Sistema MIMO para WLAN.

Un procedimiento de realización de la estimación de canal en un sistema de comunicación inalámbrica con múltiples entradas y múltiples salidas,

MIMO, caracterizado por:

recibir una señal piloto guiada mediante al menos una automodalidad de un enlace ascendente desde un terminal (120) de usuario; y

estimar una respuesta de canal de dicha(s) automodalidad(es) del enlace ascendente para el terminal (120) de usuario en base a la señal piloto guiada recibida.

Sistema MIMO para WLAN

Antecedentes

Campo La presente invención se refiere, en general, a la comunicación de datos y, más específicamente, a un sistema de comunicación de red inalámbrica de área local (WLAN) de entrada múltiple y salida múltiple (MIMO) .

Antecedentes Los sistemas de comunicación inalámbrica están ampliamente desplegados para proporcionar diversos tipos de comunicación, tales como la voz, los datos en paquetes, y así sucesivamente. Estos sistemas pueden ser sistemas de acceso múltiple, capaces de brindar soporte a la comunicación con múltiples usuarios, de manera secuencial o simultánea, compartiendo los recursos de sistema disponibles. Los ejemplos de sistemas de acceso múltiple incluyen los sistemas de Acceso Múltiple por División de Código (CDMA) , los sistemas de Acceso Múltiple por División del Tiempo (TDMA) y los sistemas de Acceso Múltiple por División de Frecuencia (FDMA) .

Las redes inalámbricas de área local (WLAN) también están ampliamente desplegadas, para permitir la comunicación entre dispositivos electrónicos inalámbricos (p. ej., ordenadores) mediante un enlace inalámbrico. Una WLAN puede emplear puntos de acceso (o estaciones base) que actúan como concentradores, y que proporcionan conectividad para los dispositivos inalámbricos. Los puntos de acceso también pueden conectar (o “puentear”) la WLAN a las LAN (Redes de Área Local) cableadas, permitiendo así que los dispositivos inalámbricos accedan a recursos de las LAN.

En un sistema de comunicación inalámbrica, una señal modulada de frecuencia de radio (RF) desde una unidad transmisora puede llegar a una unidad receptora mediante un cierto número de trayectorias de propagación. Las características de las trayectorias de propagación habitualmente varían a lo largo del tiempo, debido a un cierto número de factores, tales como el desvanecimiento y la multitrayectoria. A fin de brindar diversidad ante los efectos perniciosos de las trayectorias, y de mejorar las prestaciones, pueden emplearse múltiples antenas de transmisión y recepción. Si las trayectorias de propagación entre las antenas transmisoras y receptoras son linealmente independientes (es decir, una transmisión en una trayectoria no se forma como una combinación lineal de las transmisiones en las otras trayectorias) , lo cual es cierto en general, al menos hasta cierto grado, entonces la probabilidad de recibir correctamente una transmisión de datos aumenta según aumenta el número de antenas. Generalmente, la diversidad aumenta y las prestaciones mejoran según aumenta el número de antenas transmisoras y receptoras.

Un sistema MIMO emplea múltiples (NT) antenas transmisoras y múltiples (NR) antenas receptoras para la transmisión de datos. Un canal MIMO formado por las NT antenas transmisoras y las NR antenas receptoras puede descomponerse en NS canales espaciales, con NS < min {NT, NR}. Cada uno de los NS canales espaciales corresponde a una dimensión. El sistema MIMO puede proporcionar prestaciones mejoradas (p. ej., capacidad aumentada de transmisión y / o mayor fiabilidad) si se utilizan las dimensiones adicionales creadas por las múltiples antenas transmisoras y receptoras.

Los recursos para un sistema de comunicación dado están habitualmente limitados por diversas restricciones y requisitos regulatorios, y por otras consideraciones prácticas. Sin embargo, puede requerirse que el sistema brinde soporte a un cierto número de terminales, que proporcione diversos servicios, que alcance ciertos objetivos de rendimiento, y así sucesivamente.

