BRPI0708089A2 - estrutura espacial piloto para comunicação sem fio multiantena - Google Patents

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Yongbin Wei
Naga Bhushan
Tamer Kadous
Mingxi Fan
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Qualcomm Inc
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Abstract

ESTRUTURA ESPACIAL PILOTO PARA COMUNICAçãO SEM FIO MULTIANTENA. Piloto espacial para suportar receptores MIMO em um sistema de comunicação de transmissão multiantena e multicamadas. Um piloto da primeira camada para uma transmissão de camada única é repetido através de sub- bandas em um primeiro símbolo OFDM e o piloto da primeira camada é também repetidamente desLocado do primeiro símbolo OFDM em um segundo símbolo OFOM adjacente. Camadas de transmissão adicionais podem ser também transmitidas cadaqual incluindo um piloto separado gerado e repetido no primeiro símbolo e repetidamente deslocado do piloto separado em um segundo símbolo adjacente. O primeiro e segundo simbolos OFDM são então transmitidos e recebidos para caracterizar os canais de recepção.

Description

"ESTRUTURA ESPACIAL PILOTO PARA COMUNICAÇÃO SEM FIOMULTIANTENA".
Reivindicação de Prioridade sob 35 U.S.C.§119
O presente Pedido de Patente reivindicaprioridade para o Pedido Provisório N- 60/775,443,intitulado "Wireless Communication System and Method", ePedido Provisório N- 60/775,693, intitulado "DOCommunication System and Method", ambos depositados em 21de fevereiro de 2006, cedido ao cessionário destas, eexpressamente incorporados aqui por referência.
Campo da Invenção
A presente invenção refere de maneira geral acomunicação, e mais especificamente a técnicas detransmissão para um sistema de comunicação sem fio.
Descrição da Técnica Anterior
Sistemas de comunicação sem fio são amplamentedesenvolvidos para fornecer vários serviços de comunicaçãotais como voz, vídeo, dados em pacote, troca de mensagens,broadcast, etc. Estes sistemas podem ser sistemas de acessomúltiplo capazes de suportar múltiplos usuários aocompartilhar os recursos de sistema disponíveis. Exemplosde tais sistemas de acesso múltiplo incluem sistemas deAcesso Múltiplo por Divisão de Código (CDMA), sistemas deAcesso Múltiplo por Divisão de Tempo (TDMA), sistemas deAcesso Múltiplo por Divisão de Freqüência (FDMA), sistemasFDMA Ortogonal (OFDMA), e sistema FDMA de Portadora Única(SC-FDMA).
Um sistema de acesso múltiplo pode utilizar um oumais esquemas tal como multiplexação por divisão de código(CDM), multiplexação por divisão de tempo (TDM), etc. 0sistema pode ser desenvolvido e pode servir aos terminaisexistentes. Pode ser desejável melhorar o desempenho dosistema enquanto mantém a retro-compatibilidade com' osterminais existentes. Por exemplo, pode ser desejávelempregar técnicas espaciais tal como múltiplas-entradasmúltiplas-saídas (MIMO) e acesso múltiplo por divisãoespacial (SDMA) para melhorar o rendimento e/ou aconfiabilidade ao explorar dimensionalidades espaciaisadicionais fornecidas pelo uso de múltiplas antenas.
Um sistema de comunicação de multiantena suportatransmissão de múltiplas-entradas múltiplas-saídas demúltiplas antenas de transmissão (T) para múltiplas antenasde recepção (R) . Um canal MIMO formado pelas antenas detransmissão T e as antenas de recepção R é composto decanais espaciais S, onde S^min{T,R}. Os canais espaciais Spodem ser usados para transmitir dados em paralelo paraobter rendimento total superior e/ou redundante para obtermaior confiabilidade.
Uma estimativa precisa de um canal sem fio entreum transmissor e um receptor é normalmente necessária noreceptor de modo a recuperar os dados enviados através docanal sem fio. A estimação de canal é tipicamente realizadaao enviar um piloto do transmissor e medir o piloto noreceptor. 0 piloto é constituído de símbolos que sãoconhecidos a priori tanto pelo transmissor quanto peloreceptor. 0 receptor pode então estimar a resposta de canalcom base nos símbolos recebidos e nos símbolos conhecidos. :
0 sistema multiantena suporta receptores MIMO(que são receptores equipados com múltiplas antenas).Receptores MIMO tipicamente requerem diferentes estimativasde canal e então possuem diferentes requerimentos para opiloto, como descrito abaixo. Uma vez que a transmissão1piloto representa overhead no sistema de multiantena, édesejável minimizar a transmissão piloto ao máximo possível.Entretanto, a transmissão piloto deve ser tal que osreceptores MIMO possam obter estimativas de canal dequalidade suficiente.
Existe, portanto, uma necessidade na técnica paratécnicas de transmissão para transmitir eficientemente umpiloto em um sistema multiantena que pode suportar técnicasespaciais enquanto mantém a retro-compatibilidade com osterminais existentes.
Resumo da Invenção
Técnicas para transmitir um piloto espacial parasuportar receptores MIMO em um sistema de comunicação detransmissão multicamada e multiantena são descritas aqui.De acordo com uma modalidade da presente invenção, ummétodo para transmitir um piloto em um sistema decomunicação sem fio é descrito. 0 método inclui gerar umpiloto da primeira camada para uma transmissão de camadaúnica. 0 piloto da primeira camada é repetido através dassub-bandas em um primeiro símbolo OFDM e o piloto daprimeira camada é também repetido deslocado do primeirosímbolo OFDM em um segundo símbolo OFDM adjacente. 0primeiro e segundo símbolos OFDM são então transmitidos.
De acordo com outra modalidade da presenteinvenção, um equipamento em um sistema de comunicação semfio é descrito. 0 equipamento inclui um gerador pilotooperativo para gerar pelo menos um piloto com base em umnúmero de camadas de transmissão com cada um de pelo menosum piloto sendo repetido através de sub-bandas de umprimeiro símbolo OFDM. Pelo menos um piloto é tambémrepetido e deslocado de outros de pelo menos um piloto doprimeiro símbolo OFDM através de sub-bandas de um segundosímbolo OFDM adjacente. 0 equipamento também inclui umapluralidade de unidades de transmissor operativas para:transmitir cada ; um do primeiro e segundo símbolos OFDM emum respectivo número de transmissão. de camada através deuma pluralidade de antenas de transmissão.
