Dispositivo de separación de señales y método de separación de señales.

Un dispositivo de separación de señales que recibe una serie de señales transmitidas desde una serie dedispositivos de transmisión y separa las señales recibidas en las señales de transmisión individuales,

comprendiendo dicho dispositivo de separación de señales:

una unidad (1902) de obtención de puntos de señal, que está adaptada para multiplicar las señalesrecibidas por elementos respectivos de una matriz unitaria, y para obtener por lo menos un punto de señalde una señal recibida, en un diagrama de distribución de puntos de señal, estando las diferentes señalesrelacionadas con diferentes puntos de señal en posiciones diferentes en dicho diagrama de distribución depuntos de señal, siendo dicho punto de señal de una señal recibida un punto de señal correspondiente auna de las señales recibidas;

una unidad de definición, que está adaptada para definir una serie de secciones en el diagrama dedistribución de puntos de señal, incluyendo cada una de las secciones un primer número predeterminadode los puntos de señal;

una unidad de detección (502) que está adaptada para detectar entre dichas secciones la sección de señalrecibida, incluyendo dicha sección de señal recibida el punto de señal de una señal recibida;una unidad de selección (504) que está adaptada para seleccionar los puntos de señal en la sección deseñal recibida, como candidatos del punto de señal de una señal recibida; yuna unidad de determinación (508) que está adaptada para determinar las señales de transmisión, en basea los puntos de señal seleccionados;

estando el dispositivo de separación de señales caracterizado porque:

el origen del diagrama de distribución de puntos de señal se define en uno de los puntos de señal;

la sección de señal recibida está en un cuadrante del diagrama de distribución de puntos de señal;

la unidad de detección (502) está adaptada para detectar el cuadrante correspondiente a lasección de señal recibida;

el dispositivo comprende adicionalmente una unidad (506) de transformación de coordenadas queestá adaptada para desplazar el origen del diagrama de distribución de puntos de señal alcuadrante correspondiente a la sección de señal recibida;

la unidad de definición está adaptada adicionalmente para definir una serie de subsecciones en elcuadrante correspondiente a la sección de señal recibida, incluyendo cada una de lassubsecciones un segundo número predeterminado de puntos de señal;

la unidad de detección (502) está adaptada adicionalmente para detectar una subsección de señalrecibida entre las diversas subsecciones en la sección de señal recibida, incluyendo dichasubsección de señal recibida el punto de señal de una señal recibida, y siendo dicha subsecciónde señal recibida un cuadrante del diagrama de distribución de puntos de señal, teniendo el origensituado en el cuadrante correspondiente a la sección de señal recibida, estando por tanto adaptadala unidad de detección (502) para detectar el cuadrante correspondiente a la subsección de señalrecibida;

y la unidad de selección (504) está adaptada adicionalmente para seleccionar por lo menos lospuntos de señal incluidos en el cuadrante correspondiente a la subsección de señal recibida, comocandidatos del punto de señal de una señal recibida.

Dispositivo de separación de señales y método de separación de señales

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

1. Campo de la Invención

La presente invención se refiere a una técnica de comunicación inalámbrica, y en particular, a un dispositivo de separación de señales y a un método de separación de señales para separar varias señales, transmitidas desde dispositivos de transmisión y recibidas por un receptor, en señales de transmisión individuales.

2. Descripción de la técnica relacionada

En el campo técnico de las comunicaciones inalámbricas, se están realizando estudios para conseguir comunicación de gran capacidad y alta velocidad, en los sistemas de comunicación de la presente generación y de la siguiente generación. Por ejemplo, además de un escenario SISO (Single Input Single Output, una entrada una salida) existente, desde el punto de vista de aumentar la capacidad de la comunicación, se están realizando estudios en un escenario SIMO (Single Input Multi Output, una entrada múltiple salida) , un escenario MISO (Multi Input Single Output, múltiple entrada una salida) , y además, en un escenario MIMO (Multi Input Multi Output, múltiple entrada múltiple salida) .

La figura 1 es un diagrama que muestra un sistema de comunicación que adopta el esquema MIMO, que incluye un transmisor 102 y un receptor 104.

Tal como se muestra en la figura 1, en el esquema MIMO se transmiten simultáneamente señales desde una serie de antenas de transmisión 106-1 hasta 106-N en la misma frecuencia portadora. Estas señales son recibidas por una serie de antenas de recepción 108-1 hasta 108-N. En este caso, se asume que el número de antenas de transmisión es el mismo que el número de antenas de recepción, sólo para simplificar la descripción; por supuesto, el número de antenas de transmisión puede ser diferente al número de antenas de recepción.

