BRPI0721156A2 - Codificação de feixe espaço-tempo baseada em realimentação de qualidade de canal - Google Patents
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Description
"CODIFICAÇÃO DE FEIXE ESPAÇO-TEMPO BASEADA EM REALIMENTAÇÃO DE QUALIDADE DE CANAL"
Reivindicação de prioridade de acordo com 35 U.S.C.§ 119
0 presente pedido para patente reivindica prioridade para o pedido provisional número 60/870.654 intitulado "BEAMSPACE-TIME CODING BASED ON CHANNEL QUALITY FEEDBACK", depositado em 19 de dezembro de 2006, e cedida à cessionária do presente e pelo presente expressamente incorporada a título de referência aqui.
FUNDAMENTOS
Dispositivos de comunicação sem fio são configurados para operar em uma variedade de condições operacionais e ambientes operacionais. Um dispositivo sem fio móvel pode experimentar alterações drásticas em qualidade de sinal com base em sua localização em relação à fonte de sinal de transmissão. As variações em qualidade de sinal podem ser caracterizadas por alterações no canal sem fio ligando o transmissor ao receptor sem fio.
Há muitos fatores que contribuem para o canal sem fio. Por exemplo, a intensidade de sinal recebido diminui à medida que a distância entre o transmissor e receptor aumenta. Adicionalmente, variações no terreno e a presença de obstruções e superfícies reflexivas contribuem para multipercursos. Os sinais que atravessam os múltiplos percursos de sinais a partir do transmissor para um receptor podem combinar construtiva ou destrutivamente. A combinação destrutiva de sinais devido, por exemplo, a uma rotação de fase em um componente de sinal de multipercursos pode resultar em qualidade de sinal substancialmente reduzida no receptor. Uma qualidade de sinal reduzida é frequentemente mencionada como desvanecimento de sinal, ou simplesmente desvanecimento. 4. 2/50
Sistemas de comunicação sem fio podem implementar uma variedade de técnicas para compensar a probabilidade de operar em um desvanecimento profundo. Um sistema de comunicação sem fio pode implementar diversidade de sinal 5 para ajudar a compensar por desvanecimentos. A diversidade se refere genericamente a implementação de algum tipo de redundância para fornecer ou resolver percursos de sinais independentes.
Um transmissor pode fornecer diversidade por 10 introduzir um sinal resolvivel distinto, de tal modo que um receptor tenha probabilidade aumentada de receber e resolver o sinal transmitido. O transmissor pode introduzir diversidade utilizando uma pluralidade de antenas de transmissão, uma pluralidade de frequências de transmissão, 15 uma pluralidade de tempos de transmissão, ou alguma combinação dos mesmos.
Por exemplo, a diversidade de transmissão pode ser obtida pelo enviado de um símbolo de informação original a partir de uma antena e envio de uma versão 20 modificada daquele símbolo a partir de uma segunda antena. A versão modificada do símbolo original pode se referir a uma versão do símbolo original que é retardado, conjugado, negado, girado e similar, ou uma combinação de alguns ou todos acima. Um sinal girado se refere a uma rotação 25 complexa da fase de sinal em relação a uma referência. 0 receptor processa o sinal recebido total durante um ou mais períodos de símbolo para recuperar o símbolo transmitido.
Similarmente, um receptor pode fornecer uma quantidade limitada de diversidade através do uso de 30 múltiplas antenas de recepção que são espacialmente diversas. Preferivelmente, as múltiplas antenas de recepção são espaçadas em uma distância que permite que cada antena experimente características de canal que são independentes do canal experimentado pelas outras antenas de recepção.
SUMÁRIO
Métodos e equipamento para aumentar ganho de diversidade em um receptor por aplicação de conformação de feixes para transmitir sinais codificados de tempo-espaço de diversidade. Um sinal de transmissão é codificado em tempo-espaço sobre uma pluralidade de grupos de antenas espaço-tempo, com cada grupo de antenas espaço-tempo associado a um código espaço-tempo específico. O sinal em cada grupo de antena espaço-tempo é conformado em feixes sobre a pluralidade de antenas no grupo de antenas espaço- tempo. Cada da pluralidade de antenas em um grupo de antenas espaço-tempo é ponderada com um peso distinto, em relação à outra antena no grupo espaço-tempo. Os pesos de conformação de feixes podem variar com base em uma indicação de realimentação de qualidade de canal a partir de um receptor. A amplitude, fase ou uma combinação de amplitude e fase de cada peso ou de um vetor de múltiplos pesos pode variar como uma função da indicação de qualidade de canal para melhorar a qualidade do sinal recebido.
Aspectos da revelação incluem um método para fornecer diversidade de transmissão. O método inclui gerar uma pluralidade de sinais de encodificação por espaço-tempo a partir de um sinal de transmissão, receber uma indicação 25 de qualidade de canal, gerar pelo menos um vetor de peso com base na indicação de qualidade de canal, e conformar em feixe pelo menos um da pluralidade de sinais encodifiçados por espaço-tempo utilizando um vetor de peso correspondente a partir de pelo menos um vetor de peso.
Os aspectos da revelação incluem um método para
fornecer diversidade de transmissão. O método inclui gerar uma pluralidade de sinais de encodificação por espaço-tempo a partir de um sinal de transmissão, receber uma indicação de qualidade de canal, e conformar em feixe cada um dos sinais de encodificação por espaço-tempo utilizando um vetor de peso correspondente, onde pelo menos um vetor de peso é determinado, em parte, com base na indicação de qualidade de canal.
Os aspectos da revelação incluem um método de otimizar diversidade de transmissão. 0 método inclui receber uma pluralidade de sinais, cada da pluralidade de sinais recebidos em um feixe de sinal correspondente, determinar uma estimativa de canal para cada feixe de sinais, determinar uma indicação de qualidade de canal com base nas estimativas de canal, e transmitir a indicação de qualidade de canal como informação de realimentação para uma fonte de transmissão dos feixes de sinal.
Os aspectos da revelação incluem um equipamento para fornecer diversidade de transmissão que inclui um transmissor configurado para gerar um fluxo de sinais de transmissão, um codificador de diversidade de transmissão configurado para receber o fluxo de sinais de transmissão e configurado para gerar uma pluralidade, G, de· fluxos de transmissão encodifiçados por espaço-tempo/diversidade a partir do fluxo de sinais de transmissão, um gerador de matriz de peso configurado para receber uma indicação de qualidade de canal e gerar pelo menos um vetor de peso a partir de um conjunto de vetores de peso com base na indicação de qualidade de canal, e uma pluralidade de codificadores de conformação de feixes, cada da pluralidade de codificadores de conformação de feixes configurado para receber um da pluralidade de fluxos de transmissão encodifiçados por espaço-tempo/diversidade de transmissão e gerar uma pluralidade, K, de subfluxos ponderados com base em um vetor de peso a partir do conjunto de vetores de peso para conformar em feixe um da pluralidade de fluxos de transmissão encodifiçados por espaço-tempo/diversidade de transmissão.
Os aspectos da revelação incluem um equipamento para fornecer diversidade de transmissão que inclui um receptor configurado para receber uma pluralidade de sinais de transmissão codificados em tempo-espaço em uma pluralidade de feixes, onde cada sinal de transmissão codificado em tempo-espaço é carregado em um feixe distinto, um módulo de extração de piloto acoplado ao receptor e configurado para extrair pelo menos um sinal piloto a partir de cada feixe, um módulo de estimação de canal acoplado ao módulo de extração de piloto e configurado para determinar uma estimativa de canal para cada da pluralidade de feixes com base pelo menos em um sinal piloto, um gerador de indicação de qualidade de canal para determinar uma indicação de qualidade de canal com base nas estimativas de canal, um transmissor configurado para gerar uma mensagem de realimentação incluindo a indicação de qualidade de canal e transmitir a mensagem de realimentação para uma fonte dos sinais de transmissão codificados em tempo-espaço.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
As características, objetivos e vantagens das modalidades da revelação tornar-se-ão mais evidentes a partir da descrição detalhada exposta abaixo quando tomada em combinação com os desenhos, nos quais elementos similares contêm numerais de referência similares.
A figura 1 é um diagrama de blocos funcional simplificado de uma modalidade de um sistema de comunicação sem fio.
A figura 2 é um diagrama de blocos funcional simplificado de uma modalidade de um transmissor e receptor em um sistema de comunicação sem fio de acesso múltiplo. A figura 3 é um diagrama de blocos funcional simplificado de uma modalidade de um sistema transmissor tendo diversidade de transmissão de codificação em tempo- espaço conformado em feixe.
A figura 4 é um diagrama de blocos funcional
simplificado de uma modalidade de um sistema transmissor tendo diversidade de transmissão de codificação em tempo- espaço conformado em feixe.
A figura 5 é um exemplo de um diagrama de constelação de peso de conformação de feixes.
A figura 6 é um diagrama de blocos funcional simplificado de uma modalidade de um receptor configurado para gerar uma indicação de qualidade de canal com base em sinais de recepção codificados em tempo-espaço conformados em feixes.
A figura 7 é um fluxograma simplificado de uma modalidade de um método de fornecer diversidade de transmissão utilizando encodificação por espaço- tempo/diversidade de transmissão formada em feixe.
2 0 A figura 8 é um fluxograma simplificado de uma
modalidade de um método de gerar informação de realimentação a partir dos sinais encodifiçados por espaço- tempo/diversidade de transmissão conformados em feixes.
A figura 9 é um diagrama de blocos funcional simplificado de uma modalidade de um sistema transmissor tendo diversidade de transmissão de codificação em tempo- espaço formada em feixe.
A figura 10 é um diagrama de blocos funcional simplificado de uma modalidade de um receptor configurado para gerar uma indicação de qualidade de canal baseada em sinais de recepção codificados em tempo-espaço conformados em feixes.
DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES DA REVELAÇÃO São descritos métodos e equipamento para gerar e transmitir sinais sem fio que combinam os benefícios de diversidade de transmissão/encodificação por espaço-tempo e conformação de feixes. Um transmissor é equipado com N 5 antenas de transmissão. As N antenas de transmissão são então divididas em G grupos de antenas onde G < N. Em cada grupo de antenas, as antenas são ponderadas por um vetor de
peso = [wgi wg2 ... w tf/G] para conformar feixes.
O fluxo de informações que necessita ser 10 transmitido é inicialmente codificado em tempo- espaço/diversidade de transmissão em G subfluxos. Cada um dos subfluxos é conformado em feixe e transmitido utilizando um grupo de antenas. 0 transmissor pode otimizar os pesos aplicados pelo vetor de peso com base em 15 realimentação fornecida por um receptor.
O receptor pode processar os sinais recebidos a partir dos subfluxos conformados em feixes e pode gerar um valor de Indicação de qualidade de canal (CQI) com base nos subfluxos processados. 0 receptor pode gerar 20 independentemente uma indicação de qualidade de canal com base em um sinal a partir de cada subfluxo conformado em feixe ou baseado em uma qualidade de sinal compósito. O receptor pode comunicar um ou mais valores CQI em uma mensagem de realimentação ou através de algum outro link de 25 comunicação para o transmissor. 0 receptor pode gerar os valores CQI, por exemplo, com base em um sinal piloto transmitido pelo transmissor.