De acordo com uma modalidade adicional dapresente invenção, um método para realizar a estimação decanal em um sistema de comunicação sem fio é descrito. 0método inclui obter, através de uma pluralidade de antenasde recepção, símbolos recebidos cada qual incluindo umpiloto da primeira camada com símbolos adjacentes dossímbolos recebidos incluindo o deslocamento piloto daprimeira camada nas sub-bandas entre si. 0 método tambéminclui processar os símbolos recebidos com base no pilotoda primeira camada para obter estimativas de umapluralidade de canais entre a pluralidade de antenas detransmissão e a pluralidade de antenas de recepção.
De acordo com ainda uma modalidade adicional dapresente invenção, um equipamento em um sistema decomunicação sem fio é descrito. 0 equipamento inclui umaPl uralidade de unidades de receptor operativas parafornecer símbolos recebidos cada qual incluindo um pilotoda primeira camada com símbolos adjacentes dos símbolosrecebidos incluindo o deslocamento piloto da primeiracamada deslocado nas sub-bandas entre si. 0 equipamentotambém inclui um estimador de canal operativo paraprocessar os símbolos recebidos com base no piloto daprimeira camada para obter estimativas de uma pluralidadede canais entre a pluralidade de antenas de transmissão e apluralidade de .antenas de recepção.
Breve
Descrição das Figuras
Figura 1 mostra um sistema de comunicação deDados em Pacote de Alta Taxa (HRPD).
Figura 2 mostra uma estrutura de partição de.portadora única que suporta CDM.Figura 3 mostra uma estrutura de partição deportadora única que suporta OFDM.
Figura 4 mostra um diagrama em blocos detransmissor e receptor em um sistema de comunicação deDados em Pacote de Taxa Elevada (HRPD).
Figura 5 mostra uma estrutura de partiçãomultiportadora que suporta OFDM através de um canal delegado e não-legado.
Figura 6 mostra uma estrutura de sub-banda paraum sistema de comunicação de Dados em Pacote de TaxaElevada (HRPD) suportando OFDM.
Figuras 7A a 7D mostram uma estrutura espacialpiloto para um sistema de comunicação de Dados em Pacote deTaxa Elevada (HRPD) que suporta OFDM.
Figura 8 mostra um diagrama em blocos de umtransmissor em um sistema de comunicação de Dados em Pacotede Taxa Elevada (HRPD) que suporta. OFDM.
Figura 9 mostra um diagrama em blocos de umreceptor em um sistema de comunicação de Dados em Pacote deTaxa Elevada (HRPD) que suporta OFDM.
Descrição Detalhada da Invenção
As técnicas de transmissão descritas aqui podemser usadas para;vários sistemas de comunicação sem fio talcomo sistemas CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA e SC-FDMA. Os termos"sistemas" e "redes" são freqüentemente usados de formaintercambiável. Um sistema CDMA pode implementar umatecnologia via rádio tal como cdma2000, Acesso de Rádio.Terrestre Universal (UTRA), UTRA Evoluído (E-UTRA), etc.cdma2 000 cobre padrões IS-2000, IS-95 e IS-856. UTRA incluiCDMA-banda larga (W-CDMA) e Taxa de Chip Baixa (LCR) . Umsistema TDMA pode implementar uma tecnologia via rádio tal.como Sistema Global para Comunicações Móveis (GSM). Um.sistema OFDMA pode implementar uma tecnologia via rádio talcomo Evolução de Longo Prazo (LTE), IEEE 802.20, Flash-OFDM®, etc. UTRA, E-UTRA, GSM e LTE são descritos nosdocumentos de uma organização chamada "3rd GenerationPartnership Project" (3GPP) . cdma2000 é descrito nosdocumentos de uma organização chamada "3rd GenerationPartnership Project 2" (3GPP2) . Estas várias tecnologias epadrões via rádio são conhecidos na técnica.
Por clareza, vários aspectos das técnicas sãodescritos abaixo para um sistema de Dados em Pacote de TaxaElevada (HRPD) que implementa IS-856. HRPD é tambémreferenciado como Dados de Evolução Otimizados (EV-DO),Dados Otimizados (DO), Taxa de Dados Elevada (HDR), etc. Ostermos HRPD e EV-DO são usados freqüentemente de formaintercambiável. Atualmente, Revisões HRPD (Revs.) 0, A, e Bforam padronizadas, HRPD Revs. OeA estão desenvolvidas, eHRPD Rev. C está em desenvolvimento. HRPD Revs. OeAcobrem HRPD de portadora única (IxHRPD). HRPD Rev. B cobreHRPD multiportadora e é retro-compativel com Revs. HRPD 0 eA. As técnicas descritas aqui podem ser incorporadas emqualquer revisão HRPD. Por clareza, a terminologia HRPD émuita usada na descrição abaixo.
A Figura 1 mostra um sistema de comunicação HRPD100 com múltiplos pontos de acesso 110 e múltiplosterminais 120. Um ponto de acesso é geralmente uma estaçãofixa que comunica com os terminais e pode também serreferenciado como uma estação base, Nó B, etc. Cada pontode acesso 110 fornece cobertura de comunicação para umaárea geográfica específica e suporta comunicação com osterminais localizados dentro da área de cobertura. Pontosde acesso 110 podem acoplar a um controlador de sistema 130que fornece coordenação e controle para esses pontos deacesso. 0 controlador de sistema 130 pode incluir entidadesde rede tal como um Controlador de Estação Base (BSC), umaFunção de Controle de Pacote (PCF) , um Nó de Serviços deDados em Pacote (PDSN), etc.
