Precodificación con menos información de retorno para transmisión de multi-punto coordinada en el enlace descendente.

Un método de reducir un número de bits necesarios para que una estación de telefonía móvil (110,

500) especifique dinámicamente un vector de precodificación óptimo para las transmisiones a la estación de telefonía móvil desde una red de comunicación inalámbrica que emplea transmisión de multi-punto a la estación de telefonía móvil (110, 500) de múltiples emplazamientos de transmisor (120A... C) separados geográficamente, comprendiendo el método las etapas de:

identificar por parte de la estación de telefonía móvil (110, 500), de una pluralidad de libros de códigos, un libro de códigos en el cual reside un primer vector de precodificación, donde cada libro de códigos corresponde a una combinación particular de pérdidas de ruta entre la estación de telefonía móvil (110, 500) y la pluralidad de antenas de transmisión (140) utilizadas para la transmisión de multi-punto a la estación de telefonía móvil (110, 500), y se determina que el primer vector de precodificación es uno mejor basándose en las condiciones del canal estimadas entre los emplazamientos del transmisor y la estación de telefonía móvil bajo las condiciones de desvanecimiento actuales;

transmitir desde la estación de telefonía móvil (110, 500) a la red de comunicación inalámbrica, un identificador para el libro de códigos identificado;

especificar por parte de la estación de telefonía móvil (110, 500), un primer índice que identifica al primer vector de precodificación dentro del libro de códigos identificado;

transmitir el primer índice desde la estación de telefonía móvil (110, 500) a la red de comunicación de telefonía móvil;

recibir por parte de la estación de telefonía móvil (110, 500), transmisiones de multi-punto desde los múltiples emplazamientos de transmisor (120A... C) separados geográficamente; estando el citado método caracterizado por:

determinar por parte de la estación de telefonía móvil (110, 500) que las condiciones de desvanecimiento han cambiado, determinando por ello un segundo vector de precodificación dentro del libro de códigos identificado como uno mejor sobre la base de las condiciones de canal estimadas entre los emplazamientos de transmisor y la estación de telefonía móvil;

especificar por parte de la estación de telefonía móvil (110, 500), un segundo índice que identifica el segundo vector de precodificación dentro del libro de códigos identificado; y

transmitir el segundo índice desde la estación de telefonía móvil (110, 500), a la red de comunicación inalámbrica sin retransmitir el identificador para el libro de códigos identificado.

Precodificación con menos información de retorno para transmisión de multi-punto coordinada en el enlace descendente

Campo técnico

La presente invención se refiere en general a sistemas de comunicaciones inalámbricas, y más particularmente se refiere a métodos y aparatos para determinar parámetros de transmisión en una red de comunicaciones de telefonía móvil utilizando transmisiones coordinadas para múltiples emplazamientos del transmisor.

Antecedentes La precodificación de las transmisiones de múltiples antenas es una técnica cada vez más popular utilizada en varios estándares de comunicaciones inalámbricas avanzadas. Las técnicas de precodificación incluyen la formación de haz de una única capa, donde la misma señal es emitida desde cada una de varias antenas de transmisión, pero con diferentes ponderaciones de precodificación aplicadas a cada una de las antenas, de manera que la potencia de la señal se maximiza en la salida del receptor. Cuando el receptor tiene múltiples antenas, la precodificación se utiliza para la formación de haz de múltiples capas con el fin de maximizar el rendimiento del resultado de un sistema de múltiples antenas de recepción. Con la precodificación de múltiples capas, múltiples flujos de datos son transmitidos simultáneamente con ponderaciones independientes aplicadas a cada antena, para maximizar la capacidad o la calidad del enlace.

Los estándares de Acceso Múltiple por División de Código de Banda Ancha (W-CDMA – Wideband Code Division Multiple Access, en inglés) y de Evolución a Largo Plazo (LTE – Long Term Evolution, en inglés) promulgados por el Proyecto de Colaboración de 3ª Generación (3GPP – 3rd Generation Partnership Project, en inglés) permiten cada uno precodificación lineal en el enlace descendente, cuando se utilizan múltiples antenas para servir a una estación de telefonía móvil (Equipo de Usuario, o “UE” (User Equipment, en inglés, en lenguaje del 3GPP) . El vector de precodificación de la antena del transmisor que maximiza la tasa de datos recibida por cada teléfono móvil depende del canal del enlace descendente instantáneo (que incluye desvanecimiento) al teléfono móvil; por ello, la implementación de este precodificador óptimo requiere que la red obtenga información del estado del canal que caracteriza a las condiciones de propagación entre cada una de las antenas de transmisión y la estación de telefonía móvil. En un sistema de Acceso Múltiple por División de Frecuencia Ortogonal (OFDMA – Orthogonal Frequency Division Multiple Access, en inglés) como el LTE, esta información del estado del canal debe ser obtenida para cada par de antenas de recepción / transmisión (es decir, M x N canales de única entrada / única salida, donde M es el número de antenas de transmisión y N es el número de antenas de recepción) .

