Procedimiento y aparato para determinar una matriz de precodificación para precodificar símbolos a transmitir a una pluralidad de dispositivos inalámbricos.

Procedimiento (100) para determinar una matriz de precodificación,

PCM, para precodificar símbolos, s, a transmitir a una pluralidad de dispositivos inalámbricos por un nodo de un sistema de comunicación inalámbrica, en el que la matriz de precodificación, PCM, P, comprende un vector de precodificación, pk, para cada dispositivo inalámbrico de la pluralidad de dispositivos inalámbricos, en el que cada vector de precodificación, pk, comprende un elemento de precodificación, ejθi,k, para cada antena de transmisión de una pluralidad de antenas de transmisión del nodo, en el que cada elemento de precodificación, ejθi,k, representa un desfasador capaz de desplazar una fase de un símbolo, s, a transmitir a través de la antena de transmisión correspondiente al dispositivo inalámbrico correspondiente por un ángulo de fase, estando el procedimiento caracterizado por el hecho de que comprende:

calcular (110) una pluralidad de indicadores de intensidad de interferencia para diferentes ángulos de fase, θ, en el que los diferentes ángulos de fase se aplican sucesivamente a un elemento de precodificación, ejθi,k, de un vector de precodificación, pk, para el cálculo de los indicadores de intensidad de interferencia, en el que un indicador de intensidad de interferencia se calcula a partir de una matriz de precodificación, P, que comprende el elemento de precodificación, ejθi,k, considerando el ángulo de fase diferente respectivo, θ; y

seleccionar (120) para el elemento de precodificación, ejθi,k, del vector de precodificación, pk, un ángulo de fase, θ, correspondiente a un indicador de intensidad de interferencia calculado que satisface un criterio de intensidad de interferencia predefinido.

Procedimiento y aparato para determinar una matriz de precodificación para precodificar símbolos a transmitir a una pluralidad de dispositivos inalámbricos [0001] Unas realizaciones según la invención se refieren a sistemas de comunicación inalámbrica, especialmente a comunicaciones múltiple entrada múltiple salida multiusuario inalámbricas (MIMO) , y particularmente a un procedimiento y un aparato para determinar una matriz de precodificación para precodificar símbolos a transmitir a una pluralidad de dispositivos inalámbricos por un nodo de un sistema de comunicación inalámbrica.

En el enlace descendente de sistemas de comunicación MIMO multiusuario, el diseño de precodificación y la programación de usuarios son la clave para lograr gran capacidad y baja interferencia inter-usuario. Un procedimiento de precodificación con forzado a cero (ZF- forzado a cero) se utiliza principalmente para este propósito y puede cancelar totalmente la interferencia inter-usuario si se obtiene información de estado de canal perfecta en el transceptor.

Como otro procedimiento de precodificación para llevar a cabo la propiedad de módulo constante, hay disponible un procedimiento de precodificación de sistema MIMO multiusuario definido en Rel. 8. Aunque este precodificador tiene la propiedad de módulo constante, puede no mitigar adecuadamente la baja interferencia interusuario. Esto es debido principalmente a que este procedimiento está basada en tecnologías MIMO de usuario único y el número de matrices de precodificación está limitado por el número de libros de códigos.

En caso de precodificación no basada en libro de códigos en el eNB, cada terminal (dispositivo inalámbrico) proporciona un Indicador de Dirección de Canal (CDI) junto con un Indicador de Calidad de Canal (CQI) a través del canal de realimentación. Aquí, el CDI es una entrada en el libro de códigos (en general representada por un índice de libro de códigos)

Que se obtiene mediante la Cuantización de vector de canal (CVQ) del vector de canal compuesto es decir, la combinación del canal Hk y el filtro de recepción wk en el usuario k. Puesto que el filtro de recepción de Mínimo Error Cuadrático Medio (MMSE) finalmente utilizado del usuario k depende del precodificador finalmente escogido que no se conoce en el momento de CVQ porque los canales de otros usuarios son desconocidos debido a la naturaleza no cooperativa del canal de enlace descendente, el receptor debe ser estimado tal como se describe en "3GPP, R1-070346, Philips, "Comparison of MU-MIMO feedback schemes with multiple UE receive antennas". Dicho de otro modo, el cuantizador Qc no solo calcula el vector de canal compuesto [0007] Debido al hecho de que los canales de otros usuarios y el precodificador finalmente escogido no es conocido cuando la información de realimentación se calcula en un terminal, el SINR como CQI deben ser aproximados teniendo en cuenta una estimación aproximada de la interferencia multiusuario causada por la información de estado de canal im perfecta en el eNB debido a la cuantización (ver "3GPP, R1-070346, Philips, "Comparison of MU-MIMO feedback schemes with multiple UE receive antennas"" para detalles) :

