Inserción adaptativa de pilotos para un sistema MIMO-OFDM.

Un procedimiento de transmisión de pilotos en un sistema de comunicación de múltiple entrada y múltiplesalida (MIMO),

que comprende:

transmitir en cada trama un primer piloto adecuado para derivar una estimación de una respuesta de uncanal MIMO entre una entidad transmisora y una entidad receptora;

transmitir de forma selectiva en cada trama un piloto adicional adecuado para derivar una estimaciónmejorada de la respuesta del canal MIMO y determinar si hay que transmitir el piloto adicional en base auno o más factores incluyendo el estado del canal MIMO; y

transmitir señalización para indicar el piloto adicional que se está transmitiendo, en donde la señalizaciónpara el piloto adicional se transmite de forma concurrente con el piloto adicional.

Inserción adaptativa de pilotos para un sistema MIMO-OFDM

ANTECEDENTES

I. Campo

La presente invención se refiere en general a comunicación, y más específicamente a técnicas para transmitir pilotos y señalización en un sistema de comunicación de múltiple entrada y múltiple salida (MIMO) .

II. Antecedentes

Un sistema MIMO emplea múltiples antenas de transmisión (T) en una entidad transmisora y múltiples antenas de recepción (R) en una entidad receptora para transmisión de datos. Un canal MIMO formado por las T antenas de transmisión y las R antenas de recepción puede descomponerse en S canales espaciales, en donde S º min {T, R}. Los S canales espaciales pueden utilizarse para transmitir datos en paralelo para lograr un mayor rendimiento y/o de forma redundante para lograr una mayor fiabilidad.

La Multiplexación por División Ortogonal de Frecuencia (OFDM) es una técnica de modulación de múltiples portadoras que divide de forma efectiva el ancho de banda total del sistema en múltiples (K) subbandas de frecuencia ortogonales. Estas subbandas también se denominan tonos, subportadoras, bins, y canales de frecuencia. Con OFDM, cada subbanda se asocia con una subportadora respectiva que puede modularse con datos. Se pueden enviar hasta K símbolos de modulación en las K subbandas en cada periodo de símbolo.

Un sistema MIMO-OFDM es un sistema MIMO que utiliza OFDM. El sistema MIMO-OFDM tiene S canales espaciales para cada una de las subbandas de K. Cada canal espacial de cada subbanda puede llamarse "canal de transmisión" y puede utilizarse para transmitir un símbolo de modulación en cada periodo de símbolo. Cada canal de transmisión puede experimentar diferentes condiciones de canal perjudiciales tales como, por ejemplo, desvanecimiento, trayectos múltiples y los efectos de interferencias. Los S · K canales de transmisión del canal MIMO también pueden experimentar diferentes condiciones de canal y pueden estar asociados con diferentes ganancias complejas y relaciones de señal a ruido e interferencia (SNRs) .

Para lograr un alto rendimiento, a menudo es necesario caracterizar el canal MIMO. Por ejemplo, la entidad transmisora puede necesitar una estimación de la respuesta del canal MIME para llevar a cabo procesado espacial (descrito a continuación) para de transmitir datos a la entidad receptora. La entidad que recibe necesita normalmente una estimación de la respuesta del canal MIMO para realizar procesado espacial del receptor de las señales recibidas desde la entidad transmisora con el fin de recuperar los datos transmitidos.

La entidad transmisora normalmente transmite un piloto para ayudar a la entidad receptora en la realización de una serie de funciones. El piloto se compone típicamente de símbolos de modulación conocidos que se transmiten de una manera conocida. La entidad receptora puede utilizar el piloto para estimación de canal, sincronización y adquisición de frecuencia, detección de datos, y así sucesivamente. Puesto que el piloto representa sobrecarga de datos en el sistema, es deseable minimizar la cantidad de recursos del sistema utilizados para transmitir el piloto. Así, el sistema puede emplear una estructura de pilotos que proporciona una cantidad adecuada de pilotos para la mayoría de las entidades que reciben en condiciones normales (o en la mayoría) de canal. Sin embargo, esta estructura de pilotos puede ser inadecuada para ciertas entidades receptoras bajo condiciones adversas de canal.

Por lo tanto, existe una necesidad en la técnica de técnicas para transmitir pilotos para diferentes condiciones de canal.