Michael Joham et al, en el documento “Revista del IEEE sobre áreas seleccionadas en las Comunicaciones, Centro de Servicio del IEEE, Piscataway, EE UU, Vol. 19, Nº 1, 1 de enero de 2001 (2001-01-01) , XP011055296 ISSN: 07338716” describe un procesamiento de tasas de símbolos para el enlace descendente de sistemas de DS-CDMA.

Resumen Según la invención, se proporciona el procedimiento de la reivindicación 1.

Según la invención, se proporciona el aparato de la reivindicación 7.

Se describe en la presente memoria un sistema de WLAN con MIMO de acceso múltiple, con diversas capacidades y capaz de lograr altas prestaciones. En una realización, el sistema emplea las MIMO y el multiplexado ortogonal por división de frecuencia (OFDM) para lograr un gran rendimiento, combatir los efectos perniciosos de las trayectorias y proporcionar otras ventajas. Cada punto de acceso en el sistema puede dar soporte a múltiples terminales de usuario. La adjudicación de recursos de enlace descendente y de enlace ascendente depende de los requisitos de los terminales de usuario, las condiciones de canal y otros factores.

También se proporciona en la presente memoria una estructura de canal que brinda soporte a transmisiones eficientes de enlace descendente y de enlace ascendente. La estructura de canal comprende un cierto número de canales de transporte que pueden ser usados para un cierto número de funciones, tales como la señalización de parámetros de sistema y asignaciones de recursos, transmisiones de datos de enlace descendente y de enlace ascendente, acceso aleatorio del sistema, etc. Diversos atributos de estos canales de transporte son configurables, lo que permite al sistema adaptarse fácilmente a condiciones cambiantes de canal y de carga.

Múltiples velocidades y modalidades de transmisión reciben soporte por parte del sistema de WLAN con MIMO, a fin de alcanzar un alto rendimiento cuando disponen de soporte por parte de las condiciones de canal y las capacidades de los terminales de usuario. Las velocidades son configurables, sobre la base de estimaciones de las condiciones de canal, y pueden seleccionarse independientemente para el enlace descendente y el enlace ascendente. También pueden emplearse distintas modalidades de transmisión, según el número de antenas en los terminales de usuario y las condiciones de canal. Cada modalidad de transmisión está asociada a un procesamiento espacial distinto en el transmisor y receptor, y puede seleccionarse para su empleo bajo distintas condiciones operativas. El procesamiento espacial facilita la transmisión de datos desde múltiples antenas transmisoras y / o la recepción de datos con múltiples antenas receptoras, para un mayor rendimiento y / o diversidad.

En una realización, el sistema de WLAN con MIMO utiliza una banda de frecuencia única tanto para el enlace descendente como para el enlace ascendente, que comparten la misma banda de operación, utilizando el duplexado por división del tiempo (TDD) . Para un sistema de TDD, las respuestas de canal del enlace descendente y del enlace ascendente son recíprocas. Se proporcionan en la presente memoria técnicas de calibración para determinar y compensar las diferencias en las respuestas de frecuencia de las cadenas de transmisión / recepción en el punto de acceso y los terminales de usuario. También se describen en la presente memoria técnicas para simplificar el procesamiento espacial en el punto de acceso y los terminales de usuario, aprovechando la naturaleza recíproca del enlace descendente y del enlace ascendente, y la calibración.

También se proporciona una estructura piloto con diversos tipos de señal piloto, usados para distintas funciones. Por ejemplo, una señal piloto de baliza puede ser usada para la adquisición de frecuencia y de sistema, una señal piloto de MIMO puede ser usada para la estimación de canal, una referencia guiada (es decir, una señal piloto guiada) puede ser usada para la estimación mejorada del canal, y una señal piloto portadora puede ser usada para el rastreo de fases.

También se proporcionan diversos bucles de control para el debido funcionamiento del sistema. El control de velocidades puede ser ejercido independientemente en el enlace descendente y en el enlace ascendente. El control de potencia puede ser ejercido para ciertas transmisiones (p. ej., servicios de tasa fija) . El control de temporización puede ser usado para transmisiones de enlace ascendente, para dar cuenta de distintos retardos de propagación de terminales de usuario situados en toda la extensión del sistema.