Os terminais 120 podem estar espalhados por todoo sistema, e cada terminal pode ser estacionário ou móvel.Um terminal pode também ser referenciado como um terminalde acesso, uma estação móvel, um equipamento de usuário,uma unidade de assinante, uma estação, etc. Um terminalpode ser um telefone celular, um assistente pessoal digital(PDA), um dispositivo sem fio, um dispositivo portátil, ummodem sem fio, um computador laptop, etc. Um terminal podesuportar quaisquer Revisões HRPD. Em HRPD, um terminal podereceber uma transmissão no link direto a partir de um pontode acesso a qualquer momento e pode enviar uma transmissãono link reverso para um ou mais pontos de acesso. O linkdireto (ou downlink) refere ao link de comunicação dospontos de acesso para os terminais, e o link reverso (ouuplink) refere ao link de comunicação dos terminais para ospontos de acesso.
A Figura 2 mostra uma estrutura de partição deportadora única 200 que suporta CDM no link direto em HRPD.A linha de tempo de transmissão é particionada em partições.Cada partição possui uma duração de 1,667 milissegundos(ms)e du ra 2048 chips. Cada chip possui uma duração de 813,8nanossegundos (ns) para uma taxa de chip de 1,2288 megachips/segundo (Mcps). Cada partição é dividida em duasmeias-partições idênticas. Cada meia-partição inclui (i) umsegmento de overhead composto de um segmento piloto nocentro da meia-partição e dois segmentos de Controle de·Acesso ao Meio:(MAC) em ambos os lados do segmento piloto e(ii) dois segmentos de tráfego em ambos os lados do.segmento de overhead. Os segmentos de tráfego podem tambémser referenciados como segmentos de canal de tráfego,segmentos de dados, campos de dados, etc. O segmento pilototransporta piloto e possui uma duração de 96 chips. Cadasegmento MAC transporta sinalização (por exemplo,informações de controle de potência reversa (RPC)) e possuiuma duração de 64 chips. Cada segmento de tráfegotransporta dados de tráfego (por exemplo, dados unicastpara terminais específicos, dados de broadcast, etc.) epossui uma duração de 400 chips.
Revs. HRPD 0, A e B usam CDM para dados enviadosnos segmentos de tráfego. Um segmento de tráfego podetransportar dados CDM para um ou mais terminais sendoservidos por um ponto de acesso. Os dados de tráfego paracada terminal podem ser processados com base nos parâmetrosde codificação e modulação determinados pela realimentaçãode canal recebida deste terminal para gerar símbolos dedados. Os símbolos de dados para um ou mais terminais podemser demultiplexados e cobertos com funções Walsh de 16chips ou códigos para gerar os dados CDM para o segmento detráfego. Os dados CDM são então gerados no domínio do tempousando funções Walsh. Um segmento de tráfego CDM é umsegmento de tráfego transportando dados CDM.
Pode ser desejável usar OFDM e/ou multiplexaçãopor divisão de freqüência de portadora única (SC-FDM) paradados enviados : nos segmentos de tráfego. OFDM e SC-FDMparticionam a largura de banda disponível em múltiplassubportadoras ortogonais, que são também referenciadas comotons, faixas, etc. Cada subportadora pode ser modulada comdados. Em geral, símbolos de modulação são enviados nodomínio da freqüência com OFDM e no domínio do tempo comSC-FDM. OFDM e SC-FDM possuem certas características,desejáveis tais como a capacidade de combater prontamente ainterferência inter-símbolo (ISI) causada pelo.desvanecimento de freqüência seletivo. OFDM pode tambénvsuportar eficientemente MIMO e SDMA, que podem ser;aplicados independentemente em cada subportadora e podeentão fornecer bom desempenho em um canal de freqüênciaseletivo. Por clareza, o uso de OFDM para enviar dados édescrito abaixo.
Deve ser desejável suportar OFDM enquanto mantéma retro-compatibilidade com Revs. HRPD 0, AeB. Em HRPD,os segmentos piloto e MAC podem ser demodulados por todosos terminais ativos a qualquer tempo onde os segmentos detráfego podem ser demodulados por apenas os terminais sendoservidos. Portanto, a retro-compatibilidade pode ser obtidaao manter os segmentos piloto e MAC e modificar ossegmentos de tráfego. Dados OFDM podem ser enviados em umaforma de onda HRPD ao substituir os dados CDM em um dadosegmento de tráfego de 400 chips com um ou mais símbolosOFDM possuindo uma duração total de 400 chips ou menos.
A Figura 3 mostra uma estrutura de partição deportadora única 300 que suporta OFDM no HRPD. Porsimplicidade, apenas uma meia-partição é mostrada na Figura3A. A meia-partição inclui (i) um segmento de overheadcomposto de um segmento piloto de 96 chips no centro dameia-partição e dois segmentos MAC de 64 chips em ambos oslados do segmento piloto e (ii) dois segmentos de tráfegoem ambos os lados do segmento de overhead. Em geral, cadasegmento de tráfego pode transportar um ou mais símbolosOFDM. No exemplo mostrado na Figura 3A, cada segmento detráfego transporta dois símbolos OFDM, e cada símbolo OFDMpossui uma duração de 200 chips e é enviado em um períodode símbolo OFDM de 200 chips.
A Figura 4 mostra um detalhe de um ponto deacesso 110 do sistema de comunicação HRPD de multiantena100 com dois terminais 120a e 120b. Por simplicidade, oponto de acesso 110 possui duas antenas de transmissão, oterminal MISO 120a possui uma única antena de recepção, e oterminal MIMO 120b possui duas antenas de recepção.
Um canal MISO formado pelas duas antenas no pontode acesso 110 e a única antena no terminal MISO 120a podeser caracterizada por um vetor linha de resposta de canal1x2 hlx2. Um canal MIMO formado pelas duas antenas no pontode acesso 110 e as duas antenas no terminal MIMO 120b podeser caracterizado por uma matriz de resposta de canal 2x2H2x2- 0 ponto de acesso 110 transmite um piloto das duasantenas de transmissão para permitir que os terminais MISOe MIMO estimem seus respectivos canais MISO e MIMO. Umgerador piloto 112 no ponto de acesso 110 pode gerar umpiloto composto.
0 ponto de acesso 110 pode transmitir dados emparalelo de ambas as antenas de transmissão para o receptorMIMO para melhorar o rendimento. A descrição acima é paraum sistema 2x2 no qual o ponto de acesso possui duasantenas de transmissão e os terminais possuem no máximoduas antenas de recepção. Em geral, um sistema multiantenapode incluir transmissores e receptores com qualquer númerode antenas, tal que TeR podem ser quaisquer valoresinteiros.
