PROCEDIMIENTO Y APARATO DE CONMUTACIÓN DINÁMICA DE MODO DE CODIFICACIÓN/DECODIFICACIÓN ESPACIO-TIEMPO.

Procedimiento de la conmutación dinámica de un modo de codificación espacio-tiempo,

que comprende: - una etapa de determinación para determinar un modo de codificación espacio-tiempo basado en la información de retroalimentación de un canal inverso mediante un transmisor, comprendiendo el modo de codificación espacio-tiempo un modo de codificación de bloque espacio-tiempo y un modo de codificación de bloque espacio-frecuencia; - una etapa de mapeo para el mapeo del modo de codificación determinado a un codificador correspondiente, de manera que una serie de conjuntos de corrientes de símbolos que corresponden a respectivas antenas de transmisión se generan después de la codificación de una secuencia de símbolos modulados; y - una etapa de retroalimentación para la alimentación periódica de la información del modo de codificación utilizada de vuelta a un receptor a través de un canal de control hacia adelante; caracterizado porque la recepción desde el receptor de la información de retroalimentación de un canal inverso que comprende el ancho de banda coherente y el tiempo coherente del canal, en el que el ancho de banda coherente del canal sea establece como el ancho de banda con una respuesta de frecuencia del canal que tiene un coeficiente de correlación superior a 0,5; dijo tiempo coherente del canal se establece como el intervalo de tiempo con una respuesta al impulso del canal que tiene un coeficiente de correlación superior a 0,5

Procedimiento y aparato de la conmutación dinámica de modo de codificación/decodificación espacio-tiempo Memoria Campo de la técnica La presente invención se refiere a la técnica de 4ª generación de comunicaciones móviles, en particular a un procedimiento y a un aparato para el modo de conmutación dinámica de codificación/decodificación de espacio-tiempo basado en la información de estado del canal para un sistema MIMO-OFDM.

Técnica anterior Un sistema de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO) es capaz de obtener una eficiencia de frecuencia proporcional al número de antenas de transmisión en un entorno de rica dispersión y de obtener una tasa de transmisión inalámbrica muy alta en una condición de no sacrificar los recursos de frecuencia y la potencia de transmisión, y por lo tanto ocupa ampliamente.

Una sistema de multiplexado de división de frecuencia ortogonal (OFDM) modula los símbolos de transmisión en subportadores de banda estrecha ortogonales de modo que los símbolos transmitidos en cada sub-portador sólo están sujetos a atenuación plana y, por lo tanto, el diseño de los receptores se simplifica mucho, lo que es una eficiente solución para la transmisión de datos inalámbricos a alta velocidad en múltiples canales de atenuación.

Se supone que el canal es plano en una estructura MIMO existente, pero el canal actual de comunicación inalámbrica es selectivo en frecuencia. Por lo tanto, la combinación de OFDM y MIMO cumplirá con el requisito de MIMO en la selección del canal y es una de las soluciones avanzadas de comunicaciones inalámbricas en el futuro.

MIMO tiene dos estructuras espacio-temporales básicas. Una es la de codificación de espacio-tiempo y el objeto principal de la misma es obtener ganancia de codificación. La otra es multiplexado espacial y el objeto principal de la misma es obtener ganancia de velocidad de datos. Hay tres estructuras básicas en los sistemas de codificación de espacio-tiempo: se conoce como codificación de bloque espacio-tiempo si la diversidad del espacio se obtiene en forma conjunta mediante la codificación de la corriente de símbolos de información transmitidos en los dominios de espacio y tiempo; se conoce como codificación de bloque de espacio-frecuencia si la diversidad del espacio se obtiene en forma conjunta mediante la codificación de la corriente de símbolos de información transmitida en los dominios de espacio y de frecuencia; se conoce como codificación de bloque de espacio-tiempo-frecuencia si la diversidad del espacio se obtiene en forma conjunta mediante la codificación de la corriente de símbolos de información transmitida en el dominio de espacio, tiempo y frecuencia. A pesar de que la diversidad en los dominios de espacio, tiempo y frecuencia se pueden obtener mediante la codificación del espacio-tiempo-frecuencia, la codificación del bloque de espacio-tiempo y la codificación del bloque espacio-frecuencia (que se registra como codificación del bloque de espacio-tiempo/espacio-frecuencia) es más eficiente en una aplicación real, ya que la codificación de espacio-tiempofrecuencia tiene una complejidad relativamente alta y poca flexibilidad.

La solución técnica existente se describe como sigue tomando el ejemplo de un sistema MIMO-OFDM de dos transmisores y dos receptores.