En el receptor 104, las señales recibidas colectivamente mediante las antenas de recepción 108-1 a 108-N son separadas en las señales individuales transmitidas desde las antenas de transmisión 106-1 hasta 106-N. Las señales separadas son enviadas a elementos de la fase posterior, para modulación.

Existen varios métodos para que el receptor 104 separe las señales recibidas. Uno es el denominado método MLD (Maximum Likelihood Detection, detección de máxima verosimilitud) . En MLD, se calcula una distancia euclidiana cuadrática a través de todas las combinaciones posibles de las señales transmitidas de la pluralidad de antenas de transmisión y las señales recibidas, y se selecciona la combinación que tiene como resultado la distancia mínima.

Utilizando MLD, aunque las señales recibidas colectivamente pueden separarse de manera fiable en señales transmitidas individuales, debido a que la deducción de la distancia euclidiana cuadrática requiere un gran número de cálculos, la separación de señales con MLD requiere una gran capacidad de cálculo.

Por ejemplo, si se transmiten cuatro señales (x1, x2, x3 y x4) desde cuatro antenas de transmisión utilizando el esquema de modulación 16 QAM, en este caso, cada una de las cuatro señales de transmisión es mapeada a uno de 16 puntos de señal en un diagrama de constelación de señal (un diagrama que muestra una distribución de puntos de señal) , el número (M) de todas las posibles combinaciones de las señales de transmisión en la señal recibida se expresa como PN, donde P indica el número de puntos de señal de una señal de transmisión, y N indica el número de antenas de transmisión. En este ejemplo, tal como se ha mencionado anteriormente, P = 16 y N = 4, por lo tanto, M = 164 = 65536, es decir, existen hasta 65536 combinaciones diferentes, y se trata de un número muy grande.

Para calcular la distancia euclidiana cuadrática para estas combinaciones a efectos de determinar una combinación de máxima probabilidad, se requiere una capacidad de cálculo muy elevada, y esto dificulta reducir el tamaño de un terminal móvil. Además, debido al gran número de cálculos, aumenta el consumo de potencia eléctrica, y esto impide asimismo la reducción del tamaño del terminal móvil.

Otro método de separación de las señales recibidas es el denominado QRM-MLD, que implica correcciones a MLD. En QRM-MLD, se aplican la separación QR y el algoritmo M al MLD, de manera que se reduce el número de cálculos requeridos en el cálculo de la distancia euclidiana cuadrática.

Para detalles sobre QRM-MLD puede hacerse referencia, por ejemplo, al documento de K. J. Kim, et al., "Joint channel estimation and data detection algorithms for MIMO-OFDM systems", Proceedings 36th Asilomar Conference on Signals, Systems and Computers, Nov. 2002".

Volviendo a considerar el ejemplo anterior, cuando se utiliza QRM-MLD, el número (Mc) de cálculos en el cálculo de la distancia euclidiana cuadrática se expresa como:

donde NA representa el número de candidatos de punto de señal, NB representa el número de candidatos de punto de señal recién añadidos, NC representa el número de candidatos de punto de señal supervivientes en la fase anterior, y ND representa el número de antenas de transmisión.

Dado que NA = 16, NB = 16, NC = 16 y ND = 3, se obtiene que MC = 16 + 16 * 16 * 3 = 748.

Por lo tanto, utilizando QR-MLD, el gran número de cálculos puede reducirse enormemente en comparación con el MLD. Sin embargo, considerando un terminal móvil compacto, este número de cálculos sigue siendo demasiado grande.

Las patentes US2003/076890A, US2004/066866A y WO 2005/076491A (relevantes solamente a efectos de novedad bajo el Art. 54 (3, 4) EPC) dan a conocer una técnica de detección de señal para sistemas MIMO, que comprende un dispositivo de separación de señales que recibe una serie de señales transmitidas desde una serie de dispositivos de transmisión y separa las señales recibidas en las señales de transmisión individuales, una unidad de obtención de puntos de señal que multiplica la señales recibidas por elementos respectivos de una matriz unitaria, y obtiene por lo menos un punto de señal de una señal recibida en un diagrama de distribución de puntos de señal, estando relacionadas diferentes señales con puntos de señal diferentes en posiciones diferentes en dicho diagrama de distribución de puntos de señal, y siendo dicho punto de señal de una señal recibida un punto de señal correspondiente a una de las señales recibidas, una unidad de definición que define una serie de secciones en el diagrama de distribución de puntos de señal, incluyendo cada una de las secciones un primer número predeterminado de puntos de señal; y una unidad de detección que detecta una sección de señal recibida entre dichas secciones, incluyendo dicha sección de señal recibida el punto de señal de una señal recibida; y una unidad de selección que selecciona los puntos de señal en la sección de señal recibida, como candidatos del punto de señal de una señal recibida; y una unidad de determinación que determina las señales de transmisión en base a los puntos de señal seleccionados.

