DISEÑO DE TRANSMISIÓN ADAPTABLE EN TASA DE TRANSMISIÓN PARA SISTEMAS MIMO.

Diseño de transmisión adaptable en tasa de transmisión para sistemas MIMO La presente solicitud reivindica el beneficio de la Solicitud Provisional US número de Serie 60/419.319, titulada "Diseños de Señalización MIMO para Sistemas Adaptables en Tasa de transmisión ", presentada el 16 de octubre 2002, transferida al cesionario de la presente solicitud. ANTECEDENTES I. Campo de la invención La presente invención se refiere en general a la comunicación de datos, y más específicamente, a un diseño de transmisión adaptable en tasa de transmisión para sistemas de comunicación de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO). II. Antecedentes Un sistema MIMO utiliza 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 las NR antenas de recepción se puede descomponer en NS canales independientes, en el que NS min {NT, NR}. Cada uno de los NS canales independien- tes corresponde a una dimensión. El sistema MIMO puede ofrecer un rendimiento mejorado (por ejemplo, una mayor producción y / o una mayor fiabilidad) si se utilizan las dimensionalidades adicionales creadas por las múltiples antenas de transmisión y recepción. En un sistema de comunicación inalámbrica, los datos que se deben transmitir son procesados generalmente (por ejemplo, codificados y modulados) para proporcionar símbolos de datos. Para un sistema MIMO, una o varias co- rrientes de símbolos de datos se pueden enviar desde un transmisor a un receptor. Múltiples corrientes de símbolos de datos pueden ser transmitidas en paralelo desde múltiples antenas de transmisión utilizando la multiplexación espacial, que explota las dimensionalidades adicionales del canal MIMO. Para alcanzar una elevada producción, es deseable transmitir tantas corrientes de símbolo de datos en paralelo como sea posible. Sin embargo, el número de corrientes de símbolos de datos que pueden ser transmitidas y las tasa de transmisións que pueden ser utilizadas para estas corrientes dependen típicamente de la condición del canal. Varios diseños de transmisión para multi- plexación espacial están disponibles actualmente, incluyendo (1) un diseño de "multiplexación de antenas" que transmite una corriente de símbolos de datos desde cada antena y (2) un diseño de " multiplexación en automodo (eigenmode)" que transmite una corriente de símbolos de datos en cada canal independiente del canal MIMO. Alternativamente, una única corriente de símbolos de datos puede ser transmitida desde múltiples antenas de transmisión utilizando diversidad de transmisión para incrementar la fiabilidad de la transmisión de datos. La diversidad se consigue mediante el uso de múltiples antenas de transmisión, así como de múltiples antenas de recepción para proporcionar un número de trayectos de propagación a la corriente de símbolos de datos. La diversidad de transmisión se puede utilizar si se desea una mayor fiabilidad o si la condición del canal es tan pobre que es mejor utilizar toda la potencia de transmisión disponible para una corriente de símbolos de datos. Distintos diseños de transmisión para transmitir diversidad se encuentran disponibles actualmente, incluyendo (1) un diseño de "diversidad de espacio - tiempo" descrito por S. M. Alamouti en un documento titulado "Una Técnica de Diversidad de Transmisión Simple para Comunicaciones Inalámbricas", IEEE JSAC, octubre 1998, y (2) un diseño de "diversidad de retraso" descrito por B. Raghothaman et al. en un documento titulado "Rendimiento de Diversidad de Transmisión en Bucle Cerrado con Retraso de Realimentación", Trigésima Cuarta Conferencia de Asilomar de Sistemas de Señales, y Ordenadores, 2000. Para conseguir un alto rendimiento, un sistema MIMO puede ser diseñado para que soporte uno o más sistemas de transmisión para multiplexación espacial y uno o más sistemas de transmisión para diversidad de transmisión. Para un sistema MIMO de este tipo, en cualquier intervalo de transmisión dado, un diseño de transmisión específico puede ser seleccionado para su uso en función de la condición del canal y del resultado deseado (por ejemplo, mayor rendimiento o mayor fiabilidad). Sin embargo, los diseños convencionales de transmisión para la multiplexación espacial a menudo son muy diferentes en diseño a los diseños de transmisión convencionales para transmitir diversidad. Por lo tanto, la complejidad del transmisor y del receptor en el sistema puede ser incrementada en gran medida si son necesarios para soportar los sistemas de transmisión múltiples (y diferentes) para la multiplexación espacial y la diversidad de transmisión. Además para un alto rendimiento, es deseable aprovechar al máximo la potencia de transmisión total disponible para el sistema y la potencia total disponible para cada una de las NT antenas de transmisión para la transmisión de datos, con independencia del número de corrientes de símbolos de datos que se están transmitiendo. Por lo tanto, hay una necesidad en la técnica de un sistema de transmisión que pueda soportar la multiplexación espacial, proporcionar diversidad de transmisión, y aprovechar completamente la potencia de transmisión disponible