La figura 1 y la figura 2 muestran, respectivamente, estructuras de emisor y receptor para la codificación del bloque de espacio-tiempo o la codificación del bloque espacio-frecuencia existente en un sistema MIMO-OFDM. En el transmisor, la secuencia de origen de bits transmitida se asigna a una constelación modulada para generar una secuencia de símbolos modulados después de la codificación de canal y el entrelazado. La secuencia de símbolos modulados es un bloque espacio-tiempo codificado (bloque espacio-frecuencia codificado) para generar dos tipos de corrientes de símbolos, respectivamente correspondientes a la antena de transmisión 1 y la antena de transmisión 2. Después, los símbolos piloto se insertan de acuerdo con el patrón piloto, las corrientes de símbolos respectivas de las antenas de transmisión son transformadas de Fourier de inversión rápida (IFFT) para generar símbolos OFDM, cada uno tiene un prefijo circular insertado en el encabezado para generar una propagación del símbolo OFDM. Una serie de símbolos OFDM de propagación forman un intervalo de tiempo, y una secuencia pseudo-aleatoria de sincronización se inserta antes de cada intervalo de tiempo para la sincronización del tiempo. Un número de intervalos de tiempo forman un marco de transmisión de la unidad mínima de transmisión.

En el receptor, las corrientes de símbolos recibidos primero son sincronizadas en el marco, son sincronizadas en el intervalo de tiempo y son sincronizadas en el símbolo en base a secuencias de sincronización. Los símbolos OFDM de propagación sincronizada son transformadas de Fourier rápidas (FFT) después retirar el prefijo circular. Un piloto de dominio de frecuencia se extrae del sub-portador OFDM para la estimación del canal. La respuesta del canal de frecuencia estimada ayuda a la decodificación de los símbolos de datos restantes mediante una decodificador de codificación de bloque de espacio-tiempo/un decodificador de codificación de bloque de espacio-frecuencia. Las

corrientes de símbolos generadas son demoduladas, desintercaladas y decodificadas en el canal para generar una secuencia de fuente de bits estimada.

Las principales diferencias entre la codificación del bloque de espacio-tiempo y la codificación del bloque de frecuenciaespacio se describen a continuación en la figura 3 y la figura 4.

Tal como se muestra en la figura 3, los símbolos modulados pre-transmitidos S1 y S2 son codificados mediante un codificador de bloque espacio-frecuencia para generar una corriente de símbolos S1, S1* S2 y -S2*. A continuación, S1 y S1* se asignan a sub-portadores adyacentes del mismo símbolo OFDM y se transmiten mediante la antena 1, S2 y -S2* se asignan a sub-portadores adyacentes del mismo símbolo OFDM y se transmiten mediante la antena 2. Como tal, el siguiente conjunto de símbolos modulados pre-transmitidos S3 y S4 son codificados mediante el codificador de bloque de espacio-frecuencia para generar una corriente de símbolos S3, S3*, S4 y -S4*. Entonces, S3 y -S4* se asignan a sub-portadores adyacentes del mismo símbolo OFDM y se transmiten mediante la antena 1; S4 y S3* se asignan a los sub-portadores adyacentes del mismo símbolo OFDM y se transmiten mediante la antena 2.

Tal como se muestra en la figura 4, los símbolos modulados pre-transmitidos S1 y S2 son codificados mediante un codificador de bloque espacio-tiempo para generar una corriente de símbolos S1, S1*, S2 y -S2*. A continuación, S1 y -S2* se asignan a sub-portadores adyacentes del mismo símbolo OFDM y son transmitidos mediante la antena 1, S2 y S1* se asignan a sub-portadores adyacentes del mismo símbolo OFDM y se transmiten mediante la antena 2. Los símbolos modulados pre-transmitidos S3 y S4 se codifican mediante el codificador de bloque espacio-tiempo para generar una corriente de símbolos S3, S3*, S4 y -S4*. A continuación, S3 y -S4* se asignan a sub-portadores adyacentes del mismo símbolo OFDM y se transmiten mediante la antena 1; S4 y S3* se asignan a sub-portadores adyacentes del mismo símbolo OFDM y son transmitidos mediante la antena 2.

Se asume que la matriz del canal es constante entre símbolos OFDM codificados adyacentes en la codificación de bloque espacio-tiempo diseñada en base a las señales ortogonales. Sin embargo, el intervalo de símbolos del sistema OFDM aumenta en gran medida en comparación con un sistema de portador único con el mismo ancho de banda, de modo que la condición de que la matriz del canal sea constante entre símbolos OFDM codificados adyacentes es difícil de lograr, y por lo tanto, el rendimiento de la codificación del bloque espacio-tiempo se degrada. En particular, como el futuro sistema de comunicación móvil ayuda a los usuarios con la banda de frecuencia más alta y mayor velocidad de movimiento, las señales sometidas de mala atenuación rápidamente degradarán el rendimiento de la codificación del bloque espacio-tiempo. De manera similar, la matriz del canal es constante entre símbolos OFDM codificados adyacentes... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de la conmutación dinámica de un modo de codificación espacio-tiempo, que comprende:

- una etapa de determinación para determinar un modo de codificación espacio-tiempo basado en la información de retroalimentación de un canal inverso mediante un transmisor, comprendiendo el modo de codificación espacio-tiempo un modo de codificación de bloque espacio-tiempo y un modo de codificación de bloque espacio-frecuencia;

- una etapa de mapeo para el mapeo del modo de codificación determinado a un codificador correspondiente, de manera que una serie de conjuntos de corrientes de símbolos que corresponden a respectivas antenas de transmisión se generan después de la codificación de una secuencia de símbolos modulados; y

- una etapa de retroalimentación para la alimentación periódica de la información del modo de codificación utilizada de vuelta a un receptor a través de un canal de control hacia adelante;

caracterizado porque la recepción desde el receptor de la información de retroalimentación de un canal inverso que comprende el ancho de banda coherente y el tiempo coherente del canal, en el que el ancho de banda coherente del canal sea establece como el ancho de banda con una respuesta de frecuencia del canal que tiene un coeficiente de correlación superior a 0, 5; dijo tiempo coherente del canal se establece como el intervalo de tiempo con una respuesta al impulso del canal que tiene un coeficiente de correlación superior a 0, 5.

2. Procedimiento de la conmutación dinámica del modo de codificación espacio-tiempo según la reivindicación 1, en el que una regla para la determinación del modo de codificación espacio-tiempo es que la codificación del bloque espacio-frecuencia se determina si el ancho de banda coherente es mayor que un múltiplo dado del ancho de intervalo entre dos sub-portadores.

3. Procedimiento de la conmutación dinámica del modo de codificación espacio-tiempo según la reivindicación 1, en el que una regla para la determinación del modo de codificación espacio-tiempo es que la codificación del bloque espacio-tiempo se determina si el tiempo coherente es mayor que un múltiplo dado del intervalo de tiempo entre dos símbolos OFDM de propagación.

4. Procedimiento de la conmutación dinámica del modo de codificación espacio-tiempo según la reivindicación 1, en el que una regla para la determinación del modo de codificación espacio-tiempo es que la codificación del bloque espacio-frecuencia se determina si

·[ (anchura entre sub-portadores) (ancho de banda de correlación) ]

es menor que (intervalo de tiempo entre dos símbolos OFDM) (tiempo de correlación)

en el que a es un coeficiente de experiencia asociado con las características del canal.

5. Aparato de conmutación dinámica del modo de codificación espacio-tiempo, que está configurado para un transmisor y comprende una unidad de determinación (11) , una primera unidad de mapeo (12) y una primera unidad de retroalimentación (13) conectada a su vez, en el que:

- la unidad de determinación (11) se utiliza para determinar un modo de codificación espacio-tiempo basado en la información de retroalimentación recibida de un canal inverso, comprendiendo el modo de codificación espacio-tiempo un modo de codificación del bloque espacio-tiempo y un modo de codificación del bloque espacio-frecuencia;

- la primera unidad de mapeo (12) se utiliza para el mapeo del modo de codificación determinado a un codificador correspondiente, de manera que una serie de conjuntos de corrientes de símbolos que corresponden a antenas de transmisión respectivas se generan después de la codificación de una secuencia de símbolos modulados;

- la primera unidad de retroalimentación (13) se utiliza para la alimentación periódica de la información del modo de codificación utilizado de retorno a un receptor a través de un canal de control hacia adelante;

caracterizado porque la información de retroalimentación recibida comprende el ancho de banda coherente y el tiempo coherente del canal, en el que el ancho de banda coherente del canal se establece como el ancho de banda con una respuesta de frecuencia del canal que tiene un coeficiente de correlación superior a 0, 5; dicho tiempo coherente del canal se

establece como el intervalo de tiempo con una respuesta al impulso del canal que tiene un coeficiente de correlación superior a 0, 5.

6. Aparato para conmutación dinámica del modo de codificación espacio-tiempo según la reivindicación 5, en el que una regla para la determinación del modo de codificación espacio-tiempo mediante la unidad de determinación es que la codificación del bloque espacio-frecuencia se determina si el ancho de banda coherente es mayor que un múltiplo dado del ancho del intervalo entre dos sub-portadores.

7. Aparato de conmutación dinámica del modo de codificación espacio-tiempo según la reivindicación 5, en el que una regla para la determinación del modo de codificación espacio-tiempo mediante la unidad de determinación es que la codificación del bloque espacio-tiempo se determina si el tiempo coherente es mayor que un múltiplo dado del intervalo de tiempo entre dos símbolos OFDM de propagación.

8. Aparato de conmutación dinámica del modo de codificación espacio-tiempo según la reivindicación 5, en el que una regla para la determinación del modo de codificación espacio-tiempo mediante la unidad de la determinación es que la codificación del bloque espacio-frecuencia se determina si

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