0 transmissor, ou mais particularmente um receptor em comunicação com o transmissor, pode receber os valores CQI a partir do receptor. 0 transmissor pode ajustar os pesos de conformação de feixes aplicados a um ou mais dos subfluxos com base nos valores de CQI. 0 c *
transmissor também pode receber uma ou mais métricas que é ' i ndicativa da interferência de oown1i nk que é atribuível a um sinal correspondendo a um terminal de acesso específico. A métrica de interferência de downlink pode ser determinada, por exemplo por um ou mais receptores em terminais de acesso para os quais o sinal de transmissor não é otimizado ou por um ou mais receptores posicionados em outros pontos de acesso. O transmissor ajusta independentemente os pesos em cada um dos subfluxos para maximizar a qualidade de sinal no receptor, ajusta os pesos de múltiplos subfluxos para maximizar a qualidade de sinal no receptor, ajusta os pesos em cada um dos subfluxos para melhorar a qualidade de sinal em um receptor enquanto minimiza simultaneamente interferência intercélulas experimentada em outras células ou áreas de cobertura, ou alguma combinação das mesmas. O transmissor pode ser configurado para selecionar de uma grade predeterminada de pesos ou pode ser configurada para variar continuamente uma ou ambas entre amplitude e fase de um ou mais pesos individuais.
A figura 1 é um diagrama de blocos funcional simplificado de uma modalidade de um sistema de comunicação sem fio de acesso múltiplo 100. Um sistema de comunicação sem fio de acesso múltiplo 100 inclui múltiplas células, 25 por exemplo células 102, 104 e 106. Na modalidade da figura 1, cada célula 102, 104 e 106 pode incluir um ponto de acesso 150 que inclui múltiplos setores.
Os múltiplos setores são formados por grupos de antenas cada um responsável por comunicação com terminais 30 de acesso em uma porção da célula. Na célula 102, ,grupos de antena 112, 114 e 116 correspondem, individualmente a um setor diferente. Por exemplo, a célula 102 é dividida em três setores, 120a-120c. Uma primeira antena 112 serve um I I 9/50
primeiro setor 102a, uma segunda antena 114 serve um segundo setor 102b, e uma terceira antena 116 serve um terceiro setor 102c. Na célula 104, grupos de antenas 118, 120 e 122 correspondem individualmente a um setor 5 diferente. Na célula 106, grupos de antena 124, 126 e 128 correspondem, individualmente, a um setor diferente.
Cada célula e setor de uma célula são configurados para suportar ou de outro modo servir a vários terminais de acesso que estão em comunicação com um ou mais setores do ponto de acesso correspondente. Por exemplo, terminais de acesso 130 e 132 estão em comunicação com o ponto de acesso 142, terminais de acesso 134 e 136 estão em comunicação com o ponto de acesso 144 e terminais de acesso 138 e 140 estão em comunicação com o ponto de acesso 146. Embora cada um dos pontos de acesso 142, 144, e 146 seja mostrado como estando em comunicação com dois terminais de acesso, cada ponto de acesso 142, 144 e 146 não é limitado a se comunicar com dois terminais de acesso e pode suportar qualquer número de terminais de acesso até algum limite que possa ser um limite físico, ou um limite imposto por um padrão de comunicação.
Como utilizado aqui, um ponto de acesso pode ser uma estação fixa utilizada para comunicação com os terminais e também pode ser mencionado como, e incluir 25 alguma ou toda a funcionalidade de, uma estação base, um Nó B, ou alguma outra terminologia. Um terminal de acesso (AT) também pode ser mencionado como, e incluir alguma ou toda a funcionalidade de, um equipamento de usuário (UE), um terminal de usuário, um dispositivo de comunicação sem fio, 30 um terminal, um terminal móvel, uma estação móvel, uma estação de assinante, ou alguma outra terminologia.
Pode ser visto a partir da figura 1 que cada terminal de acesso 130, 132, 134, 136, 138 e 140 é X 10/50
localizado em uma porção diferente de sua célula respectiva do que cada outro terminal de acesso na mesma célula. Além disso, cada terminal de acesso pode estar uma distância diferente a partir dos grupos de antena correspondendo ao 5 ponto de acesso com o qual está em comunicação. Esses dois fatores fornecem situações, além de condições ambientais e outras condições na célula, para fazer com que condições de canal diferentes estejam presentes entre cada terminal de acesso e o grupo de antena que corresponde ao terminal de 10 acesso com o qual está em comunicação.
Cada terminal de acesso, por exemplo 130, experimenta tipicamente características de canal exclusivas não experimentadas por nenhum outro terminal de acesso devido às condições variáveis de canal. Além disso, as 15 características de canal mudam com o passar do tempo e variam devido a alterações em localização de terminal de acesso.
Os pontos de acesso 142, 144 e 146 podem implementar diversidade de transmissão de encodificação por 20 espaço-tempo para aliviar alguns dos efeitos de desvanecimentos em qualidade de sinal devido, em parte, a alterações nas condições de canal. Os pontos de acesso 142, 144 e 146 podem ser configurados para gerar um múltiplo de subfluxos codificados em tempo-espaço distintos. Os pontos 25 de acesso 142, 144 e 146 podem ser também configurados para conformar em feixe cada subfluxo codificado em tempo-espaço distinto. Desse modo, cada subfluxo em cada um dos pontos de acesso 142, 144 e 146 pode ser conformado em feixe utilizando uma multiplicidade de antenas. Os subfluxos 30 formatos em feixe e codificados em tempo-espaço podem ser individualmente recebidos nos terminais de acesso 130, 132, 134, 136, 138 e 140 após cruzar condições de canal substancialmente não correlacionadas. Isso melhora a capacidade dos terminais de acesso 130, 132, 134, 136, 138 e 140 de receber sinais sob todas as condições operacionais e minimiza a probabilidade de que os terminais de acesso 130, 132, 134, 136, 138 e 140 experimentarão uma condição 5 de desvanecimento de sinais que resulta na incapacidade de manter comunicações com o ponto de acesso em serviço.
Os pontos de acesso 142, 144 e 146 podem conformar em feixe os subfluxos por ponderar cada um dos sinais acoplados à multiplicidade correspondente de antenas 10 por um peso. Cada subfluxo codificado por tempo-espaço é partido ou de outro modo dividido em múltiplas cópias, e as múltiplas cópias são ponderadas utilizando um vetor de peso da mesma dimensão que o número de múltiplas cópias.
Os pontos de acesso 142, 144, e 146 podem utilizar realimentação a partir de cada um dos terminais de acesso, por exemplo 130, para otimizar os pesos aplicados a um ou mais dos subfluxos. Os pontos de acesso 142, 144 e 146 podem transmitir sinais piloto que não são conformados em feixes ou que são conformados em feixes com vetores de peso conhecidos para facilitar análise de canal pelos terminais de acesso 130, 132, 134, 136, 138 e 140. Os sinais pilotos podem ser um ou mais sinais conhecidos que podem ser transmitidos periodicamente em tempo, frequência ou uma combinação de tempo e frequência. Em outras modalidades, os sinais pilotos não são periódicos, porém são transmitidos de acordo com um algoritmo predeterminado. Por exemplo, os sinais pilotos podem ser programados de forma pseudo-aleatória e os terminais de acesso 130, 132, 134, 136, 138 e 140 podem ter a capacidade de prever a posição e ocorrência dos sinais pilotos. Em outras modalidades, os pontos de acesso 142, 144 e 146 podem programar sinais pilotos na solicitação de um ou mais terminais de acesso, por exemplo 130. Cada um dos terminais de acesso, por exemplo 130, pode receber os sinais pilotos a partir de seu ponto de acesso em serviço 142 e podem estimar o canal para cada um dos subfluxos independentes. Se o ponto de acesso conformar 5 em feixe os subfluxos pilotos, o terminal de acesso 130 pode compensar pelos pesos de conformação de feixes predeterminados aplicados aos subfluxos pilotos durante o processo de estimar um canal.
0 terminal de acesso 130 gera um valor de 10 Indicação de qualidade de canal (CQI) com base nas estimativas de canal. Em uma modalidade, o terminal de acesso 130 gera um valor CQI representativo de uma estimativa de canal para cada um dos subfluxos. Em outra modalidade, o terminal de acesso 130 gera um valor CQI com 15 base em uma combinação de múltiplas estimativas de canal.
0 terminal de acesso 130 pode gerar um valor CQI que é representativo da estimativa de canal ou pode gerar um valor CQI que é indicativo de uma alteração na estimativa de canal. Por exemplo, o terminal de acesso 130 20 pode gerar um valor CQI que meramente indica se uma qualidade de sinal compósito melhorou ou degradou, em relação a uma estimativa de canal anterior. Em outra modalidade, o terminal de acesso 130 gera valores de CQI para cada estimativa de canal, e o valor CQI representa uma 25 magnitude da estimativa de canal.
0 terminal de acesso 130 gera uma ou mais mensagens de realimentação tendo um ou mais valores CQI e comunica os valores CQI de volta ao ponto de acesso que corresponde aos sinais pilotos utilizados para gerar os valores CQI.
O ponto de acesso, por exemplo 142, também pode receber uma ou mais estimativas de interferência downlink. Por exemplo, um terminal de acesso a partir de outro setor, por exemplo 132, ou um terminal de acesso a partir de outra célula, por exemplo 140, pode estimar o nível de interferência downlink gerada pelos sinais conformados em feixes a partir de algum outro setor 120c ou célula 102c.
5 Alternativamente, um receptor em um ponto de acesso, por exemplo 146 pode estimar a interferência downlink gerada em outro ponto de acesso, por exemplo 142. A estimativa da interferência downlink pode ser transmitida para o ponto de acesso 142 que é considerado como sendo a fonte de 10 interferência.
0 ponto de acesso, por exemplo 142, recebe os valores CQI e estimativas de interferência downlink e ajusta os pesos dos vetores de peso de conformação de feixes para melhorar a qualidade de sinal experimentada no 15 terminal de acesso 130, e pode ajustar os pesos para diminuir simultaneamente a interferência downlink experimentada em outras células ou setores. O ponto de acesso 142 pode otimizar os pesos de conformação de feixes para cada um dos subfluxos conformados em feixes. O ponto 20 de acesso 142 pode variar os pesos de conformação de feixes de acordo com um algoritmo predeterminado e pode, por exemplo, variar os pesos continuamente, em incrementos predeterminados, ou variar os pesos por selecionar um peso a partir de um conjunto predeterminado de pesos. O ponto de 25 acesso 142 pode variar a amplitude, fase ou combinação de amplitude e fase de um peso.
As modalidades acima podem ser implementadas utilizando processador de transmissão (TX) 220 ou 260, processador 230 ou 270, e memória 232 ou 272, como mostrado 30 na figura 2. Os processos podem ser executados em qualquer processador, controlador ou outro dispositivo de processamento e podem ser armazenados como instruções legíveis por computador em um meio legível por computador 14/50
como código de fonte, código de objeto ou de outro modo.
-· A figura 2 é- um diagrama de blocos funcional simplificado de uma modalidade de um transmissor e receptor em um sistema de comunicação sem fio de acesso múltiplo 200. No sistema transmissor 210, dados de tráfego para um número de fluxos de dados são fornecidos a partir de uma fonte de dados 212 para um processador de dados de transmissão (TX) 214. Em uma modalidade, cada fluxo de dados é transmitido através de uma antena de transmissão respectiva. 0 processador de dados TX 214 formata, codifica e intercala os dados de tráfego para cada fluxo de dados com base em um esquema de codificação específico selecionado para aquele fluxo de dados para fornecer dados codificados. Em algumas modalidades, o processador de dados TX 214 aplica encodificação por espaço-tempo e pesos de conformação de feixes aos símbolos dos fluxos de dados com base no usuário para o qual os símbolos estão sendo transmitidos e a antena a partir da qual o símbolo está sendo transmitido. Em algumas modalidades, os pesos de conformação de feixes podem ser gerados com base nas informações de resposta de canal que são indicativas da condição dos percursos de transmissão entre o ponto de acesso e o terminal de acesso. Além disso, naqueles casos de transmissões programadas, o processador de dados TX 214 pode selecionar o formato de pacote com base em informações de classificação que são transmitidas a partir do usuário.
