Sistemas de comunicaciones inalámbricos de gran capacidad espectralmente eficaz.

Un método para comunicaciones inalámbricas, cuyo método comprende:

recibir una pluralidad de señales, que incluye una primera señal, en una pluralidad de elementos de antena, estando cada señal asociada con un terminal distante diferente, con la primera señal asociada con un primer terminal distante;

determinar una signatura espacial correspondiente a cada una de la pluralidad de señales, indicando cada signatura espacial un vector de peso de ponderación para un terminal distante asociado;

memorizar las signaturas espaciales que correspondan a la pluralidad de señales y de terminales distantes asociados; y

demultiplexar espacialmente las señales distintas a la primera señal utilizando las signaturas espaciales con el fin de obtener una estimación de la primera señal para el primer terminal distante.

Sistemas de comunicaciones inalámbricos de gran capacidad espectralmente eficaz ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a sistemas de comunicaciones inalámbricos y más en particular, a la utilización de conjuntos matriciales de antenas y procesamiento de señales para aumentar, en gran medida, la capacidad y rendimiento de los sistemas de comunicaciones inalámbricos.

Los sistemas de comunicaciones inalámbricos pueden utilizarse para complementar, y en algunos casos sustituir, los sistemas de comunicaciones cableados convencionales en áreas en donde los sistemas inalámbricos convencionales no están disponibles, no son viables o tienen un coste excesivamente alto. Áreas, a modo de ejemplo, de dicha clase son: áreas rurales, con un pequeño número de usuarios de difusión amplia, áreas subdesarrolladas con poca o ninguna infraestructura actual, aplicaciones sensibles a la fiabilidad en áreas en donde la infraestructura cableada no es fiable y entornos políticos en donde los proveedores de servicios cableados monopolísticos mantienen precios artificialmente altos. Incluso en áreas metropolitanas y en países muy desarrollados, los sistemas de comunicaciones inalámbricos pueden utilizarse para la comunicación ubicua de bajo coste, nuevos servicios de datos flexibles y sistemas de comunicaciones de emergencia. En general, los sistemas de comunicaciones inalámbricos pueden utilizarse para las comunicaciones vocales tales como los sistemas telefónicos convencionales y para comunicaciones de datos en una zona amplia basada en radio o también en una red de área local.

Los usuarios inalámbricos acceden a los sistemas de comunicaciones inalámbricos utilizando terminales remotos tales como teléfonos móviles y módem de datos provistos de radio-transceptores. Dichos sistemas (y en particular, los terminales distantes) tienen protocolos para iniciar llamadas, recibir llamadas y para la transferencia general de información. La transferencia de información puede realizarse en tiempo real, tal como es el caso de las conversaciones vocales con circuitos conmutados y las transmisiones por fax, o en el modo denominado de `memorizar y enviar, tal como es frecuente el caso para el correo electrónico, paginación de búsqueda y otros sistemas de transferencia de mensajes similares.

A los sistemas de comunicaciones inalámbricos se les suele asignar una parte del espectro de radiofrecuencias para su funcionamiento. La parte asignada del espectro se divide en canales de comunicaciones. Estos canales pueden distinguirse por la frecuencia, por el tiempo, por el código o por alguna de sus combinaciones. Cada uno de estos canales de comunicaciones será referido aquí como canales convencionales. Dependiendo de las asignaciones de frecuencia disponibles, el sistema inalámbrico podría tener desde uno a varios centenares de canales de comunicaciones. Para proporcionar enlaces de comunicaciones del modo de dúplex completo, normalmente se utilizan algunos de los canales de comunicaciones para la comunicación desde las estaciones base a los terminales distantes de los usuarios (los enlaces descendentes) y otros se emplean para la comunicación desde los terminales distantes a las estaciones base de los usuarios (el enlace ascendente).

Los sistemas de comunicaciones inalámbricos suelen tener una o más estaciones base de radio, proporcionando cada una de ellas cobertura a una zona geográfica conocida como una célula y suelen servir como un punto de presencia (PoP) que proporciona conexión a una red de área amplia tal como una Red Telefónica Pública Conmutada (PSTN). Con frecuencia, un subconjunto predeterminado de los canales de comunicaciones disponibles se asigna a cada estación base de radio en un intento de reducir al mínimo la magnitud de la interferencia experimentada por los usuarios de los sistemas. Dentro de su célula, una estación base de radio puede comunicarse simultáneamente con numerosos terminales distantes utilizando diferentes canales de comunicaciones convencionales para cada terminal distante.