También se proporcionan técnicas de acceso aleatorio para permitir a los terminales de usuario acceder al sistema. Estas técnicas brindan soporte al acceso al sistema por parte de múltiples terminales de usuario, al reconocimiento rápido de intentos de acceso al sistema y a la asignación rápida de recursos de enlace descendente / ascendente.

Los diversos aspectos y realizaciones de la invención se describen en mayor detalle a continuación.

Breve descripción de los dibujos Las características y la naturaleza de la presente invención devendrán... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de realización de la estimación de canal en un sistema de comunicación inalámbrica con múltiples entradas y múltiples salidas, MIMO, caracterizado por:

recibir una señal piloto guiada mediante al menos una automodalidad de un enlace ascendente desde un terminal

(120) de usuario; y

estimar una respuesta de canal de dicha (s) automodalidad (es) del enlace ascendente para el terminal (120) de usuario en base a la señal piloto guiada recibida.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente:

obtener un filtro asociado en base a la respuesta de canal estimada de dicha (s) automodalidad (es) del enlace ascendente, en el cual el filtro asociado es usado para el filtrado asociado de una transmisión de datos recibidos mediante dicha (s) automodalidad (es) del enlace ascendente desde el terminal (120) de usuario.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente:

estimar una respuesta de canal de dicha (s) automodalidad (es) de un enlace descendente para el terminal (120) de usuario, en base a la señal piloto guiada recibida.

4. El procedimiento de la reivindicación 3, que comprende adicionalmente:

obtener al menos un vector de guía en base a la respuesta de canal estimada de dicha (s) automodalidad (es) del enlace descendente, en el cual dicho (s) vector (es) de guía se usa (n) para la transmisión de datos por dicha (s) automodalidad (es) del enlace descendente al terminal (120) de usuario.

5. El procedimiento de la reivindicación 4, en el cual la señal piloto guiada es recibida mediante una pluralidad de automodalidades del enlace ascendente, en el cual la respuesta de canal de una pluralidad de automodalidades del enlace descendente para el terminal (120) de usuario es estimada en basa a la señal piloto guiada recibida, y en el cual una pluralidad de vectores de guía se obtienen en base a la respuesta de canal estimada de la pluralidad de automodalidades del enlace descendente.

6. El procedimiento de la reivindicación 5, en el cual la pluralidad de vectores de guía se obtienen para que sean ortogonales entre sí.

7. Un aparato en un sistema de comunicación inalámbrica con múltiples entradas y múltiples salidas, MIMO,

caracterizado por:

medios para recibir una señal piloto guiada mediante al menos una automodalidad de un enlace ascendente desde un terminal (120) de usuario; y

medios para estimar una respuesta de canal de dicha (s) automodalidad (es) del enlace ascendente para el terminal

(120) de usuario en base a la señal piloto guiada recibida.

8. El aparato de la reivindicación 7, que comprende adicionalmente:

medios para obtener un filtro asociado en base a la respuesta de canal estimada de dicha (s) automodalidad (es) del enlace ascendente, en el cual el filtro asociado es usado para el filtrado asociado de una transmisión de datos recibidos mediante dicha (s) automodalidad (es) del enlace ascendente desde el terminal (120) de usuario.

9. El aparato de la reivindicación 7, que comprende adicionalmente:

medios para estimar una respuesta de canal de dicha (s) automodalidad (es) de un enlace descendente para el terminal (120) de usuario, en base a la señal piloto guiada recibida.

10. El aparato de la reivindicación 9, que comprende adicionalmente:

medios para obtener al menos un vector de guía en base a la respuesta de canal estimada de dicha (s) automodalidad (es) del enlace descendente, en el cual dicho (s) vector (es) de guía se usa (n) para la transmisión de datos por dicha (s) automodalidad (es) del enlace descendente al terminal (120) de usuario.

11. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, en el cual:

el medio para la recepción es un procesador espacial (740) de recepción; y

el medio para la estimación es un controlador (730) .