Os dados codificados para cada fluxo de dados podem ser multiplexados com dados pilotos utilizando técnicas OFDM. Os dados pilotos são tipicamente um padrão 30 de dados conhecido que são processados em um modo conhecido e podem ser utilizados no sistema receptor para estimar a resposta de canal. Os dados codificados e pilotos multiplexados para cada fluxo de dados são então modulados (isto é, mapeados em símbolos) com base em um esquema de modulação específico (por exemplo, BPSK, QPSK, M-PSK ou M- QAM) selecionado para aquele fluxo de dados para fornecer símbolos de modulação. A taxa de dados, codificação e modulação para cada fluxo de dados podem ser determinadas por instruções fornecidas pelo processador 230. Em algumas modalidades, o número de fluxos espaciais paralelos pode variar de acordo com as informações de classificação que são transmitidas a partir do usuário.
Os símbolos de modulação para todos os fluxos de dados são então fornecidos a um processador MIMO TX 220, que pode processar ainda os símbolos de modulação (por exemplo, para OFDM). O processador MIMO TX 220 provê então fluxos de símbolos Nt para transmissores Nt (TMTR) 222a até 222t. 0 processador MIMO TX 220 aplica pesos de conformação de feixes aos símbolos dos fluxos de dados com base no usuário para o qual os símbolos estão sendo transmitidos e a antena a partir da qual o símbolo está sendo transmitido a partir das informações de resposta de canal daquele usuário.
Cada transmissor 222a até 222t recebe e processa um fluxo de símbolos respectivo para fornecer um ou mais sinais analógicos, e condiciona ainda (por exemplo, amplifica, filtra e converte ascendentemente) os sinais analógicos para fornecer um sinal modulado apropriado para transmissão através do canal MIMO. Sinais modulados Nt a partir dos transmissores 222a até 222t são então transmitidos a partir das antenas Nt 224 até 224t, respectivamente.
0 sistema transmissor 210 pode ser configurado também para receber sinais a partir de uma ou mais antenas 224a até 224t. Um receptor correspondente 223a até 223t recebe e processa os sinais de recepção. Cada receptor 223a até 223t pode ser configurado para amplificar, filtrar e converter em ' freqüência seus sinais recebidos correspondentes em um sinal banda base que é acoplado a um demodulador 24 0.
0 demodulador 240 pode demodular os sinais
recebidos para recuperar as informações e dados recebidos. A saida do demodulador 240 é acoplada a um processador de dados RX 242. 0 processador de dados RX 242 pode ser configurado para extrair os vários elementos de informação 10 que estão contidos nos sinais recebidos. Algumas das informações podem ser informações de overhead que são utilizadas pelo sistema transmissor 210, enquanto outras informações podem ser dados de usuário que podem ser processadas para saída para um usuário ou outro dispositivo 15 de destino (não mostrado) através do depósito de dados 244.
Informações de overhead podem incluir valores CQI que são gerados pelo sistema receptor 250 e transmitidos para o sistema transmissor 210. 0 processador de dados RX 242 acopla os valores CQI ou as mensagens tendo os valores 20 CQI ao processador 230. O processador 230 em combinação com código executável armazenado na memória 232 opera para determinar, com base nos valores CQI recebidos, as alterações a serem feitas nos pesos de conformação de feixes aplicados aos vários subfluxos de sinais no 25 processador de dados TX 214 ou processador MIMO TX 220.
No sistema receptor 250, os sinais modulados transmitidos são recebidos por Nr antenas 252a até 252r e o sinal recebido a partir de cada antena 252 é fornecido a um receptor respectivo (RCVR) 254. Cada receptor 254 30 condiciona (por exemplo, filtra, amplifica e converte descendentemente) um sinal recebido respectivo, digitaliza o sinal condicionado para fornecer amostras, e processa adicionalmente as amostras para fornecer um fluxo de símbolos "recebidos" correspondente.
Um processador de dados RX 2 60 então recebe e processa os fluxos de símbolos recebidos Nr a partir de Nr receptores 254 com base em uma técnica de processamento de receptor específica para fornecer o número de classificação de fluxos de símbolos "detectados". O processamento pelo processador de dados RX 260 é descrito em detalhes adicionais abaixo. Cada fluxo de símbolos detectados inclui símbolos que são estimativas dos símbolos de modulação transmitidos para o fluxo de dados correspondente. O processador de dados RX 260 então demodula, desintercala e decodifica cada fluxo de símbolos detectado para recuperar os dados de tráfego para o fluxo de dados. O processamento pelo processador de dados RX 260 é complementar àquele executado pelo processador MIMO TX 220 e processador de dados TX 214 no sistema transmissor 210.
A estimativa de resposta de canal gerada pelo processador RX 260 pode ser utilizada para executar, processamento de espaço, espaço/tempo no receptor, ajustar 20 níveis de potência, alterar taxas ou esquemas de modulação ou outras ações. 0 processador RX 260 pode estimar ainda as relações de sinal/ruído e interferência (SNRs) dos fluxos de símbolos detectados, e possivelmente outras características de canal, e provê essas quantidades a um 25 processador 270.
O processador 270, em combinação com código executável armazenado na memória 272, pode gerar um ou mais valores CQI com base nas estimativas de canal. 0 processador 27 0 também pode acessar um ou mais valores CQI 30 armazenados correspondendo a estimativas anteriores de canal que são armazenadas na memória 270 ao gerar um valor CQI atual. O processador 270 acopla um ou mais valores CQI a um processador de dados TX 278. O processador de dados TX 278 formata os valores CQl para transmissão de' volta' para o sistema transmissor 210. O processador de dados TX 278 pode, por exemplo, gerar uma ou mais mensagens de realimentação contendo os valores 5 CQI. 0 processador de dados TX 278 acopla as mensagens de realimentação a um modulador 280 onde as mensagens são moduladas de acordo com um formato predeterminado. As mensagens moduladas são acopladas a um ou mais transmissores 255a-255r onde as mensagens de realimentação 10 moduladas são convertidas ascendentemente e transmitidas de volta para o sistema transmissor 210.
No receptor, várias técnicas de processamento podem ser utilizadas para processar os sinais recebidos Nr para detectar os fluxos de símbolos transmitidos Nt. Essas 15 técnicas de processamento de receptor podem ser agrupadas em duas categorias principais (i) técnicas de processamento de receptor de tempo-espaço e espacial (que são também mencionadas como técnicas de equalização); e (ii) técnica de processamento de receptor de "cancelamento de 20 interferência e equalização/anulação sucessiva" (que também é mencionada como técnica de processamento de receptor de "cancelamento de interferência sucessiva" ou "cancelamento sucessivo").
Um canal MIMO formado pelas antenas de 25 transmissão Nt e recepção Nr pode ser decomposto em canais independentes Ns com Ns < min {Nt, NR} . Cada um dos canais independentes Ns pode ser também mencionado como um subcanal espacial (ou um canal de transmissão) do canal MIMO e corresponde a uma dimensão.
A figura 3 é um diagrama de bloco funcional
simplificado de uma modalidade de um sistema transmissor 300 que implementa conformação de feixes de sinais codificados em tempo espaço, onde os pesos de conformação de feixes são otimizados utilizando realimentação CQI a partir de um réceptor. Ov diagrama de blocos funcional simplificado da figura 3 é limitado à porção do sistema transmissor que é relacionado aos sinais encodifiçados por 5 espaço-tempo de conformação de feixes. Outras porções do sistema transmissor são omitidas para fins de brevidade e clareza. 0 sistema transmissor 300 pode ser integrado, por exemplo, em um ponto de acesso do sistema de comunicação da figura 1, e pode ser uma modalidade do sistema transmissor 10 da figura 2.
O sistema transmissor 300 inclui um transmissor 310 acoplado a um encodificador espaço-tempo/diversidade de transmissão 320. 0 encodificador espaço-tempo/diversidade de transmissão 320 acopla uma pluralidade de sinais 15 codificados a uma pluralidade de codificadores de conformação de feixes 330o-330G. Os codificadores de conformação de feixes 3300-330G acoplam os sinais conformados em feixes a uma pluralidade de antenas 340oo~ 340GK. Um módulo de temporização e sincronização 350 é 20 acoplado a um gerador de matriz de peso 360 que é acoplado à pluralidade de codificadores de conformação de feixes
3 3 0 o—3 3 Oq .
O transmissor 310 é configurado para processar as amostras a fim de gerar um fluxo de sinal modulado. Por 25 exemplo, o transmissor 310 pode ser configurado para gerar uma pluralidade de amostras de um símbolo de Multiplexação por divisão de frequência ortogonal (OFDM) a partir de uma pluralidade de bits de informação. O transmissor 310 pode ser configurado para mapear os bits de informação para as 30 várias subportadoras do símbolo OFDM, e modular os bits de informação sobre as subportadoras de acordo com um formato de modulação predeterminado. O transmissor 310 pode converter em frequência o símbolo OFDM em uma frequência de transmissão RF desejada. A saída do transmissor 310 em uma tal modalidade é um fluxo dè sinal em série das amostras do símbolo OFDM na frequência RF de transmissão desejada.
A saída do transmissor 310 é acoplada a um encodificador espaço-tempo/diversidade de tempo 320. 0 encodificador espaço-tempo/diversidade de tempo 320 é configurado para dividir o fluxo de sinais a partir do transmissor 310 em uma pluralidade, G, de fluxos de sinais, alternativamente mencionados como subfluxos. O encodificador espaço-tempo/diversidade de tempo 320 opera na pluralidade de fluxos de sinais para produzir versões modificadas dos fluxos de sinais. Por exemplo, o encodificador espaço-tempo/diversidade de tempo 320 pode ser configurado para passar um fluxo de sinais substancialmente não modificados e pode ser configurado para modificar cada um dos fluxos de sinais G-I restantes. Genericamente, um fluxo de sinal pode ser considerado como não modificado, porque todos os fluxos de sinais podem ser normalizados em um fluxo de sinais específico.
O encodificador espaço-tempo/diversidade de tempo 320 pode ser configurado, por exemplo, para retardar, negar, conjugar, girar e similar, ou alguma combinação dos mesmos, cada um dos fluxos de sinal G-I. O encodif icador espaço-tempo/diversidade de tempo 320 pode introduzir retardo em um fluxo de sinal específico utilizando um retardo variável, uma linha de retardo, linha de retardo derivada, retardo digital e similar, ou alguma combinação de elementos de retardo. O encodificador espaço- tempo/diversidade de tempo 320 pode ser configurado para negar um fluxo de sinal utilizando, por exemplo, um amplificador de inversão. 0 encodificador espaço- tempo/diversidade de tempo 320 pode ser configurado para conjugar um fluxo de sinal utilizando, por exemplo, um rotator, um inversor acoplado a um componente de sinal de fase de quadratura, e similar, ou alguma combinação dos mesmos. Adicionalmente, o encodificador espaço- tempo/diversidade de tempo 320 pode ser configurado para girar um fluxo de sinais utilizando um ou mais múltiplos que operam em componentes de sinal de quadratura e em fase, um ou mais multiplicadores que ponderam o componente de fase, elementos de retardo, e similar ou alguma combinação dos mesmos.
Tipicamente, o encodificador espaço-
tempo/diversidade de tempo 320 executa uma modificação distinta em cada um dos fluxos de sinais, de tal modo que a diversidade de transmissão possa ser obtida por transmissão da pluralidade de fluxos de sinais G sobre uma pluralidade, G de antenas distintas. Em um sistema codificado em tempo espaço/diversidade de tempo tipico, a pluralidade de antenas G pode ser separada espacialmente. Na modalidade da figura 3, cada um dos fluxos de sinais codificados em tempo espaço/diversidade de tempo, distintos, G é submetido ao processamento adicional.
