las MIMO y el multiplexado ortogonal por división de frecuencia (OFDM) para lograr un gran caudal, combatir los efectos perniciosos de las trayectorias y proporcionar otras ventajas. Cada punto de acceso en el sistema puede dar soporte a múltiples terminales de usuario. La adjudicación de recursos de enlace descendente y de enlace ascendente depende de los requisitos de los terminales de usuario, las condiciones de canal y otros factores.

También se proporciona en la presente memoria una estructura de canal que brinda soporte a transmisiones eficientes del enlace descendente y del enlace ascendente. La estructura de canal comprende un cierto número de canales de transporte que pueden utilizarse para un buen número de funciones, tales como la señalización de parámetros de sistema y asignaciones de recursos, las transmisiones de datos de enlace descendente y de enlace ascendente, el acceso aleatorio del sistema, y así sucesivamente. Diversos atributos de estos canales de transporte son configurables, lo que permite que el sistema se adapte fácilmente a condiciones cambiantes de canal y de carga.

Las múltiples tasas y modalidades de transmisión reciben soporte por parte del sistema de WLAN con MIMO, a fin de alcanzar un alto caudal cuando disponen de soporte por parte de las condiciones de canal y las capacidades de los terminales de usuario. Las tasas son configurables, sobre la base de estimaciones de las condiciones de canal, y pueden seleccionarse independientemente para el enlace descendente y el enlace ascendente. También pueden emplearse distintas modalidades de transmisión, según el número de antenas en los terminales de usuario y las condiciones de canal. Cada modalidad de transmisión está asociada a un procesamiento espacial distinto en el transmisor y receptor, y puede seleccionarse para su empleo bajo distintas condiciones operativas. El procesamiento espacial facilita la transmisión de datos desde múltiples antenas transmisoras y/o la recepción de datos con múltiples antenas receptoras, para un mayor caudal y/o diversidad.

En una realización, el sistema de WLAN con MIMO utiliza una banda de frecuencia única tanto para el enlace descendente como para el enlace ascendente, que comparten la misma banda de operación, utilizando el duplexado por división del tiempo (TDD). Para un sistema de TDD, las respuestas de canal del enlace descendente y del enlace ascendente son recíprocas. Se proporcionan en la presente memoria técnicas de calibración para determinar y compensar las diferencias en las respuestas de frecuencia de las cadenas de transmisión/recepción en el punto de acceso y los terminales de usuario. También se describen en la presente memoria técnicas para simplificar el procesamiento espacial en el punto de acceso y los terminales de usuario, aprovechando la naturaleza recíproca del enlace descendente y del enlace ascendente, y la calibración.

También se proporciona una estructura piloto con diversos tipos de pilotos, utilizados para distintas funciones. Por ejemplo, puede emplearse un piloto baliza para la adquisición de frecuencias y sistemas, puede emplearse un piloto de MIMO para la estimación de canal, puede emplearse una referencia guiada (es decir, un piloto guiado) para una estimación mejorada del canal, y puede emplearse un piloto portador para el rastreo de la fase.

También se proporcionan diversos bucles...

1. Un procedimiento de procesar datos para su transmisión en un sistema (800) de comunicación inalámbrica de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO), que comprende:

codificar una trama de datos de acuerdo a un esquema de codificación, a fin de obtener una trama de datos codificados;

dividir la trama de datos codificados en una pluralidad de subtramas de datos codificados, una subtrama de datos codificados para cada uno de una pluralidad de canales espaciales;

intercalar (818) cada subtrama de datos codificados de acuerdo a un esquema de intercalación, a fin de obtener una correspondiente subtrama de datos intercalados, en la cual se obtiene una pluralidad de subtramas de datos intercalados para la pluralidad de canales espaciales; y

modular cada subtrama de datos intercalados para obtener un correspondiente flujo de símbolos de modulación, en donde se obtiene una pluralidad de flujos de símbolos de modulación para la pluralidad de canales espaciales; caracterizado por:

cifrar (810) la trama de datos para aleatorizar los datos asociados a la trama de datos antes de la etapa de codificación.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual la trama de datos codificados se divide rellenando por completo una subtrama de datos codificados cada vez.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual la trama de datos codificados se divide recorriendo en bucle la pluralidad de subtramas de datos codificados durante una pluralidad de iteraciones, y rellenando parcialmente cada subtrama de datos codificados con un número específico de bits de código de la trama de datos codificados en cada iteración.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual cada uno de la pluralidad de canales espaciales está asociado a una respectiva tasa, en donde la tasa para cada canal espacial indica un esquema de modulación específico y una tasa de código específica a emplear para el canal espacial, y en el cual el esquema de modulación específico se selecciona entre una pluralidad de esquemas de modulación que reciben soporte del sistema, y la tasa de código específica se selecciona entre una pluralidad de tasas de código que reciben soporte del sistema.

5. El procedimiento de la reivindicación 4, en el cual la pluralidad de tasas de código se obtiene sobre la base de un único código base y una pluralidad de patrones de punción.

6. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente:

punzar cada subtrama de datos codificados para obtener una tasa de código seleccionada para el canal espacial, para la subtrama de datos codificados.

7. El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual el sistema de MIMO utiliza el multiplexado ortogonal por división de frecuencia (OFDM).

8. El procedimiento de la reivindicación 7, en el cual la trama de datos codificados se divide recorriendo en bucle la pluralidad de subtramas de datos codificados durante una pluralidad de iteraciones, y rellenando parcialmente cada subtrama de datos codificados con bits de código, de la trama de datos codificados, para un grupo de M subbandas en cada iteración, donde M es mayor que uno y menor que un número total de subbandas utilizadas para la transmisión de datos.

9. El procedimiento de la reivindicación 8, en el cual la intercalación se lleva a cabo para los bits de código, para cada grupo de M subbandas.

10. El procedimiento de la reivindicación 7, que comprende adicionalmente:

procesar la pluralidad de flujos de símbolos de modulación para obtener una pluralidad de flujos de símbolos OFDM, en donde los símbolos OFDM tienen una longitud de prefijo cíclico seleccionada entre al menos dos longitudes de prefijo cíclico con soporte por parte del sistema.

11. El procedimiento de la reivindicación 7, que comprende adicionalmente:

procesar la pluralidad de flujos de símbolos de modulación para obtener una pluralidad de flujos de símbolos OFDM, en donde los símbolos OFDM son de un tamaño seleccionado entre al menos dos tamaños de símbolos OFDM con soporte por el sistema.

12. Un aparato en un sistema (800) de comunicación inalámbrica con múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO), que comprende:

medios para codificar una trama de datos de acuerdo a un esquema de codificación, a fin de obtener una trama de datos codificados;

medios para dividir la trama de datos codificados en una pluralidad de subtramas de datos codificados, una subtrama de datos codificados para cada uno de una pluralidad de canales espaciales;

medios para intercalar (818) cada subtrama de datos codificados de acuerdo a un esquema de intercalación, a fin de obtener una correspondiente subtrama de datos intercalados, en donde se obtiene una pluralidad de subtramas de datos intercalados para la pluralidad de canales espaciales; y

medios para modular cada subtrama de datos intercalados, a fin de obtener un correspondiente flujo de símbolos de modulación, en donde se obtiene una pluralidad de flujos de símbolos de modulación para la pluralidad de canales espaciales, caracterizado por:

medios para cifrar (810) la trama de datos a fin de aleatorizar los datos asociados a la trama de datos antes de que la trama de datos sea codificada por los medios de codificación.

13. El aparato de la reivindicación 12, en el cual cada uno de la pluralidad de canales espaciales está asociado a una respectiva tasa, en donde la tasa para cada canal espacial indica un esquema específico de modulación y una tasa de código específica, a emplear para el canal espacial, y en el cual el esquema específico de modulación se selecciona entre una pluralidad de esquemas de modulación con soporte por el sistema, y la tasa de código específica se selecciona entre una pluralidad de tasas de código con soporte por el sistema.

14. El aparato de la reivindicación 12, en el cual el sistema de MIMO utiliza el multiplexado ortogonal por división de frecuencia (OFDM).

15. El aparato de la reivindicación 14, en el cual la trama de datos codificados se divide recorriendo en bucle la pluralidad de subtramas de datos codificados durante una pluralidad de iteraciones, y rellenando parcialmente cada subtrama de datos codificados con bits de código, de la trama de datos codificados, para un grupo de M subbandas en cada iteración, donde M es mayor que uno y menor que un número total de subbandas utilizadas para la transmisión de datos.

16. El aparato de la reivindicación 14, que comprende adicionalmente:

medios para procesar la pluralidad de flujos de símbolos de modulación, a fin de obtener una pluralidad de flujos de símbolos OFDM, en donde los símbolos OFDM tienen una longitud de prefijo cíclico seleccionada entre al menos dos longitudes de prefijo cíclico con soporte por el sistema.

17. El aparato de la reivindicación 14, que comprende adicionalmente:

medios para procesar la pluralidad de flujos de símbolos de modulación, a fin de obtener una pluralidad de flujos de símbolos OFDM, en donde los símbolos OFDM son de un tamaño seleccionado entre al menos dos tamaños de símbolos OFDM con soporte por parte del sistema.

18. El aparato de las reivindicaciones 16 o 17, en el cual el medio para procesar la pluralidad de flujos de símbolos de modulación es una pluralidad de moduladores OFDM.

19. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 12 a 18, en el cual:

el medio para cifrar es un cifrador;

el medio para codificar es un codificador;

el medio para dividir es un demultiplexador;

el medio para intercalar es un intercalador; y

el medio para modular es una unidad de asociación de símbolos.

20. Un programa de ordenador para implementar el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 cuando se ejecuta en el medio de procesamiento.

21. Un medio legible por ordenador codificado con el programa de ordenador de la reivindicación 20.