A Figura 5 mostra uma estrutura de partição demultiportadora 400 que suporta OFDM em HRPD. Na HRPD Rev. B,múltiplas formas de onda IxHRPD podem ser multiplexadas nodomínio da freqüência para obter uma forma de onda HRPD demultiportadora que preenche uma dada alocação espectral e étransmitida em uma primeira antena de transmissão. Noexemplo mostrado na Figura 5, uma forma de onda IxHRPD éilustrada como sendo configurada como um canal de legadoincluindo os segmentos piloto e MAC que podem ser.demodulados por todos os terminais ativos a qualquer tempoenquanto que os segmentos de tráfego podem ser demoduladospor apenas os terminais sendo servidos. Entretanto, aretro-compatibilidade pode ser obtida mantendo os segmentospiloto e MAC. Também mostrado na Figura 5 estão três formasde onda IxHRPD configuradas como canais de não-legados,transmitidos nas respectivas segunda, terceira e quartaantenas de transmissão, que não requerem os segmentos deoverhead uma vez que os símbolos OFDM incluem pilotoscompostos periódicos embutidos nas sub-bandas ou tons. Comoindicado, o gerador piloto 112 da Figura 4 gera pilotoscompostos para transmissão nos símbolos OFDM. Um terminalMIMO de recepção 120b (Figura 4) recebe o piloto compostoconhecido nos símbolos OFDM e é capaz de derivar umaestimativa da resposta de canal MIMO.
Sistema multiantena pode utilizar múltiplasportadoras para transmissão de dados e piloto. Múltiplasportadoras podem ser fornecidas por OFDM, algumas outrastécnicas de modulação de multiportadora, ou alguma outraconstrução. OFDM efetivamente particiona a largura de bandatotal de sistema (W MHz) em múltiplas (K) sub-bandas defreqüência ortogonal. Estas sub-bandas são também chamadastons, subportadoras, faixas, e canais de freqüência. ComOFDM, cada sub-banda é associada com uma respectivasubportadora que pode ser modulada com dados. Um sistemaOFDM de multiantena pode usar apenas um subconjunto das Ksub-bandas totais para transmissão de dados e piloto, e assub-bandas restantes podem servir como sub-bandas de guardapara permitir que o sistema encontre requerimentos demáscara espectral. Por simplicidade, a descrição seguinteassume que as K sub-bandas são utilizáveis para transmissãode dados e/ou piloto.
A Figura 6 mostra uma estrutura de sub-banda 500que pode ser usada para transmissão piloto no sistema OFDMde multiantena. Um símbolo de transmissão é enviado em cada:uma das sub-bandas piloto P, que são sub-bandas usadas paratransmissão piloto, onde tipicamente K > P. Para desempenhomelhorado e processamento de receptor simplificado, as sub-bandas piloto P podem ser uniformemente distribuídasatravés das K sub-bandas totais tal que as sub-bandaspiloto consecutivas são espaçadas por K/P sub-bandas. As K-P sub-bandas restantes podem ser usadas para transmissão dedados e são chamadas de sub-bandas de dados.
As Figuras 7A-7D mostram um esquema detransmissão piloto exemplar para um sistema OFDM demultiantena. A presente modalidade utiliza tons espaciaispiloto que são formados diferentemente de acordo com onúmero de camadas ou feixes que são formados pelo sistemaOFDM de multiantena. Especificamente, uma vez que umacamada pode ser formada por um feixe resultando de umacombinação de antenas, a caracterização precisa do canalnão pode simplesmente depender do piloto de uma antena, masdeve depender de um piloto formado para uma camadaespecífica ou feixe. De acordo com o esquema de transmissãopiloto espacial das Figuras 7A-7D, o custo de potência depiloto por camada aumenta quando o número de camadasespaciais diminui.
A Figura 7A ilustra uma transmissão de camadaúnica através de uma meia-partição de símbolos PFDM 1-4.Como ilustrado para cada símbolo OFDM, tal como o símboloOFDM 1, o tom piloto espacial de camada única repete eocupa um tom a cada 19 tons de dados. Para um símbolo OFDMde tom 180, deveria ter 9 tons piloto espacial de camadaúnica. Especificamente, para o símbolo OFDM Ieo símboloOFDM 3, o tom piloto espacial de camada única é ilustradocomo iniciando no tom 1 e repetindo a cada 20 tons e para osímbolo OFDM 2 e o símbolo OFDM 4, o tom piloto espacial decamada única é ilustrado como iniciando no meio dodeslocamento dos símbolos adjacentes no décimo primeiro tome repetindo a cada 20 tons. Consequentemente, o overhead delargura de banda para suportar o tom piloto espacial decamada única é um em vinte ou 5% por símbolo OFDM para umatransmissão de camada única. Em um símbolo OFDM adjacente,tal como símbolo OFDM 2, os tons piloto espacial de camadaúnica são deslocados dos tons piloto espacial de camadaúnica do símbolo. É também percebido que um símbolo OFDMpode influenciar a posição de deslocamento de um tom pilotoespacial de camada única do símbolo OFDM adjacente paracaracterização de canal adicional sem depender de tonspiloto espacial dedicados adicionais.
A Figura 7B ilustra uma transmissão de duas ouduplas camadas, através de uma meia-partição de símbolosOFDM 1 a 4. Como ilustrado para cada símbolo 0FDM, tal comoo símbolo OFDM 1, o tom piloto espacial da primeira camadarepete e ocupa um tom para cada 19 tons de dados e um tomespacial de segunda camada é deslocado da primeira e tambémrepete e ocupa um tom para cada 19 tons de dados. Para umsímbolo OFDM de tom 180, deveria ter 18 tons pilotoespacial de primeira camada e segunda camada.Especificamente, para símbolo OFDM 1 e símbolo OFDM 3, ostons piloto espacial de primeira camada e segunda camadasão ilustrados como iniciando no tom um e repetindo a cada10 tons e para o símbolo OFDM 2 e o símbolo OFDM 4, os tonspiloto espacial de primeira camada e segunda camada sãoilustrados como iniciando no meio do caminho dedeslocamento dos símbolos adjacentes no tom onze erepetindo a cada 10 tons. Consequentemente, o overhead delargura de banda para suportar os tons piloto espacial deprimeira camada e segunda camada é um em 10 ou 10% por1símbolo OFDM para uma transmissão de duas camadas.Ά Figura IC ilustra uma transmissão de trêscamadas através de uma meia-partição de símbolos OFDM 1-4.