Mientras que los valores CQI values se usan en el eNB para programar a los usuarios de manera codiciosa tal como se describe en 23GPP, R1-070346, Philips, "Comparison of MU-MIMO feedback schemes with multiple UE receive antennas"" y "3GPP, R1-062483, Philips, "Comparison between MU-MIMO codebook-based channel reporting techniques for LTE downlink"" y para elegir el MCS adecuado (Esquema de Modulación y Codificación) , se

utilizan los CDI para generar la matriz de canal compuesta con filas según los vectores de canal compuestos cuantizados de los D usuarios programados (dispositivos inalámbricos) . Hay que destacar que como máximo se supone un flujo de datos (símbolo) por usuario, y por lo tanto, D es también el número de flujos de datos transmitidos simultáneamente. Siendo s el vector de dimensión D de los símbolos programados y suponiendo un donde D es una matriz diagonal con elementos escogidos para una carga de misma potencia.

A continuación, se describe una implementación (Basada en distancias euclídeas CVQ) del cuantizador Qc. También son aplicables otras implementaciones de cuantificador tales como SINR a partir de CVQ.

Hay que recordar que un problema de CVQ es el hecho de que el filtro de recepción MMSE finalmente escogido (filtro de recepción de Mínimo Error Cuadrático Medio) no se conoce cuando el terminal calcula al información de realimentación debido a su dependencia del precodificador finalmente escogido y este precodificador no se puede calcular en los terminales debido a la falta de conocimiento acerca de la información de estado del canal en otros terminales (naturaleza no cooperativa del canal de enlace descendente) . Para superar este obstáculo, se supone en primer lugar un filtro de recepción arbitrario. Como el vector de canal compuesto resultante es entonces una combinación lineal arbitraria de las filas de Hk, se encuentra en el espacio fila de Hk. Este hecho puede explotarse para CVQ en el sentido de que la entrada de libro de códigos se elige de manera que la distancia al espacio de fila de Hk se minimiza. Sin embargo, para calcular el CQI, se necesita no sólo el vector de canal compuesto cuantificado sino también una estimación del filtro de recepción. En el caso de CVQ basado en la distancia euclídea, el filtro de recepción también se elige de manera que el vector de canal compuesto resultante en el espacio de filas de Hk tenga la distancia euclidiana mínima del vector de canal cuantizado. Hay que destacar que el criterio de optimización del filtro de recepción resultante ya no es el error cuadrático medio como en el receptor MMSE finalmente aplicado sino la distancia euclidiana. Esto conduce a una falta de coincidencia entre la verdadera SINR y la realimentada como CQI y que se utiliza para la programación. Finalmente, el proceso del procedimiento [0012] A continuación, se explican detalles del procedimiento de formación de haces de forzado a cero (ZF) empleando las figuras. La figura 8a muestra una ilustración esquemática de un sistema MIMO multiusuario (MU-MIMO) con una estación base y dos dispositivos inalámbricos (equipo de usuario UE) . Ilustra una configuración objetivo para la transmisión de enlace descendente en un sistema MIMO multiusuario. Para ello, se desea un diseño precodificación y su procedimiento de optimización para el ahorro de energía. En este ejemplo, la estación base comprende cuatro antenas y cada dispositivo inalámbrico comprende dos antenas. Además, La figura 8b muestra una ilustración esquemática de la precodificación de datos. La matriz de precodificación se utiliza para precodificar datos para cada antena de la estación base y los amplificadores de potencia (PA) de cada antena amplifican una señal de datos correspondiente para la transmisión.

Para esto, primero la estación base recoge la información de estado de canal (h1, eff to hL, eff) de los dispositivos inalámbricos, tal como se indica en la figura 9, donde L es el número de dispositivos inalámbricos. Para precodificar con procedimiento de formación de haces de forzado a cero (ZF) , se recibe información de estado del canalh1, eff, hL, eff desde los dispositivos inalámbricos en el nodo. A partir de la retroalimentación de los dispositivos inalámbricos (los UE) , se puede calcular un canal compuesto (matriz de canal compuesto) Heff. El canal compuesto puede indicar la combinación del canal medido H k en el usuario k y el filtro recibido wk en el usuario k. Entonces, se [0014] La base matemática para la precodificación de datos de acuerdo con el concepto de forzado a cero se ilustra en la figura 10. Muestra un ejemplo para dos antenas de transmisión (TX) y dos dispositivos inalámbricos (UE, equipo de usuario) . Como puede verse, la potencia de transmisión Pa1, Pa2 entre las antenas es desigual. Los datos precodificados se transmiten a los dispositivos inalámbricos. En los dispositivos inalámbricos las señales de recepción se filtran por un filtro de recepción W para obtener los datos transmitidos.

