TRANSMISOR DE DIVERSIDAD Y PROCEDIMIENTO DE TRANSMISIÓN DE DIVERSIDAD.

Un transmisor de diversidad, que comprende: un medio de entrada de símbolos de transmisión (1),

para introducir una matriz de símbolos (b) consistente en una secuencia de símbolos de entrada, que va a ser transferida a un medio de procesamiento de transmisión (2, 21, 22)5 , comprendiendo dicho medio de procesamiento de transmisión (2, 21, 22) - un medio de suministro (2a) para suministrar columnas de dicha matriz de símbolos (b) a una pluralidad de al menos dos ramas, siendo cada rama suministrada a un canal respectivo de unos canales espaciales (A1, ..., Am) para su transmisión a un receptor, - un medio de paralelización (2b) adaptado para proporcionar dentro de cada rama al menos dos canales paralelos asignados a un respectivo usuario, y - un medio de ponderación (2c) adaptado para someter las columnas proporcionadas de la matriz de símbolos (b) de al menos una de dichas ramas a una transformación lineal reversible con al menos una ponderación compleja fija, siendo la ponderación compleja diferente para al menos dos canales paralelos caracterizado por un medio de prediversificación (3) dispuesto corriente abajo de dicho medio de entrada de símbolos de transmisión (1) y corriente arriba de dicho medio de procesamiento de transmisión (2), estando dicho medio de prediversificación (3) adaptado para someter dicha matriz de símbolos (b) introducida a una diversificación, siendo suministradas al menos dos secuencias de símbolos diversificados (b1, b2, ..., bk) de la matriz de símbolos (b) a dicho medio de procesamiento de transmisión

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere al campo de los transmisores de diversidad y, en particular, a unos transmisores de diversidad para su uso en la conexión con sistemas de comunicación móvil, como por ejemplo, el UMTS y similares. Así mismo, la presente invención se refiere a un procedimiento correspondiente de transmisión de 5 diversidad.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Una forma de transmisión de diversidad en un sistema de radio móvil se divulga en el documento EP-A-1 063 790.

En conexión con los transmisores de diversidad, diversos conceptos están siendo objeto de análisis. En 10 general, pueden distinguirse los llamados conceptos en bucle abierto y los conceptos en bucle cerrado, de acuerdo con el esquema ofrecido en el documento “Técnica de Aleatorización para Códigos de Bloque de Espaciotemporales No Ortogonales” [“A Randomization Technique for Non-Orthogonal Space - Time Block Codes”] del inventor de la patente actual y su coautor, presentado en la Conferencia de Tecnología Vehicular de la IEEE, Mayo de 2001, Rhodas, Grecia. 15

Una serie de conceptos diferentes en bucle abierto del tipo indicado han sido propuestos en el proyecto de participación de 3ª generación, 3GPP, (y / o en el 3GPP2). Por ejemplo, en el documento mencionado con anterioridad, “Técnica de Aleatorización para Códigos de Bloque de Espaciotemporales No Ortogonales”, los Solicitantes han presentando el llamado concepto ABBA en el 3GPP2. Motorola ha propuesto una combinación de STTD + OTD (Diversidad de Transmisión Espaciotemporales + Diversidad de Transmisión Ortogonal), y 20 recientemente en la reunión del Grupo de Trabajo I de la TSG - RAN #15 en Berlín, Alemania, 22 de Agosto - 25 de Agosto de 2000, Samsung propuso un concepto de 2 x STTD en el documento presentado “Nuevo Esquema de Transmisión de CPICH para la diversidad de transmisión de 4 - antenas” [“New CPICH Transmission Scheme for 4 - antenna transmit diversity”].

En el documento “Concepto de Codificación de Espaciotemporales para un Transmisor de Múltiples 25 Elementos” [“A Space - Time Coding Concept for a Multi - Element Transmiter”], del inventor de la presente y sus coautores, presentado en el Seminario canadiense de Teoría de la Información, Junio de 2001, Vancúver, Canadá [Canadien Workshop on Information Theory], los Solicitantes propusieron un llamado concepto Trombi, (Solicitud de Patente estadounidense depositada el 28 de Marzo de 2001). El concepto Trombi de Nokia (que se explicará más adelante con mayor detalle) es considerado por el inventor como la mejor solución actual. Sin embargo, hasta ahora 30 el concepto Trombi ha sido sobre todo implementado en conexión con disposiciones de salto de fase o de barrido de fase. El salto de fase y el barrido de fase pueden, así mismo, ser utilizados en el contexto de la presente invención, pero con el procedimiento Trombi los procedimientos de transmisión que conllevan unas tasas de transmisión de datos muy altas en el enlace descendente del WCDMA pueden ser potenciados en mayor medida.