La precodificación lineal basada en libro de códigos es una técnica que reduce la cantidad de información necesaria para proporcionar información de retorno desde el teléfono móvil a la red para implementar la precodificación lineal. Con una precodificación basada en libro de códigos tradicional, se elige un conjunto fijo de vectores de ponderación del precodificador permitidos (un libro de códigos) a priori, y a cada vector de precodificación de este conjunto se le asigna un único índice que es conocido tanto para la red como para las estaciones de telefonía móvil. Cada estación de telefonía móvil mide su canal de enlace descendente (de tamaño M x N) y determina el “mejor” vector de precodificación perteneciente al libro de códigos, dadas las mediciones del canal de enlace descendente. La estación de telefonía móvil devuelve un índice de este mejor vector de precodificación a la red, de manera que las transmisiones subsiguientes desde la red puedan ser precodificadas de acuerdo con el vector seleccionado.

Asumiendo un libro de códigos consistente en L vectores de precodificación, log2 (L) bits son necesarios para identificar de manera única un único vector de precodificación. Típicamente, log2 (L) bits son menos del número de bits necesarios para caracterizar los M x N canales de enlace descendente que cada estación de telefonía móvil ve; así, el planteamiento basado en libro de códigos reduce la cantidad de información de señalización que debe ser transmitida entre la estación de telefonía móvil y la red.

En los sistemas de WCDMA y LTE, una transmisión de múltiples antenas a una estación de telefonía móvil es generalmente transmitida desde sólo un único punto, es decir, un único emplazamiento del transmisor. En otras palabras, las M antenas de transmisión utilizadas para servir a un teléfono móvil dado están normalmente situadas juntas. En este caso, el canal entre cada una de estas antenas y la estación de telefonía móvil tiene la misma pérdida de ruta y desvanecimiento. Los libros de códigos en LTE y WCDMA están diseñados específicamente para el caso en el que todas las antenas de transmisión estén situadas juntas, es decir, para el caso en el que la pérdida de ruta entre cada una de las antenas del transmisor y la estación de telefonía móvil sea la misma, o casi la misma. (El término “pérdida de ruta” es a menudo utilizado para referirse sólo a la pérdida de propagación provocada por la distancia entre el transmisor y el receptor, si se utiliza un modelo de espacio libre, es decir, en el que la pérdida de ruta es proporcional al cuadrado de la distancia, o un modelo derivado empíricamente, por ejemplo, en el que la pérdida de ruta es proporcional a la distancia elevada a la cuarta potencia. El “desvanecimiento”, por otro lado, se refiere en general a las pérdidas provocadas por las características particulares del entorno en un escenario dado, tal como las pérdidas provocadas por la característica de proximidad a un edificio grande o características geológicas. En lo que resta de esta descripción, no obstante, el término “pérdida de ruta” pretende generalmente

incluir estos dos fenómenos, a menos que el contexto indique otra cosa, pero excluir los fenómenos distintos de desvanecimiento, lo que resulta de la combinación destructiva de componentes de múltiples rutas de la señal transmitida en el receptor) .

Desarrollando las especificaciones para el llamado sistema de LTE Avanzado, los miembros del 3GPP están considerando el uso de la transmisión de multi-punto (es decir, desde múltiples emplazamientos del transmisor) , donde las M antenas de transmisión utilizadas para servir a una estación de telefonía móvil dada podrían estar situadas en varias ubicaciones geográficas diferentes. En estos escenarios, los canales entre la estación de telefonía móvil y varias de estas antenas podrían tener diferentes pérdidas de ruta. Las técnicas basadas en libro de códigos convencionales para especificar un vector de precodificación particular para ser utilizado, dadas las rápidamente cambiantes condiciones del canal, están mal adaptadas para el escenario de la transmisión de multipunto.

Además de lo anterior, se conoce a partir del documento EP 1 914 947 A1 la precodificación para un sistema de MIMO. Un receptor determina un libro de códigos de acuerdo con una ubicación de un bloque de recursos. No obstante, las respectivas enseñanzas no proporcionan una reducción de los bits necesarios para que una estación de telefonía móvil especifique dinámicamente un vector de precodificación óptimo transmitiendo un segundo índice que identifica un segundo vector de precodificación sin retransmitir un identificador para un libro de códigos.

Compendio Con una transmisión de multi-punto, las estaciones de telefonía móvil están sujetas a diferentes combinaciones de pérdidas de ruta entre las estaciones de telefonía móvil y cada uno de los diferentes emplazamientos del transmisor, dependiendo de las ubicaciones de las estaciones de telefonía móvil. Por ello, el número total de posibles entradas del libro de códigos necesarias para implementar una precodificación basada en libro de códigos puede resultar muy grande con la transmisión de multi-punto. Los planteamientos convencionales en los cuales se identifica un único vector de precodificación, de todos los posibles vectores de precodificación requerirían un gran número de bits, y por ello una gran carga de señalización entre la estación de telefonía móvil y la red. Esta elevada carga de señalización consume recursos del sistema que podrían de otro modo ser utilizados para la transmisión de datos a los usuarios del sistema.