en los sistemas MIMO. 2   El documento de Miyashita K et al, "Transmisión de datos de alta tasa de transmisión de transmisión con multiplexación por división de espacio de autohaz (eigenbeam) (E-SDM) en un canal MIMO" CONFERENCIA DE TECNOLOG- ÍA VEHICULAR IEEE , NUEVA YORK, páginas 1302 - 1306, XP010608639 ISBN: 0-7803 - 7467-3 describe un procedimiento para asignar los bits así como la potencia de transmisión a cada subcorriente sobre la base del criterio de minimizar la tasa de transmisión de error de bit total (BER). El documento de Foschini G J: " ARQUITECTURA DE ESPACIO - TIEMPO EN CAPAS PARA COMUNICACIÓN INALÁMBRICA EN UN ENTORNO DE DESVANECIMIENTO CUANDO SE UTILIZAN ANTENAS DE ELEMENTOS MÚLTIPLES" Bell Labs Technical Journal, Wiley, páginas 41 - 59, XP000656005 describe la comunicación digital en un entorno de desvanecimiento Rayleigh cuando la característica del canal es desconocida en el transmisor, pero es conocida en el receptor. De acuerdo con los aspectos de la invención, se proporciona un procedimiento de procesamiento de datos para su transmisión en un sistema de comunicación de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO) de acuerdo con la reivindicación 1, y se proporciona un transmisor correspondiente de acuerdo con la reivindicación 14 Sumario En la presente memoria descriptiva se proporciona un diseño de transmisión adaptable en tasa de transmisión que soporta la multiplexación espacial y proporciona diversidad de transmisión para los sistemas MIMO. El diseño de transmisión adaptable en tasa de transmisión tiene un cierto número de características deseables, que incluyen: (1) soportar la transmisión de un número variable de corrientes de símbolos de datos, por lo que es adecuado para su uso en sistemas adaptables en tasa de transmisión, (2) proporcionar diversidad de transmisión para cada corriente de símbolos de datos y (3) permitir que la potencia total disponible para cada antena de transmisión se utilice para la transmisión de datos, con independencia del número de corrientes de símbolos de datos que se están transmitiendo, por lo que resulta eficiente en potencia. El diseño de transmisión adaptable en tasa de transmisión es muy adecuado para los sistemas MIMO de portador único, y también puede ser utilizado para sistemas MIMO de portadores múltiples. En una realización, se proporciona un procedimiento para el procesamiento de datos para su transmisión en un sistema MIMO. De acuerdo con el procedimiento, se recibe al menos una corriente de símbolos de datos para su transmisión desde una pluralidad de antenas de transmisión. Cada corriente de símbolos de datos es escalada con un peso respectivo que corresponde a la cantidad de potencia de transmisión asignada a esa corriente de símbolos de datos. La cantidad total de potencia de transmisión asignada a todas las al menos una corriente de símbolos de datos es menor o igual a la potencia de transmisión total disponible para el sistema. La o las corrientes de datos escaladas se multiplican entonces por una matriz de base de transmisión para proporcionar una pluralidad de corrientes de símbolos de transmisión, habiendo una corriente de símbolos de transmisión para cada antena de transmisión. La matriz de base de transmisión está definida de tal manera que (1) cada corriente de símbolos de datos es transmitida desde la pluralidad de antenas de transmisión y (2) cada corriente de símbolos de transmisión es transmitida con (o cerca de) la potencia total disponible para la antena asociada. La matriz de base de transmisión puede ser una matriz de Walsh-Hadamard,... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento (100) de procesamiento de datos para la transmisión en un sistema de comunicación de entradas múltiples y salidas múltiples (MIMO), que comprende: recibir al menos una corriente de símbolos de datos para la transmisión desde una pluralidad de NT antenas; escalar (116) cada una de las al menos una corriente de símbolo de datos con un peso respectivo que corresponde a una cantidad de potencia de transmisión asignada a la corriente de símbolos de datos, en el que la cantidad total de la potencia de transmisión asignada a la al menos una corriente de símbolos de datos es menor o igual a la potencia de transmisión total disponible para el sistema; y procesar espacialmente (118) la al menos una corriente de símbolos de datos con una matriz de base de transmisión para proporcionar una pluralidad de corrientes de símbolos de transmisión, una corriente de símbolos de transmisión para cada una de la pluralidad de antenas, en la que la matriz de base de transmisión está definida de tal manera que cada una de las al menos una corriente de símbolos de los datos se transmite desde la pluralidad de antenas y cada corriente de símbolos de transmisiones transmitida en (120) a, o cerca de, la potencia para la antena respectiva, en la que |Mk,i| 2 = 1/NT, para K 12 i y k K , en la que M es la citada matriz de base de transmisión, Mk,j es el elemento en la fila k-ésima y en la columna i ésima de la matriz de base de transmisión M, K es el conjunto de todas las antenas de transmisión (es decir, K = {1, 2, ..., NT}). 