APARATO RECEPTOR, MÉTODO DE RECEPCIÓN, Y SISTEMA DE COMUNICACIÓN INALÁMBRICO.

Un aparato de recepción (200, 600, 1020) que utiliza un método CDMA para recibir señales por las N antenas de recepción (211,

212, 10211 a 1021n), en donde N es un entero positivo igual a o mayor a dos, la señal se transmite por M antenas de transmisión (111 a 11m, 10111 a 1011n), en donde M es un entero positivo, que comprende: Unidades de demodulación de señal recibida por multitrayecto (211-213, 611-618) para la demodulación primaria de las señales recibidas por las antenas de recepción, para estimar las señales transmitidas desde las antenas de transmisión, y para obtener una señal recibida de cada trayecto de las antenas de recepción en un ambiente multitrayecto con base en las señales estimadas; Unidades de cancelación de interferencia multitrayecto (2211, 2212, 2221, 2222, 2231, 2232, 615-618) para deducir las señales obtenidas recibidas por los trayectos diferentes a un trayecto objetivo desde las señales recibidas por las antenas de recepción para obtener señales canceladas de interferencia multitrayecto; y una unidad de demodulación (231, 621, 622) para una demodulación secundaria de las señales canceladas de interferencia multitrayecto, caracterizado porque las N unidades de demodulación de señal recibida multitrayecto y las unidades de cancelación de interferencia multitrayecto están dispuestas en etapas, en donde las N unidades de cancelación de interferencia multitrayecto están conectadas a una unidad de demodulación de señal de recepción multitrayecto en cada etapa, y que cada una de las etapas distintas de la primera etapa actualiza un coeficiente de canal estimado con base en una señal piloto conocida transmitida desde las M antenas de transmisión utilizando la señal cancelada de interferencia multitrayecto provista por la unidad de cancelación de interferencia multitrayecto

Antecedentes de la invención

1. Campo de la invención

La presente invención se relaciona con un aparato receptor, un método de recepción, y un sistema de radiocomunicaciones para remodular (separar) una señal utilizando dos o más antenas.

2. Descripción de la Técnica relacionada

En las comunicaciones móviles de cuarta generación, se requiere un método de radiocomunicaciones que se capaz de suministrar una alta velocidad de transmisión. Desde este punto de vista, un método de multiplexado MIMO (múltiples entradas y múltiples salidas, es decir dos o más y/o) atrae la atención, en donde cada una de las antenas (para transmisión y recepción) transmite una señal diferente desde otras al mismo tiempo y a la misma frecuencia utilizando los canales MIMO.

El método de multiplexado MIMO se describe con referencia a la Figura 14 que muestra la configuración de un sistema de comunicación MIMO utilizando dos o más antenas. De acuerdo con este sistema, la velocidad de transmisión se incrementa en proporción al número de antenas de transmisión sin incrementar un ancho de banda de transmisión en las antenas 10111 a 1011n que transmite señales diferentes respectivas a la misma frecuencia, y las antenas 10211 a 1021n que reciben simultáneamente todas las señales diferentes (por ejemplo la referencia 1 que no es una patente).

Adicionalmente, BLAST (Bell Labs Layered Space-Time) es una de las técnicas genéricamente llamadas MIMO. De acuerdo con BLAST, las señales diferentes se transmiten simultáneamente a la misma frecuencia, es decir, una transmisión paralela, desde dos o más antenas de transmisión; y, en el lado receptor, las señales se separan mediante la diversidad de recepción que se controlada por la supresión de la interferencia y por una sustracción de réplicas (por ejemplo, la referencia 1 que no es patente).

Como se describió anteriormente, aunque es posible realizar una alta velocidad de transmisión para el método de multiplexado MINO, ya que se transmiten diferentes secuencias de datos desde las antenas de transmisión a la misma frecuencia y en el mismo espacio de tiempo, se requiere una unidad receptora para separar las señales para poder extraer las secuencias de datos transmitidas desde cada antena de transmisión de la señal recibir para demodulación.

