Un aparato para un sistema de comunicación de múltiples flujos,

de múltiples entradasmúltiples salidas, denominado MIMO, que comprende: un codificador (108) para codificar una pluralidad de flujos (106) de bits fuente para producir una pluralidad de flujos de bits codificados, un procesador de flujos de bits para encriptar cada uno de dichos flujos de bits codificados con un encriptador (114) configurado de diferente manera para producir una pluralidad de flujos de bits encriptados de diferente manera, y un mapeador (116) para mapear grupos de bits de dicha pluralidad de flujos de bits encriptados de diferente manera en símbolos de transmisión, en el que el procesador de flujos de bits comprende además un adaptador (110) de tasa de transmisión para adaptar la tasa de transmisión de los flujos de bits codificados

ANTECEDENTES Campo

La presente invención se refiere, en general, a comunicaciones inalámbricas y, más específicamente, a la transmisión de múltiples flujos en un canal de múltiples entradas-múltiples salidas (MIMO) en un sistema de comunicación inalámbrica.

Antecedentes

El reciente éxito de los sistemas de antenas de múltiples entradas-múltiples salidas (MIMO) en canales inalámbricos se debe al menos en parte al hecho de que pueden lograr un crecimiento lineal de capacidad en proporción con el número de antenas de transmisión y recepción. Para la transmisión de múltiples flujos en un sistema de acceso múltiple por división de código (CDMA), de múltiples entradas-múltiples salidas (MIMO), generalmente se asignan o bien múltiples códigos de Walsh diferentes o bien el mismo código de Walsh para los múltiples flujos. Una estrategia de asignación de códigos es empezar con una asignación de códigos de Walsh distintos y luego compartir de manera creciente los códigos a medida que aumenta la tasa de transmisión de datos o el número de códigos requerido para cada flujo. Sin embargo, eventualmente, se asignarán los mismos códigos para todos los flujos con el fin de lograr la capacidad máxima que puede proporcionar un sistema MIMO. En un sistema MIMO de banda estrecha, en el que la ampliación de ancho de banda no está permitida, los múltiples flujos se transmiten generalmente sin ninguna separación entre canales mediante cobertura de códigos de Walsh.

Dependiendo del movimiento de la estación móvil, los vectores de coeficientes de canal de cada flujo de datos en el sistema MIMO tendrán diversas realizaciones instantáneas. Los vectores de coeficientes pueden ser casi ortogonales entre sí en un instante mientras que pueden tener valores muy próximos o una alta correlación instantánea a continuación. Cuando los vectores de coeficientes de canal de los múltiples flujos se vuelven próximos, cada uno de los flujos interfiere con los otros flujos. En el caso extremo, cuando los vectores de coeficientes de canal de múltiples flujos adoptan casi los mismos valores, el decodificador de cada flujo experimenta la métrica de trayectoria de decodificación competitiva entre el flujo deseado y los flujos interferentes. Puede producirse a menudo el caso extremo si la estación móvil ve una fuerte señal de línea de visión (LOS) procedente de la estación base, en el que el canal MIMO se vuelve próximo a un canal matricial de AWGN o a un canal matricial de tipo Rice con un alto factor de Rice. Existe por tanto una necesidad en la técnica de sistemas y procedimientos de comunicación que superen estos problemas.

Se presta atención adicionalmente al documento US 2003/021355, que da a conocer un procedimiento y sistema de transmisión y recepción de señales en un sistema de comunicación móvil dotado de una pluralidad de antenas. El procedimiento de transmisión de señales en el sistema de comunicación móvil que transmite una señal a través de una pluralidad de antenas incluye separar por capas y codificar de manera primaria datos de entrada para una generación de señales independientes que entrelaza en espacio y tiempo los datos codificados de manera primaria de las capas respectivas, recibir y codificar de manera secundaria los datos entrelazados, y transmitir los datos codificados de manera secundaria a través de la pluralidad de antenas.