Tal como se indicó con anterioridad, las estaciones base pueden actuar como puntos de presencia PoP, que proporcionan conexión a uno o más sistemas de comunicaciones inalámbricos. Dichos sistemas incluían redes de datos locales, redes de datos de área amplia y redes públicas de telefonía conmutadas, PSTNs. De este modo, a los usuarios distantes se les proporciona acceso a los servicios de datos de área local y/o área amplia y al sistema telefónico público local. Las estaciones base pueden utilizarse también para proporcionar conectividad local sin acceso directo a una red cableada tal como en los sistemas de comunicaciones móviles de soluciones globales y de emergencia de área local. Las estaciones base pueden proporcionar también conectividad de varias clases. En las realizaciones, a modo de ejemplo, antes citadas, se suponía la presencia de comunicaciones punto a punto en donde cantidades prácticamente iguales de información fluyen en ambas direcciones entre dos usuarios. En otras aplicaciones tales como la televisión interactiva, la información se difunde a todos los usuarios simultáneamente y las respuestas de gran parte de las unidades distantes han de procesarse en las estaciones base.

Sin embargo, los sistemas de comunicaciones inalámbricos convencionales son comparativamente ineficaces desde el punto de vista espectral. En los sistemas de comunicaciones inalámbricos convencionales, solamente un terminal distante puede utilizar cualquier canal convencional con una célula en cualquier momento. Si más de un terminal distante, en una célula, intenta utilizar el mismo canal al mismo tiempo, las señales de enlace descendente

y de enlace ascendente, asociadas con los terminales distantes interfieren entre sí. Puesto que la tecnología de receptores convencionales no puede eliminar la interferencia en estas señales combinadas de enlace ascendente y de enlace descendente, los terminales distantes son incapaces de comunicarse, de forma efectiva, con la estación base cuando está presente una interferencia. De este modo, la capacidad total del sistema está limitada por el número de canales convencionales de los que dispone la estación base y en el sistema global, por el modo en que se reutilizan estos canales entre múltiples células. En consecuencia, los sistemas inalámbricos convencionales son incapaces de proporcionar capacidad en cualquier lugar cercano al emplazamiento de los sistemas de comunicaciones cableados.

El documento WO9312590 da a conocer un sistema de comunicaciones inalámbrico con acceso múltiple por división espacial. La capacidad y la calidad de las comunicaciones inalámbricas entre una pluralidad de estaciones remotas y una estación base se aumenta utilizando mediciones procedentes de un conjunto de antenas receptoras en la estación base para calcular parámetros de múltiples señales transmitidas desde una pluralidad de usuarios y de este modo, obtener las posiciones y velocidades de los usuarios. Esta información se utiliza resolviendo el problema de la transferencia y para calcular una estrategia adecuada de multiplexión espacial para la transmisión simultánea de señales a usuarios en el mismo canal.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Un aspecto inventivo de la presente invención da a conocer un método y aparato correspondiente para comunicaciones inalámbricas, cuyo método comprende: la recepción de una pluralidad de señales, incluyendo una primera señal, en una pluralidad de elementos de antena, estando cada señal asociada con un terminal distante diferente, estando la primera señal asociada con un primer terminal distante; la determinación de una signatura espacial correspondiente a cada una de la pluralidad de señales, indicando cada signatura espacial un vector de peso de ponderación para un terminal distante asociado; la memorización de las signaturas espaciales correspondientes a la pluralidad de señales y terminales distantes asociados y la demultiplexión espacial de las señales distintas a la primera señal utilizando las signaturas espaciales para obtener una estimación de la primera señal para el primer terminal distante.

Otro aspecto de la idea inventiva de la presente invención da a conocer un método y aparato correspondiente para comunicaciones inalámbricas, cuyo método comprende: la determinación de un conjunto de signaturas espaciales para una pluralidad de terminales distantes diferentes, indicando cada signatura espacial un vector de peso de ponderación para un terminal distante asociado; la memorización de las signaturas espaciales; la multiplexión espacial de una pluralidad de señales que utilizan las signaturas espaciales para la transmisión a la pluralidad de terminales distantes asociados con... [Seguir leyendo]

1. Un método para comunicaciones inalámbricas, cuyo método comprende:

recibir una pluralidad de señales, que incluye una primera señal, en una pluralidad de elementos de antena, estando cada señal asociada con un terminal distante diferente, con la primera señal asociada con un primer terminal distante;

determinar una signatura espacial correspondiente a cada una de la pluralidad de señales, indicando cada signatura espacial un vector de peso de ponderación para un terminal distante asociado;

memorizar las signaturas espaciales que correspondan a la pluralidad de señales y de terminales distantes asociados; y

demultiplexar espacialmente las señales distintas a la primera señal utilizando las signaturas espaciales con el fin de obtener una estimación de la primera señal para el primer terminal distante.