Se proponen varios métodos para separar las señales multiplexadas MIMO. Por ejemplo, de acuerdo con un algoritmo de separación de señal que utiliza un filtro lineal tal como un método de error de mínimo cuadrado medio (MMSE), y un método de forzar acero (ZF), las señales recibidas por las antenas, el número de las cuales es igual a

o mayor que el número de las antenas de transmisión, son reunidas de modo que se suprime la potencia de recepción para las antenas de transmisión diferentes a la antena de transmisión objetivo (minimiza). De acuerdo con este método, la cantidad de ondulaciones en el lado receptor es relativamente pequeña.

Adicionalmente, de acuerdo con un algoritmo de separación de señales que utiliza un método de detección similar máximo (MLD), replica candidatos se señales recibidas de cada antena de transmisión y son generadas, y una réplica de una señal recibida que da la distancia Euclidiana más pequeña entre la señal recibida y se obtiene una suma de las réplicas de los candidatos de las señales recibidas de todas las antenas de transmisión. De esta forma, el método MLD da la secuencia de señal más probable de cada antena de transmisión. El método MLD suministra la separación de señal más precisa y el desempeño de demodulación superior en comparación con el método MMSE; sin embargo, la cantidad de operaciones requeridas de la separación de señales se incrementa exponancialmente a medida que se incrementa el número de antena. Entonces, una propuesta (por ejemplo, la referencia 2 que no es patente) se hace en donde la cantidad de operaciones se diminuye en el MLD mediante disminuir grandemente el número de candidatos del punto de señal para calcular la distancia Euclidiana al cuadrado que utiliza factorización QR.

A propósito, la distribución directa convencional (DS) CDMA es un método de comunicación en donde se lleva a cabo una modulación secundaria para la distribución del espectro de una señal que es modulada mediante datos de información convencionales con una señal de distribución de alta velocidad de tal manera que dos o más partes se puedan comunicar utilizando la misma banda de frecuencia. En las radiocomunicaciones que utilizan DS-CDMA, a medida que el ancho de banda utilizado para la transmisión de la señal se hace más grande, se genera un desvanecimiento multitrayecto (desvanecimiento selectivo en frecuencia), y una señal de transmisión se recibe por Aunque la calidad de recepción se puede mejorar en el DS-CDMA con un método de recepción de barrido, en donde dos o más señales se mezclan en el multitrayecto, la interferencia (interferencia multitrayecto) se genera entre trayectos diferentes. Por esta razón, la mejora en la calidad de recepción mediante el método de recepción de barrido es desplazada por la interferencia multitrayecto.

La magnitud de la interferencia multitrayecto es proporcional al inverso del número de la velocidad de distribución que está definida por una proporción de un índice de chip (que representa una velocidad de multiplicación mediante la señal de distribución) a un índice de símbolo de símbolos de información. Por esta razón, si el índice de distribución se lleva cerca a l en un intento de incrementar una tasa de bits de información, la degradación de la calidad de recepción debido a la interferencia multitrayecto se vuelve dominante en lugar de la mejora obtenida por el método de recepción por barrido. Esto posee el problema en que la calidad de recepción se degrada cuando se transmite a una alta velocidad. Entonces, en un intento para solucionar el problema, se ha propuesto un cancelador de interferencia multitrayecto (por ejemplo, la referencia 3 que no es patente).

De acuerdo con el cancelador de interferencia multitrayecto como se describió en la referencia 3 que no es patente, la recepción de alta calidad bajo un ambiente multitrayecto se realiza mediante estimar una secuencia de señal recibida por cada trayecto con base en una secuencia de señal que se estima por un resultado de recepción de barrido provisional y un coeficiente de canal (envoltura compleja de un trayecto de propagación) de cada trayecto de recepción, deduciendo todas las secuencias de señal estimadas obtenidas de los trayectos diferentes a cierto trayecto (trayecto objetivo) de la señal recibida, y

Repetir la operación de deducción para todos los trayectos. De esta manera, se reduce la interferencia multitrayecto de la señal de cada trayecto. Entonces, utilizando las señales, para la interferencia multitrayecto de la cual las señales se han reducido, se lleva a cabo una recepción por barrido final.