También se presta atención al documento WO 2004/038951, que describe técnicas para facilitar el acceso aleatorio en sistemas de comunicación de acceso múltiple inalámbricos. Un canal de acceso aleatorio (RACH) se define como que comprende un RACH “rápido” (F-RACH) y un RACH “lento” (S-RACH). Los F-RACH y S-RACH pueden soportar eficazmente terminales de usuario en diferentes estados operativos y emplear diferentes diseños. El F-RACH puede usarse para acceder rápidamente al sistema, y el S-RACH es más robusto y puede soportar terminales de usuario en diversas condiciones y estados operativos. El F-RACH puede usarse por terminales de usuario que se han registrado en el sistema y puede compensar sus retardos de ida y vuelta (RTD) adelantando apropiadamente el momento de su transmisión. El S-RACH puede usarse por terminales de usuario que pueden haberse registrado o no en el sistema, y puede compensar o no sus RTD. Los terminales de usuario pueden usar el F-RACH o el SRACH, o ambos, para obtener acceso al sistema.

Además, se presta atención al documento WO 2004/039011, que describe un sistema WLAN MIMO de múltiple acceso que emplea MIMO, OFDM y TDD. El sistema (1) usa una estructura de canales con varios canales de transporte configurables, (2) soporta múltiples tasas y modos de transmisión, que son configurables basándose en las condiciones de canal y las capacidades de los terminales de usuario, (3) emplea una estructura piloto con varios tipos de piloto (por ejemplo, pilotos de baliza, MIMO, de referencia controlada y portadores) para diferentes funciones, (4) implementa lazos de control de potencia, sincronización y tasa de transmisión para una operación apropiada del sistema, y (5) emplea acceso aleatorio para el acceso al sistema por los terminales de usuario, rápido acuse de recibo y rápidas asignaciones de recursos.

Finalmente, se presta atención al documento WO 03/085875, que describe la selección de un modo de codificación espaciotemporal para su uso cuando se transmite con diversidad espacial basada en la diversidad de recepción asociada con un dispositivo receptor y la calidad de los canales de transmisión basándose en información realimentada desde el dispositivo receptor. Los modos de codificación en espaciotemporal seleccionables son preferiblemente codificación con diversidad de transmisión espaciotemporal y una versión de codificación de tipo BLAST. Además, los modos de modulación, las tasas de codificación de errores, o una combinación de los mismos, también pueden basarse en la calidad de los canales de transmisión y la diversidad disponible del dispositivo receptor.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Según la presente invención, se proporcionan un aparato, según se expone en las reivindicaciones 1, 12, 13 y 18, y un procedimiento según se expone en las reivindicaciones 19, 30, 31 y 36. Se reivindican realizaciones de la invención en las reivindicaciones dependientes.

Las realizaciones dadas a conocer en el presente documento tratan las necesidades establecidas anteriormente encriptando los bits codificados de cada flujo para impedir un rendimiento de decodificación degenerativo del sistema MIMO cuando los vectores de coeficientes de canal de múltiples flujos se vuelven relativamente próximos o correlacionados. En una realización, se multiplican diferentes códigos de encriptación por el bit codificado de cada flujo para impedir el rendimiento de decodificación degenerativo de un sistema MIMO cuando los vectores de coeficientes de canal de múltiples flujos se vuelven relativamente próximos o correlacionados. Esto convierte palabras de código competidoras de un flujo interferente en palabras aleatorias inválidas desde el punto de vista del decodificador del flujo deseado. Una realización proporciona la encriptación y desencriptación de cada flujo.

Mediante la encriptación (que generalmente se produce en el transmisor) y la desencriptación (que generalmente se produce en el receptor) de bits codificados de cada flujo, el decodificador de cada flujo evita colisiones de palabras de código. Durante la desencriptación, la palabra de código potencialmente competidora del flujo interferente pierde su legitimidad como palabra de código candidata y se convierte en una palabra aleatoria inocua. En muchos casos, la palabra aleatoria no genera una métrica de trayectoria competitiva para una hipotética palabra de código candidata en el decodificador. El efecto del distinto patrón de entrelazado o distinto patrón de perforación (puncturing) y repetición (por ejemplo, versión de redundancia) es similar a la encriptación distinta.