2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la matriz de base de transmisión es una matriz de Walsh- Hadamard. 3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la matriz de base de transmisión es una matriz de transformada de Fourier discreta (DFT). 4. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además: asignar la potencia total de transmisión a la al menos una corriente de símbolos de datos, y en el que el peso de cada corriente de símbolos de datos se determina en base a la cantidad de potencia de transmisión asignada a la corriente de símbolos de datos. 5. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que la cantidad de potencia de transmisión asignada a cada una de las al menos una corriente de símbolos de datos es determinada en base a la condición del canal. 6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que una única corriente de símbolos de datos es transmitida desde la pluralidad de antenas a la, o cerca de la, potencia total disponible para cada una de la pluralidad de antenas. 7. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que la única corriente de símbolos de datos es transmitida en un canal espacial asociado con la mejor calidad de señal recibida. 8. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que NT corrientes de símbolos de datos son transmitidos desde NT antenas a, o cerca de, la potencia completa disponible para cada una de las NT antenas, en el que NT es un entero mayor que uno. 9. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que ND corrientes de símbolos de datos transmitidas desde las NT antenas a, o cerca de, la potencia completa disponible para cada una de las NT antenas, en el que NT es un entero mayor que uno y ND es un número entero menor que o igual a NT. 10. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que un número variable de corrientes de símbolos de datos es transmitido en base a la condición del canal. 11. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que cada una de las al menos una corriente de símbolos de datos está asociada con una tasa de transmisión en particular determinada, al menos en parte, en base a una calidad de señal recibida de la corriente de símbolos de datos. 12. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende, además: multiplexar símbolos piloto en cada una de la pluralidad de corrientes de símbolos de transmisión. 13. El procedimiento de procesamiento de símbolos de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el citado sistema de comunicación de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO) es un sistema de comunicación de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO) de portador único.   14. Un aparato transmisor (210) en un sistema de comunicación de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO), que comprende: un medio para recibir al menos una corriente de símbolos de datos para la transmisión desde una pluralidad de NT antenas; un medio (310) para escalar cada una de las al menos una corriente de símbolos de datos con un peso respectivo que corresponde a una cantidad de potencia de transmisión asignada a la corriente de símbolos de datos, en el que la cantidad total de potencia de transmisión asignada a la al menos una corriente de símbolos de datos es menor o igual al total de la potencia de transmisión disponible para el sistema, y un medio (312) para el procesamiento espacial de la al menos una corriente de símbolos de datos con una matriz de base de transmisión para proporcionar una pluralidad de corrientes de símbolos de transmisión, una corriente de símbolos de transmisión para cada una de la pluralidad de antenas, en la que la matriz de base de transmisión está definida de manera que cada una de la al menos una corriente de símbolos de datos se transmiten desde la pluralidad de antenas y cada corriente de símbolos de transmisión se transmite a o cerca de la potencia completa disponible para la antena respectiva, en la que |Mk,i| 2 = 1/NT, para i K y k K , en la que M es la citada matriz de base de transmisión, Mk,j es el elemento en la fila k-ésima y la columna i ésima de la matriz de base de transmisión M, K es el conjunto de todas las antenas de transmisión (es decir, K = {1, 2, ..., NT}). 15. El aparato transmisor de la reivindicación 14, en el que la matriz de base de transmisión es una matriz de Walsh-Hadamard o una matriz de transformación de Fourier discreta (DFT). 16. El aparato transmisor en un sistema de comunicación de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO), de acuerdo con la reivindicación 14, que comprende: un procesador de datos de transmisión (TX) (214) operativo para procesar datos para proporcionar la citada al menos una corriente de símbolos de datos para transmisión desde una pluralidad de antenas; y en el que el citado medio para escalar es un procesador espacial TX (220). 17. El aparato transmisor (210) de la reivindicación 16, que comprende además: una pluralidad de transmisores (222a - t) asociados a la pluralidad de antenas (224a - t), siendo operativo cada transmisor para procesar una corriente de símbolos de transmisión respectiva para la transmisión desde la antena asociada. 13   14     16   17