Pilotos para sistemas de comunicación de MIMO.

Un terminal (120x) en un sistema de comunicación inalámbrica de múltiples entradas y múltiples salidas,

MIMO, que comprende: un procesador espacial (460) de recepción, operativo para procesar un piloto de MIMO recibido desde un punto de acceso por un enlace descendente en el sistema de MIMO, para obtener estimaciones de respuesta de canal para el enlace descendiente, en el cual el piloto de MIMO comprende una pluralidad de pilotos ortogonales generados en base a un primer símbolo piloto y una pluralidad de secuencias ortogonales asignadas a una pluralidad de antenas en el punto de acceso, con un piloto ortogonal para cada una entre la pluralidad de antenas;

estando el terminal caracterizado por un procesador espacial (490) de transmisión, operativo para generar un piloto dirigido, en base a un segundo símbolo piloto y un vector de dirección para un canal espacial, por un enlace ascendente en el sistema de MIMO; y

un controlador (480) operativo para obtener el vector de dirección para el canal espacial en el enlace ascendente, en base a las estimaciones de respuesta de canal obtenidas para el enlace descendente.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11153572.

Solicitante: QUALCOMM INCORPORATED.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 5775 MOREHOUSE DRIVE SAN DIEGO, CA 92121-1714 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: HOWARD,STEVEN,J, WALLACE,MARK, KETCHUM,JOHN,W, WALTON,RODNEY J.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H04B7/005 SECCION H — ELECTRICIDAD.H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS.H04B TRANSMISION.H04B 7/00 Sistemas de radiotransmisión, es decir, utilizando un campo de radiación (H04B 10/00, H04B 15/00 tienen prioridad). › Control de la transmisión; Igualación.
  • H04B7/04 H04B 7/00 […] › utilizando varias antenas independientes espaciadas.
  • H04B7/06 H04B 7/00 […] › en la estación de emisión.
  • H04B7/08 H04B 7/00 […] › en la estación de recepción.
  • H04L1/00 H04 […] › H04L TRANSMISION DE INFORMACION DIGITAL, p. ej. COMUNICACION TELEGRAFICA (disposiciones comunes a las comunicaciones telegráficas y telefónicas H04M; selección H04Q). › Disposiciones para detectar o evitar errores en la información recibida.
  • H04L1/06 H04L […] › H04L 1/00 Disposiciones para detectar o evitar errores en la información recibida. › utilizando diversidad de espacio.
  • H04L1/08 H04L 1/00 […] › por emisión repetida, p. ej. sistema Verdan.
  • H04L1/16 H04L 1/00 […] › en el cual el canal de retorno lleva señales de control, p. ej. repetición de señales de demanda.
  • H04L12/28 H04L […] › H04L 12/00 Redes de datos de conmutación (interconexión o transferencia de información o de otras señales entre memorias, dispositivos de entrada/salida o unidades de tratamiento G06F 13/00). › caracterizados por la configuración de los enlaces, p. ej. redes locales (LAN), redes extendidas (WAN) (redes de comunicación inalámbricas H04W).
  • H04L12/56
  • H04L25/02 H04L […] › H04L 25/00 Sistemas de banda base. › Detalles.
  • H04L25/03 H04L 25/00 […] › Redes de formación para emisor o receptor, p. ej. redes de formación adaptables.
  • H04L27/00 H04L […] › Sistemas de portadora modulada.
  • H04L27/26 H04L […] › H04L 27/00 Sistemas de portadora modulada. › Sistemas utilizando códigos de frecuencias múltiples (H04L 27/32 tiene prioridad).
  • H04W16/28 H04 […] › H04W REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS.H04W 16/00 Planificación de red, p. ej. herramientas de planificación de cobertura o tráfico; Utilización de red, p. ej. división de recursos o estructuras celulares. › usando orientación del haz.
  • H04W28/20 H04W […] › H04W 28/00 Tráfico de red o gestión de recursos. › Negociación de ancho de banda.
  • H04W52/50 H04W […] › H04W 52/00 Gestión de potencia, p. ej. TPC [Control de potencia de Transmisión (Transmission Power Control)], ahorro de potencia o niveles de potencia. › en el momento de inicio de la comunicación en un entorno de acceso múltiple.

PDF original: ES-2438718_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Pilotos para sistemas de comunicacion de MIMO.

Antecedentes

I. Campo La presente invencion se refiere, en general, a comunicaciones de datos y, mas especificamente, a pilotos adecuados para su uso en sistemas de comunicacion de multiples entradas y multiples salidas (MIMO) .