Outro modo de fornecer ganho de diversidade no receptor é pelo uso de conformação de feixes de transmissão onde substancialmente o mesmo simbolo de informação é transmitido a partir de múltiplas antenas. Os sinais a partir de cada uma das múltiplas antenas podem ser ponderados diferentemente de tal modo que a relação total de sinal para ruido no receptor possa ser maximizada. Essa ponderação diferente de sinal pode ser realizada utilizando ganhos de antena diferentes ou por ponderação dos sinais individuais acoplados a cada uma das antenas. Embora a ponderação dos sinais seja ilustrada como ocorrendo pouco antes das antenas, a ponderação de conformação de feixes pode ser também executada mais cedo na cadeia de transmissão, e pode ser executada pela operação nos fluxos de sinal utilizando ponderação de domínio de tempo ou ponderação de domínio de frequência dos sinais.
Na modalidade da figura 3, cada um dos subfluxos 5 de sinal G é separadamente conformado em feixe utilizando uma pluralidade de antenas. Cada um dos subfluxos de sinal distintos a partir do encodificador espaço- tempo/diversidade de tempo 320 é acoplado a um de uma pluralidade de codificadores de conformação de feixes, 10 330o-330G. O número de codificações de conformação de feixes 330o~330G corresponde ao número de fluxos de sinal de diversidade de transmissão gerados pelo encodificador espaço-tempo/diversidade de tempo 320.
Cada encodificador de conformação de feixes, por exemplo 3300, é configurado para gerar uma pluralidade de fluxos de sinais ponderados, cada um dos quais é aplicado à antena correspondente. Cada encodificador de conformação de feixes, por exemplo, 3300, recebe um da pluralidade de fluxos de sinais a partir do encodificador espaço- tempo/diversidade de transmissão 320. O encodificador de conformação de feixes 3300 divide o sinal em uma pluralidade, K, de fluxos de sinais duplicatas e pesa cada um dos fluxos de sinais duplicata K com um peso de conformação de feixes associado. O encodificador de conformação de feixes 3300 acopla os fluxos de sinais ponderados a uma pluralidade, K, de antenas 33000-3300κ associados ao encodificador de conformação de feixes específico 330o-
Portanto, o número total de antenas é igual ao número de grupos codificado em tempo-espaço/diversidade de tempo ou subfluxos, G, multiplicado pelo número de fluxos de sinais de conformação de feixes, K, gerados para cada grupo codificado em tempo-espaço/diversidade de tempo. Na modalidade da figura 3, há um total de N=GxK antenas. A modalidade do sistema transmissor 300 da figura 3 ilustra um número igual de fluxos de sinal de conformação de feixes para cada dos sinais de tempo-espaço/diversidade de tempo.
Entretanto, outras modalidades podem ter dimensões de conformação de feixes diferentes para sinais de tempo- espaço/diversidade de tempo diferentes.
Um gerador de matriz de peso 360 é configurado para gerar os vetores de peso utilizados por cada um dos 10 codificadores de conformação de feixes 3300-330G. Cada vetor na matriz de peso pode corresponder a um encodificador de conformação de feixes, por exemplo, 330o. Tipicamente, cada um dos vetores de peso é distinto, porém não há exigência de que os vetores de peso sejam distintos. 15 Cada um dos vetores, w, em um vetor de peso pode
ter uma amplitude associada, A, e rotação de fase, φ O gerador de matriz de peso 360 pode ser configurado para gerar uma matriz de peso fixo ou pode ser configurado para gerar uma matriz de peso variável. Em algumas modalidades, 20 o gerador de matriz de peso 360 pode ser configurado para gerar uma combinação de vetores de peso fixo e vetores de peso variável. O gerador de matriz de peso 360 pode ser configurado para variar os pesos com base, por exemplo, em tempo, eventos, ou uma combinação de tempo e eventos.
Se estimativas do canal a partir das antenas de
transmissão para um receptor forem disponíveis no transmissor, o gerador de matriz de peso 360 pode determinar os valores ótimos para os pesos em cada vetor de peso que maximiza a relação sinal/ruído (SNR) ou alguma 30 outra métrica relacionada à qualidade de sinal recebido. O sistema transmissor 300 não necessita ter conhecimento das estimativas efetivas de canal, porém pode operar em alguma outra métrica de sinal que se baseia em ou de outro modo está relacionada à qualidade de sinal de recepção ou as estimativas de canal.
O gerador de matriz de peso 360 é configurado para gerar os múltiplos vetores de peso com base em 5 informações que são fornecidas ao sistema transmissor 300 por um dispositivo de recepção, como um terminal de acesso. Na modalidade mostrada na figura 3, o sistema transmissor 300 é configurado para receber as informações de realimentação a partir de um link sem fio.
O sistema transmissor inclui uma antena de
recepção 370 que é configurada para receber um sinal transmitido por um terminal de acesso (não mostrado). Embora uma antena de recepção distinta 37 0 seja representada na modalidade, o sistema transmissor 300 pode 15 utilizar múltiplas antenas de recepção ou pode tanto transmitir como receber sinais utilizando a mesma antena ou antenas. Portanto, em algumas modalidades, não há antena de recepção dedicada 370. Em vez disso, uma ou mais das antenas 340 é utilizada como antena de recepção.
A antena de recepção 370 acopla os sinais
recebidos a um receptor 380, que é configurado para amplificar, filtrar e converter em frequência o sinal recebido em um sinal para processamento adicional. Tipicamente, o receptor 380 opera para transmitir um sinal 25 banda base tendo as informações recebidas de interesse, que inclui os valores CQI gerados em um ou mais terminais de acesso.
O receptor 380 acopla o sinal de saida a um processador CQI 390. O processador CQI 390 opera no sinal 30 banda base a partir do receptor 380 para recuperar valores CQI que são transmitidos pelos terminais de acesso. 0 processador CQI 390 pode, por exemplo, extrair os valores CQI a partir das mensagens de overhead especificas ou a partir de mensagens dedicadas específicas. Os valores CQI podem, por exemplo, povoar campos predeterminados em mensagens ou podem ser identificados utilizando um cabeçalho, prefixo ou outro identificador predeterminado.
0 processador CQI 390 acopla os valores CQI e identidade do terminal de acesso correspondente ao gerador de matriz de peso 360. O gerador de matriz de peso 360 pode modificar ou gerar novos pesos de conformação de feixes ou vetores de peso com base em parte nos valores CQI reportados pelos terminais de acesso de recepção.
Em um vetor de peso, por exemplo,
ws = WS2 ■■■ wg,N/a\ ' °ada peso pode incluir um componente de amplitude e um componente de fase, por exemplo,
Wft — A “
® ' .0 gerador de matriz de peso 360 pode ser configurado para introduzir variações temporais intencionais nos pesos de vetor em diversos modos. 0 gerador de matriz de peso 360 pode ser configurado para variar os componentes de amplitude, componentes de fase, ou uma combinação dos mesmos. Adicionalmente, o gerador de matriz de peso 360 pode ser configurado para variar os pesos em qualquer vetor de peso dado independentemente, ou variar os pesos com base em, ou como uma função de, um dos pesos.
Como exemplo, o gerador de matriz de peso 360 pode ser configurado para manter componentes de amplitude substancialmente constantes e variar os componentes de fase com base em parte em informações realimentadas para o transmissor a partir de um terminal de acesso. 0 gerador de matriz de peso 360 pode variar independentemente os componentes de fase dos pesos individuais ou pode variar o componente de fase de um segundo componente de fase com base em um primeiro componente de fase. Como outro exemplo, o gerador de matriz de peso 360 pode. ser configurado 'para manter componentes de fase substancialmente constantes e variar os componentes de amplitude dos vários pesos com base em parte em informações realimentadas para o transmissor a partir de um terminal de acesso. Por exemplo, o gerador de matriz de peso 360 pode manter φο e φι constante e pode variar primeiro e segundo componentes de amplitude. 0 gerador de matriz de peso 360 pode variar independentemente os componentes de amplitude dos pesos individuais, ou pode variar o componente de amplitude de um segundo componente de amplitude com base em um primeiro componente de fase. Em outra modalidade, o gerador de matriz de peso 360 pode ser configurado para variar os componentes tanto de amplitude como de fase de pelo menos alguns dos pesos de conformação de feixes.
A taxa na qual o gerador de matriz de peso 360 varia os componentes de peso desejados pode ser fixa ou pode variar. O gerador de matriz de peso 360 pode ser configurado para variar os componentes com base em uma taxa 20 da realimentação de CQI, passagem de tempo, ocorrência de eventos ou uma combinação dos mesmos. O gerador de matriz de peso 360 pode ser configurado para utilizar taxas independentes para cada componente variado ao variar múltiplos componentes de peso. Alternativa ou 25 adicionalmente, o gerador de matriz de peso 360 pode ser configurado para utilizar a mesma taxa ou taxas independentes para cada um dos vetores na matriz de peso. Em geral, o gerador de matriz de peso 360 pode ser configurado para variar os componentes de peso individuais 30 e a taxa na qual os componentes de peso individuais são variados utilizando funções totalmente independentes para cada componente ou taxa.
Em uma modalidade, os terminais de acesso transmitem os valores CQI em uma taxa que se baseia em uma taxa de símbolos OFDM. Por exemplo, o sistema de transmissor 300 pode receber valores CQI a partir de um terminal de acesso e o gerador de matriz de peso 360 pode 5 variar os pesos na matriz de peso em uma base por quadro, onde um quadro é composto de um número predeterminado de símbolos OFDM. 0 gerador de matriz de peso 360 pode variar os vetores de peso após recebimento de valores CQI ou pode atualizar os vetores de peso com base em um múltiplo 10 predeterminado de valores CQI.
0 módulo de temporização e sincronização 350 é configurado para sincronizar a temporização do gerador de matriz de peso 360 com a temporização utilizada no transmissor 310. Por exemplo, o módulo de temporização e 15 sincronização 350 pode incluir um relógio que é sincronizado com o tempo do sistema utilizado pelo transmissor 310 ao gerar o fluxo de transmissão. Em uma modalidade, o módulo de temporização e sincronização pode ser sincronizado com a temporização de símbolo OFDM do 20 fluxo de transmissão de tal modo que o gerador de matriz de peso 360 pode gerar pesos variáveis que variam em limites de símbolo.
Os codificadores de conformação de feixes 330o- 330g podem ser configurados para ponderar os vários 25 subfluxos codificados em tempo-espaço em uma operação de domínio de tempo ou uma operação de domínio de frequência. Em uma modalidade na qual os terminais de acesso são co- localizados ou onde o sistema transmissor 300 é configurado para dedicar símbolos OFDM a terminais de acesso 30 específicos, pode ser conveniente aplicar os vetores de ponderação nos subfluxos no domínio de tempo. Entretanto, em modalidades nas quais cada símbolo OFDM inclui informações para terminais de acesso múltiplo correspondente a valores CQI distintos, pode ser conveniente aplicar a ponderação no dominio de frequência, de tal modo que as subportadoras diferentes podem ser ponderadas para corresponder com as condições de canal experimentadas nos terminais de acesso de recebimento. A escolha entre aplicação de domínio de tempo versus domínio de frequência dos vetores de peso não é limitação no uso de CQI para otimizar pesos de conformação de feixes. Em vez disso, a escolha de um domínio em relação ao outro é tipicamente determinada com base na potência de processamento necessária para implementar as modalidades respectivas.
A figura 4 é um diagrama de blocos funcional simplificado de uma modalidade de um sistema transmissor 300 configurado para conformação de feixes. Na modalidade da figura 4, o sistema transmissor 300 é configurado com quatro antenas totais e é configurado para gerar encodificação espaço-tempo/diversidade de transmissão sobre dois grupos distintos. A modalidade da figura 4 ilustra uma modalidade específica do sistema transmissor generalizado ilustrado na figura 3.