RESUMEN

La invención está definida por las reivindicaciones independientes. Técnicas para transmitir de manera adaptable y flexible pilotos adicionales, por ejemplo, en base a las condiciones del canal y/u otros factores, con el fin de lograr un buen rendimiento se describen en el presente documento. Una entidad transmisora transmite un piloto "base" en cada unidad de datos de protocolo (PDU) . Una entidad receptora es capaz de obtener una estimación de respuesta de canal suficientemente precisa de un canal MIMO entre las entidades transmisora y receptora con el piloto base bajo condiciones nominales de canal (o la mayoría) . La entidad transmisora transmite selectivamente un piloto adicional si y cuando es necesario, por ejemplo, en base a las condiciones del canal y/o otros factores. El piloto adicional puede ser insertado de forma adaptativa en cualquier periodo de símbolo en la PDU, a excepción de periodos de símbolo con otras transmisiones designadas. La entidad receptora es capaz de derivar una estimación mejorada de respuesta de canal con el piloto adicional. El piloto base representa una sobrecarga de datos fija y se selecciona para proporcionar un buen rendimiento bajo condiciones nominales de canal (o la mayoría) . El piloto adicional puede ser enviado cuando sea necesario y puede proporcionar un buen rendimiento para condiciones de canal adversas, sin tener que incurrir en una sobrecarga de datos fija y alta para el piloto.

La entidad transmisora envía señalización para indicar que un piloto adicional está siendo enviado. Esta señalización puede ser convenientemente incrustada dentro de un piloto de portadora que se transmite sobre un conjunto designado de P subbandas a través de la mayor parte de las PDU (por ejemplo, P = 4) . Un conjunto de P símbolos de piloto se envía en el conjunto de P subbandas en cada período de símbolo en el que se transmite el piloto de portadora. Diferentes conjuntos de P símbolos de piloto pueden estar formados por diferentes valores de señalización, por ejemplo, un valor de señalización para indicar que los símbolos de datos se transmiten en las restantes subbandas utilizables, otro valor de señalización para indicar que los símbolos de piloto adicionales están siendo transmitidos, y así sucesivamente. La señalización para el piloto adicional puede ser enviada mediante la selección de un conjunto apropiado de P símbolos de piloto y el envío de estos P símbolos de piloto en las P subbandas utilizadas para el piloto de portadora. El piloto adicional y su señalización, pueden ser enviados de forma selectiva y simultánea en casi cualquier periodo de símbolo en la PDU. La señalización para el piloto adicional también puede ser enviada de algún otro modo.

Varios aspectos y realizaciones de la invención se describen en más detalle a continuación.

DESCRIPCIÓN BREVE DE LOS DIBUJOS

La Figura 1 muestra una estructura de subbandas OFDM utilizada por IEEE 802.11 a; La Figura 2 muestra un ejemplo de formato de PDU adecuado para un sistema MIMO; La Figura 3 muestra un proceso para transmitir un piloto adicional; La Figura 4 muestra un proceso para recibir y utilizar el piloto adicional; La Figura 5 muestra un diagrama de bloques de una entidad transmisora y una entidad receptora; La Figura 6 muestra un diagrama de bloques de un procesador espacial de transmisión (TX) ; y La Figura 7 muestra un diagrama de bloques de un procesador de señalización de piloto TX.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

La palabra "ejemplar" se usa aquí con significado "que sirve como ejemplo, caso o ilustración." Cualquier realización descrita en este documento como "ejemplar" no debe interpretarse necesariamente como preferente o ventajosa sobre otras realizaciones.

La transmisión de piloto y las técnicas de señalización descritas en este documento pueden ser utilizadas para un sistema de entrada única salida única (SISO) , un sistema de una sola entrada y múltiple salida (SIMO) , un sistema de múltiple entrada y salida única (MISO) y un sistema MIMO. Estas técnicas se pueden utilizar para un sistema basado en OFDM y para otros sistemas de comunicación de múltiples portadoras. Estas técnicas también se pueden usar con diversas estructuras de subbandas de OFDM. Para mayor claridad, estas técnicas se describen específicamente a continuación para un sistema MIMO-OFDM utilizando la estructura de subbandas de OFDM definida en IEEE 802.1 Ia.

La estructura de subbandas IEEE 802.11 de OFDM divide el ancho de banda total del sistema en 64 subbandas ortogonales (es decir, K = 64) , a las que se asignan índices de -32 a 31. De estas 64 subbandas, 48 subbandas con índices de ± {1, ..., 6, 8, ..., 20, 22, ... , 26} pueden ser usadas para transmisión de datos y piloto y se denominan subbandas "de datos", 4 subbandas con índices... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de transmisión de pilotos en un sistema de comunicación de múltiple entrada y múltiple salida (MIMO) , que comprende:

transmitir en cada trama un primer piloto adecuado para derivar una estimación de una respuesta de un canal MIMO entre una entidad transmisora y una entidad receptora; transmitir de forma selectiva en cada trama un piloto adicional adecuado para derivar una estimación mejorada de la respuesta del canal MIMO y determinar si hay que transmitir el piloto adicional en base a uno o más factores incluyendo el estado del canal MIMO; y transmitir señalización para indicar el piloto adicional que se está transmitiendo, en donde la señalización para el piloto adicional se transmite de forma concurrente con el piloto adicional.