Otros conceptos de diversidad de transmisión han sido considerados en la literatura de la OFDM 35 (multiplexación ortogonal por división de frecuencias). Por ejemplo, dichos conceptos se examinan en el documento “Técnicas de Diversidad de Transmisión Espacial para Sistemas de OFDM de Ancho de Banda” [Spatial Transmit diversity techniques for broadband OFDM systems”] de S. Kaiser, publicado en el IEEE, 2000, páginas 1824 - 1828 (0 - 7803-6451-1/00).

Este concepto propuesto por Kaiser, sin embargo, requiere la intercalación respecto de múltiples 40 frecuencias para obtener un beneficio completo. (Un enfoque similar, se ha examinado en el documento US-A-6157612). Así mismo, de acuerdo con la técnica de Kaiser, un símbolo que va a ser transmitido es distribuido a través de diversas portadoras, de manera que para combinar los componentes multitrayectoria recibidos, se requieren intervalos de protección con el fin de poder combinar correctamente las partes del símbolo transmitidas (distribuidas) en el lado de recepción. 45

Con referencia de nuevo al llamado concepto Trombi mencionado con anterioridad, se propuso lo siguiente. Una fase de salto / de tiempo variable (por ejemplo pseudoaleatoria) fue añadida al canal dedicado de un usuario determinado en la salida del codificador de la STTD (Diversidad de Transmisión Espaciotemporales) (o un codificador en base a algún otro concepto ortogonal o no ortogonal, véase, por ejemplo, el anterior documento “Técnica de aleatorización …”). 50

En una solución con 4 antenas, las antenas 2 y 4 son multiplicadas por un coeficiente complejo (constante para dos símbolos codificados de espaciotemporales [sucesivos]) para producir la siguiente señal recibida (nótese

que la señal recibida r, los símbolos s, las funciones de transferencia de canal de transmisión h y los coeficientes complejos w son en general proporcionados en la anotación matricial)

**(Ver fórmula)**

5

Una disposición preferente, se configura de tal manera que w1 (t) = w2 (t), con una amplitud constante = 1. La fase cambia de acuerdo con una secuencia pseudoaleatoria. Por ejemplo, puede saltar con las fases 0, 180, 90, -90 (o con cualquier otra secuencia) conocidas [a priori] para el terminal (receptor). El salto de 8 - PSK resulta suficiente para obtener ganancias asequibles. 10

A continuación, el terminal estima los canales h1, …, h4, por ejemplo utilizando pilotos de canal comunes (o pilotos dedicados) los cuales no necesitan aplicar la dinámica de fase (por ejemplo, las mediciones de canal común pueden llevarse a cabo de acuerdo con lo propuesto por Samsung en el citado documento). Como alternativa, el terminal puede medir los canales efectivos h1 + w * h2 y h3 - w* h4 únicamente. Conociendo los canales y las ponderaciones pseudoaleatorias en el transmisor puede tomarse en cuenta la dinámica de fase intencional y, a 15 continuación, se reduce a la detección de la descodificación de la STTD convencional sin incremento alguno de la complejidad.

En esencia, la dinámica del salto de fase debe ser fijada a priori o al menos debe ser conocida por el UE (como por ejemplo mediante una señalización apropiada desde el transmisor hasta el receptor). En algunos casos puede, así mismo, ser ventajoso si el UE controla la secuencia de salto de fase. Se supone que un procedimiento de 20 control es, per se, conocido por los expertos en la materia, por lo que se supone que estos detalles no requieren ser analizados en la presente memoria.

Con la codificación de canales, contando con la diversidad temporal, el concepto tiene un mejor rendimiento en canales Doppler bajos que en el concepto de la STTD de dos antenas, tal y como se muestra en el “documento Trombi”. La diversidad de salto de fase puede ser diversificada, así mismo, de tal manera que las estimaciones de 25 canal sean tomadas directamente de un canal de salto de fase. En ese caso, la secuencia de salto puede tener solo cambios incrementales, en cuanto, en otro caso, el canal efectivo está cambiando con demasiada rapidez para permitir una estimación de canal eficiente. Sin embargo, en este caso, el terminal del receptor (el Equipamiento de Usuario, UE, en el UMTS) no necesita necesariamente que se utilice en modo alguno ese salto de fase.