Adicionalmente, se propone un MMSE de dos dimensiones como un método de separación de señales, por lo cual se reduce la interferencia multitrayecto en el multiplexado MIMO en las radiocomunicaciones que utilizan DS-CDMA, con el MMSE bidimensional, tanto la interferencia generada por las señales recibidas de otras antenas de transmisión y la interferencia multitrayecto se reducen simultáneamente.

Petré F. et al.: "Combined space time chip equalization and parallel interference cancellation for DS-CDMA downlink with spatial multiplexing", PERSONAL, INDOOR AND MOBILE RADIO COMMUNICATIONS, 2002, THE 13TH IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIOUM ON SEPT. 15-18, 2002, PISCATAWAY, NJ, USA, IEEE, vol. 3, 15 Septiembre 2002, páginas 1117-1121 (XP010611436, ISBN 0-7803-7589-0) describe un receptor que comprende una etapa de ecualización de chip lineal inicial y etapas (PIC) de cancelación de interferencia paralela no lineal múltiple con combinación RAKE.

Yumin Zhang et al.: "Multistage multiuser detection for CDMA with space-time coding", STATISTICAL SIGNAL AND ARRAY PROCESSING, 2000, PROCEEDINGS OF THE TENTH IEEE WORKSHOP ON AUGUST 14-16, 2000, PISCATAWAY, NJ, USA, IEEE, 14 Agosto 2000, páginas 1-4 (XP010512110, ISBN 0-7803-5988-7) describe un receptor multietapa utilizando estimación no lineal MMSE y un esquema de cancelación de interferencia paralelo.

Ka Leong Lo et al.: "Layered space time coding with joint iterative detection, channel estimation and decoding", SPREAD SPECTRUM TECHNIQUES AND APPLICATIONS, 2002 IEE SEVENTH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON SEPT. 2-5,... [Seguir leyendo]

1. Un aparato de recepción (200, 600, 1020) que utiliza un método CDMA para recibir señales por las N antenas de recepción (211, 212, 10211 a 1021n), en donde N es un entero positivo igual a o mayor a dos, la señal se transmite por M antenas de transmisión (111 a 11m, 10111 a 1011n), en donde M es un entero positivo, que comprende:

Unidades de demodulación de señal recibida por multitrayecto (211-213, 611-618) para la demodulación primaria de las señales recibidas por las antenas de recepción, para estimar las señales transmitidas desde las antenas de transmisión, y para obtener una señal recibida de cada trayecto de las antenas de recepción en un ambiente multitrayecto con base en las señales estimadas;

Unidades de cancelación de interferencia multitrayecto (2211, 2212, 2221, 2222, 2231, 2232, 615-618) para deducir las señales obtenidas recibidas por los trayectos diferentes a un trayecto objetivo desde las señales recibidas por las antenas de recepción para obtener señales canceladas de interferencia multitrayecto; y

una unidad de demodulación (231, 621, 622) para una demodulación secundaria de las señales canceladas de interferencia multitrayecto, caracterizado porque las N unidades de demodulación de señal recibida multitrayecto y las unidades de cancelación de interferencia multitrayecto están dispuestas en etapas, en donde las N unidades de cancelación de interferencia multitrayecto están conectadas a una unidad de demodulación de señal de recepción multitrayecto en cada etapa, y que cada una de las etapas distintas de la primera etapa actualiza un coeficiente de canal estimado con base en una señal piloto conocida transmitida desde las M antenas de transmisión utilizando la señal cancelada de interferencia multitrayecto provista por la unidad de cancelación de interferencia multitrayecto.

2. El aparato de recepción según la reivindicación 1, en donde las unidades de demodulación de señal de recepción multitrayecto llevan a cabo la demodulación primaria utilizando un método de error de mínimo cuadrado medio, MMSE.

3. El aparato de recepción según la reivindicación 1, en donde las unidades de demodulación de señal de recepción multitrayecto llevan a cabo la demodulación primaria utilizando un método de detección de verosimilitud máxima, MLD.

4. El aparato de recepción según la reivindicación 3, en donde las unidades de demodulación de señal de recepción multitrayecto llevan a cabo la demodulación primaria utilizando un método de detección de verosimilitud máxima que utiliza factorización QR sobre un bloque de una pluralidad de los trayectos.

