Procedimiento y aparato de asignación de recursos en un sistema de comunicación de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO).

Un procedimiento de planificación de la transmisión de datos en un sistema (100) de comunicación inalámbrica,

estando el procedimiento implementado por una estación base (104), y comprendiendo el procedimiento:

formar múltiples conjuntos de terminales (106) para recibir la transmisión de datos desde la estación base (104) en un próximo intervalo de transmisión, incluyendo cada conjunto uno o más terminales (106), y

correspondiendo a una hipótesis distinta, a evaluar en base a uno o más criterios, en donde los múltiplesconjuntos de terminales (106) incluyen un primer conjunto de uno o más terminales (106) correspondientes auna primera hipótesis a evaluar, y un segundo conjunto de uno o más terminales (106) correspondientes a unasegunda hipótesis a evaluar, y en donde dichos uno o más terminales (106) en el primer conjunto son distintos adichos uno o más terminales (106) en el segundo conjunto;

asignar una pluralidad de antenas (524) de transmisión a dichos uno o más terminales (106) en cada conjunto;evaluar el rendimiento de cada hipótesis en base a la información de estado de canal, CSI, asociada a cadaterminal (106), siendo la CSI indicativa de las características de canal entre el respectivo terminal (106) y lascorrespondientes antenas transmisoras (524);

seleccionar una de las múltiples hipótesis evaluadas, en base al rendimiento; y

planificar la transmisión de datos a dichos uno o más terminales (106) en la hipótesis seleccionada.

Procedimiento y aparato de asignación de recursos en un sistema de comunicación de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO)

Antecedentes Campo La presente invención se refiere, en general, a la comunicación de datos y, más específicamente, a técnicas para asignar recursos de enlace descendente en un sistema de comunicación de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO) .

Antecedentes Los sistemas de comunicación inalámbrica están ampliamente extendidos para proporcionar diversos tipos de comunicación tales como voz, datos y otros, para un cierto número de usuarios. Estos sistemas se pueden basar en el acceso múltiple por división de código (CDMA) , el acceso múltiple por división del tiempo (TDMA) , el acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA) o algunas otras técnicas de acceso múltiple.

Un sistema de comunicación de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO) emplea múltiples (NT) antenas de transmisión y múltiples (NR) antenas de recepción para transmitir múltiples flujos de datos independientes. En una implementación común de sistema de MIMO, todos los flujos de datos se transmiten a un solo terminal en un momento dado. Sin embargo, un sistema de comunicación de acceso múltiple que tenga una estación base con múltiples antenas también puede comunicarse concurrentemente con un cierto número de terminales. En este caso, la estación base emplea un cierto número de antenas y cada terminal emplea NR antenas para recibir uno o más de los múltiples flujos de datos.

La conexión entre una estación base de antenas múltiples y un único terminal de múltiples antenas se denomina un canal de MIMO. Un canal de MIMO formado por estas NT antenas de transmisión y NR antenas de recepción se puede descomponer en NC canales independientes, con NC ≤ min {NT, NR}. También se denomina a cada uno de los Nc canales independientes como un subcanal espacial del canal de MIMO, y se corresponde con una dimensión. El

sistema MIMO puede proporcionar prestaciones mejoradas (por ejemplo, capacidad aumentada de transmisión) , si se utilizan las dimensiones adicionales de estos subcanales creados por las múltiples antenas de transmisión y recepción.

Cada canal de MIMO entre la estación base y un terminal experimenta habitualmente diferentes características deenlace y está asociado a una distinta capacidad de transmisión, de forma que los subcanales espaciales disponibles para cada terminal tengan capacidades efectivas diferentes. El uso eficaz de los recursos disponibles de enlace descendente (y de mayor caudal) se puede conseguir si los NC subcanales espaciales disponibles están eficazmente asignados, de tal forma que los datos se transmitan por estos subcanales hasta un conjunto “adecuado” de terminales en el sistema de MIMO.

Por lo tanto, existe la necesidad en la técnica de tecnologías para asignar recursos de enlace descendente en un35 sistema de MIMO, para proporcionar prestaciones mejoradas del sistema.

Se reclama atención adicional al documento EP-A-0 884 862, que revela un aparato de comunicación por radio con una función de transmisión de diversidad, en donde el aparato comprende un transmisor auxiliar, además de los transmisores específicos para los canales. Las señales de sistemas de CDMA recibidas por las antenas son moduladas para los canales correspondientes, se detecta un nivel máximo de potencia de recepción de cada canal y 40 se encuentra una antena con un nivel máximo. En un control de transmisión de diversidad, se determina si los niveles máximos de recepción de todos los canales son iguales o mayores que un nivel predeterminado. Si los niveles de recepción máximos de todos los canales son iguales o mayores que el nivel predeterminado, se realiza uncontrol habitual de diversidad. Las señales de transmisión de los correspondientes canales se transmiten desde las antenas con niveles máximos de potencia de recepción, mediante los transmisores, que son específicos para los 45 canales. Si el máximo nivel de recepción de uno cualquiera de los canales es el nivel predeterminado, o inferior, la señal de transmisión del canal asociado se transmite desde la antena con un segundo nivel más alto de potencia derecepción del canal, mediante el transmisor auxiliar, además del control habitual de diversidad.

