ES2554253T3

ES2554253T3 - Control de velocidad de bucle cerrado para un sistema de comunicación multicanal

Info

Publication number: ES2554253T3
Application number: ES10177035.2T
Authority: ES
Inventors: Jay Rodney Walton; Mark S. Wallace; John W. Ketchum; Steven J. Howard
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2003-10-24
Publication date: 2015-12-17
Anticipated expiration: 2023-10-24
Also published as: US20040120411A1; AU2003287329A1; WO2004038986A2; AU2003287329C1; TW201021462A; EP1556981B1; RU2005115877A; MXPA05004325A; EP2256978A1; BR0315672A; KR101041290B1; RU2358390C2; RU2009122264A; JP2010119110A; EP2256978B1; CN1708933A; KR20050059302A; WO2004038986A3; CN1708933B; TWI357240B

Abstract

Un procedimiento para seleccionar modos de transmisión para usar en la transmisión de datos en una pluralidad de canales paralelos en un sistema de comunicación inalámbrica, que comprende: obtener (312) una estimación de canal para cada uno de los canales paralelos; computar, para cada uno de los canales paralelos, una relación señal-ruido operativa, SNR, basándose en la estimación de canal para el canal paralelo respectivo y un valor de desfase de la SNR para ese canal paralelo, en el que el desfase de la SNR indica una cantidad de reducción para usar en la computación de la relación señal-ruido operativa, SNR, seleccionar una velocidad de datos, un esquema de codificación, un esquema de intercalación y/o un esquema de modulación, para cada canal paralelo respectivo, basándose al menos en parte en la SNR operativa respectiva; y ajustar el valor de desfase de la SNR, para al menos uno de los canales paralelos, basándose en la calidad estimada de las transmisiones de datos recibidas en el canal paralelo respectivo.

Description

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DESCRIPCION

Control de velocidad de bucle cerrado para un sistema de comunicacion multicanal.

ANTECEDENTES

I. Campo

La presente invencion se refiere generalmente a la comunicacion de datos y mas especfficamente a tecnicas para realizar el control de velocidad para la transmision de datos en canales paralelos multiples en un sistema de comunicacion multicanal.

II. Antecedentes

Un sistema de comunicacion multicanal utiliza multiples "canales paralelos" para la transmision de datos. Estos canales paralelos pueden formarse en el dominio de tiempo, el dominio de frecuencia, dominio espacial, o una combinacion de los mismos. Por ejemplo, los canales paralelos multiples pueden formarse por diferentes intervalos de tiempo en un sistema de comunicacion de multiplexacion por division de tiempo (TDM), sub-bandas de frecuencia diferentes en un sistema de comunicacion de multiplexacion por division de frecuencia (FDM), diferentes conjuntos de desunion de sub- bandas en un sistema de comunicacion de multiplexacion por division de frecuencia ortogonal (OFDM), o diferentes canales espaciales en un sistema de comunicacion de entrada multiple-salida multiple (MIMO). Los sistemas TDM, FDM, OFDM y MIMO se describen en mas detalle mas adelante.

Los canales paralelos multiples pueden experimentar diferentes condiciones de canal (por ejemplo, diferentes efectos de atenuacion, trayectoria multiple e interferencias) y pueden lograr diferentes relaciones senal-ruido (SNR, Signal-to-Noise Ratio). La SNR de un canal paralelo determina su capacidad de transmision, que tfpicamente se cuantifica por una velocidad de datos particular que puede transmitirse de forma fiable en el canal paralelo. Si la SNR varfa de canal paralelo a canal paralelo, entonces la velocidad de datos soportada puede variar tambien de canal a canal. Ademas, puesto que las condiciones de canal tfpicamente varfan con el tiempo, las velocidades de datos soportadas por los canales paralelos multiples tambien varfan con el tiempo.

El control de velocidad es un reto principal en un sistema de comunicacion multicanal que experimenta condiciones de canal continuamente variables. El control de velocidad implica controlar la velocidad de datos de cada uno de los canales paralelos multiples basandose en las condiciones de canal. La meta del control de velocidad debe ser maximizar el rendimiento total en los canales paralelos multiples cumpliendo al mismo tiempo ciertos objetivos de calidad, que pueden cuantificarse por una tasa de error de paquete particular (PER) o algun otro criterio.

Por lo tanto, existe la necesidad en la tecnica de tecnicas para realizar e forma eficaz el control de velocidad para multiples canales paralelos que tienen las SNR variables. El documento WO 02/11369 describe requisitos de potencia de ATU-C (una unidad transceptora de ADSL en una oficina central) que pueden reducirse cuando hay un exceso de margen de la relacion senal-ruido (SNR) en el receptor de ATU-R (una unidad transceptor de ADSL en una ubicacion remota).

