Un aparato para su uso en un sistema (200) de comunicación inalámbrica de entrada múltiple,

salida múltiple (MIMO), que comprende: medios (522a - 522d) para obtener una pluralidad de conjuntos de símbolos recibidos, un conjunto para cada una de una pluralidad de referencias dirigidas recibidas a través de un primer enlace y generados basándose en una pluralidad de vectores dirigidos, siendo una referencia dirigida una de una pluralidad de vectores dirigidos ajustados a escala, y siendo un vector dirigido uno de una pluralidad de autovectores derechos de una matriz de respuesta de canal RxT del primer enlace que tiene M modos propios, siendo R el número de antenas de recepción y siendo T el número de antenas de transmisión; y medios (530, 580) para estimar un filtro adaptado basándose en una pluralidad de M conjuntos de símbolos recibidos, en los que el filtro adaptado incluye una pluralidad de autovectores derechos que se corresponden con la pluralidad de vectores dirigidos

La presente solicitud de patente reivindica prioridad respecto de la solicitud provisional número 60/432.760 titulada “Derivation of Eigenvectors for Spatial Processing in MIMO Communication Systems” presentada el 11 de diciembre de 2002, y transferida al cesionario del presente documento. ANTECEDENTES

I. Campo

La presente invención se refiere, en general, a la comunicación de datos y, más específicamente, a técnicas para derivar autovectores basándose en referencia dirigida y utilizadas para procesamiento espacial en sistemas de comunicación de entrada múltiple salida múltiple (MIMO).

II. Antecedentes

Un sistema MIMO emplea múltiples (NT) antenas de transmisión y múltiples (NR) antenas de recepción para la transmisión de datos. Un canal MIMO formado por las NT antenas de transmisión y NR de recepción puede descomponerse en Ns canales independientes o espaciales, en el que NS≤min{NT, NR}. Cada uno de los NS canales independientes corresponde a una dimensión. El sistema MIMO puede proporcionar un rendimiento mejorado (por ejemplo, capacidad de transmisión aumentada y/o mayor fiabilidad) si las dimensionalidades adicionales creadas por las múltiples antenas de transmisión y recepción se utilizan de manera efectiva.

En un sistema de comunicación inalámbrico, los datos que han de transmitirse se procesan normalmente (por ejemplo, se codifican y modulan) y luego se convierten ascendentemente a una señal portadora de radiofrecuencia (RF) para generar una señal modulada RF que es más adecuada para la transmisión a través de un canal inalámbrico. Para un sistema MIMO inalámbrico, pueden generarse y transmitirse simultáneamente hasta NT señales moduladas RF desde las NT antenas de transmisión. Las señales moduladas RF transmitidas pueden alcanzar las NR antenas de recepción a través de varias trayectorias de propagación en el canal inalámbrico. Las características de las trayectorias de propagación normalmente varían a lo largo del tiempo debido a diversos factores tales como, por ejemplo, desvanecimiento de señal, multitrayectoria e interferencia externa. Por consiguiente, las señales moduladas RF pueden experimentar condiciones de canal diferentes (por ejemplo, efectos de desvanecimiento de señal y multitrayectoria diferentes) y pueden asociarse con diferentes ganancias complejas y relaciones señal a ruido (SNR).

Para conseguir un alto rendimiento, a menudo es necesario estimar la respuesta del canal inalámbrico entre el transmisor y el receptor. Para un sistema MIMO, la respuesta de canal puede caracterizarse por una matriz H de respuesta de canal que incluye NTNR valores de ganancia compleja para NTNR pares de antenas de transmisión/recepción diferentes (es decir, una ganancia compleja para cada una de las NT antenas de transmisión y cada una de las NR antenas de recepción). La estimación de canal se realiza normalmente transmitiendo un piloto (es decir, una señal de referencia) desde el transmisor hasta el receptor. El piloto se genera normalmente basándose en símbolos piloto conocidos y procesados de una manera conocida (es decir, conocidos a priori por el receptor). El receptor puede estimar entonces las ganancias de canal como la relación de los símbolos piloto recibidos con los símbolos piloto conocidos.

La estimación de respuesta de canal puede necesitarse por el transmisor para realizar procesamiento espacial para la transmisión de datos. La estimación de respuesta de canal también puede necesitarse por el receptor para realizar procesamiento espacial (o filtrado adaptado) sobre las señales recibidas para recuperar los datos transmitidos. El procesamiento espacial necesita realizarse por el receptor y normalmente también se realiza por el transmisor para utilizar los NS canales independientes del canal MIMO.