Una realización incluye un aparato que comprende un codificador para codificar una pluralidad de flujos de bits fuente para producir una pluralidad de flujos de bits codificados, un procesador de flujos de bits para encriptar cada uno de dichos flujos de bits codificados con un encriptador configurado de diferente manera para producir una pluralidad de flujos de bits encriptados de diferente manera, y un mapeador para mapear grupos de bits de dicha pluralidad de flujos de bits encriptados de diferente manera en símbolos de transmisión.

Otra realización incluye...

1. Un aparato para un sistema de comunicación de múltiples flujos, de múltiples entradas-

múltiples salidas, denominado MIMO, que comprende: un codificador (108) para codificar una pluralidad de flujos (106) de bits fuente para producir una pluralidad de flujos de bits codificados, un procesador de flujos de bits para encriptar cada uno de dichos flujos de bits codificados con un encriptador (114) configurado de diferente manera para producir una pluralidad de flujos de bits encriptados de diferente manera, y un mapeador (116) para mapear grupos de bits de dicha pluralidad de flujos de bits encriptados de diferente manera en símbolos de transmisión, en el que el procesador de flujos de bits comprende además un adaptador (110) de tasa de transmisión para adaptar la tasa de transmisión de los flujos de bits codificados.

2. El aparato según la reivindicación 1, en el que el procesador de flujos de bits comprende además un entrelazador (112) para entrelazar cada uno de dicha pluralidad de flujos (106) de bits codificados.

3. El aparato según la reivindicación 2, en el que el entrelazador (112) entrelaza los flujos de bits codificados antes de la encriptación de cada uno de los flujos (106) de bits codificados.

4. El aparato según la reivindicación 2, en el que el entrelazador (112) entrelaza cada uno de los flujos de bits encriptados.

5. El aparato según la reivindicación 1, en el que la encriptación realiza una operación de O-exclusivo entre diferentes secuencias de encriptación pseudoaleatoria y la pluralidad de flujos de bits codificados.

6. El aparato según la reivindicación 1, en el que dicho mapeador (116) mapea además grupos de bits de dicha pluralidad de flujos de bits encriptados de diferente manera en símbolos de transmisión basándose en un tipo de modulación predeterminado para generar una pluralidad de flujos de símbolos.

7. El aparato según la reivindicación 6, en el que dicho tipo de modulación comprende modulación por desplazamiento de fase en cuadratura (QPSK).

8. El aparato según la reivindicación 6, en el que dicho tipo de modulación comprende modulación de amplitud en cuadratura (QAM).

9. El procedimiento según la reivindicación 6, que comprende además un ensanchador

(118) para ensanchar la pluralidad de flujos de símbolos mapeados mediante un subconjunto común de códigos de Walsh para generar una pluralidad de señales ensanchadas.

10. El aparato según la reivindicación 1, que comprende además: una pluralidad de antenas

(120) para transmitir los símbolos sobre un medio de comunicación inalámbrica.

11. El aparato según la reivindicación 10, en el que dicha transmisión de los símbolos se produce sobre al menos uno de un sistema de acceso múltiple por división de código (CDMA) o de acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal (OFDM).

12. Un aparato para un sistema de comunicación de múltiples flujos, de múltiples entradas-

múltiples salidas, denominado MIMO, que comprende: un codificador (108) para codificar una pluralidad de flujos (106) de bits fuente para producir una pluralidad de flujos de bits codificados; un procesador de flujos de bits para entrelazar cada uno de los flujos de bits codificados con un patrón de entrelazado diferente para producir una pluralidad de flujos de bits entrelazados de diferente manera; y un mapeador (116) para mapear grupos de bits de dicha pluralidad de flujos de bits entrelazados de diferente manera en símbolos de transmisión; en el que el procesador de flujos de bits comprende además un adaptador (110) de tasa de transmisión para adaptar la tasa de transmisión de los flujos de bits codificados.