5. El aparato de recepción según la reivindicación 3, en donde las unidades de demodulación de señal de recepción multitrayecto llevan a cabo la demodulación primaria utilizando un método de detección de verosimilitud máxima que utiliza factorización QR en cada uno de los trayectos.

6. El aparato de recepción según la reivindicación 2, en donde las unidades de demodulación de señal de recepción multitrayecto controlan una amplitud de la señal recibida, con base en una probabilidad de corrección de una secuencia de símbolo de transmisión estimada utilizando el método según la reivindicación 2.

7. El aparato de recepción según la reivindicación 2, en donde las unidades de demodulación de señal de recepción multitrayecto estiman un coeficiente de canal que utiliza una señal piloto conocida transmitida desde las M antenas de transmisión.

8. El aparato de recepción según la reivindicación 1, en donde las unidades de demodulación llevan a cabo la demodulación secundaria utilizando un método de detección de verosimilitud máxima.

9. El aparato de recepción según la reivindicación 8, en donde las unidades de demodulación lleva a cabo la demodulación secundaria utilizando un método de detección de verosimilitud máxima que utiliza factorización QR sobre un bloque de una pluralidad de los trayectos.

10. El aparato de recepción según la reivindicación 8, en donde las unidades de demodulación lleva a cabo la demodulación secundaria utilizando un método de detección de verosimilitud máxima que utiliza factorización QR en cada uno de los trayectos.

11. El aparato de recepción según la reivindicación 1, en donde cuando las señales transmitidas desde las M antenas de transmisión son señales multiplexadas por código, las unidades de demodulación de señal de recepción multitrayecto

Llevan a cabo la demodulación primaria de las señales recibidas por las correspondientes antenas de recepción, y Las unidades de cancelación de interferencia multitrayecto deducen las señales obtenidas correspondientes a todas las señales de distribución recibidas por los trayectos diferentes a un trayecto objetivo desde las señales recibidas por las antenas de recepción para obtener señales canceladas de interferencia multitrayecto, y

La unidad de demodulación lleva a cabo la demodulación secundaria de las señales canceladas de interferencia multitrayecto para cada una de las señales de distribución.

12. Un método de recepción de un aparato de recepción (200, 600, 1020) que utiliza un método CDMA para recibir señales de recepción por N antenas de recepción (211, 212, 10211-1021n), donde N es un entero positivo igual a o mayor que 2, la señal se transmite por M antenas de transmisión (111-11m, 10111-1011n), en donde N es un entero positivo, que comprende:

Una etapa de demodulación primaria de las señales recibidas por las antenas de recepción, estimar las señales transmitidas desde las antenas de transmisión, y obtener una señal recibida de cada trayecto de las antenas de recepción en un ambiente multitrayecto con base en las señales estimadas por medio de las unidades demoduladoras de señal recibida multitrayecto (211-213, 611-618);

Una etapa de deducción de las señales obtenidas recibidas por los trayectos diferentes a un trayecto objetivo desde las señales recibidas por las antenas de recepción para obtener señales canceladas de interferencia multitrayecto por medio de las unidades de cancelación de interferencia multitrayecto (2211, 2212, 2221, 2222, 2231, 2232, 615618); y

Una etapa de demodulación secundaria de las señales canceladas de interferencia multitrayecto por medio de una unidad demoduladora (231, 621, 622);

Caracterizado porque las unidades de demodulación de señal recibida multitrayecto y las unidades de cancelación de interferencia multitrayecto están dispuestas en etapas, en donde las N unidades de cancelación de interferencia multitrayecto están conectadas a una unidad de demodulación de señal de recepción multitrayecto en cada etapa, y que cada una de las etapas diferentes a la primera etapa actualiza un coeficiente de canal estimado basado en una señal piloto conocida transmitida por las M antenas de transmisión utilizando la señal cancelada de interferencia multitrayecto provista por la unidad de cancelación de interferencia multitrayecto.

13. Un sistema de radiocomunicaciones, que comprende:

El aparato de recepción según la reivindicación 1; y

Una aparato de transmisión (10, 1010) que incluye las M antenas de transmisión, en donde M es un entero positivo, para transmitir una señal CMDA desde cada una de las antenas de transmisión.