SumarioDe acuerdo a la presente invención, se proporcionan un procedimiento para planificar la transmisión dedatos en un sistema de comunicación inalámbrica, según lo definido en la reivindicación 1, y una estación base para 50 gestionar la transmisión de datos en un sistema de comunicación inalámbrica, según lo definido en la reivindicación 7. Las realizaciones preferidas de la invención son reivindicadas en las reivindicaciones dependientes.

Breve descripción de los dibujos Las características, la naturaleza y las ventajas de la presente invención se harán más evidentes a partir de ladescripción detallada expuesta en lo que sigue, al considerarse conjuntamente con los dibujos, en los cuales los 55 caracteres iguales de referencia identifican de forma correspondiente en toda la extensión del documento, y en los cuales:

la FIG. 1 es un diagrama de un sistema de comunicación de múltiples entradas y salidas (MIMO) que puede estar diseñado y operado para implementar diversos aspectos y realizaciones de la invención;

la FIG. 2 es un diagrama de flujo de un proceso para planificar terminales para la transmisión de datos, según una 60 realización de la invención;

la FIG. 3 es un diagrama de flujo de un proceso para asignar antenas de transmisión a antenas de recepción, usando un criterio “máx-máx”, según una realización de la invención;

la FIG. 4 es un diagrama de flujo para un esquema de planificación basado en prioridades, por el cual un conjunto deuno o más de los terminales de más alta prioridad es considerado para la planificación, de acuerdo a una realización 5 de la invención;

la FIG. 5 es un diagrama de bloques de una estación base y de un cierto número de terminales en el sistema decomunicación de MIMO;

la FIG. 6 es un diagrama de bloques de una realización de la parte de transmisión de una estación base capaz de procesar datos para su transmisión a los terminales, en base a la CSI disponible;

la FIG. 7 es un diagrama de bloques de una realización de la parte de recepción de un terminal;

las FIGS. 8A y 8B son diagramas de bloques de una realización de un procesador de datos de MIMO de canal y de un cancelador de interferencias, respectivamente, de un procesador de datos de MIMO de recepción (RX) en elterminal; y

la FIG. 9 muestra el caudal medio para un sistema de comunicación de MIMO con cuatro antenas de transmisión (es decir, NT = 4) y cuatro antenas de recepción en cada terminal (es decir, NR = 4) para dos modalidades de operación diferentes.

Descripción detallada La FIG. 1 es un diagrama de un sistema 100 de comunicación de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO) que puede ser diseñado y operado para implementar diversos aspectos y realizaciones de la invención. El sistema 100

de MIMO emplea múltiples (NT) antenas de transmisión y múltiples (NR) antenas de recepción para transmitir datos.El sistema 100 de MIMO está formado eficazmente para un sistema de comunicación de acceso múltiple que tiene una estación base (BS) 104 que puede comunicarse concurrentemente con un cierto número de terminales (T) 106. En este caso, la estación base 106 emplea múltiples antenas y representa la múltiple entrada (MI) para trasmisiones de enlace descendente desde la estación base hasta los terminales.

Un conjunto de uno o más terminales 106 “comunicantes” representa colectivamente la múltiple salida (MO) para transmisiones de enlace descendente. Como se usa en este documento, un terminal de comunicación es aquel que recibe los datos específicos del usuario procedentes de la estación base, y un terminal “activo” es aquel que desea la transmisión de datos en un intervalo de transmisión inmediato o futuro. Los terminales activos pueden incluir terminales que actualmente estén comunicándose.

El sistema 100 de MIMO puede ser diseñado para implementar cualquier número de estándares y diseños para el CDMA, el TDMA, el FDMA y otras técnicas de acceso múltiple. Los estándares de CDMA incluyen los estándares IS95, cdma2000 y W-CDMA, y los estándares de TDMA incluyen el estándar Sistema Global para Comunicaciones Móviles (GSM) . Estos estándares son conocidos en la técnica.

El sistema 100 de MIMO se puede operar para transmitir datos mediante un cierto número de canales de transmisión. Cada terminal... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de planificación de la transmisión de datos en un sistema (100) de comunicación inalámbrica, estando el procedimiento implementado por una estación base (104) , y comprendiendo el procedimiento:

formar múltiples conjuntos de terminales (106) para recibir la transmisión de datos desde la estación base (104)

en un próximo intervalo de transmisión, incluyendo cada conjunto uno o más terminales (106) , ycorrespondiendo a una hipótesis distinta, a evaluar en base a uno o más criterios, en donde los múltiples conjuntos de terminales (106) incluyen un primer conjunto de uno o más terminales (106) correspondientes a una primera hipótesis a evaluar, y un segundo conjunto de uno o más terminales (106) correspondientes a una segunda hipótesis a evaluar, y en donde dichos uno o más terminales (106) en el primer conjunto son distintos a dichos uno o más terminales (106) en el segundo conjunto;