Para un sistema MIMO, puede necesitarse una cantidad relativamente grande de recursos del sistema para transmitir el piloto desde las NT* antenas de transmisión de manera que pueda obtenerse una estimación suficientemente precisa de la respuesta de canal por el receptor en presencia de ruido e interferencia. Además, normalmente se necesita un cálculo exhaustivo para procesar las ganancias de canal para obtener autovectores necesarios para el procesamiento espacial. En particular, se requiere normalmente que el receptor procese las ganancias de canal para derivar un primer conjunto de autovectores utilizados para el procesamiento espacial para la recepción de datos sobre un enlace y puede requerirse además que derive un segundo conjunto de autovectores utilizados para el procesamiento espacial para la transmisión de datos sobre el otro enlace. La derivación de los autovectores y el procesamiento espacial para la transmisión y recepción de datos se describen posteriormente. El segundo conjunto de autovectores necesita normalmente enviarse de vuelta al transmisor para su uso. Como puede verse, puede necesitarse una gran cantidad de recursos para soportar el procesamiento espacial en el transmisor y el receptor.

Por lo tanto, existe una necesidad en la técnica de técnicas para derivar autovectores de manera más eficaz utilizados para el procesamiento espacial en sistemas MIMO. RESUMEN

De acuerdo con la presente invención, se suministran un aparato para su uso en un sistema de comunicación inalámbrica de entrada múltiple salida múltiple (MIMO), tal como se establece en la reivindicación 1, un procedimiento para su uso en un sistema ce comunicación inalámbrica MIMO, tal como se establece en la reivindicación 19 y un producto de programa de ordenador para su uso en un sistema de comunicación inalámbrica MIMO, tal como se establece en la reivindicación 37. Las realizaciones preferidas de la invención se dan a conocer en las reivindicaciones dependientes.

En el presente documento se proporcionan técnicas para derivar autovectores basándose en referencia dirigida y utilizados para el procesamiento espacial para la recepción y transmisión de datos. Una referencia dirigida es una transmisión de piloto sobre sólo un canal espacial o modo propio de un canal MIMO para un periodo de símbolo dado, que se consigue realizando un procesamiento espacial con un vector de dirección para ese modo propio, como se describe posteriormente. La referencia dirigida se utiliza por un receptor para derivar estimaciones de tanto una matriz Σ diagonal de valores singulares como una matriz U unitaria de autovectores izquierdos de la matriz H de respuesta de canal, sin tener que estimar la respuesta de canal MIMO ni realizar descomposición en valores singulares de H.

Las estimaciones de Σ y U pueden utilizarse para el filtrado adaptado de la transmisión de datos recibida a través de un primer enlace (por ejemplo, el enlace ascendente). Para un sistema dúplex por división de tiempo (TDD), que se caracteriza por las respuestas de canal del enlace descendente y el enlace ascendente que son recíprocas entre sí, la estimación de U también puede utilizarse para el procesamiento espacial de la transmisión de datos sobre un segundo enlace (por ejemplo, el enlace descendente).

~

En otro aspecto, una matriz U con columnas ortogonales se deriva basándose en las

estimaciones de Σ y U. La ortogonalización de las columnas de U~ puede conseguirse mediante diversas técnicas tales como factorización QR, cálculo de error cuadrático mínimo, y descomposición polar, todas las cuales se describen posteriormente. Entonces puede derivarse

~~

una matriz M de filtro adaptado ortogonal basándose en la matriz U y la estimación de Σ. La

A continuación se describen con mayor detalle diversos aspectos y realizaciones de la invención. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Las características, naturaleza, y ventajas de la presente invención se harán más evidentes a partir de la descripción detallada expuesta posteriormente cuando se toma conjuntamente con los dibujos, en los que caracteres de referencia similares identifican de manera correspondiente a través de todos ellos, y en los que:

la figura 1 muestra un diagrama de flujo de un proceso para derivar una matriz M de filtro adaptado ortogonal basándose en una referencia dirigida; la figura 2 muestra un sistema de comunicación inalámbrico;

la figura 3 muestra una estructura de trama para un sistema...