2. El método según la reivindicación 1, en donde las signaturas espaciales comprenden pesos de procesamiento espaciales.

3. El método según la reivindicación 1, en donde dos o más de la pluralidad de señales comparten simultáneamente un canal convencional común.

4. El método según la reivindicación 1, en donde la memorización de las signaturas espaciales comprende crear una lista de signaturas espaciales.

5. El método según la reivindicación 1, en donde las señales son señales de enlace descendente o señales de enlace ascendente.

6. Un dispositivo de comunicación que comprende: una pluralidad de elementos de antena (19);

un receptor (15) utilizable para recibir una pluralidad de señales, que comprende una primera señal, en la pluralidad de elementos de antena (19), estando cada señal asociada con un terminal distante diferente, con la primera señal asociada con un primer terminal distante;

un procesador espacial (13) utilizable para determinar una signatura espacial correspondiente a cada una de la pluralidad de señales, indicando cada signatura espacial un vector de peso de ponderación para un terminal distante asociado;

una memoria (36) adaptada para memorizar las signaturas espaciales que corresponden a la pluralidad de señales y de terminales distantes asociados; y

un demultiplexor espacial (20) utilizable para desmultiplexar espacialmente las señales distintas a la primera señal utilizando las signaturas espaciales con el fin de obtener una estimación de la primera señal para el primer terminal distante.

7. El dispositivo de comunicación según la reivindicación 6, en donde las signaturas espaciales comprenden pesos de procesamiento espaciales.

8. El dispositivo de comunicación según la reivindicación 6, en donde dos o más de la pluralidad de señales comparten simultáneamente un canal convencional común.

9. El dispositivo de comunicación según la reivindicación 6, en donde la memoria (36), que está adaptada para memorizar las signaturas espaciales, comprende la memoria que se está adaptando para memorizar una lista de signaturas espaciales.

10. El dispositivo de comunicación según la reivindicación 6, en donde el dispositivo de comunicación es una estación base o un terminal distante.

11. El dispositivo de comunicación según la reivindicación 6, en donde las señales son señales de enlace descendente o señales de enlace ascendente.

12. Un método para comunicaciones inalámbricas, cuyo método comprende:

determinar un conjunto de signaturas espaciales para una pluralidad de terminales distantes diferentes, indicando cada signatura espacial un vector de peso de ponderación para un terminal distante asociado;

memorizar las signaturas espaciales;

multiplexar espacialmente una pluralidad de señales utilizando las signaturas espaciales para la transmisión a la pluralidad de terminales distantes asociados con las signaturas espaciales; y

transmitir la pluralidad de señales espacialmente multiplexadas.

13. El método según la reivindicación 12, en donde las signaturas espaciales comprenden pesos de procesamiento espaciales.

14. El método según la reivindicación 12, en donde dos o más de la pluralidad de señales comparten simultáneamente un canal convencional común.

15. El método según la reivindicación 12, en donde la memorización de las signaturas espaciales comprende crear una lista de signaturas espaciales.

16. El método según la reivindicación 12, en donde las señales son señales de enlace descendente o señales de enlace ascendente.

17. Un dispositivo de comunicación que comprende: una pluralidad de elementos de antena (18);

un procesador espacial (13) utilizable para determinar un conjunto de signaturas espaciales para una pluralidad de terminales distantes diferentes, indicando cada signatura espacial un vector de peso de ponderación para un terminal distante asociado;

una memoria (36) adaptada para memorizar las signaturas espaciales; y

un multiplexor espacial (20) utilizable para multiplexar espacialmente una pluralidad de señales utilizando las signaturas espaciales para la transmisión a la pluralidad de terminales distantes asociados con las signaturas espaciales; y

un transmisor (14) utilizable para transmitir la pluralidad de señales multiplexadas espacialmente.

18. El dispositivo de comunicación según la reivindicación 17, en donde las signaturas espaciales comprenden pesos de procesamiento espaciales.

19. El dispositivo de comunicación según la reivindicación 17, en donde dos o más de la pluralidad de señales comparten simultáneamente un canal convencional común.

20. El dispositivo de comunicación según la reivindicación 17, en donde la memoria (36), que se está adaptando para memorizar las signaturas espaciales, comprende una memoria que está adaptada para memorizar una lista de signaturas espaciales.

21. El dispositivo de comunicación según la reivindicación 17, en donde el dispositivo de comunicación es una estación base o un terminal distante.

22. El dispositivo de comunicación según la reivindicación 17, en donde las señales son señales de enlace descendente o señales de enlace ascendente.