Como ilustrado para cada símbolo OFDM, o tom pilotoespacial de primeira camada repete e ocupa um tom a cada 2 9tons de dados, um tom piloto espacial de segunda camadarepete e ocupa um tom a cada 2 9 tons de dados, e um tompiloto espacial de terceira camada repete e ocupa um tom acada 29 tons de dados. Os tons piloto espacial de primeiracamada, segunda camada e terceira camada são escalonados aolongo dos símbolos OFDM 1 a 4 e repetidos, tal que os tonspiloto espacial de primeira camada, segunda camada eterceira camada repetem a cada 10 tons e ocupam um tom acada 9 tons de dados. Para um símbolo OFDM de 180 tons,deveria ter 18 tons piloto espacial de primeira camada,segunda camada e terceira camada. Consequentemente, ooverhead de largura de banda para suportar os tons pilotoespacial de primeira camada, segunda camada e terceiracamada é um em 10 ou 10% por símbolo OFDM para umatransmissão de três camadas.
A Figura 7D ilustra uma transmissão de quatrocamadas através de uma meia-partição de símbolos OFDM 1 a 4.
Como ilustrado para cada símbolo OFDM, o tom pilotoespacial de primeira camada repete e ocupa um tom a cada 19tons de dados, um tom piloto espacial de segunda camadarepete e ocupa um tom a cada 19 tons de dados, um tompiloto espacial de terceira camada repete e ocupa um tom acada 19 tons de dados, e um tom piloto espacial de quartacamada repete e ocupa um tom a cada 19 tons de dados. Ostons piloto espacial de primeira camada, segunda camada,terceira camada e quarta camada são escalonados ao longodos símbolos OFDM 1 a 4 e repetidos tal que os tons pilotoespacial de primeira camada, segunda camada, terceiracamada e quarta camada repetem a cada 5 tons e ocupam umtom a cada 4 tons de dados. Para um símbolo OFDM de 180tons, deveria ter 36 tons piloto espacial de primeiracamada, segunda camada, terceira camada e quarta camada.Consequentemente, o overhead de largura de banda parasuportar os tons piloto espacial de primeira camada,segunda camada, terceira camada e quarta camada é um em 5ou 20% por símbolo OFDM para uma transmissão de quatrocamadas.
Uma vez que os tons piloto espacial de váriascamadas são transmitidos em diferentes conjuntos de P sub-bandas piloto em diferentes períodos de símbolo, esteesquema piloto escalonado permite aos receptores MIMO obterobservações piloto para mais do que suas sub-bandasespecíficas sem aumentar o número de sub-bandas usadas paratransmissão piloto em qualquer período de símbolo. Paratodos os esquemas de transmissão piloto, os receptores MIMOpodem derivar estimativas de resposta de freqüência para ocanal com base em seus símbolos recebidos e usando váriastécnicas de estimação de canal.
A Figura 8 mostra um diagrama em blocos de umamodalidade de um processador espacial TX 830 e unidades detransmissor 832 no ponto de acesso 110. O processadorespacial TX 830 inclui um gerador piloto 910, umprocessador espacial de dados 920, e T multiplexadores (Mux)930A a 930t para as T antenas de transmissão.
0 gerador piloto 910 gera os T pilotos compostospara os terminais MIMO. Os tons piloto espacial compostopara as sub-bandas são gerados de acordo com astransmissões da camada espacial descritas aqui acima.
Um processador espacial de dados 920 recebe ossímbolos de dados do processador de dados TX 820 e realizaprocessamento espacial nestes símbolos de dados. Porexemplo, o processador espacial de dados 920 podedemultiplexar os símbolos de dados em T sub-fluxos para asT antenas de transmissão. 0 processador espacial de dados920 pode ou não realizar processamento espacial adicionalnestes sub-fluxos, dependendo do projeto do sistema. Cadamultiplexador 930 recebe um respectivo sub-fluxo de símbolode dados do processador espacial de dados 920 e os símbolosde transmissão para sua antena de transmissão associada,multiplexa os símbolos de dados com os símbolos detransmissão, e fornece um fluxo de símbolo de saída.
Cada unidade de transmissor 832 recebe e processaum respectivo fluxo de símbolo de saída. Dentro de cadaunidade de transmissor 832, uma unidade IFFT 942 transformacada conjunto de K símbolos de saída para as K sub-bandastotais no domínio do tempo usando IFFT de K pontos efornece um símbolo transformado que contém K chips nodomínio do tempo. Um gerador de prefixo cíclico 94 4 repeteuma parte de cada símbolo transformado para formar umsímbolo OFDM que contém K+C chips, onde C é o número dechips repetidos. A parte repetida é chamada de prefixocíclico e é usada para combater o espalhamento de retardono canal sem fio. Uma unidade de radiofreqüência (RF) TX946 converte o fluxo de símbolo OFDM em um ou mais sinaisanalógicos e ainda amplifica, filtra, e converteascendentemente em freqüência o(s) sinal (is) analógico(s)para gerar um sinal modulado que é transmitido de umaantena associada 834. O gerador de prefixo cíclico 944 e/ouunidade de RF TX 94 6 pode também fornecer o retardo cíclicopara sua antena de transmissão.