Por consiguiente, en el esquema mencionado con anterioridad, el salto de fase puede debilitar el 30 rendimiento de la estimación de canal mediante abruptos saltos de fase, o los saltos tienen que ser cuantificados en muchos niveles para, de este modo, aproximarse a un barrido de fase.

El concepto Trombi está diseñado para la transmisión secuencial, y la secuencia de salto de fase se define a lo largo de múltiples instantes temporales, cubriendo múltiples bloques codificados de espaciotemporales. En sistemas de comunicación futuros, la trama total de la información puede ser transmitida en uno o en unos pocos 35 intervalos de los símbolos (por ejemplo, si en un sistema de CDMA) esencialmente todos los códigos de enlace descendente son asignados a un usuario al mismo tiempo). En dicho caso extremo, solo uno o unos pocos valores de salto de fase pueden ser incorporados a la transmisión, y no pueden conseguirse los beneficios del concepto Trombi.

A modo de ejemplo,...

1. Un transmisor de diversidad, que comprende:

un medio de entrada de símbolos de transmisión (1),

para introducir una matriz de símbolos (b) consistente en una secuencia de símbolos de entrada, que va a ser transferida a un medio de procesamiento de transmisión (2, 21, 22), 5

comprendiendo dicho medio de procesamiento de transmisión (2, 21, 22)

- un medio de suministro (2a)

para suministrar columnas de dicha matriz de símbolos (b) a una pluralidad de al menos dos ramas, siendo cada rama suministrada a un canal respectivo de unos canales espaciales (A1, …, Am) para su transmisión a un receptor, 10

- un medio de paralelización (2b)

adaptado para proporcionar dentro de cada rama al menos dos canales paralelos asignados a un respectivo usuario, y

- un medio de ponderación (2c)

adaptado para someter las columnas proporcionadas de la matriz de símbolos (b) de al menos una 15 de dichas ramas a una transformación lineal reversible con al menos una ponderación compleja fija, siendo la ponderación compleja diferente para al menos dos canales paralelos

caracterizado por

un medio de prediversificación (3)

dispuesto corriente abajo de dicho medio de entrada de símbolos de transmisión (1) y corriente 20 arriba de dicho medio de procesamiento de transmisión (2), estando dicho medio de prediversificación (3) adaptado para someter dicha matriz de símbolos (b) introducida a una diversificación,

siendo suministradas al menos dos secuencias de símbolos diversificados (b1, b2, …, bk) de la matriz de símbolos (b) a dicho medio de procesamiento de transmisión. 25

2. Un transmisor de diversidad de acuerdo con la reivindicación 1, en el que

dicha transformación lineal reversible es una transformación unitaria.

3. Un transmisor de diversidad de acuerdo con la reivindicación 2, en el que

dicha transformación unitaria está representada por una matriz de ponderación unitaria al menos dos elementos tienen unos valores de fase compleja diferentes distintos de cero. 30

4. Un transmisor de diversidad de acuerdo con la reivindicación 1, en el que

dicho medio (2b) de paralelización está adaptado para llevar a cabo una transmisión multicódigo utilizando múltiples códigos de expansión.

5. Un transmisor de diversidad de acuerdo con la reivindicación 4, en el que

la transmisión multicódigo se lleva a cabo utilizando una transformación de Hadamardd mediante la 35 multiplicación de los símbolos con una matriz de códigos de expansión (H)

6. Un transmisor de diversidad de acuerdo con la reivindicación 4, en el que

dicha matriz de códigos de expansión es específica de una antena.

7. Un transmisor de diversidad de acuerdo con las reivindicaciones 4, 5, o 6, en el que

dichos códigos de expansión son códigos de expansión no ortogonales. 40

8. Un transmisor de diversidad de acuerdo con las reivindicaciones 4, 5, o 6, en el que

dichos códigos de expansión son códigos de expansión ortogonales.

9. Un transmisor de diversidad de acuerdo con la reivindicación 1, en el que

dichas ponderaciones complejas fijas aplicadas por dicho medio de ponderación son cantidades de desplazamiento de fase invariables en el tiempo para los respectivos canales paralelos. 5

10. Un transmisor de diversidad de acuerdo con la reivindicación 9, en el que

las cantidades de desplazamiento de fase son independientes de los canales en al menos dos canales paralelos correspondientes transmitidos por dos antenas diferentes.

11. Un transmisor de diversidad de acuerdo con la reivindicación 9, en el que

las cantidades de desplazamiento de fase dependen de los canales. 10

12. Un transmisor de diversidad de acuerdo con la reivindicación 9, en el que

dichas cantidades de desplazamiento de fase de los canales paralelos difieren en una cantidad fija.