II. Antecedentes Un sistema de MIMO emplea multiples (NT) antenas transmisoras y multiples (NR) antenas receptoras para la transmision de datos. Un canal de MIMO formado por las NT antenas transmisoras y las NR receptoras se puede descomponer en NS canales independientes, que tambien se denominan como auto-modalidades, en los que NS º min {NT, NR}. Cada uno de los NS canales independientes corresponde a una dimension. El sistema de MIMO puede proporcionar un rendimiento mejorado (por ejemplo una capacidad de transmision incrementada y / o una mayor fiabilidad) si se utilizan las capacidades adicionales creadas por las multiples antenas transmisoras y receptoras.

En un sistema de comunicacion inalambrica, los datos a transmitir se modulan primero sobre una seral portadora de frecuencia de radio (RF) para generar una seral de RF modulada que sea mas adecuada para la transmision por un canal inalambrico. Para un sistema de MIMO, pueden ser generadas hasta NT serales de RF moduladas, y transmitidas simultaneamente desde las NT antenas transmisoras. Las serales de RF moduladas transmitidas pueden alcanzar las NR antenas receptoras mediante un cierto numero de trayectorias de propagacion en el canal inalambrico. Las caracteristicas de las trayectorias de propagacion varian habitualmente a lo largo del tiempo debido a un cierto numero de factores tales como, por ejemplo, el desvanecimiento, el multitrayecto e interferencias externas. En consecuencia, las serales de RF moduladas transmitidas pueden experimentar diferentes condiciones de canal (por ejemplo diferentes efectos de desvanecimiento y multitrayecto) y pueden estar asociadas a distintas ganancias complejas y razones entre seral y ruido (SNR) .

Para alcanzar un alto rendimiento, es necesario a menudo caracterizar la respuesta del canal inalambrico. Por ejemplo, la respuesta del canal puede ser necesaria para que el transmisor realice un procesamiento espacial (descrito a continuacion) para la transmision de datos al receptor. La respuesta del canal puede ser necesaria tambien para que el receptor realice un procesamiento espacial sobre las serales recibidas para recuperar los datos transmitidos.

En muchos sistemas de comunicacion inalambrica, se transmite un piloto por parte del transmisor, para ayudar al receptor en la realizacion de un cierto numero de funciones. El piloto se genera habitualmente en base a simbolos conocidos y se procesa de una manera conocida. El piloto puede ser usado por el receptor para la estimacion del canal, la adquisicion de temporizacion y frecuencia, la demodulacion de datos y otros similares.

Se afrontan varios retos en el disero de una estructura piloto para un sistema de MIMO. Como un factor, la estructura de piloto necesita abordar las capacidades adicionales creadas por las multiples antenas transmisoras y multiples antenas receptoras. Como otro factor, dado que cada transmision piloto representa una sobrecarga en el sistema de MIMO, es deseable minimizar las transmisiones piloto hasta donde sea posible. Ademas, si el sistema de MIMO es un sistema de acceso multiple que presta soporte a la comunicacion con multiples usuarios, entonces es necesario diserar la estructura del piloto de modo que los pilotos necesarios para dar soporte a los multiples usuarios no consuman una gran parte de los recursos disponibles del sistema.

Por lo tanto, existe la necesidad en la tecnica de pilotos para sistemas de MIMO que respondan a las consideraciones anteriores.

El documento US 2002/0041635 describe un sistema en el cual uno o mas preambulos son insertados en tramas de serales de OFDM-MIMO. El preambulo es recibido por las antenas de un receptor, descodificado y comparado con valores conocidos para proporcionar la sincronizacion, el entramado, la estimacion de canales, los desplazamientos y otras correcciones para la seral.

Segun la invencion, se proporciona un terminal segun la reivindicacion 1.

Se proporcionan en la presente memoria pilotos adecuados para su uso en sistemas de MIMO. Estos pilotos pueden dar soporte a varias funciones que pueden ser necesarias para un adecuado funcionamiento del sistema, tal como la adquisicion de temporizacion y frecuencia, la estimacion del canal, la calibracion y otros similares. Puede considerarse que los pilotos sean de distintos tipos, que son diserados y usados para distintas funciones.

Los diversos tipos de piloto pueden incluir: un piloto de balizamiento, un piloto de MIMO, una referencia dirigida o piloto dirigido, y un piloto de portadora. El piloto de balizamiento es transmitido desde todas las antenas transmisoras y puede ser usado para la adquisicion de temporizacion y frecuencia. El piloto de MIMO tambien es transmitido desde todas las antenas transmisoras, pero esta cubierto con distintos codigos ortogonales asignados a las antenas transmisoras. El piloto de MIMO puede ser usado para la estimacion de canal. La referencia dirigida es transmitida por auto-modalidades especificas de un canal de MIMO, y es especifica para el terminal de usuario. La referencia dirigida puede ser usada para la estimacion de canal y, posiblemente, el control de velocidad. El piloto de portadora puede ser transmitido por ciertas subbandas / antenas designadas, y puede ser usado para el rastreo de fase de una seral portadora.