Ά Figura 9 mostra um diagrama em blocos de umterminal MIMO 120b em um sistema OFDM multiantena. Noterminal MIMO 120b, R antenas 852A a 852r recebem os Tsinais modulados, e cada antena 852 fornece um sinalrecebido a uma respectiva unidade de receptor 854. Cadaunidade de receptor 854 realiza processamento complementarpara este realizado pelas unidades de transmissor e fornece(1) símbolos de dados recebidos para um processadorespacial RX 860y e (2) símbolos piloto recebidos para umestimador de canal 884y dentro de um controlador 880y. Oestimador de canal 884y realiza estimação de canal para oreceptor MIMO e fornece uma estimativa de resposta de canalMIMO. O processador espacial RX 860y realiza processamentoespacial nos R fluxos de símbolo de dados recebidos das Runidades de receptor 854a a 854r com a estimativa deresposta de canal MIMO e fornece símbolos detectados. Umprocessador de dados RX 870y dê-mapeia em símbolo,desintercala, e decodifica os símbolos detectados e forneceos dados decodificados. O controlador 880y controla aoperação de várias unidades de processamento no terminalMIMO 120b e a unidade de memória 882y armazena dados e/oucódigos de programa usados pelo controlador 880y.
Aqueles versados na técnica devem entender queinformações e sinais pode ser representados usando qualqueruma de uma variedade de diferentes tecnologias e técnicas.Por exemplo, dados, instruções, comandos, informações,sinais, bits, símbolos, e chips que podem ser referenciadospor toda a descrição acima podem ser representados portensões, correntes, ondas eletromagnéticas, campos oupartículas magnéticas, campos ou partículas óticas ouqualquer combinação destes.
Aqueles versados na técnica devem ainda estimarque os vários blocos lógicos, módulos, circuitos, e etapasde algoritmo ilustrativos descrito com relação a revelaçãoaqui podem ser implementados como hardware eletrônico,,software de computador, ou combinações de ambos. Parailustrar de forma clara esta intercambialidade de hardwaree software, vários componentes ilustrativos, blocos,módulos, circuitos, e etapas ilustrativos foram descritosacima geralmente em termos de sua funcionalidade. Se talfuncionalidade é implementada como hardware ou softwaredepende das restrições especificas de aplicação e projetoimpostas no sistema como um todo. Versados na técnica podemimplementar a funcionalidade descrita de várias formas paracada aplicação específica, mas tais decisões deimplementação não devem ser interpretadas como causando umafastamento do escopo da presente revelação.
Os vários blocos lógicos, módulos, e circuitosilustrativos descritos em relação à revelação aqui podemser implementados ou realizados com um processador depropósito geral, um processador de sinal digital (DSP), umcircuito integrado de aplicação específica (ASIC), umamatriz de porta programável em campo (FPGA) ou outrodispositivo lógico programável, porta discreta ou lógica detransistor, componentes de hardware discretos, ou umacombinação destes projetada para realizar as funçõesdescritas aqui. Um processador de propósito geral pode serum microprocessador, mas como alternativa, o processadorpode ser qualquer processador, controlador,microcontrolador, ou máquina de estado convencional. Umprocessador pode também ser implementado como umacombinação de dispositivos de computação, por exemplo, umacombinação de um DSP e um microprocessador, uma pluralidadede microprocessadores, um ou mais microprocessadores emconjunto com um núcleo DSP, ou qualquer outra talconfiguração.
As etapas de um método ou algoritmo descritas emrelação à revelação aqui podem ser incorporadas diretamenteem hardware, em um módulo de software executado por umprocessador, ou em uma combinação dos dois. Um módulo desoftware pode residir na memória RAM, memória flash,memória ROM, memória EPROM, memória EEPROM, registradores,disco rígido, disco removível, um CD-ROM, ou qualquer outraforma de meio de armazenagem conhecida na técnica. Um meiode armazenagem exemplar é acoplado ao processador tal que oprocessador possa ler informações de, e escreverinformações no, meio de armazenagem. Como alternativa, omeio de armazenagem pode ser integrado ao processador. Oprocessador e o meio de armazenagem podem residir no ASIC.O ASIC pode residir em um terminal de usuário. Comoalternativa, o processador e o meio de armazenagem podemresidir como componentes discretos em um terminal deusuário.
A descrição prévia da revelação é fornecida parahabilitar a qualquer pessoa versada na técnica de fazer ouusar a revelação. Várias modificações à revelação estarãoprontamente aparentes aqueles versados na técnica, e osprincípios gerais definidos aqui podem ser aplicados aoutras variações sem se afastar do conceito inventivo ouescopo da revelação. Dessa forma, a revelação não temintenção de ser limitada aos exemplos descritos aqui, masdeve ser acordado o escopo mais amplo consistente com osprincípios e as características novas revelados aqui.

Claims (35)

1. Um método para transmitir um piloto em umsistema de comunicação sem fio, compreendendo:- gerar um piloto de primeira camada para umatransmissão de camada única;- repetir o piloto de primeira camada através desub-bandas de um primeiro símbolo OFDM;repetir deslocamento a partir do piloto deprimeira camada do primeiro símbolo OFDM no piloto deprimeira camada através de sub-bandas de um segundo símboloOFDM adjacente; e- transmitir o primeiro e segundo símbolos OFDMna transmissão de camada única.
2. 0 método, de acordo com a reivindicação 1,também compreendendo:- gerar um piloto de segunda camada para umatransmissão de duas camadas;repetir deslocamento a partir do piloto deprimeira camada no piloto de segunda camada através de sub-bandas de um primeiro símbolo OFDM;repetir deslocamento a partir do piloto desegunda camada do primeiro símbolo OFDM no piloto desegunda camada através de sub-bandas de um segundo símboloOFDM adjacente; e- transmitir o primeiro e segundo símbolos OFDMna transmissão de duas camadas.
3. 0 método, de acordo com a reivindicação 2,também compreendendo:- gerar um piloto de terceira camada para umatransmissão de três camadas;- repetir deslocamento a partir dos pilotos deprimeira e segunda camada no piloto de terceira camadaatravés de sub-bandas de um primeiro símbolo OFDM;- repetir deslocamento a partir do piloto deterceira camada do primeiro símbolo OFDM no piloto deterceira camada através de sub-bandas de um segundo símboloOFDM adjacente; e- transmitir o primeiro e segundo símbolos OFDMna transmissão de três camadas.