Na modalidade da figura 4, o transmissor 310 é configurado para gerar um fluxo de transmissão que pode ser, por exemplo, um fluxo de uma pluralidade de símbolos OFDM traduzido em frequência para uma frequência RF de transmissão. O transmissor 310 acopla o fluxo de transmissão ao encodificador espaço-tempo/diversidade de transmissão 320.
O encodificador espaço-tempo/diversidade de transmissão 320 é configurado para gerar um grupo de dois fluxos de transmissão codificados a partir do fluxo de transmissão de entrada. O encodificador espaço- tempo/diversidade de transmissão 320 pode, por exemplo, dividir o fluxo de transmissão de entrada em duas ■duplicatas substanciais. O encodificador espaço- tempo/diversidade de transmissão 320 pode transmitir uma primeira das duas duplicatas substanciais como um primeiro fluxo de transmissão codificado e pode ainda processar a segunda das duas duplicatas substanciais antes de transmitir a mesma como o segundo fluxo de transmissão codificado. O encodificador espaço-tempo/diversidade de transmissão 320 pode processar a segunda das duas duplicatas substanciais, por exemplo, por retardar, conjugar, negar, rodar e similar, ou alguma combinação dos mesmos, o fluxo de sinais.
O sistema transmissor 300 forma em feixes cada um do grupo de subfluxos de sinal encodificado de forma 15 espaço-tempo/diversidade de transmissão. Um primeiro grupo de antenas inclui antenas 3400o e 3400i, enquanto um segundo grupo inclui antenas 340i0 e 340n. O sistema transmissor 330 forma em feixes o primeiro subfluxo de sinal encodificado de forma espaço-tempo/diversidade de 20 transmissão utilizando o primeiro grupo de antenas 340oo e 340oi, e forma em feixes o segundo subfluxo de sinal encodificado de forma espaço-tempo/diversidade de transmissão utilizando o segundo grupo de antenas 340i0 e 340n.
O encodificador espaço-tempo/diversidade de
transmissão 320 acopla o primeiro fluxo de transmissão codificado para um primeiro encodificador de conformação de feixes 3300. 0 primeiro encodificador de conformação de feixes 330o inclui um divisor de sinal 4100 que é 30 configurado para dividir o primeiro fluxo de transmissão codificado em duas duplicatas substanciais. O primeiro encodificador de conformação de feixes 3300 acopla uma primeira saída a partir do divisor 410o à primeira antena 340oo associada ao grupo de diversidade de transmissão. O primeiro‘‘-encodif icador de conformação de feixes 330o acopla uma segunda saida a partir do divisor 410o a um multiplicador 4200, que é configurado para ponderar o fluxo de sinais com um peso complexo recebido a partir do gerador de matriz de peso 360. 0 primeiro encodificador de conformação de feixes 330o acopla o fluxo de transmissão ponderada à segunda antena 340oi associada ao grupo de diversidade de transmissão.
O sistema transmissor 300 forma em feixe o segundo fluxo de transmissão codificado em um modo similar. O encodificador espaço-tempo/diversidade de transmissão 320 acopla o segundo fluxo de transmissão codificado a um segundo encodificador de conformação de feixes 330i. 0 segundo encodificador de conformação de feixes 330i inclui um divisor de sinais 410i que é configurado para dividir o segundo fluxo de transmissão codificado em duas duplicatas substanciais. 0 segundo encodificador de conformação de feixes 330i acopla uma primeira saída a partir do divisor 410i à primeira antena 340io- O segundo encodificador de conformação de feixes 330i acopla uma segunda saída a partir do divisor 410i a um multiplicador 420χ que é configurado para ponderar o fluxo de sinais com um peso complexo recebido a partir do gerador de matriz de peso 360. O segundo encodificador de conformação de feixes 330i acopla o fluxo de transmissão ponderado à segunda antena 34 O11.
Um módulo de temporização e sincronização 350 é configurado para sincronizar com o tempo do sistema utilizado pelo transmissor 310 ao gerar o fluxo de transmissão. 0 módulo de temporização e sincronização 350 também pode ser configurado para monitorar eventos ou estados predeterminados do transmissor 310. O módulo de temporização e sincronização 350 acopla as informações de status de temporização e evento ao gerador de matriz de peso 360.
O gerador de matriz de peso 360 é ilustrado como um gerador de matriz de peso 2x2, porque cada grupo de diversidade de transmissão é conformado em feixes sobre duas antenas distintas. No caso geral, o gerador de matriz de peso 360 gera um vetor 1x2 para cada um dos dois grupos de diversidade de transmissão, resultando em uma matriz de peso 2x2. Entretanto, como nesse exemplo os codificadores de conformação de feixes 3300 e 330χ pesam somente um dos dois sinais roteados para as antenas, o gerador de matriz de peso 360 necessita somente gerar um peso complexo para cada grupo de diversidade de transmissão.
O gerador de matriz de peso 360 gera efetivamente um vetor 1x2 para cada grupo de diversidade de transmissão no qual a primeira entrada é predeterminada como sendo unidade. Desse modo, há somente um peso complexo variável para cada grupo de diversidade de transmissão. Os pesos podem ser considerados como normalizados para um primeiro peso.
O gerador de matriz de peso 360 pode modificar ou gerar os pesos de antena utilizando realimentação a partir de um terminal de acesso que recebe os sinais conformados em feixes. Um terminal de acesso pode receber os dois sinais conformados em feixes e pode gerar um ou mais valores CQI baseados nos sinais. O terminal de acesso pode gerar os valores CQI com base em parte no canal visto no receptor a partir dos dois feixes.
O canal visto no receptor de terminal de acesso no primeiro feixe é dado por g0=K+wo'h0, onde A0 é o canal a partir de uma primeira antena 3400o para o receptor e A0, é o canal a partir da segunda antena 340i do mesmo feixe para o receptor. Similarmente, o canal visto no receptor no segundo feixe é dado por g, = A1 + W1 ·Zi1, onde A1 é o canal a partir de uma primeira antena 340i0 do segundo 5 feixe para o receptor, e Ar é o canal a partir de uma segunda antena 340n do segundo feixe para o receptor.
0 receptor de terminal de acesso pode estimar o canal baseado em um sinal piloto transmitido pelo sistema transmissor 300. Em uma modalidade, o terminal de acesso 10 informa ao sistema transmissor 300, através do receptor 380 e processador CQI 390, qual canal g0 ou gi é mais forte. O gerador de matriz de peso 360 pode ajustar os pesos dos vetores de peso de acordo.
Em uma modalidade, o gerador de matriz de peso 15 360 é configurado para alterar a fase do peso θχ correspondendo ao canal mais fraco de acordo com um algoritmo predeterminado. Por exemplo, o gerador de matriz de peso 360 pode incrementar a fase por um tamanho de incremento predeterminado.
O terminal de acesso pode atualizar os valores
CQI com base nos feixes revisados. Os valores. CQI atualizados informam ao sistema transmissor 300 se o ganho de canal correspondente melhorou ou não. Se o ganho de canal melhorar, o gerador de matriz de peso 360 pode 25 continuar a mudar a fase do mesmo modo até que tal mudança não forneça nenhum aperfeiçoamento no ganho de canal. Se a mudança na fase degradar o ganho de canal, então o gerador de matriz de peso 360 muda a fase no modo oposto, novamente, até que nenhum aperfeiçoamento adicional no 30 ganho de canal seja obtenível.
Após a fase ter sido otimizada, o gerador de matriz de peso 360 pode então ajustar e otimizar a amplitude correspondente' Ai. Observe que a fase e amplitude não necessitam ser funções continuas, porém podem ser selecionadas de um conjunto de amplitudes e fases discretas como mostrado na figura 5.
Os valores CQI não necessitam corresponder com uma estimativa de canal único, porém podem corresponder a um valor baseado em uma combinação de estimativas de canal. O gerador de matriz de peso 360 pode ser configurado para otimizar os pesos com base em uma métrica derivada de uma combinação de estimativas de canal ou outros parâmetros. Por exemplo, o gerador de matriz de peso 360 pode ser
configurado para ajustar os pesos para maximizar |g0|2+|gi|2·
0 terminal de acesso pode ser configurado para gerar e realimentar um valor CQI que corresponde a uma
diferença entre |g0|2 +Ig1J2 na transmissão atual e o valor
anterior. 0 gerador de matriz de peso 360 utiliza esse valor CQI em um modo adaptável para atualizar os pesos de tal modo que essa diferença seja minimizada.
A figura 5 é uma modalidade de um diagrama de constelação 500 que ilustra um conjunto de pesos que pode ser selecionado pelo transmissor para uso em um vetor de peso. 0 diagrama de constelação 500 inclui 24 pesos possíveis. A minimização do número de pesos possíveis em uma constelação minimiza o grau de liberdade e processamento associado à variação dos pesos de conformação de feixes.
Doze pesos, por exemplo peso 512a, são posicionados substancialmente uniformemente em torno de um círculo de um primeiro raio e doze pesos, por exemplo 510 e 512b, são posicionados substancialmente uniformemente em torno de um círculo tendo um segundo raio maior. As fases dos pesos no primeiro círculo coincidem com as fases dos pesos no segundo circulo. Essa configuração permite que o transmissor ‘varie a amplitude de um peso sem exigir nenhuma variação na fase do peso. 0 transmissor pode também variar a fase de um peso sem variar a amplitude do peso.
Por exemplo, um transmissor pode determinar que
um peso atualmente correspondendo ao peso 512a deve ser aumentado em amplitude. 0 transmissor pode realizar a variação de amplitude por selecionar o peso 512b para substituir o peso 512a. Similarmente, o transmissor pode 10 introduzir ou variar uma rotação de fase por selecionar um ponto de constelação que reside no mesmo círculo.
A figura 6 é um diagrama de bloco funcional simplificado de uma modalidade de um sistema receptor 600 configurado para gerar e realimentar um valor CQI baseado 15 em sinais em múltiplos feixes. 0 sistema receptor 600 pode ser parte de, por exemplo, um sistema receptor da figura 2 ou um terminal de acesso da figura 1.
0 sistema receptor 600 é configurado para gerar estimativas de canal para cada um dos múltiplos feixes 20 baseados em sinais pilotos em um ou mais símbolos OFDM carregados em cada feixe. 0 sistema receptor 600 utiliza as estimativas de canal para determinar um ou mais valores CQI que são transmitidos através de um link sem fio de volta para o transmissor.
O sistema receptor 600 inclui uma antena 602
configurada para receber sinais conformados em feixes, como os sinais conformados em feixes codificados em tempo- espaço/diversidade de transmissão a partir do ponto de acesso da figura 1 ou os sistemas transmissores das figuras 30 3 ou 4. A antena 602 acopla os sinais conformados em feixes a um receptor 610 configurado para executar processamento de RF e tradução de frequência. 0 receptor 610 pode ser configurado para processar os sinais conformados em feixes recebidos em sinais de banda base.
0 receptor 620 acopla os sinais conformados em feixes a um módulo de Transformada de Fourier discreta (DFT) 620 para processamento. No contexto de um simbolo 5 OFDM, o módulo DFT 620 é configurado para receber amostras de domínio de tempo de um símbolo OFDM e executar uma Transformada de Fourier para produzir as informações de domínio de frequência correspondentes em cada de um conjunto de subportadoras substancialmente ortogonais. 0 10 módulo DFT 620 pode executar a Transformada de Fourier utilizando, por exemplo, um motor de Transformada de Fourier rápida.
A saída de subportadora a partir do módulo DFT 620 é acoplada a um módulo de extração de piloto 630. 0 15 sistema transmissor inclui um ou mais sinais pilotos em posições predeterminadas em um símbolo OFDM. 0 sistema receptor 600 está ciente do algoritmo utilizado para posicionar os sinais pilotos nos símbolos OFDM. 0 módulo de extração de piloto 630 extrai aquelas subportadoras que 20 correspondem aos sinais pilotos com base no conhecimento do algoritmo de colocação piloto. Em um algoritmo de colocação piloto simples, os sinais pilotos ocupam subportadoras uniformemente espaçadas em cada símbolo OFDM.