13. Un transmisor de diversidad de acuerdo con la reivindicación 9, en el que

dichas cantidades de desplazamiento de fase de los canales paralelos difieren en una cantidad máxima posible. 15

14. Un transmisor de diversidad de acuerdo con la reivindicación 9, en el que

dichas cantidades de desplazamiento de fase de canales paralelos cubren un círculo complejo entero de 360º.

15. Un transmisor de diversidad de acuerdo con la reivindicación 9, en el que

dichas cantidades de desplazamiento de fase de canales paralelos son tomadas de una configuración 20 de Conmutación de Desplazamiento de Fase.

16. Un transmisor de diversidad de acuerdo con la reivindicación 9, en el que

dichas cantidades de desplazamiento de fase son señaladas al receptor.

17. Un transmisor de diversidad de acuerdo con la reivindicación 9, en el que

dichas cantidades de desplazamiento de fase son, al menos parcialmente, controladas por el receptor 25 por medio de un canal de retroalimentación.

18. Un transmisor de diversidad de acuerdo con la reivindicación 9, en el que

dichas ponderaciones complejas fijas son idénticas para cada rama.

19. Un transmisor de diversidad de acuerdo con la reivindicación 9, en el que

dichas ponderaciones complejas fijas difieren para cada rama. 30

20. Un transmisor de diversidad de acuerdo con la reivindicación 1, en el que

dicho medio (3) de prediversificación somete dicha matriz de símbolos introducidos a al menos un procesamiento entre un procesamiento de diversidad de transmisión ortogonal (OTD), el procesamiento de diversidad de transmisión espaciotemporal ortogonal (STTD), a un procesamiento de diversidad de transmisión espaciotemporal no ortogonal (STTD) a un procesamiento de diversidad de retardo (DD), a 35 un procesamiento de Codificación en Enrejado Espaciotemporal, o a un procesamiento de Codificación Turbo Espaciotemporal.

21. Un transmisor de diversidad de acuerdo con la reivindicación 20, en el que

dicho medio de prediversificación (3) somete dicha matriz de símbolos introducida a más de uno de dichos procedimientos, siendo dichos procedimientos llevados a cabo de forma concatenada. 40

22. Un transmisor de diversidad de acuerdo con la reivindicación 1, en el que

dicha secuencia de símbolos introducida es una secuencia codificada de canal.

23. Un transmisor de diversidad de acuerdo con la reivindicación 22, en el que

la codificación de canal es una codificación Turbo, una codificación convolucional, una codificación de bloque, una codificación en enrejado. 5

24. Un transmisor de diversidad de acuerdo con la reivindicación 1, en el que

todas las columnas de la matriz de símbolos contienen los mismos símbolos.

25. Un transmisor de diversidad de acuerdo con la reivindicación 1, en el que

dicha matriz de símbolos es un código de bloque espaciotemporal ortogonal.

26. Un transmisor de diversidad de acuerdo con la reivindicación 1, en el que 10

dicha matriz de símbolos es un código de bloque espaciotemporal no ortogonal.

27. Un transmisor de diversidad de acuerdo con la reivindicación 1, en el que

al menos una columna de la matriz de símbolos es diferentes de otra columna.

28. Un transmisor de diversidad de acuerdo con la reivindicación 1, en el que

dicha matriz de símbolos contiene al menos dos matrices de códigos espaciotemporales, modulando 15 cada una símbolos diferentes.

29. Un transmisor de diversidad de acuerdo con la reivindicación 1, en el que

todas las columnas de la matriz de símbolos tienen diferentes símbolos,

cada canal paralelo transmite desde un canal espacial respectivo en paralelo al menos dos símbolos asignados al canal espacial. 20

30. Un procedimiento de canal de diversidad,

que comprende las etapas de

- la introducción de una matriz de símbolos (b) consistente en una secuencia de símbolos introducida para que sea procesada,

comprendiendo dicho procesamiento 25

- el suministro de columnas de dicha matriz de símbolos (b) a una pluralidad de al menos dos ramas, siendo cada rama suministrada a un canal respectivo de los canales espaciales (A1, … Am) para su transmisión,

- la ejecución de una paralelización para proporcionar, dentro de cada rama, al menos dos canales paralelos asignados a un usuario respectivo, y 30

- la sujeción de las columnas suministradas de dicha matriz de símbolos (b) sobre al menos una de dichas ramas a una transformación lineal reversible con al menos una ponderación compleja fija,

siendo la ponderación compleja diferente para al menos dos canales paralelos

caracterizado por

una etapa de prediversificación llevada a cabo después de la introducción y antes del procesamiento, 35 sometiendo dicha etapa de prediversificación dicha matriz de símbolos (b) introducida a una diversificación, quedando sujetas al menos dos secuencias de símbolos diversificadas (b1, b2, …, bk) de la matriz de símbolos (b) a dicho procesamiento.

31. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 30, en el que

dicha transformación lineal reversible es una transformación unitaria.

32. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 31, en el que

dicha transformación unitaria es representada por una matriz de ponderación unitaria en la cual al menos dos elementos tienen valores de fase complejos diferentes de cero.

33. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 30, en el que 5

dicha paralelización está adaptada para llevar a cabo una transmisión multicódigo utilizando múltiples códigos expansión.

34. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 33, en el que

la transmisión multicódigo se lleva a cabo utilizando una transformación Hadamard mediante la multiplicación de los símbolos con una matriz de códigos de expansión (H). 10

35. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 33, en el que

dicha matriz de códigos de expansión es específica de una antena.

36. Un procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 33, 34 o 35, en el que

dichos códigos de expansión son códigos de expansión no ortogonales.

37. Un procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 33, 34 o 35, en el que 15

dichos códigos de expansión son códigos de expansión ortogonales.

38. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 30, en el que

dichas ponderaciones complejas fijas aplicadas por el medio de ponderación (2c) son cantidades de desplazamiento de fase invariables en el tiempo para los respectivos canales paralelos.

39. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 38, en el que 20

las cantidades de desplazamiento de fase son independientes de los canales en al menos dos canales paralelos correspondientes transmitidos por antenas diferentes.

40. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 38, en el que

las cantidades de desplazamiento de fase dependen de los canales.

41. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 38, en el que 25

dichas cantidades de desplazamiento de fase en canales paralelos difieren en una cantidad fija.

42. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 38, en el que

dichas cantidades de desplazamiento de fase en canales paralelos difieren de una posible cantidad máxima.

43. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 38, en el que 30

dichas cantidades de desplazamiento de fase en canales paralelos cubren un círculo complejo entero de 360º.

44. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 38, en el que

dichas cantidades de desplazamiento de fase en canales paralelos son tomadas de una configuración de Modulación de Desplazamiento de Fase. 35

45. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 38, en el que

dichas cantidades de desplazamiento de fase utilizadas son señaladas al receptor.

46. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 38, en el que

dichas cantidades de desplazamiento de fase son, al menos parcialmente, controladas por el receptor por medio de un canal de retroalimentación.

47. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 38, en el que

dichas ponderaciones complejas fijas son idénticas para cada rama.

48. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 38, en el que 5

dichas ponderaciones complejas fijas difieren para cada rama.

49. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 33, en el que

dicha etapa de diversificación somete dicha secuencia de símbolos introducida a al menos un procesamiento entre un procesamiento de diversidad de transmisión ortogonal (OTD), a un procesamiento de diversidad de transmisión espaciotemporal ortogonal (STTD), a un procesamiento de 10 diversidad de transmisión espaciotemporal no ortogonal (STTD), a un procesamiento de diversidad de retardo (DD), a un procesamiento de codificación en Enrejado Espaciotemporal, o a un procesamiento de codificación Turbo Espaciotemporal.

50. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 49, en el que

dicha etapa de prediversificación somete dicha secuencia de símbolos introducida, a más de uno de 15 dichos procesamientos, llevándose a cabo dichos procesamientos de forma concatenada.

51. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 30, en el que

dicha secuencia de símbolos introducida es una secuencia de codificación de canal.

52. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 51, en el que

dicha codificación de canal es una codificación Turbo, una codificación convolucional, una codificación 20 de bloque o una codificación en Enrejado.

53. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 30, en el que

todas las columnas de la matriz de símbolos (b) contienen los mismos símbolos.

54. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 30, en el que

dicha matriz de símbolos (b) es un código de bloque espaciotemporal ortogonal. 25

55. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 30, en el que

dicha matriz de símbolos (b) es un código de bloque espaciotemporal no ortogonal.

56. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 30, en el que al menos una columna de la matriz de símbolos (b) es diferente de otra columna.

57. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 30, en el que 30

dicha matriz de símbolos (b) contiene al menos dos matrices de códigos espacio temporales, modulando cada una diferentes símbolos.

58. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 30, en el que

todas las columnas de la matriz de símbolos tienen símbolos diferentes, cada canal paralelo transmite desde un canal espacial respectivo en paralelo al menos dos símbolos asignados al canal espacial. 35