1. Un aparato para su uso en un sistema (200) de comunicación inalámbrica de entrada

múltiple, salida múltiple (MIMO), que comprende: medios (522a -522d) para obtener una pluralidad de conjuntos de símbolos recibidos, un conjunto para cada una de una pluralidad de referencias dirigidas recibidas a través de un primer enlace y generados basándose en una pluralidad de vectores dirigidos, siendo una referencia dirigida una de una pluralidad de vectores dirigidos ajustados a escala, y siendo un vector dirigido uno de una pluralidad de autovectores derechos de una matriz de respuesta

de canal RxT del primer enlace que tiene M modos propios, siendo R el número de antenas de recepción y siendo T el número de antenas de transmisión; y medios (530, 580) para estimar un filtro adaptado basándose en una pluralidad de M conjuntos de símbolos recibidos, en los que el filtro adaptado incluye una pluralidad de autovectores derechos que se corresponden con la pluralidad de vectores dirigidos.

2. El aparato de la reivindicación 1, en el que la pluralidad de autovectores del filtro adaptado son ortogonales entre sí.

3. El aparato de la reivindicación 2, en el que la pluralidad de autovectores de filtro adaptado se ortogonalizan utilizando factorización QR.

4. El aparato de la reivindicación 3, el que comprende además:

un medio (580) para estimar las ganancias asociadas con la pluralidad de vectores dirigidos basándose en la pluralidad de conjuntos de símbolos recibidos; y un medio (580) para ordenar la pluralidad de autovectores basándose en las ganancias estimadas.

5. El aparato de la reivindicación 2, en el que la pluralidad de autovectores del filtro adaptado se ortogonalizan usando cálculo de error cuadrático mínimo.

6. El aparato de la reivindicación 2, en el que la pluralidad de autovectores del filtro dirigido se ortogonalizan usando descomposición polar.

7. El aparato de la reivindicación 1, en el que la pluralidad de referencias dirigidas se recibe sobre múltiples tramas.

8. El aparato de la reivindicación 1, que comprende además:

un medio (540) para realizar el filtrado adaptado de una transmisión de datos recibida a través del primer enlace usando el filtro adaptado.

9. El aparato de la reivindicación 1, en el que el medio para derivar el filtro adaptado comprende además:

un medio (530) para determinar una pluralidad de vectores ajustados a escala basándose en la pluralidad de conjuntos de símbolos recibidos, en donde cada pluralidad de vectores ajustados a escala se corresponde con una respectiva pluralidad de vectores dirigidos; y un medio (530) para derivar una pluralidad de autovectores basándose en la pluralidad de vectores ajustados a escala, en donde la pluralidad de autovectores se utilizan en el filtro adaptado para filtrar de forma adaptada la transmisión de datos recibida a través del primer enlace.

10. El aparato de la reivindicación 9, en el que cada pluralidad de autovectores ajustados a escala se determina basándose en al menos un conjunto de símbolos recibidos para al menos un símbolo dirigido de referencia generado basándose en el correspondiente vector dirigido.

11. El aparato de la reivindicación 9, en el que la pluralidad de autovectores son ortogonales entre sí.

12. El aparato de la reivindicación 11, en el que el medio para la derivación incluye medios (530, 580) para realizar factorización QR sobre la pluralidad de vectores ajustados a escala para obtener la pluralidad de autovectores.

13. El aparato de la reivindicación 11, en el que el medio de derivación incluye medios (530, 580) para realizar descomposición polar sobre la pluralidad de vectores ajustados a escala para obtener la pluralidad de autovectores.

14. El aparato de la reivindicación 11, en el que el medio para la derivación incluye medios (530, 580) para realizar cálculo de error cuadrático mínimo sobre la pluralidad de vectores ajustados a escala para obtener la pluralidad de autovectores.

15. El aparato de la reivindicación 11, que comprende además:

medios (530, 580) para estimar valores singulares basándose en la pluralidad de vectores ajustados a escala; y medios (530, 580) para derivar un filtro adaptado para el primer enlace basándose en la pluralidad de autovectores y los valores singulares estimados.

16. El aparato de la reivindicación 11, en el que la pluralidad de autovectores se utilizan para el procesamiento espacial para la transmisión de los datos sobre un segundo enlace.

17. El aparato de la reivindicación 16, en el que el primer enlace es un enlace ascendente y el segundo enlace es un enlace descendente en el sistema de comunicación MIMO.

18. El aparato de la reivindicación 11, en el que el sistema de comunicación MIMO utiliza multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) y en el que la pluralidad de autovectores se derivan para cada pluralidad de sub-bandas.