0 módulo de extração de piloto 630 acopla as informações de sinal piloto extraídas a um estimador de canal 640. 0 estimador de canal 640 processa os sinais pilotos para determinar uma estimativa de canal.
0 módulo DFT 620, módulo de extração de piloto 630 e estimador de canal 640 operam para produzir uma 30 estimativa de canal para cada um dos feixes de sinais. A encodificação por espaço-tempo/diversidade de transmissão e conformação de feixes executada no sistema transmissor asseguram tipicamente que cada canal é substancialmente não correlacionado com qualquer outro canal.
0 estimador de canal 640 acopla as múltiplas estimativas de canal ao gerador CQI 650. O gerador CQI 650 gera um ou mais valores CQI com base nas estimativas de 5 canal. Em uma modalidade, o gerador CQI 650 é configurado para gerar um valor CQI que é representativo de cada estimativa de canal. Por exemplo, o valor CQI pode corresponder à magnitude da estimativa de canal. Em outra modalidade, o gerador CQI 650 pode ser configurado para 10 gerar um valor CQI com base em uma combinação de múltiplas estimativas de canal. Por exemplo, o gerador CQI 650 pode gerar um valor CQI representativo de uma soma da magnitude elevada ao quadrado das estimativas de canal. Em outra modalidade, o gerador CQI 650 pode ser configurado para 15 indicar um aperfeiçoamento em qualidade de sinal ou pode indicar qual dos feixes experimenta um canal mais favorável. Em outras modalidades, o gerador CQI 650 pode implementar uma combinação de técnicas de geração CQI ou alguma outra técnica de geração CQI.
0 gerador CQI 650 acopla os valores CQI a um
transmissor 660. 0 transmissor 660 formata o valor ou valores CQI para transmissão de volta para o sistema transmissor. 0 transmissor 660 pode gerar uma mensagem overhead tendo os valores CQI e pode processar a mensagem 25 overhead para um sinal RF. 0 transmissor 660 acopla o sinal RF tendo os valores CQI à antena 602 para transmissão para o sistema transmissor.
A figura 7 é um fluxograma simplificado de um método 700 de fornecer diversidade de transmissão 30 utilizando encodificação por espaço-tempo/diversidade de transmissão conformado em feixe. 0 método 700 pode ser executado, por exemplo, nos pontos de acesso da figura 1 ou pelos sistemas transmissores mostrados nas figuras 3 ou 4. O método 700 é descrito como sendo executado por um sistema transmissor para as finalidades de discussão. As várias operações de processamento descritas no método 700 podem ser implementadas em processamento de domínio de tempo dos sinais ou em processamento de domínio de frequência dos sinais.
0 método 700 começa no bloco 710 onde o sistema transmissor gera um fluxo de transmissão. 0 fluxo de transmissão inclui um ou mais sinais pilotos. Por exemplo, o sistema transmissor pode gerar um fluxo de transmissão de símbolos OFDM que foram convertidos em frequência em uma frequência operacional RF desejada. Pelo menos uma porção dos símbolos OFDM inclui sinais pilotos.
0 sistema transmissor prossegue para o bloco 720 e separa o fluxo de transmissão em G grupos, onde G representa um número inteiro maior do que. Como exemplo, o sistema transmissor pode ser configurado para dividir o fluxo de transmissão em G subfluxos utilizando um divisor.
0 sistema transmissor prossegue para o bloco 730 e codifica em tempo espaço/diversidade de tempo os G fluxos de sinais. Um ou mais dos subfluxos de sinais G pode ser processado para introduzir diversidade de transmissão no fluxo de transmissão. Em uma modalidade, o sistema transmissor pode ser configurado para processar ou modificar um fluxo de sinal por retardar, conjugar, negar, rodar, ou de outro modo processar o fluxo de sinais. Adicionalmente, o sistema transmissor pode implementar uma combinação de uma pluralidade de técnicas de processamento ao fornecer diversidade de transmissão.
0 sistema transmissor pode, por exemplo, no bloco 740, dividir cada sinal de transmissão codificado a partir dos fluxos de sinais codificados G em um grupo de sinais K. 0 sistema transmissor pode ser configurado, por exemplo, para dividir cada um dos fluxos de transmissão codificados em sinais K utilizando um divisor de sinais 1:K. Portanto, após a divisão em cada um dos fluxos de sinais G o sistema transmissor é configurado para suportar N=GxK sinais.
O método 7 00 é descrito como dividindo cada dos
subfluxos de sinais G em um grupo de sinais K para fins de clareza e facilidade de descrição. Entretanto, o método 700 não é limitado a ter um número igual de antenas em cada grupo. Desse modo, em uma modalidade alternativa, o sistema 10 transmissor pode dividir cada de um primeiro subconjunto dos fluxos de sinais em grupos de sinais Kl enquanto divide cada de um segundo subconjunto de sinais em grupos de sinais K2, onde Kl não é igual a K2. Em outra modalidade, o sistema transmissor pode dividir cada dos fluxos de sinais 15 G em um número diferente de fluxos para conformação de feixes.
0 sistema transmissor pode, por exemplo, bloco 7 50, processar um ou mais valores CQI recebidos correspondendo a pelo menos um terminal de acesso. Os 20 valores CQI podem indicar para o sistema transmissor a qualidade dos sinais recebidos. Em particular, o sistema transmissor pode comparar os valores CQI mais recentes com um ou mais valores CQI anteriores para determinar um ajuste aos vetores de peso de conformação de feixes.
Por exemplo, o sistema transmissor pode
determinar que a alteração mais recente no vetor de peso resultou em qualidade de sinal aperfeiçoada no receptor, com base em comparação dos valores CQI. 0 sistema transmissor pode determinar que o vetor de peso deve ser 30 ajustado na mesma direção como anteriormente ajustado, ou pode determinar que algum outro aspecto ou dimensão dos vetores de peso deve ser ajustado.
Após o sistema transmissor dividir cada dos fluxos de sinais G em um grupo de subfluxos e processar os valores CQI, o sistema transmissor prossegue para o bloco 7 60 e gera um vetor de peso para cada dos G grupos. Na modalidade ilustrada no fluxograma, o sistema transmissor gera G vetores de peso de K comprimento. O sistema transmissor pode gerar vetores de peso distintos para cada um dos G grupos, ou pode utilizar o mesmo vetor de peso para uma pluralidade de grupos. Cada um dos vetores de peso representa os pesos utilizados para conformar em feixe o grupo de fluxos de sinais K.
Em uma modalidade, o sistema transmissor é configurado para inicialmente selecionar um vetor de peso default a partir de uma constelação fixa de vetores de peso. O sistema transmissor modifica então o vetor de peso com base nos valores CQI recebidos a partir dos terminais de acesso. O sistema transmissor pode variar os pesos em um vetor de peso substancialmente continuamente ou pode variar os pesos em um ou mais incrementos discretos. Em outra modalidade, o sistema transmissor pode ser configurado para selecionar um peso a partir de uma constelação predeterminada de pesos.
O sistema transmissor pode ser configurado para variar os pesos em um modo predeterminado. Por exemplo, o sistema transmissor pode ser configurado para inicialmente otimizar a fase de um peso, enquanto mantém uma amplitude substancialmente constante. 0 sistema transmissor pode então otimizar a amplitude do peso após a fase ser otimizada. 0 sistema transmissor pode continuar a alternar otimização de fase e amplitude para continuamente otimizar os pesos de conformação de feixes em relação a condições de canal em mutação.
0 sistema transmissor prossegue para o bloco 770 e pondera cada um dos fluxos de K sinais em cada um dos G grupos com base no vetor de peso associado. O sistema transmissor prossegue pára Ò blocò 780 e transmite os sinais através de N=GxK antenas. Cada grupo de K antenas transmite uma representação formada em feixe do fluxo de sinal correspondente a partir do grupo de fluxos de sinais encodifiçados por espaço-tempo/diversidade de tempo G. O sistema transmissor pode continuar a executar o método 700 para todas as informações transmitidas ou pode ser configurado para seletivamente ativar e desativar a conformação de feixes.
A figura 8 é um fluxograma simplificado de uma modalidade de um método 800 de gerar informações de realimentação a partir de sinais encodifiçados por espaço- tempo/diversidade de transmissão conformados em feixes. O método 800 pode ser executado, por exemplo, por um terminal de acesso da figura 1 ou um sistema receptor da figura 6.
O método 800 começa no bloco 810 onde o sistema receptor recebe sinais encodifiçados por espaço- tempo/diversidade de transmissão através de múltiplos feixes. O sistema receptor prossegue para o bloco 820 e extrai os sinais pilotos a partir dos sinais recebidos.
Em uma modalidade, os sinais pilotos ocupam um subconjunto de subportadoras de símbolos OFDM recebidos pelo sistema receptor. Os sinais pilotos podem ser extraídos a partir do símbolo OFDM por transformar as amostras de símbolo de domínio de tempo em subportadora de domínio de frequência correspondentes. As subportadoras correspondendo aos sinais pilotos podem ser extraídas a partir do conjunto inteiro de subportadoras de domínio de frequência.
O sistema receptor pode compensar pela encodificação por espaço-tempo/diversidade de transmissão como parte do processo de extração de piloto ou como parte do processo de 'estimação de canal. Após extrair os sinais pilotos, o sistema receptor prossegue para o bloco 830 e estima o canal para um feixe específico, correspondendo a um código espaço-tempo/diversidade de transmissão 5 específica. Se o sistema receptor não foi anteriormente compensado para código espaço-tempo/diversidade de transmissão que corresponde a um feixe específico, o código pode ser considerado durante estimação de canal. O conhecimento dos sinais pilotos permite que o sistema 10 receptor estime o canal correspondendo ao fluxo de sinais encodifiçados por espaço-tempo e conformado em feixes.
Após estimar o canal, o sistema receptor prossegue para o bloco de decisão 840 e determina se as estimativas de canal para todos os feixes codificados em 15 tempo-espaço foi executada. Como cada feixe codificado em tempo-espaço é substancialmente não correlacionado com qualquer outro feixe codificado em tempo-espaço, o sistema receptor pode determinar uma estimativa de canal distinto para cada fluxo codificado em tempo-espaço.
Se o sistema receptor determinar que nem todas as
estimativas de canal foram determinadas, o sistema receptor prossegue a partir do bloco de decisão 840d e volta para o bloco 820 para extrair os sinais pilotos que correspondem a outro feixe codificado em tempo-espaço. Em situações onde o 25 sistema transmissor introduz retardo como parte do processo de codificação em tempo-espaço, o processo de extração de piloto pode necessitar executar uma FFT em amostras de símbolos OFDM retardadas para extrair os sinais pilotos.
Se, no bloco de decisão 840, o sistema receptor determinar que as estimativas de canal para todos os sinais encodifiçados por espaço-tempo conformados em feixes foram processadas, o sistema receptor prossegue para o bloco 850. No bloco 850 o sistema receptor gera um ou mais valores CQI com base nas estimativas de canal.
O sistema receptor pode gerar valores CQI que são representativos de cada uma das estimativas de canal, representativos de uma combinação predeterminada de 5 múltiplas estimativas de canal, representativas de alterações em estimativas de canal, alterações em uma combinação predeterminada de estimativas de canal, e similar, ou alguma outra representação de qualidade de canal ou sinal. Em uma modalidade, o sistema receptor gera 10 um CQI que corresponde a uma magnitude de cada estimativa de canal. Em outra modalidade, o sistema receptor gera um CQI que é a soma da magnitude elevada ao quadrado de cada estimativa de canal. Em outra modalidade, o sistema receptor gera um CQI que identifica o feixe mais forte. Em 15 outra modalidade, o sistema receptor gera um CQI que classifica a intensidade relativa de um número predeterminado de feixes.