Realizaciones tales como las proporcionadas mediante las reivindicaciones 1 – 6 adjuntas incluyen técnicas... [Seguir leyendo]

1. Un método de reducir un número de bits necesarios para que una estación de telefonía móvil (110, 500) especifique dinámicamente un vector de precodificación óptimo para las transmisiones a la estación de telefonía móvil desde una red de comunicación inalámbrica que emplea transmisión de multi-punto a la estación de telefonía móvil (110, 500) de múltiples emplazamientos de transmisor (120A… C) separados geográficamente, comprendiendo el método las etapas de:

identificar por parte de la estación de telefonía móvil (110, 500) , de una pluralidad de libros de códigos, un libro de códigos en el cual reside un primer vector de precodificación, donde cada libro de códigos corresponde a una combinación particular de pérdidas de ruta entre la estación de telefonía móvil (110, 500) y la pluralidad de antenas de transmisión (140) utilizadas para la transmisión de multi-punto a la estación de telefonía móvil (110, 500) , y se determina que el primer vector de precodificación es uno mejor basándose en las condiciones del canal estimadas entre los emplazamientos del transmisor y la estación de telefonía móvil bajo las condiciones de desvanecimiento actuales;

transmitir desde la estación de telefonía móvil (110, 500) a la red de comunicación inalámbrica, un identificador para el libro de códigos identificado;

especificar por parte de la estación de telefonía móvil (110, 500) , un primer índice que identifica al primer vector de precodificación dentro del libro de códigos identificado;

transmitir el primer índice desde la estación de telefonía móvil (110, 500) a la red de comunicación de telefonía móvil;

recibir por parte de la estación de telefonía móvil (110, 500) , transmisiones de multi-punto desde los múltiples emplazamientos de transmisor (120A… C) separados geográficamente; estando el citado método caracterizado por:

determinar por parte de la estación de telefonía móvil (110, 500) que las condiciones de desvanecimiento han cambiado, determinando por ello un segundo vector de precodificación dentro del libro de códigos identificado como uno mejor sobre la base de las condiciones de canal estimadas entre los emplazamientos de transmisor y la estación de telefonía móvil;

especificar por parte de la estación de telefonía móvil (110, 500) , un segundo índice que identifica el segundo vector de precodificación dentro del libro de códigos identificado; y

transmitir el segundo índice desde la estación de telefonía móvil (110, 500) , a la red de comunicación inalámbrica sin retransmitir el identificador para el libro de códigos identificado.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, donde la pluralidad de libros de códigos consiste en Q posibles libros de códigos y el identificador para el libro de códigos identificado comprende log2 (Q) bits.

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que cada libro de códigos incluye no más de L vectores de precodificación y el índice al primer vector de precodificación comprende log2 (Q) bits.

4. Una estación de telefonía móvil (500) para su uso en una red de comunicaciones que utiliza transmisiones coordinadas desde múltiples emplazamientos de transmisor (120A… C) separados geográficamente, comprendiendo la estación de telefonía móvil (500) :

uno o más circuitos de procesamiento de banda de base (530) configurados para:

identificar de una pluralidad de libros de códigos, un libro de códigos en el cual reside un primer vector de precodificación, donde cada libro de códigos corresponde a una combinación particular de pérdidas de ruta entre la estación de telefonía móvil y los múltiples emplazamientos del transmisor (120A… C) separados geográficamente utilizados para la transmisión de multi-punto a la estación de telefonía móvil (500) , y el primer vector de precodificación está determinado para ser uno mejor basado en las condiciones de canal estimadas entre los emplazamientos del transmisor y la estación de telefonía móvil bajo las actuales condiciones de desvanecimiento;

especificar un primer índice que identifica al primer vector de precodificación dentro del libro de códigos identificado; estando la citada estación de telefonía móvil caracterizada porque los citados uno o más circuitos de procesamiento están también configurados para:

determinar que las condiciones de desvanecimiento han cambiado, determinando con ello un segundo vector de precodificación dentro del libro de códigos identificado como uno mejor sobre la base de las condiciones del canal estimadas entre los emplazamientos del transmisor y la estación de telefonía móvil; y

especificar un segundo índice que identifica el segundo vector de precodificación dentro del libro de códigos identificado; y un transceptor (510, 520) configurado para:

transmitir a la red de comunicación inalámbrica, un identificador para el libro de códigos identificado e identificando el primer índice el primer vector de precodificación dentro del libro de códigos identificado;

recibir transmisiones de multi-punto desde la red de comunicación inalámbrica; y

en respuesta a los uno o más circuitos de procesamiento de banda de base (530) especificar el segundo índice, transmitir el segundo índice a la red de comunicación inalámbrica sin retransmitir el identificador para el libro de códigos identificado.

5. La estación de telefonía móvil (500) de acuerdo con la reivindicación 4, donde la pluralidad de libros de códigos consiste en Q posibles libros de códigos y el identificador para el libro de códigos identificado comprende log2 (Q) bits.

6. La estación de telefonía móvil (500) de acuerdo con la reivindicación 4, en la que cada libro de códigos incluye no más de L vectores de precodificación, y el índice al mejor primer vector de precodificación comprende log2

(L) bits.