13. Un aparato para un sistema de comunicación de múltiples flujos, de múltiples entradas-

múltiples salidas, denominado MIMO, que comprende: un desmapeador (128) para traducir símbolos recibidos en grupos de bits y producir una pluralidad de flujos de bits recibidos; un procesador de flujos de bits para aplicar un algoritmo de desencriptación diferente a cada flujo de bits recibidos para producir una pluralidad de flujos de bits desencriptados de diferente manera; y

un decodificador (136) para decodificar dichos de flujos de bits desencriptados de diferente manera para producir una pluralidad de flujos de bits decodificados en el que el procesador de flujos de bits comprende además un adaptador (134) de tasa de transmisión para adaptar la tasa de transmisión de los flujos de bits recibidos.

14. El aparato según la reivindicación 13, en el que cada algoritmo de desencriptación elimina una secuencia de encriptación aplicada previamente.

15. El aparato según la reivindicación 13, que comprende además: un ecualizador (122) en espacio-tiempo para generar secuencias de elementos de código blandos de los símbolos recibidos; y un desensanchandor (126) para generar una pluralidad de secuencias de símbolos blandos.

16. El aparato según la reivindicación 15, en el que el desmapeador (128) genera además

una pluralidad de secuencias de razón de probabilidad logarítmica de bit (LLR) basadas al menos en parte en dicha pluralidad de secuencias de símbolos blandos.

17. El aparato según la reivindicación 13, en el que dicho procesador de flujos de bits multiplica el flujo de bits recibidos por una secuencia de desencriptación de valores reales que comprende {1 -2si(n)}, en el que si(n)) comprende una secuencia de encriptación pseudoaleatoria binaria de orden i.

18. Un aparato para un sistema de comunicación de múltiples flujos, de múltiples entradas-

múltiples salidas, denominado MIMO, que comprende: un desmapeador (128) para traducir símbolos recibidos en grupos de bits y producir una pluralidad de flujos de bits recibidos; un procesador de flujos de bits para aplicar un patrón de desentrelazado diferente a cada flujo de bits recibidos para producir una pluralidad de flujos de bits desentrelazados de diferente manera; y un decodificador (136) para decodificar dichos de flujos de bits desentrelazados de diferente manera para producir una pluralidad de flujos de bits decodificados, en el que el procesador de flujos de bits comprende además un adaptador (134) de tasa de transmisión para adaptar la tasa de transmisión de los flujos de bits recibidos.

19. Un procedimiento para la transmisión de información en un sistema de comunicación de múltiples flujos, de múltiples entradas-múltiples salidas, denominado MIMO, que comprende:

codificar una pluralidad de flujos (106) de bits fuente para producir una pluralidad de flujos de bits codificados; adaptar la tasa de trasmisión de los flujos de bits codificados; encriptar cada uno de dichos flujos de bits codificados con un encriptador (114) configurado de diferente manera para producir una pluralidad de flujos de bits encriptados de diferente manera; y mapear grupos de bits de dicha pluralidad de flujos de bits encriptados de diferente manera en símbolos de transmisión.

20. El procedimiento según la reivindicación 19, que comprende además el entrelazado de cada uno de dicha pluralidad de flujos de bits codificados.

21. El procedimiento según la reivindicación 20, en el que dicho entrelazado comprende entrelazar los flujos de bits codificados antes de la encriptación de cada uno de los flujos de bits codificados.

22. El procedimiento según la reivindicación 20, en el que el entrelazado comprende

además entrelazar cada uno de los flujos de bits encriptados.

23. El procedimiento según la reivindicación 19, en el que la encriptación comprende realizar una operación de O-exclusivo entre diferentes secuencias de encriptación pseudoaleatoria y la pluralidad de flujos de bits codificados.