La invención consiste en un dispositivo y un método, tal como se definen en las reivindicaciones 1 y 5.

La presente invención puede solucionar uno o varios problemas de la técnica relacionada. Puede proporcionar un dispositivo de separación de señales y un método de separación de señales capaces de reducir el número de cálculos necesarios en la separación de una señal recibida que incluye una serie de señales de transmisión transmitidas respectivamente desde transmisores, en las señales de transmisión individuales.

Preferentemente, el dispositivo de separación de señales incluye adicionalmente una unidad de clasificación que determina niveles de prioridad de diversos puntos de señal.

Preferentemente, el dispositivo de separación de señales comprende adicionalmente una unidad de cálculo que calcula una cantidad que representa una distancia euclidiana entre cada uno de los candidatos del punto de señal de una señal recibida, y el punto de señal de una señal recibida. Por ejemplo, la cantidad que representa la distancia euclidiana incluye una parte de una distancia euclidiana relativa a otro punto de señal de una señal recibida deducido previamente.

Preferentemente, la segunda etapa de definición de secciones, la segunda etapa de detección y la segunda etapa de selección se ejecutan repetidamente hasta que la subsección de señal recibida incluye solamente un candidato del punto de señal de una señal recibida.

Preferentemente, la etapa de desplazar el origen del diagrama de distribución de puntos de señal al cuadrante correspondiente a la sección de señal... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo de separación de señales que recibe una serie de señales transmitidas desde una serie de dispositivos de transmisión y separa las señales recibidas en las señales de transmisión individuales, comprendiendo dicho dispositivo de separación de señales:

una unidad (1902) de obtención de puntos de señal, que está adaptada para multiplicar las señales recibidas por elementos respectivos de una matriz unitaria, y para obtener por lo menos un punto de señal de una señal recibida, en un diagrama de distribución de puntos de señal, estando las diferentes señales relacionadas con diferentes puntos de señal en posiciones diferentes en dicho diagrama de distribución de puntos de señal, siendo dicho punto de señal de una señal recibida un punto de señal correspondiente a una de las señales recibidas;

una unidad de definición, que está adaptada para definir una serie de secciones en el diagrama de distribución de puntos de señal, incluyendo cada una de las secciones un primer número predeterminado de los puntos de señal;

una unidad de detección (502) que está adaptada para detectar entre dichas secciones la sección de señal 15 recibida, incluyendo dicha sección de señal recibida el punto de señal de una señal recibida;

una unidad de selección (504) que está adaptada para seleccionar los puntos de señal en la sección de señal recibida, como candidatos del punto de señal de una señal recibida; y

una unidad de determinación (508) que está adaptada para determinar las señales de transmisión, en base a los puntos de señal seleccionados;

estando el dispositivo de separación de señales caracterizado porque:

el origen del diagrama de distribución de puntos de señal se define en uno de los puntos de señal;

la sección de señal recibida está en un cuadrante del diagrama de distribución de puntos de señal;

la unidad de detección (502) está adaptada para detectar el cuadrante correspondiente a la sección de señal recibida;

el dispositivo comprende adicionalmente una unidad (506) de transformación de coordenadas que está adaptada para desplazar el origen del diagrama de distribución de puntos de señal al cuadrante correspondiente a la sección de señal recibida;

la unidad de definición está adaptada adicionalmente para definir una serie de subsecciones en el cuadrante correspondiente a la sección de señal recibida, incluyendo cada una de las subsecciones un segundo número predeterminado de puntos de señal;

la unidad de detección (502) está adaptada adicionalmente para detectar una subsección de señal recibida entre las diversas subsecciones en la sección de señal recibida, incluyendo dicha subsección de señal recibida el punto de señal de una señal recibida, y siendo dicha subsección de señal recibida un cuadrante del diagrama de distribución de puntos de señal, teniendo el origen situado en el cuadrante correspondiente a la sección de señal recibida, estando por tanto adaptada la unidad de detección (502) para detectar el cuadrante correspondiente a la subsección de señal recibida;

y la unidad de selección (504) está adaptada adicionalmente para seleccionar por lo menos los puntos de señal incluidos en el cuadrante correspondiente a la subsección de señal recibida, como candidatos del punto de señal de una señal recibida.