Sin embargo, el precodificador ZF (un dispositivo que tiene una función de precodificación se conoce como un precodificador) obtenido mediante la ecuación (5) no posee una propiedad de módulo constante. Aquí, la propiedad de módulo constante significa correcciones de fase pura - es decir, sin cambios de amplitud. Por lo tanto, el precodificador ZF carga de forma desigual la potencia de transmisión para cada antena. Cada PA (amplificador de potencia) necesita dar como salida una potencia de transmisión mayor que un precodificador que satisfaga la propiedad.... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento (100) para determinar una matriz de precodificación, PCM, para precodificar símbolos, s, a transmitir a una pluralidad de dispositivos inalámbricos por un nodo de un sistema de comunicación inalámbrica, en el que la matriz de precodificación, PCM, P, comprende un vector de precodificación, pk, para cada dispositivo inalámbrico de la pluralidad de dispositivos inalámbricos, en el que cada vector de precodificación, pk, comprende un elemento de precodificación, eje i, k, para cada antena de transmisión de una pluralidad de antenas de transmisión del nodo, en el que cada elemento de precodificación, eje i, k, representa un desfasador capaz de desplazar una fase de un símbolo, s, a transmitir a través de la antena de transmisión correspondiente al dispositivo inalámbrico correspondiente por un ángulo de fase, estando el procedimiento caracterizado por el hecho de que comprende:

calcular (110) una pluralidad de indicadores de intensidad de interferencia para diferentes ángulos de fase, e, en el que los diferentes ángulos de fase se aplican sucesivamente a un elemento de precodificación, eje i, k, de un vector de precodificación, pk, para el cálculo de los indicadores de intensidad de interferencia, en el que un indicador de intensidad de interferencia se calcula a partir de una matriz de precodificación, P, que comprende el elemento de precodificación, eje i, k, considerando el ángulo de fase diferente respectivo, e; y seleccionar (120) para el elemento de precodificación, eje i, k, del vector de precodificación, pk, un ángulo de fase, e, correspondiente a un indicador de intensidad de interferencia calculado que satisface un criterio de intensidad de interferencia predefinido.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el criterio de intensidad de interferencia predefinido se satisface para un indicador de intensidad de interferencia calculado que indica la intensidad de interferencia menor de la pluralidad de indicadores de intensidad de interferencia calculados o el criterio de intensidad de interferencia predefinido se satisface para un indicador de intensidad de interferencia calculado que indica una intensidad de interferencia menor que un umbral de interferencia.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o la 2, en el que un indicador de intensidad de interferencia representa una intensidad de interferencia entre dispositivos inalámbricos provocada por una transmisión simultánea de datos a los dispositivos inalámbricos por un nodo, si uno de los diferentes ángulos de fase, e, se aplica al elemento de precodificación, eje i, k.

4. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 3, en el que todos los elementos de precodificación, eje i, k, de la matriz de precodificación, PCM, representan un desfasador capaz de desplazar una fase de un símbolo, s, a transmitir sin cambiar una amplitud del símbolo, s.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que un indicador de intensidad de interferencia se calcula para diferentes ángulos de fase, e, aplicado a cada elemento de precodificación, eje i, k, de cada vector de precodificación, pk, de la matriz de precodificación, PCM, en el que para cada elemento de precodificación, eje i, k, de cada vector de precodificación, pk, un ángulo de fase, e, se selecciona correspondiente al indicador de intensidad de interferencia calculado que indica la intensidad de interferencia menor de todos los indicadores de intensidad de interferencia calculados.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que los diferentes ángulos de fase, e, que se aplican a un elemento de precodificación, eje i, k, están contenidos en un conjunto predefinido de ángulos de fase, 0, que comprende una distribución equidistante de ángulos de fase, e, desde 0 a 21.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que un indicador de intensidad de interferencia se calcula a partir de una multiplicación de una matriz de canal, Heff, y la matriz de precodificación, PCM, en el que la matriz de canal, Heff, está basada en una información de estado de canal recibida desde la pluralidad de dispositivos inalámbricos.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que un indicador de intensidad de interferencia se calcula a partir de una diferencia entre una matriz de supresión de interferencias, I, aI, D, y un resultado de la multiplicación de la matriz de canal, Heff, y la matriz de precodificación, PCM.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que la matriz de supresión de interferencias es una matriz identidad, I.

10. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que la matriz de supresión de interferencias es una matriz identidad ponderada, aI, en el que se calculan indicadores de intensidad de interferencia para diferentes valores de ponderación, a, para la matriz identidad ponderada, aI.

11. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que la matriz de supresión de interferencias es una matriz diagonal, en el que se calculan indicadores de intensidad de interferencia para diferentes conjuntos de elementos de la diagonal, d, de la matriz diagonal, D.

12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que la matriz de precodificación, PCM, se

o donde PCM es la matriz de precodificación a determinar, Heff es una matriz de canal basada en una información de estado de canal recibida desde la pluralidad de dispositivos inalámbricos, P es una matriz de precodificación considerando un ángulo de fase específico de los diferentes ángulos de fase para un elemento de precodificación, I es una matriz identidad, I es un conjunto de matrices de precodificación considerando diferentes ángulos de fase, a es un factor de ponderación, D es una matriz diagonal con elementos d1-dD, eje i, k es un elemento de precodificación, ei, k es un ángulo de fase, aCM es un factor de ponderación correspondiente a un indicador de intensidad de interferencia que indica la intensidad de interferencia menor, DCM

indicador de intensidad de interferencia que indica la intensidad de interferencia menor y

es un indicador de intensidad de interferencia.

13. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende además precodificar los símbolos, s, a transmitir a la pluralidad de dispositivos inalámbricos con la matriz de precodificación, PCM, aplicar el ángulo de fase seleccionado, e, para el elemento de precodificación, eje i, k, del vector de precodificación, pk.

14. Aparato (800) para determinar una matriz de precodificación, PCM, para precodificar símbolos, s, a transmitir a una pluralidad de dispositivos inalámbricos por un nodo de un sistema de comunicación inalámbrica, en el que la matriz precodificada, PCM, comprende un vector de precodificación, pk, para cada dispositivo inalámbrico de la pluralidad de dispositivos inalámbricos, en el que cada vector de precodificación, pk, comprende un elemento de 30 precodificación, eje i, k, para cada antena de transmisión de una pluralidad de antenas de transmisión del nodo, en el que cada elemento de precodificación, eje i, k, representa un desfasador capaz de desplazar una fase de un símbolo, s, a transmitir a través de la antena de transmisión correspondiente al dispositivo inalámbrico correspondiente por un ángulo de fase, e, estando el aparato caracterizado por el hecho de que comprende: un procesador (810) configurado para calcular una pluralidad de indicadores de intensidad de interferencia para diferentes ángulos de 35 fase, e, en el que los diferentes ángulos de fase se aplican sucesivamente a un elemento de precodificación, eje i, k, de un vector de precodificación, pk, en el que un indicador de intensidad de interferencia se calcula a partir de una matriz de precodificación, PCM, que comprende el elemento de precodificación, eje i, k, considerando el ángulo de fase diferente respectivo, e, en el que el procesador (810) está configurado para seleccionar para el elemento de precodificación, eje i, k, del vector de precodificación, pk, un ángulo de fase, e, correspondiente a un indicador de intensidad de interferencia calculado que satisface un criterio de intensidad de interferencia predefinido.

15. Programa de ordenador con un código de programa para realizar el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que el programa de ordenador se ejecuta en un ordenador o un microcontrolador.

Calcular una pluralidad de indicadores de intensidad de interferencia para diferentes ángulos de fase (e) los diferentes ángulos de fase se aplican sucesivamente a un elemento de precodificación (eje i, k) de un vector de precodificación (pk) para el cálculo de los indicadores de intensidad de interferencia, en el que un indicador de intensidad de interferencia se calcula a partir de una matriz de precodificación (P) que comprende el elemento de precodificación (eje i, k) considerando los diferentes ángulos de fase (e) .

Seleccionar para el elemento de precodificación (eje i, k) del vector de precodificación (pk) un ángulo de fase (e) correspondiente a un indicador de intensidad de interferencia calculado que satisface un criterio de intensidad de interferencia.

Resolución

Procesador

Información de estado de canal