Após gerar um ou mais valores CQI, o sistema receptor prossegue para o bloco 860 e transmite os valores 20 CQI para o sistema transmissor. O sistema receptor pode retornar ao bloco 810 para processar sinais recebidos adicionais. Por exemplo, o sistema receptor pode executar o método 800 para atualizar os valores CQI em cada símbolo OFDM, cad quadro de símbolos, ou algum outro incremento.
A figura 9 é um diagrama de blocos funcional
simplificado de uma modalidade de um sistema transmissor 900 configurado para conformação de feixes. O sistema transmissor 900 inclui um processador(es) configurado(s) para transmissão 910 que é configurado para gerar um fluxo 30 de transmissão. 0(s) processador(es) configurado(s) para transmissão 910 pode incluir, por exemplo, uma fonte de sinal, modulador, conversor de frequência e similar. Em uma modalidade, o(s) processador(es) configurado(s) para transmissão 910 é configurado para gerar um fluxo de transmissão de símboloè OFDfí convertidos em frequência em uma frequência de transmissão.
0(s) processador(es) configurado(s) para transmissão 910 acopla o fluxo de transmissão a um processador(es) configurado(s) para codificação em tempo- espaço/diversidade de transmissão 920. 0(s) processador(es) configurado(s) para codificação em tempo-espaço/diversidade de transmissão 920 é configurado para gerar uma pluralidade, G, de fluxos de sinais encodifiçados por espaço-tempo/diversidade de transmissão a partir do fluxo de transmissão de entrada. 0(s) processador(es) configurado(s) para transmitir encodificação por espaço- tempo/diversidade de transmissão 920 gera a pluralidade de fluxos de sinais a partir do fluxo de transmissão de entrada e codifica cada um dos fluxos de sinais G para introduzir diversidade de transmissão.
0(s) processador(es) configurado(s) para transmitir codificação em tempo-espaço/diversidade de transmissão 920 pode incluir, por exemplo, um ou mais elementos configurados para retardar, conjugar, negar, girar, ou de outro modo processar um fluxo de sinais.
0(s) processador(es) configurado(s) para transmitir codificação em tempo-espaço/diversidade de 25 transmissão 920 acopla cada da pluralidade de fluxos de transmissão codificados a uma pluralidade correspondente de processador(es) configurado(s) para conformar em feixe, 930o-930G. O sistema transmissor 900 forma em feixe separadamente cada um dos fluxos de transmissão 30 codificados, e desse modo, implementa um processador(es) configurado(s) para conformar em feixe, por exemplo 9300, para cada fluxo de transmissão codificado.
Cada processador configurado para conformar em feixe, por exemplo, 9300, separa seu fluxo de transmissão codificado correspondente em uma pluralidade de K subfluxos de conformação de feixes. 0(s) processador(es) configurado(s) para conformar em feixe, por exemplo, 9300,
pondera os subfluxos de conformação de feixes K com um peso a partir de um vetor de peso de conformação de feixes correspondente fornecido por um processador(es) configurados(s) para gerar uma matriz de peso 960.
0(s) processador(es) configurado(s) para 10 conformar em feixe, por exemplo, 930o acopla os K subfluxos de conformação de feixes ponderados a uma pluralidade de antenas correspondentes, por exemplo, 940oo-9400k, onde os sinais conformados em feixes são transmitidos para um ou mais receptores.
Um processador(es) configurado(s) para fornecer
temporização e sincronização 950 acopla as informações referentes a eventos e sincronização de temporização ao(s) processador(es) configurado(s) para gerar a matriz de peso 960. Uma antena de recepção 970 é configurada para acoplar 20 um sinal de recepção a um processador(es) configurado(s) para receber uma ou mais mensagens de realimentação a partir de cada terminal de acesso suportado pelo sistema transmissor. As mensagens de realimentação podem incluir uma ou mais mensagens CQI que são indicativas de qualidade 25 de canal no terminal de acesso de recepção.
0(s) processador(es) configurado(s) para recepção 980 processa(m) o sinal recebido em um sinal banda base e acopla o sinal banda base a um processador(es) configurado(s) para processar valores de indicação de 30 qualidade de canal (CQI) 990. 0(s) processador(es) configurado(s) para processar valores CQI 990 opera nos sinais de banda base para extrair uma ou mais mensagens que incluem os valores CQI e extrair os valores CQI a partir das mensagens. 0(s) processador(es) configurado(s) para processar os valores CQI também retém a correspondência entre os terminais de acesso e valores CQI, onde valores CQI correspondendo a mais de um terminal de acesso são recebidos no sistema transmissor 900.
0(s) processador(es) configurado(s) para processar os valores CQI 990 também podem executar algum processamento nos valores CQI recebidos, dependendo do formato dos valores CQI. Por exemplo, o(s) processador(es) 10 configurado(s) para processar os valores CQI podem comparar os valores CQI mais recentes com um ou mais valores CQI anteriormente recebidos para determinar se ajustes nos vetores de peso resultam em sinal aperfeiçoado nos terminais de acesso. 0(s) processador(es) configurado(s) 15 para processar os valores CQI 990 acopla(m) os valores CQI, os valores CQI processados, ou resulta do processamento dos valores CQI para o(s) processador(es) configurado(s) para gerar uma matriz de peso 960.
0(s) processador(es) configurado(s) para gerar uma matriz de peso 960 gera um vetor de peso para cada um dos processador(es) configurados para conformação de feixes, 930o-930G, com base em parte nos valores CQI recebidos. Em geral, o(s) processador(es) configurado(s) para gerar uma matriz de peso 960 gera um peso para cada antena e desse modo gera um vetor de dimensão K para cada processador(es) configurado(s) para conformação de feixes, 9300-930G. 0(s) processador(es) configurado(s) para gerar uma matriz de peso 960 pode (m) gerar um vetor de peso distinto para cada um dos processador(es) configurado(s) para conformação de feixes, 930o-930G, ou pode(m) fornecer o mesmo vetor de peso a dois ou mais processador (es) configurados para conformação de feixes.
A figura 10 é um diagrama de blocos funcional simplificado de uma modalidade de um sistema receptor 1C00 configurado para gerar e realimentar um valor CQI com base em sinais em múltiplos feixes. O sistema receptor 1000 pode fazer parte, por exemplo, de um sistema receptor da figura 5 2 ou um terminal de acesso da figura I. Na modalidade mostrada na figura 10, o sistema receptor 1000 é configurado para receber e processar símbolos OFDM. Entretanto, a técnica de multiplexação ou modulação específica utilizada para comunicar os sinais não é uma 10 limitação.
0 sistema receptor 1000 inclui uma antena 1002 acoplada a um processador(es) configurado(s) para receber 1010 configurado para receber múltiplos feixes, cada feixe tendo uma versão codificada de tempo-espaço distinta de um sinal. 0(s) processador(es) configurado(s) para receber 1010 é configurado para processar os sinais recebidos em sinais de banda base e acoplar os sinais de banda base a um processador(es) configurado(s) para transformar, 1020, amostras de sinais. 0(s) processador(es) configurado(s) para transformar, 1020, pode ser configurado para transformar as amostras de domínio de tempo dos sinais de banda base em seu complemento de domínio de frequência. 0(s) processador(es) configurado para transformar, 1020, pode implementar um motor DFT ou FFT para executar a transformação.
0(s) processador(es) configurado(s) para transformação, 1020, acopla as informações de domínio de frequência a um processador(es) configurado para extrair sinais pilotos 1030. As informações de domínio de 30 frequência de um símbolo OFDM correspondem às subportadoras substancialmente ortogonais individuais. 0(s)
processador(es) configurado(s) para extrair sinais pilotos 1030 extrai as subportadoras e informações nas subportadoras correspondendo a sinais pilotos.
0(s) processador(es) configurado(s) para extrair sinais pilotos 1030 acopla os sinais pilotos a um processador(es) configurado(s) para estimar um canal 1040.
Como os sinais pilotos representam informações de transmissão conhecidas, o canal pode ser estimado a partir do sinal recebido. 0(s) processador(es) configurado(s) para estimar um canal 1040 utiliza os sinais pilotos conhecidos para recuperar uma estimativa de canal. 0(s) 10 processador(es) configurado(s) para estimar um canal 1040 pode estimar um canal para cada feixe codificado de tempo- espaço distinto.
0(s) processador(es) configurado(s) para extrair sinais pilotos 1030 acopla as estimativas de canal a um 15 processador(es) configurado(s) para gerar valores CQI 1050. 0(s) processador(es) configurados para gerar valores CQI 1050 gera um ou mais valores CQI com base nas estimativas de canal. Os valores CQI são indicativos da qualidade de canal ou são indicativas de uma alteração em qualidade de 20 canal.
0(s) processador(es) configurado(s) para gerar valores CQI 1050 acopla um ou mais valores CQI a um processador(es) configurado (s) para transmissão, 1060, que é configurado para processar os valores CQI em um ou mais 25 sinais a partir da transmissão de volta para a fonte dos feixes. 0(s) processador(es) configurado(s) para transmissão 1060 pode(m) ser configurado(s) para filtrar, amplificar e converter ascendentemente os valores CQI ou mensagens contendo os valores CQI em uma banda RF para 30 transmissão. 0(s) processador(es) configurado(s) para transmissão, 1060, acopla o sinal RF à antena 1002 onde o sinal é broadcast.
Os métodos e equipamentos descritos aqui permitem que um sistema de comunicação se beneficie tanto de encodificação por espaço-tempo/diversidade de transmissão como de conformação de feixes. Um sistema transmissor pode operar para conformar em feixes separadamente cada de um 5 grupo de sinais encodifiçados por espaço-tempo/diversidade de transmissão. O sistema transmissor pode variar a conformação de feixes para cada fluxo de sinais codificados a partir do grupo de sinais encodifiçados por espaço- tempo/diversidade de transmissão. O sistema transmissor 10 pode variar a conformação de feixes para cada fluxo de sinais com base em informações de qualidade de canal fornecidas a partir do receptor dos feixes. O sistema transmissor pode variar a conformação de feixes para otimizar a qualidade de sinais no receptor.
Como utilizado aqui, o termo acoplado ou
conectado é utilizado para significar um acoplamento indireto bem como acoplamento ou conexão direta. Onde dois ou mais blocos, módulos, dispositivos ou equipamentos são acoplados, pode haver um ou mais blocos intermediários entre os dois blocos acoplados.
Os vários blocos lógicos ilustrativos, módulos e circuitos descritos com relação às modalidades da presente invenção podem ser implementados ou executados com um processador de propósito geral, um processador de sinais 25 digitais (DSP), um processador de Computador com Conjunto de Instruções reduzido (RISC), um circuito integrado de aplicação específica (ASIC), uma disposição de porta programável em campo (FPGA) ou outro dispositivo de lógica programável, porta discreta ou lógica de transistor, 30 componentes de hardware discretos, ou qualquer combinação dos mesmos projetada para executar as funções descritas aqui. Um processador de propósito geral pode ser um microprocessador, porém na alternativa, o processador pode ser qualquer processador, controlador, microcontrolador ou máquina ’ de ' estTacToV Um processador também pode ser implementado como uma combinação de dispositivos de computação, por exemplo, uma combinação de um DSP e um microprocessador, uma pluralidade de microprocessadores, um ou mais microprocessadores em combinação com um núcleo DSP, ou qualquer outra configuração.