2. El dispositivo de separación de señales acorde con la reivindicación 1, que comprende además:

3. El dispositivo de separación de señales acorde con la reivindicación 1, que comprende además:

una unidad de cálculo que está adaptada para calcular una cantidad que representa una distancia euclidiana entre cada uno de los candidatos del punto de señal de una señal recibida, y el punto de señal de una señal recibida.

4. El dispositivo de separación de señales acorde con la reivindicación 3, en el que

una unidad de clasificación que está adaptada para determinar niveles de prioridad de diversos puntos de señal.

la cantidad que representa la distancia euclidiana incluye una parte de una distancia euclidiana relativa a otro punto de señal de una señal recibida deducido previamente.

5. Un método de separación de señales que recibe una serie de señales transmitidas desde una serie de dispositivos de transmisión y separa las señales recibidas en las señales de transmisión individuales, comprendiendo dicho método de separación de señales:

una etapa de obtención consistente en multiplicar las señales recibidas por elementos respectivos de una matriz unitaria, y obtener por lo menos un punto de señal de una señal recibida en un diagrama de distribución de puntos de señal, estando las diferentes señales relacionadas con puntos de señal diferentes en posiciones diferentes en dicho diagrama de distribución de puntos de señal, siendo dicho punto de señal de una señal recibida un punto de señal correspondiente a una de las señales recibidas;

una primera etapa de definición de secciones, que consiste en definir una serie de secciones en el diagrama de distribución de puntos de señal, incluyendo cada una de las secciones un número predeterminado de los puntos de señal;

una primera etapa de detección (404) que consiste en detectar entre dichas secciones una sección de señal recibida, incluyendo dicha sección de señal recibida el punto de señal de una señal recibida;

y una primera etapa de selección (406) que consiste en seleccionar los puntos de señal en la sección de señal recibida, como candidatos del punto de señal de una señal recibida;

estando el método caracterizado por:

establecer el origen del diagrama de distribución de puntos de señal en uno de los puntos de señal, siendo la sección de señal recibida un cuadrante del diagrama de distribución de puntos de señal, y detectándose el cuadrante correspondiente a la sección de señal recibida, en una primera etapa de detección (404) ,

una etapa de transformación de coordenadas (408) que consiste en desplazar el origen del diagrama de distribución de puntos de señal al cuadrante correspondiente a la sección de señal recibida;

una segunda etapa de definición de secciones que consiste en la definición de una serie de secciones en el cuadrante correspondiente a las secciones de señal de la señal recibida, incluyendo cada una de las subsecciones un segundo número predeterminado de puntos de señal

una segunda etapa de detección (410) que consiste en la detección de una subsección de señal recibida a partir de las diversas subsecciones, incluyendo dicha subsección de señal recibida el

punto de señal de una señal recibida, siendo dicha subsección de señal recibida un cuadrante del diagrama de distribución de puntos de señal con un origen situado en el cuadrante correspondiente a la sección de señal recibida, y detectándose por tanto el cuadrante correspondiente a la subsección de señal recibida en la segunda etapa de detección (410) ,

y una segunda etapa de selección (412) consistente en la selección de, por lo menos, los puntos de señal incluidos en el cuadrante correspondiente a la subsección de señal recibida, como candidatos del punto de señal de una señal recibida.

6. El método de separación de señales acorde con la reivindicación 5, en el que la segunda etapa de definición de secciones, la segunda etapa de detección y la segunda etapa de selección se ejecutan repetidamente hasta que la subsección de señal recibida incluye solamente un candidato del punto de señal de una señal recibida.

7. El método de separación de señales acorde con la reivindicación 5, en el que la etapa de desplazar el origen del diagrama de distribución de puntos de señal al cuadrante correspondiente a la sección de señal recibida, y la etapa de detectar el cuadrante correspondiente a la subsección de señal recibida se ejecutan repetidamente.

8. El método de separación de señales acorde con la reivindicación 5, que comprende además:

una etapa consistente en calcular una cantidad que representa una distancia euclidiana entre cada uno de los candidatos del punto de señal de una señal recibida, y el punto de señal de una señal recibida.

9. El método de separación de señales acorde con la reivindicación 8, en el que la cantidad que representa la distancia euclidiana incluye una parte de una distancia euclidiana relativa a otro punto de señal de una señal recibida deducido anteriormente.

10. El método de separación de señales acorde con la reivindicación 5, que comprende además: una etapa de determinación de niveles de prioridad de una pluralidad de puntos de señal.