2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que el piloto adicional se envía en un primer conjunto de

subbandas de frecuencia en un periodo de símbolo seleccionado para transmisión de piloto adicional y en el que la señalización se envía en un segundo conjunto de subbandas de frecuencia en el período de símbolo.

3. El procedimiento según la reivindicación 2, en el que el segundo conjunto de subbandas de frecuencia es para un piloto de portadora adecuado para rastrear la fase de una señal portadora utilizada por la entidad transmisora.

4. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que el primer piloto y el piloto adicional son pilotos MIMO no dirigidos enviados desde una pluralidad de antenas en la entidad transmisora y sin procesado espacial por la entidad transmisora.

5. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que el primer piloto y el piloto adicional son pilotos MIMO dirigidos enviados en canales espaciales ortogonales del canal MIMO.

6. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que el piloto adicional es enviado en todas las subbandas utilizables para transmisión de datos.

7. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que el piloto adicional es enviado en un subconjunto de subbandas utilizables para transmisión de datos.

8. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que cada trama expande una pluralidad de periodos de símbolo designados para transmisión de datos, y en el que el piloto adicional se transmite de forma selectiva en cada uno de la pluralidad de periodos de símbolo.

9. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que el sistema MIMO utiliza multiplexación por división ortogonal de frecuencia (OFDM) .

10. Un aparato para transmisión de pilotos en un sistema de comunicación de múltiple entrada y múltiple salida (MIMO) , que comprende:

45 medios para transmitir en cada trama un primer piloto adecuado para derivar una estimación de una respuesta de un canal MIMO entre una entidad transmisora y una entidad receptora; medios para transmitir de forma selectiva en cada trama un piloto adicional adecuado para derivar una estimación mejorada de la respuesta del canal MIMO y determinar si hay que transmitir el piloto adicional en base a uno o más factores incluyendo el estado del canal MIMO; y medios para transmitir señalización para indicar el piloto adicional que se está transmitiendo, en donde la señalización para el piloto adicional se transmite de forma concurrente con el piloto adicional.

11. El aparato según la reivindicación 10, en el que el piloto adicional se envía en un primer conjunto de subbandas

de frecuencia en un periodo de símbolo seleccionado para transmisión de piloto adicional y en el que la 55 señalización se envía en un segundo conjunto de subbandas de frecuencia en el período de símbolo.

12. El aparato según la reivindicación 10, en el que cada trama expande una pluralidad de periodos de símbolo designados para transmisión de datos, y en el que el piloto adicional se transmite de forma selectiva en cada uno de la pluralidad de periodos de símbolo.

13. Un procedimiento de recepción de los pilotos en un sistema de comunicación de múltiple entrada y múltiple salida (MIMO) , que comprende:

recibir un primer piloto transmitido en cada trama y adecuado para derivar una estimación de una respuesta 65 de un canal MIMO entre una entidad transmisora y una entidad receptora; recibir un piloto adicional transmitido de forma selectiva en cada trama para derivar una estimación mejorada de la respuesta del canal MIMO, en donde la entidad transmisora determina si se debe transmitir el piloto adicional en base a uno o más factores incluyendo el estado del canal MIMO; y recibir señalización que indica si el piloto adicional se está transmitiendo en cada trama y en donde la

señalización y el piloto adicional son transmitidos de forma concurrente en un periodo de símbolo por la entidad transmisora.

14. El procedimiento según la reivindicación 13, en el que la señalización se recibe en un primer conjunto de subbandas de frecuencia y el piloto adicional se recibe en un segundo conjunto de subbandas de frecuencia.

15. El procedimiento según la reivindicación 13, en el que el primer piloto y el piloto adicional son pilotos MIMO no dirigidos enviados desde una pluralidad de antenas en la entidad transmisora y sin procesado espacial por la entidad transmisora.

16. El procedimiento según la reivindicación 13, en el que el primer piloto y el piloto adicional son pilotos MIMO dirigidos enviados en canales espaciales ortogonales del canal MIMO.

17. Un aparato para la recepción de pilotos en un sistema de comunicación de múltiple entrada y múltiple salida (MIMO) , que comprende:

medios para recibir un primer piloto transmitido en cada trama y adecuado para derivar una estimación de una respuesta de un canal MIMO entre una entidad transmisora y una entidad receptora; medios para recibir un piloto adicional transmitido de forma selectiva en cada trama para derivar una estimación mejorada de la respuesta del canal MIMO, en donde la entidad transmisora determina si se debe

transmitir el piloto adicional en base a uno o más factores incluyendo el estado del canal MIMO; y medios para recibir señalización que indica si el piloto adicional se está transmitiendo en cada trama y en donde la señalización y el piloto adicional son transmitidos de forma concurrente en un periodo de símbolo por la entidad transmisora.

18. Un programa de ordenador que comprende instrucciones que cuando son ejecutadas por un ordenador hacen que el ordenador lleve a cabo el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 ó 13 a 16.