24. El procedimiento según la reivindicación 19, en el que dicho mapeado comprende mapear grupos de bits de dicha pluralidad de flujos de bits encriptados de diferente manera en símbolos de transmisión basándose en un tipo de modulación predeterminado para generar una pluralidad de flujos de símbolos.

25. El procedimiento según la reivindicación 24, en el que dicho tipo de modulación comprende modulación por desplazamiento de fase en cuadratura (QPSK).

26. El procedimiento según la reivindicación 24, en el que dicho tipo de modulación comprende modulación de amplitud en cuadratura (QAM).

27. El procedimiento según la reivindicación 24, que comprende además ensanchar la pluralidad de flujos de símbolos mapeados mediante un subconjunto común de códigos de Walsh para generar una pluralidad de señales ensanchadas.

28. El procedimiento según la reivindicación 29, que comprende además transmitir los símbolos sobre un medio de comunicación inalámbrica.

29. El procedimiento según la reivindicación 28, en el que la transmisión de los símbolos se produce sobre al menos uno de un sistema de acceso múltiple por división de código (CDMA) o de acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal (OFDM).

30. Un procedimiento para la transmisión de información en un sistema de comunicación de múltiples flujos, de múltiples entradas-múltiples salidas, denominado MIMO, que comprende:

codificar una pluralidad de flujos (106) de bits fuente para producir una pluralidad de flujos de bits codificados; adaptar la tasa de trasmisión de los flujos de bits codificados; entrelazar cada uno de los flujos de bits codificados con un patrón de entrelazado diferente para producir una pluralidad de flujos de bits entrelazados de diferente manera; y mapear grupos de bits de dicha pluralidad de flujos de bits entrelazados de diferente manera en símbolos de transmisión.

31. Un procedimiento para la recepción de información en un dispositivo de comunicación para un sistema de comunicación de múltiples flujos, de múltiples entradas-múltiples salidas, denominado MIMO, que comprende:

traducir símbolos recibidos en grupos de bits y producir una pluralidad de flujos de bits recibidos; aplicar un algoritmo de desencriptación diferente a cada flujo de bits recibidos para producir una pluralidad de flujos de bits desencriptados de diferente manera; adaptar la tasa de trasmisión de los flujos de bits desencriptados; y decodificar dichos de flujos de bits desencriptados de diferente manera para producir una pluralidad de flujos de bits decodificados.

32. El procedimiento según la reivindicación 31, en el que cada algoritmo de desencriptación elimina una secuencia de encriptación aplicada previamente.

33. El procedimiento según la reivindicación 31, que comprende además: generar

secuencias de elementos de código blandos de los símbolos recibidos; y generar una 10 pluralidad de secuencias de símbolos blandos.

34. El procedimiento según la reivindicación 33, que comprende además generar una pluralidad de secuencias de razón de probabilidad logarítmica de bit (LLR) basadas al menos en parte en dicha pluralidad de secuencias de símbolos blandos.

35. El procedimiento según la reivindicación 31, que comprende además multiplicar el flujo

15 de bits recibidos por una secuencia de desencriptación de valores reales que comprende {1 -2si(n)}, en el que si(n)) comprende una secuencia de encriptación pseudoaleatoria binaria de orden i.

36. Un procedimiento para la recepción de información en un dispositivo de comunicación para un sistema de comunicación de múltiples flujos, de múltiples entradas-múltiples

20 salidas, denominado MIMO, que comprende: traducir símbolos recibidos en grupos de bits y producir una pluralidad de flujos de bits recibidos; aplicar un patrón de desentrelazado diferente a cada flujo de bits recibidos para producir una pluralidad de flujos de bits desentrelazados de diferente manera; adaptar la tasa de trasmisión de los flujos de bits desentrelazados; y decodificar dichos de flujos de bits desentrelazados de diferente manera para producir una pluralidad de flujos de bits decodificados.