As etapas de um método, processo ou algoritmo descritas em uma ou mais modalidades exemplares, podem ser implementadas em hardware, software, firmware ou qualquer combinação dos mesmos. Se implementada em software, as funções podem ser armazenadas em ou transmitidas através como uma ou mais instruções ou código em um meio legivel por computador. Meio legível por computador inclui tanto meio de armazenagem de computador como meio de comunicação incluindo qualquer meio que facilite a transferência de um programa de computador a partir de um lugar para outro. Um meio de armazenagem pode ser qualquer meio disponível que possa ser acessado por um computador. Como exemplo, e não limitação, tal meio legível por computador pode compreender RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM, ou outros dispositivos de armazenagem em disco óptico, armazenagem em disco magnético ou outros dispositivos de armazenagem magnética, ou qualquer outro meio que possa ser utilizado para conter ou armazenar código de programa desejado na forma de instruções ou estruturas de dados e que possa ser acessado por um computador. Além disso, qualquer conexão é adequadamente denominada um meio legível por computador. Por exemplo, se o software é transmitido a partir de um website, servidor ou outra fonte remota utilizando um cabo coaxial, cabo de fibra óptica, par torcido, linha de assinante digital (DSL), ou tecnologias sem fio como infravermelho, rádio e microondas, então o cabo coaxial, cabo de fibra óptica, par torcido, DSL ou tecnologias como infravermelho, rádio e microondas são incluídos na definição de meio. Disc e disco, como utilizado aqui, incluem compact disc (CD) , disco laser, disco óptico, 5 digital versatile disc (DVD), disco flexível e disc blu-ray onde discos normalmente reproduzem dados magneticamente, enquanto discs reproduzem dados opticamente com lasers. Combinações dos acima devem ser também incluídas no escopo de meios legíveis por computador.
A descrição acima das modalidades reveladas é
fornecida para permitir que qualquer pessoa versada na técnica faça ou utilize a revelação. Várias modificações nessas modalidades serão prontamente evidentes para aqueles versados na técnica, e os princípios genéricos definidos 15 aqui podem ser aplicados a outras modalidades sem se afastar do espírito ou escopo da revelação. Desse modo, a revelação não pretende ser limitada às modalidades mostradas aqui porém deve ser acordada o escopo mais amplo compatível com os princípios e características novas 20 reveladas aqui.
Claims (32)
1. Método. para fornecer diversidade de transmissão, o método compreendendo: gerar uma pluralidade de sinais de encodificação por espaço-tempo a partir de um sinal de transmissão, receber uma indicação de qualidade de canal; gerar pelo menos um vetor de peso com base na indicação de qualidade de canal; e conformar em feixes pelo menos um da pluralidade de sinais encodifiçados por espaço-tempo utilizando um vetor de peso correspondente a partir de pelo menos um vetor de peso.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que a geração da pluralidade de sinais encodifiçados por espaço-tempo compreende: separar um fluxo de sinais de transmissão em fluxos de sinais de transmissão duplicatas; e fornecer um entre retardo, rotação, conjugação ou combinação dos mesmos para um dos fluxos de sinal de transmissão duplicata.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que o recebimento da indicação de qualidade de canal compreende receber uma mensagem de realimentação a partir de um receptor de um sinal codificado em tempo-espaço conformado em feixe.
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que o recebimento da indicação de qualidade de canal compreende receber um sinal representativo de uma estimativa de canal a partir de um receptor de um sinal codificado em tempo-espaço conformado em feixe.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que o recebimento da indicação de qualidade de canal compreende receber um sinal representativo de uma combinação de estimativas de canal a partir de um receptor de um sinal codificado em tempo-espaço conformado em feixe.
6. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que o recebimento da indicação de qualidade de canal compreende receber um sinal que indica uma alteração em qualidade de sinal em um receptor de um sinal codificado em tempo-espaço conformado em feixe.
7. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que a geração de pelo menos um vetor de peso compreende ajustar uma fase de um peso em um vetor de peso com base na indicação de qualidade de canal.
8. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que a geração de pelo menos um vetor de peso compreende ajustar uma amplitude de um peso em um vetor de peso com base na indicação de qualidade de canal.
9. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que a geração de pelo menos um vetor de peso compreende selecionar pesos para um vetor de peso a partir de uma constelação de pesos predeterminada.
10. Método, de acordo com a reivindicação 1, compreendendo ainda: receber uma estimativa de interferência downlink; e em que a geração de pelo menos um vetor de peso compreende gerar pelo menos um vetor de peso com base na indicação de qualidade de canal e estimativa de interferência downlink.
11. Método para fornecer diversidade de transmissão, o método compreendendo: gerar uma pluralidade de sinais de encodificação por espaço-tempo a partir de um sinal de transmissão; receber uma indicação de qualidade de canal; e conformar em feixe cada dos sinais de encodificação por espaço-tempo utilizando um vetor de peso correspondente, onde pelo menos um vetor de peso é determinado, em parte, com base na indicação de qualidade de canal.
12. Método de otimizar diversidade de transmissão, o método compreendendo: receber uma pluralidade de sinais, cada da pluralidade de sinais recebidos em um feixe de sinais correspondente; determinar uma estimativa de canal para cada feixe de sinais; determinar uma indicação de qualidade de canal com base nas estimativas de canal; e transmitir a indicação de qualidade de canal como informações de realimentação para uma fonte de transmissão dos feixes de sinais.
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, em que a determinação da estimativa de canal compreende determinar uma estimativa de canal com base em um sinal piloto no feixe de sinais.
14. Método, de acordo com a reivindicação 12, em que a determinação da indicação de qualidade de canal compreende determinar um valor de qualidade de canal representativo de cada estimativa de canal.
15. Método, de acordo com a reivindicação 12, em que a determinação da indicação de qualidade de canal compreende determinar a indicação de qualidade de canal com base em uma combinação de estimativas de canal.
16. Método, de acordo com a reivindicação 12, em que a determinação da indicação de qualidade de canal compreende determinar a indicação de qualidade de canal com base em uma alteração em estimativas de canal.
17. Equipamento para fornecer diversidade de transmissão, o equipamento compreendendo: um transmissor configurado para gerar um fluxo de sinais de transmissão; um codificador de diversidade de transmissão configurado para receber o fluxo de sinais de transmissão e configurado para gerar uma pluralidade, G, de fluxos de transmissão encodifiçados por espaço-tempo/diversidade de transmissão a partir do fluxo de sinais de transmissão; um gerador de peso matriz configurado para receber uma indicação de qualidade de canal e gerar pelo menos um vetor de peso a partir de um conjunto de vetores de peso com base na indicação de qualidade de canal; e uma pluralidade de codificadores de conformação de feixes, cada da pluralidade de codificadores de conformação de feixes configurado para receber um da pluralidade de fluxos de transmissão encodifiçados por espaço-tempo/diversidade de transmissão e gerar uma pluralidade, K, de subfluxos ponderados com base em um vetor de peso a partir do conjunto de vetores de peso para conformar em feixe um da pluralidade de fluxos de transmissão encodifiçados por espaço-tempo/diversidade de transmissão.
18. Equipamento, de acordo com a reivindicação17, compreendendo ainda: um receptor configurado para receber a indicação de qualidade de canal em pelo menos uma mensagem de realimentação; e um processador configurado para extrair a indicação de qualidade de canal a partir de pelo menos uma mensagem de realimentação e comunicar a indicação de qualidade de canal ao gerador de matriz de peso.
19. Equipamento, de acordo com a reivindicação17, em que a indicação de qualidade de canal é representativa de uma estimativa de canal.
20. Equipamento, de acordo com a reivindicação 17, em que a indicação de qualidade de canal é representativa de uma combinação de estimativas de canal.
21. Equipamento, de acordo com a reivindicação 17, em que a indicação de qualidade de canal é representativa de uma alteração em estimativas de canal.
22. Equipamento, de acordo com a reivindicação 17, em que o gerador de matriz de peso é configurado para selecionar pesos a partir de um conjunto predeterminado de pesos.
23. Equipamento, de acordo com a reivindicação 17, em que o gerador de matriz de peso é configurado para variar uma fase de pelo menos um peso baseado na indicação de qualidade de canal.
24. Equipamento, de acordo com a reivindicação 17, em que o gerador de matriz de peso é configurado para variar uma amplitude de pelo menos um peso baseado na indicação de qualidade de canal.
25. Equipamento para otimizar diversidade de transmissão, o equipamento compreendendo: um receptor configurado para receber uma pluralidade de sinais de transmissão codificados em tempo- espaço em uma pluralidade de feixes, onde cada sinal de transmissão codificado em tempo-espaço é carregado em um feixe distinto; um módulo de extração de piloto acoplado ao receptor e configurado para extrair pelo menos um sinal piloto a partir de cada feixe; um módulo de estimação de canal acoplado ao módulo de extração de piloto e configurado para determinar uma estimativa de canal para cada da pluralidade de feixes com base pelo menos em um sinal piloto; um gerador de indicação de qualidade de canal configurado para determinar uma indicação de qualidade de canal com base nas estimativas de canal; um transmissor configurado para gerar uma mensagem de realimentação incluindo a indicação de qualidade de canal e transmitir a mensagem de realimentação para uma fonte dos sinais de transmissão codificados em tempo-espaço.
26. Equipamento, de acordo com a reivindicação25, compreendendo ainda um módulo de transformação configurado para transformar amostras de domínio de tempo dos sinais de transmissão codificados em tempo-espaço em uma representação de domínio de frequência e em que o módulo de extração de piloto é configurado para extrair pelo menos um sinal piloto a partir da representação de domínio de frequência.
27. Equipamento, de acordo com a reivindicação25, em que o gerador de indicação de qualidade de canal é configurado para gerar uma indicação de qualidade de canal distinto com base em cada estimativa de canal.
28. Equipamento, de acordo com a reivindicação25, em que o gerador de indicação de qualidade de canal é configurado para gerar a indicação de qualidade de canal com base em uma combinação de estimativas de canal.
29. Equipamento para fornecer diversidade de transmissão, o equipamento compreendendo: mecanismos para gerar uma pluralidade de sinais de encodificação por espaço-tempo a partir de um sinal de transmissão; mecanismos para receber uma indicação de qualidade de canal; mecanismos para gerar pelo menos um vetor de peso com base na indicação de qualidade de canal; e mecanismos para conformar em feixes pelo menos um da - pluralidade de ' sinais ! éncodíficados por espaço-tempo utilizando um vetor de peso correspondente a partir de pelo menos um vetor de peso.
30. Equipamento para otimizar diversidade de transmissão, o equipamento compreendendo: mecanismos para receber uma pluralidade de sinais, cada da pluralidade de sinais recebido em um feixe de sinais correspondentes; mecanismos para determinar uma estimativa de canal para cada feixe de sinais; mecanismos para determinar uma indicação de qualidade de canal com base nas estimativas de canal; e mecanismos para transmitir a indicação de qualidade de canal como informações de realimentação para uma fonte de transmissão dos feixes de sinais.
31. Meios legíveis por computador incluindo instruções nos mesmos configuradas para fazer com que um transmissor forneça diversidade de transmissão, as instruções compreendendo: instruções para gerar uma pluralidade de sinais de encodificação por espaço-tempo a partir de um sinal de transmissão; instruções para receber uma indicação de qualidade de canal; instruções para gerar pelo menos um vetor de peso baseado na indicação de qualidade de canal; e instruções para conformar em feixe pelo menos um da pluralidade de sinais encodifiçados por espaço-tempo utilizando um vetor de peso correspondente a partir de pelo menos um vetor de peso.
32. Meios legíveis por computador incluindo instruções nos mesmos configuradas para fazer com que um dispositivo otimize a diversidade de transmissão, as instruções compreendendo: instruções para receber uma pluralidade de sinais, cada da pluralidade de sinais recebida em um feixe de sinais correspondente; instruções para determinar uma estimativa de canal para cada feixe de sinais; instruções para determinar uma indicação de qualidade de canal com base nas estimativas de canal; e instruções para transmitir a indicação de qualidade de canal como informações de realimentação para uma fonte de transmissão dos feixes de sinais.
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