4. 0 método, de acordo com a reivindicação 3,também compreendendo:gerar um piloto de quarta camada para umatransmissão de quatro camadas;- repetir deslocamento a partir dos pilotos deprimeira, segunda e terceira camada no piloto de quartacamada através de sub-bandas de um primeiro símbolo OFDM;repetir deslocamento a partir do piloto dequarta camada do primeiro símbolo OFDM no piloto de quartacamada através de sub-bandas de um segundo símbolo OFDMadjacente; e- transmitir o primeiro e segundo símbolos OFDMna transmissão de quatro camadas.
5. 0 método, de acordo com a reivindicação 2, emque os pilotos de primeira e segunda camada sãoposicionados de forma alternada nas mesmas sub-bandasatravés do primeiro e segundo símbolos OFDM.
6. 0 método, de acordo com a reivindicação 3, emque os pilotos de primeira, segunda e terceira camada sãoposicionados de forma alternada nas mesmas sub-bandasatravés do primeiro, segundo e terceiro símbolos OFDMadjacentes a pelo menos um dentre o primeiro e segundosímbolos OFDM.
7. 0 método, de acordo com a reivindicação 6, emque os pilotos de primeira, segunda, terceira e quartacamada são posicionados de forma alternada nas mesmas sub-bandas através do primeiro, segundo, terceiro e quartosímbolos OFDM adjacentes a pelo menos um dentre o primeiro,segundo e terceiro símbolos OFDM.
8. 0 método, de acordo com a reivindicação 1, emque o piloto de primeira camada ocupa aproximadamente 5%das sub-bandas de cada um do primeiro e segundo símbolos OFDM.
9. 0 método, de acordo com a reivindicação 2, emque os pilotos de primeira e segunda camada ocupamaproximadamente 10% das sub-bandas de cada um do primeiro esegundo símbolos OFDM.
10. 0 método, de acordo com a reivindicação 3, emque os pilotos de primeira, segunda e terceira camadaocupam aproximadamente 10% das sub-bandas de cada um doprimeiro e segundo símbolos OFDM.
11. 0 método, de acordo com a reivindicação 4, emque os pilotos de primeira, segunda, terceira e quartacamada ocupam aproximadamente 20% das sub-bandas de cada umdo primeiro e segundo símbolos OFDM.
12. Um equipamento em um sistema de comunicaçãosem fio, compreendendo:- um gerador piloto operativo para gerar pelomenos um piloto com base em um número de camadas detransmissão, cada um dentre o pelo menos um piloto sendorepetido através de sub-bandas de um primeiro símbolo OFDMe sendo também repetido deslocado de outros dentre o pelomenos um piloto' do primeiro símbolo OFDM através de sub-bandas de um segundo símbolo OFDM adjacente; euma pluralidade de unidades de transmissoroperativas para transmitir cada um do primeiro e segundosímbolos OFDM em um respectivo número de transmissão decamada via uma pluralidade de antenas de transmissão.
13. 0 equipamento, de acordo com a reivindicação-12, em que o pelo menos um piloto inclui um piloto deprimeira camada para uma transmissão de camada única e emque o piloto de primeira camada é deslocado através de sub-bandas do primeiro e segundo símbolos OFDM.
14. O equipamento, de acordo com a reivindicação 12, em que o pelo menos um piloto inclui um piloto deprimeira camada e um piloto de segunda camada para umatransmissão de duas camadas e em que os pilotos de primeirae segunda camada são deslocados através de sub-bandas doprimeiro e segundo símbolos OFDM·.
15. O equipamento, de acordo com a reivindicação 12, em que o pelo menos um piloto inclui um piloto deprimeira camada, um piloto de segunda camada e um piloto deterceira camada para uma transmissão de três camadas e emque os pilotos de primeira, segunda e terceira camada sãodeslocados através de sub-bandas do primeiro e segundosímbolos OFDM.
16. O equipamento, de acordo com a reivindicação 12, em que o pelo menos um piloto inclui um piloto deprimeira camada, um piloto de segunda camada, um piloto deterceira camada e um piloto de quarta camada para umatransmissão de quatro camadas e em que os pilotos deprimeira, segunda, terceira e quarta camada são deslocadosatravés de sub-bandas do primeiro e segundo símbolos OFDM.
17. O equipamento, de acordo com a reivindicação 14, em que os pilotos de primeira e segunda camada sãoposicionados de forma alternada nas mesmas sub-bandasatravés do primeiro e segundo símbolos OFDM.
18. O equipamento, de acordo com a reivindicação 15, em que os pilotos de primeira, segunda e terceiracamada são posicionados de forma alternada nas mesmas sub-bandas através do primeiro, segundo e um terceiro símbolosOFDM adjacentes a pelo menos um do primeiro e segundosímbolos OFDM.
19. O equipamento, de acordo com a reivindicação-16, em que os pilotos de primeira, segunda, terceira equarta camadas são posicionados de forma alternada nasmesmas sub-bandas através do primeiro, segundo, terceiro eum quarto símbolos OFDM adjacentes a pelo menos um doprimeiro, segundo e terceiro símbolos OFDM.
20. O equipamento, de acordo com a reivindicação-13, em que o piloto de primeira camada ocupaaproximadamente 5% das sub-bandas de cada um do primeiro esegundo símbolos OFDM.
21. O equipamento, de acordo com a reivindicação-14, em que os pilotos de primeira e segunda camada ocupamaproximadamente 10% das sub-bandas de cada um dos primeiroe segundo símbolos OFDM.
22. O equipamento, de acordo com a reivindicação-15, em que os pilotos de primeira, segunda e terceiracamada ocupam aproximadamente 10% das sub-bandas de cada umdo primeiro e segundo símbolos OFDM.
23. O equipamento, de acordo com a reivindicação-16, em que os pilotos de primeira, segunda, terceira equarta camadas ocupam aproximadamente 20% das sub-bandas decada um do primeiro e segundo símbolos OFDM.
24. Um equipamento em um sistema de comunicaçãosem fio, compreendendo:- dispositivos para gerar um piloto de primeiracamada para uma transmissão de camada única;- dispositivos para repetir o piloto de primeiracamada através de sub-bandas de um primeiro símbolo OFDM;- dispositivos para repetir deslocamento a partirdo piloto de primeira camada do primeiro símbolo OFDM nopiloto de primeira camada através de sub-bandas de umsegundo símbolo OFDM adjacente; edispositivos para transmitir o primeiro esegundo símbolos OFDM na transmissão de camada única.