19. Un procedimiento para su uso en un sistema de comunicaciones inalámbrico de múltiples entradas, múltiples salidas, MIMO, que comprende:

la obtención (112, 114) de una pluralidad de conjuntos de símbolos recibidos, un conjunto para cada una de una pluralidad de referencias dirigidas recibidas a través de un primer enlace y que se generan basándose en una pluralidad de vectores dirigidos, siendo una referencia dirigida uno de una pluralidad de vectores dirigidos ajustados a escala y siendo un vector dirigido uno de una pluralidad de autovectores derechos de una matriz de respuesta de canal RxT del primer enlace que tiene M modos, siendo R el número de antenas de recepción y siendo T el número de antenas de transmisión; y la derivación (116, 138, 148) de un filtro adaptado basándose en la pluralidad de los M conjuntos de símbolos recibidos, donde el filtro adaptado incluye una pluralidad de autovectores derechos que se corresponden con la pluralidad de vectores dirigidos.

20. El procedimiento de la reivindicación 19, en el que la pluralidad de autovectores del filtro adaptado son ortogonales entre sí.

21. El procedimiento de la reivindicación 20, en el que la pluralidad de autovectores de filtro adaptado se ortogonaliza usando factorización QR (124).

22. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además:

la estimación de las ganancias asociadas con la pluralidad de vectores dirigidos basándose en la pluralidad de conjuntos de símbolos recibidos; y la ordenación de la pluralidad de autovectores basándose en las ganancias estimadas.

23. El procedimiento de la reivindicación 20, en el que la pluralidad de autovectores del filtro dirigido se ortogonalizan usando cálculo de error cuadrático mínimo (138).

24. El procedimiento de la reivindicación 20, en el que la pluralidad de autovectores del filtro dirigido se ortogonalizan usando descomposición polar (148).

25. El procedimiento de la reivindicación 19, en el que la pluralidad de referencias dirigidas se recibe sobre tramas múltiples (300).

26. El procedimiento de la reivindicación 19, que comprende además:

la realización (150) del filtrado adaptado de una transmisión de datos recibida a través del primer enlace usando el filtro adaptado.

27. El procedimiento de la reivindicación 19, en el que el paso de derivar el filtro adaptado comprende además:

la determinación de una pluralidad de vectores ajustados a escala basándose en la pluralidad de conjuntos de símbolos recibidos en el que cada pluralidad de vectores ajustados a escala se corresponde con una respectiva pluralidad de vectores dirigidos; y la derivación de una pluralidad de autovectores basándose en la pluralidad de vectores ajustados a escala, en donde la pluralidad de autovectores se utiliza en el filtro adaptado para el filtrado adaptado de la transmisión de datos recibida a través del primer enlace.

28. El procedimiento de la reivindicación 27, en el que cada pluralidad de vectores ajustados a escala se determina basándose en al menos un conjunto de símbolos recibidos para al menos un símbolo de referencia dirigido generado basándose en el correspondiente vector dirigido.

29. El procedimiento de la reivindicación 27, en el que la pluralidad de autovectores son ortogonales entre sí.

30. El procedimiento de la reivindicación 29, en el que el paso de derivación incluye la realización (124) de factorización QR sobre la pluralidad de vectores ajustados a escala para obtener la pluralidad de autovectores.

31. El procedimiento de la reivindicación 29, en el que el paso de derivación incluye la realización (124) de descomposición polar sobre la pluralidad de vectores ajustados a escala para obtener la pluralidad de autovectores.

32. El procedimiento de la reivindicación 29, en el que el paso de derivación incluye la realización (138) del cálculo de error cuadrático mínimo sobre la pluralidad de vectores ajustados a escala para obtener la pluralidad de autovectores.

33. El procedimiento de la reivindicación 29, que comprende además:

la estimación de los valores singulares basándose en la pluralidad de vectores ajustados a escala; y la derivación de un filtro adaptado para el primer enlace basándose en la pluralidad de autovectores y en los valores singulares estimados.

34. El procedimiento de la reivindicación 29, en el que la pluralidad de autovectores se utiliza para el procesamiento espacial para la transmisión de datos sobre un segundo enlace.

35. El procedimiento de la reivindicación 34, en el que el primer enlace es un enlace ascendente y el segundo enlace es un enlace descendente en el sistema (200) de

comunicación MIMO.

36. El procedimiento de la reivindicación 29, en el que el sistema de comunicación MIMO

utiliza multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) y en el que la pluralidad de 5 autovectores se deriva para cada una de la pluralidad de subbandas.

37. Un producto de programa de ordenador para su uso en un sistema de comunicaciones inalámbrico de entradas múltiples, saldas múltiples, MIMO, que comprende un medio legible por ordenador que tiene instrucciones en el mismo, comprendiendo las instrucciones código

10 para llevar a cabo el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 19 a 36.