Diversos esquemas de transmision de pilotos pueden ser ideados en base a distintas combinaciones de estos diversos tipos de piloto. Por ejemplo, en el enlace descendente, un punto de acceso puede transmitir un piloto de balizamiento, un piloto de MIMO y un piloto de portadora para todos los terminales de usuario dentro de su area de cobertura y, optativamente, puede transmitir una referencia dirigida a cualquier terminal de usuario activo que este recibiendo una transmision de enlace descendente desde el punto de acceso. En el enlace ascendente, un terminal de usuario puede transmitir un piloto de MIMO para su calibracion y puede transmitir una referencia dirigida y un piloto de portadora cuando este planificado (p. ej., para transmisiones de datos de enlace descendente y / o de enlace ascendente) . El procesamiento para transmitir y recibir estos diversos tipos de pilotos esta descrito en mayor detalle mas adelante.

Se describen tambien varios aspectos y realizaciones de la invencion con mas detalle a continuacion.

Breve descripción de los dibujos Las caracteristicas y naturaleza de la presente invencion devendran mas evidentes a partir de la descripcion detallada explicada a continuacion, cuando se considere conjuntamente con los dibujos, en los que los caracteres de referencia similares identifican de modo correspondiente en toda la extension de la memoria y en los que:

la FIG. 1 muestra un sistema de MIMO de acceso multiple;

la FIG. 2 muestra una estructura de trama ejemplar para la transmision de datos en un sistema de MIMO-OFDM de TDD;

la FIG. 3 muestra transmisiones de pilotos del enlace descendente y del enlace ascendente para un esquema ejemplar de transmisiones de piloto;

la FIG. 4 muestra un diagrama de bloques de un punto de acceso y un terminal de usuario;

la FIG. 5 muestra un diagrama de bloques de un procesador espacial de transmision que puede generar un piloto de balizamiento;

la FIG. 6A muestra un diagrama de bloques de un procesador espacial de transmision que puede generar un piloto de MIMO;

la FIG. 68 muestra un diagrama de bloques de un procesador espacial de recepcion que puede proporcionar una estimacion de respuesta de canal en base a un piloto de MIMO recibido;

la FIG. 7A muestra un diagrama de bloques de un procesador espacial de transmision que puede generar una referencia dirigida; y

la FIG. 78 muestraun diagrama de bloques de unprocesador espacialde recepcionque puede proporcionaruna estimacion de respuesta de canal en base a una referencia dirigida recibida.

Descripción detallada La palabra "ejemplar" se usa en la presente memoria para indicar "que sirve como un ejemplo, caso o ilustracion". Ninguna realizacion o disero descrito en la presente memoria como "ejemplar" ha de ser interpretada necesariamente como preferido o ventajoso sobre otras realizaciones o diseros.

La FIG. 1 muestra un sistema 100 de MIMO de acceso multiple que da soporte a un cierto numero de usuarios y es capaz de implementar los pilotos descritos en la presente memoria. El sistema 100 de MIMO incluye un cierto numero de puntos de acceso (AP) 110 que dan soporte a la comunicacion para un cierto numero de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un terminal (120x) en un sistema de comunicacion inalambrica de multiples entradas y multiples salidas, MIMO, que comprende:

un procesador espacial (460) de recepcion, operativo para procesar un piloto de MIMO recibido desde un punto de acceso por un enlace descendente en el sistema de MIMO, para obtener estimaciones de respuesta de canal para el enlace descendiente, en el cual el piloto de MIMO comprende una pluralidad de pilotos ortogonales generados en base a un primer simbolo piloto y una pluralidad de secuencias ortogonales asignadas a una pluralidad de antenas en el punto de acceso, con un piloto ortogonal para cada una entre la pluralidad de antenas;

estando el terminal caracterizado por un procesador espacial (490) de transmision, operativo para generar un piloto dirigido, en base a un segundo simbolo piloto y un vector de direccion para un canal espacial, por un enlace ascendente en el sistema de MIMO; y

un controlador (480) operativo para obtener el vector de direccion para el canal espacial en el enlace ascendente, en base a las estimaciones de respuesta de canal obtenidas para el enlace descendente.

2. El terminal de la reivindicacion 1, en el cual el controlador esta operativo para realizar la descomposicion de una matriz de respuesta de canal, para las estimaciones de respuesta de canal para el enlace descendente, para obtener el vector de direccion para el canal espacial en el enlace ascendente.

3. El terminal de la reivindicacion 1, en el cual el sistema de MIMO utiliza el multiplexado por division ortogonal de frecuencia, OFDM, en el cual las estimaciones de respuesta de canal se obtienen para cada una de entre una primera pluralidad de subbandas, en base al piloto de MIMO recibido en la primera pluralidad de subbandas, y en el

cual el piloto dirigido es generado para cada una de entre una segunda pluralidad de subbandas.


 

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