25. 0 equipamento, de acordo com a reivindicação-24, também compreendendo:- dispositivos para gerar um piloto de segundacamada para uma transmissão de duas camadas;- dispositivos para repetir deslocamento a partirdo piloto de primeira camada no piloto de segunda camadaatravés de sub-bandas de um primeiro símbolo OFDM;- dispositivos para repetir deslocamento a partirdo piloto de segunda camada do primeiro símbolo OFDM nopiloto de segunda camada através de sub-bandas de umsegundo símbolo OFDM adjacente; edispositivos para transmitir o primeiro esegundo símbolos OFDM na transmissão de duas camadas.
26. 0 equipamento, de acordo com a reivindicação-25, também compreendendo:- dispositivos para gerar um piloto de terceiracamada para uma transmissão de três camadas;- dispositivos para repetir deslocamento a partirdos pilotos de primeira e segunda camada no piloto deterceira camada através de sub-bandas de um primeirosímbolo OFDM;- dispositivos para repetir deslocamento a partirdo piloto de terceira camada do primeiro símbolo OFDM nopiloto de terceira camada através de sub-bandas de umsegundo símbolo OFDM adjacente; edispositivos para transmitir o primeiro esegundo símbolos OFDM na transmissão de três camadas.
27. 0 equipamento, de acordo com a reivindicação-26, também compreendendo:- dispositivos para gerar um piloto de quarta,camada para uma transmissão de quatro camadas;- dispositivos para repetir deslocamento a partirdos pilotos de primeira, segunda e terceira camada nopiloto de quarta camada através de sub-bandas de umprimeiro símbolo OFDM;- dispositivos para repetir deslocamento a partirdo piloto de quarta camada do primeiro símbolo OFDM nopiloto de quarta camada através de sub-bandas de um segundosímbolo OFDM adjacente; edispositivos para transmitir o primeiro esegundo símbolos OFDM na transmissão de quatro camadas.
28. Um método para realizar estimação de canal emum sistema de comunicação sem fio, compreendendo:obter, via uma pluralidade de antenas derecepção, símbolos recebidos cada qual incluindo um pilotode primeira camada com símbolos adjacentes dentre ossímbolos recebidos incluindo o piloto de primeira camadadeslocado nas sub-bandas um do outro; e- processar os símbolos recebidos com base nopiloto de primeira camada para obter estimativas de umapluralidade de canais entre a pluralidade de antenas detransmissão e a pluralidade de antenas de recepção.
29. 0 método, de acordo com a reivindicação 28,também compreendendo:obter, via uma pluralidade de antenas derecepção, símbolos recebidos cada qual incluindo também umpiloto de segunda camada com símbolos adjacentes dentre ossímbolos recebidos incluindo o piloto de segunda camadadeslocado nas sub-bandas um do outro; e- processar os símbolos recebidos com base nospilotos de primeira e segunda camada para obter estimativasde uma pluralidade de canais entre a pluralidade de antenasde transmissão e a pluralidade de antenas de recepção.
30. O método, de acordo com a reivindicação 29,também compreendendo:obter, via uma pluralidade de antenas derecepção, símbolos recebidos cada qual incluindo também umpiloto de terceira camada com símbolos adjacentes dentre ossímbolos recebidos incluindo o piloto de terceira camadadeslocado nas sub-bandas um do outro; e- processar os símbolos recebidos com base nospilotos de primeira, segunda e terceira camada para obterestimativas de uma pluralidade de canais entre apluralidade de antenas de transmissão e a pluralidade deantenas de recepção.
31. O método, de acordo com a reivindicação 30,também compreendendo:obter, via uma pluralidade de antenas derecepção, símbolos recebidos cada qual incluindo também umpiloto de quarta camada com símbolos adjacentes dentre ossímbolos recebidos incluindo o piloto de quarta camadadeslocado nas sub-bandas um do outro; e- processar os símbolos recebidos com base nospilotos de primeira, segunda, terceira e quarta camada paraobter estimativas de uma pluralidade de canais entre apluralidade de antenas de transmissão e a pluralidade deantenas de recepção.
32. Um equipamento em um sistema de comunicaçãosem fio, compreendendo:uma pluralidade de unidades de receptoroperativas paira fornecer símbolos recebidos cada qualincluindo um piloto de primeira camada com símbolosadjacentes dentre os símbolos recebidos incluindo o pilotode primeira camada deslocado nas sub-bandas um do outro; e- um estimador de canal operativo para processaros símbolos recebidos com base no piloto de primeira camadapara obter estimativas de uma pluralidade de canais entre apluralidade de antenas de transmissão e a pluralidade deantenas de recepção.
33. 0 equipamento, de acordo com a reivindicação-32, em que os símbolos recebidos cada qual incluindo tambémum piloto de segunda camada com símbolos adjacentes dentreos símbolos recebidos incluindo o piloto de segunda camadadeslocado nas sub-bandas um do outro e em que os pilotos deprimeira e segunda camada são processados para obterestimativas de uma pluralidade de canais entre apluralidade de antenas de transmissão e a pluralidade deantenas de recepção.
34. O equipamento, de acordo com a reivindicação-33, em que os símbolos recebidos cada qual incluindo tambémum piloto de terceira camada com símbolos adjacentes dentreos símbolos recebidos incluindo o piloto de terceira camadadeslocado nas sub-bandas um do outro e em que os pilotos deprimeira, segunda e terceira camada são processados paraobter estimativas de uma pluralidade de canais entre apluralidade de antenas de transmissão e a pluralidade deantenas de recepção.
35. 0 equipamento, de acordo com a reivindicação-34, em que os símbolos recebidos cada qual incluindo tambémum piloto de quarta camada com símbolos adjacentes dentreos símbolos recebidos incluindo o piloto de quarta camadadeslocado nas sub-bandas um do outro e em que os pilotos deprimeira, segunda, terceira e quarta camada são processadospara obter estimativas de uma pluralidade de canais entre apluralidade de antenas de transmissão e a pluralidade deantenas de recepção.
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