asignar una pluralidad de antenas (524) de transmisión a dichos uno o más terminales (106) en cada conjunto;

evaluar el rendimiento de cada hipótesis en base a la información de estado de canal, CSI, asociada a cada terminal (106) , siendo la CSI indicativa de las características de canal entre el respectivo terminal (106) y las correspondientes antenas transmisoras (524) ;

seleccionar una de las múltiples hipótesis evaluadas, en base al rendimiento; y

planificar la transmisión de datos a dichos uno o más terminales (106) en la hipótesis seleccionada.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual cada hipótesis comprende una pluralidad de sub-hipótesis, correspondiendo a cada una de las cuales una o más asignaciones específicas de las antenas transmisoras (524) a dichos uno o más terminales (106) en el respectivo conjunto, y en el cual el rendimiento de cada hipótesis se evalúa

en base al rendimiento de la correspondiente sub-hipótesis.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual la CSI para cada terminal (106) comprende las estimaciones dela razón entre señal y ruido más interferencia, SNR, obtenidas en el respectivo terminal (106) en base a señales transmitidas desde las antenas transmisoras (524) .

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual la evaluación incluye:

calcular una métrica de rendimiento para cada hipótesis, como función del caudal alcanzable por cada terminal

(106) en el respectivo conjunto.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual la pluralidad de antenas transmisoras (524) están asignadas a dichos uno o más terminales (106) en cada conjunto, en base a la prioridad de los terminales en el conjunto.

6. El procedimiento de la reivindicación 5, en el cual la prioridad de cada terminal (106) está determinada en base a 30 uno o más factores, que incluyen la calidad de servicio, QoS, asociada al respectivo terminal (106) .

7. Una estación base (104) para gestionar la transmisión de datos en un sistema (100) de comunicación inalámbrica, comprendiendo la estación base (104) :

medios (532, 534) para formar múltiples conjuntos de terminales (106) para recibir la transmisión de datos desde la estación base (104) en un próximo intervalo de transmisión, incluyendo cada conjunto uno o más terminales (106) , y correspondiendo a una hipótesis distinta, a evaluar en base a uno o más criterios, en donde los múltiples conjuntos de terminales (106) incluyen un primer conjunto de uno o más terminales (106) correspondientes a una primera hipótesis a evaluar, y un segundo conjunto de uno o más terminales (106) correspondientes a una segunda hipótesis a evaluar, y en donde dichos uno o más terminales (106) en el primerconjunto son distintos a dichos uno o más terminales (106) en el segundo conjunto;

medios (520, 534) para asignar una pluralidad de antenas (524) de transmisión a dichos uno o más terminales (106) en cada conjunto;

medios (532, 534) para evaluar el rendimiento de cada hipótesis en base a la información de estado de canal, CSI, asociada a cada terminal (106) , siendo la CSI indicativa de las características de canal entre el respectivo terminal (106) y las correspondientes antenas transmisoras (524) ;

medios (534) para seleccionar una de las múltiples hipótesis evaluadas, en base al rendimiento; y

medios (534) para planificar la transmisión de datos a dichos uno o más terminales (106) en la hipótesis seleccionada.

8. La estación base (104) de la reivindicación 7, en la cual cada hipótesis comprende una pluralidad de subhipótesis, cada una de las cuales corresponde a una o más asignaciones específicas de las antenas transmisoras 50 (524) a dichos uno o más terminales (106) en el respectivo conjunto, y en la cual el rendimiento de cada hipótesis esevaluado en base al rendimiento de la correspondiente sub-hipótesis.

9. La estación base (104) de la reivindicación 7, en la cual la CSI para cada terminal (106) comprende estimaciones de la razón entre señal y ruido más interferencia, SNR, obtenidas en el respectivo terminal en base a señales transmitidas desde las antenas transmisoras.

10. La estación base (104) de la reivindicación 7, en la cual los medios para la evaluación incluyen: medios para calcular una métrica de rendimiento para cada hipótesis, como función del caudal alcanzable por cada terminal (106) en el respectivo conjunto.

11. La estación base (104) de la reivindicación 7, en la cual la pluralidad de antenas transmisoras (524) son asignadas a dichos uno o más terminales (106) en cada conjunto, en base a la prioridad de los terminales en el5 conjunto.

12. La estación base (104) de la reivindicación 11, en la cual la prioridad de cada terminal (106) es determinada enbase a uno o más factores que incluyen la calidad de servicio, QoS, asociada al respectivo terminal.

13. La estación base (104) de la reivindicación 7, que comprende adicionalmente: un procesador configurado para llevar a cabo las etapas de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.

14. Un medio legible por ordenador que comprende instrucciones para llevar a cabo las etapas de cualquiera de lasreivindicaciones 1 a 6.