SUMARIO

De acuerdo con la presente invencion, se proporciona un procedimiento para seleccionar modos de transmision para su uso en la transmision de datos en una pluralidad de canales paralelos en un sistema de comunicacion inalambrica de acuerdo con la reivindicacion 1; se proporciona un aparato para seleccionar modos de transmision para su uso en la transmision de datos en una pluralidad de canales paralelos en un sistema de comunicacion inalambrica de acuerdo con la reivindicacion 7; y se proporciona un aparato de programa informatico para seleccionar modos de transmision para su uso en la transmision de datos en una pluralidad de canales paralelos en un sistema de comunicacion inalambrica que incluye una unidad de memoria que tiene modulos de instrucciones almacenados en la misma de acuerdo con la reivindicacion 13. Se describen en el presente documento tecnicas para realizar el control de velocidad de bucle cerrado para transmision de datos en multiples canales paralelos. El control de velocidad de bucle cerrado puede lograrse con uno o multiples bucles. Un bucle interior estima las condiciones de canal para un enlace de comunicacion y selecciona una velocidad de datos adecuada para cada uno de los canales paralelos multiples (por ejemplo, para lograr un alto rendimiento general). Un bucle exterior (que es opcional) estima la calidad de las transmisiones de datos recibidas en los multiples canales paralelos y ajusta el funcionamiento del bucle interior.

Para el bucle interior, las estimaciones de canal se obtienen inicialmente para canales paralelos multiples (por ejemplo, basandose en los sfmbolos piloto recibidos). Las estimaciones de canal pueden incluir estimaciones de ganancia de canal para multiples sub-bandas de cada canal paralelo, una estimacion del ruido de fondo en el receptor y asf sucesivamente. Despues, se selecciona un "modo de transmision" adecuado para cada canal paralelo basandose en (1) la potencia de transmision asignada al canal paralelo, (2) las estimaciones de canal para el canal paralelo, (3) un desfase de la SNR proporcionado por el bucle exterior para el canal paralelo y (4) otra informacion

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proporcionada por el bucle exterior. Un modo de transmision indica, entre otras cosas, una velocidad de datos especffica para su uso por un canal paralelo. El desfase de la SNR indica la cantidad de reduccion a usar para el canal paralelo e influencia la seleccion del modo de transmision para el canal paralelo. La otra informacion de bucle exterior puede dirigir al bucle interior a seleccionar un modo de transmision con una velocidad de datos inferior a la normalmente seleccionada para el canal paralelo, por ejemplo, si se reciben errores de paquete excesivos para el canal paralelo. El transmisor y el receptor procesan los datos para cada canal paralelo de acuerdo con el modo de transmision seleccionado para ese canal paralelo.

Para el bucle exterior, el receptor estima la calidad de las transmisiones de datos recibidas mediante los multiples canales paralelos. Por ejemplo, el receptor puede determinar el estado de cada paquete de datos recibido (por ejemplo, como bueno o malo, como se describe a continuacion), puede obtener metricas del decodificador para cada flujo de datos, estimar la SNR recibida para cada canal paralelo, etc. Despues, el bucle exterior ajusta el funcionamiento del bucle interior para cada canal paralelo basandose en la calidad recibida estimada para ese canal paralelo. Por ejemplo, el bucle exterior puede ajustar el desfase de la SNR para cada canal paralelo para lograr una tasa de error de paquete objetivo (PER) para ese canal paralelo. El bucle exterior tambien puede dirigir al bucle interior a seleccionar un modo de transmision con una velocidad de datos inferior para un canal paralelo si se detectan errores de paquete excesivos para ese canal paralelo.

Tambien se describen en mas detalle a continuacion diversos aspectos y realizaciones de la invencion.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

Las caracterfsticas, la naturaleza y las ventajas de la presente invencion resultaran mas evidentes a partir de la descripcion detallada expuesta a continuacion cuando se toma junto con los dibujos, en los que los mismos caracteres de referencia identifican los mismos componentes y en los que:

la FIG. 1 muestra un transmisor y un receptor en un sistema de comunicacion multicanal con control de velocidad de bucle cerrado para Nc canales paralelos;

la FIG. 2 muestra un mecanismo de control de velocidad de bucle cerrado;

la FIG. 3 muestra un proceso ejemplar para transmitir Nc flujos de datos en Nc canales paralelos usando Nc modos de transmision seleccionados con el control de velocidad de bucle cerrado;

la FIG. 4 muestra un proceso ejemplar para el bucle exterior;

la FIG. 5 muestra un sistema MIMO-OFDM de TDD ejemplar;

la FIG. 6 muestra una estructura de tramas usada en el sistema MIMO-OFDM de TDD;

la FIG. 7 muestra un proceso para transmitir multiples flujos de datos en multiples modos propios de banda ancha en el enlace descendente y el enlace ascendente en el sistema MIMO-OFDM de TDD;

la FIG. 8 muestra un proceso para seleccionar Ns modos de transmision para Ns modos propios de banda ancha;

las FIGS. 9A y 9B muestran un punto de acceso y un terminal en el sistema MIMO-OFDM de TDD para la transmision de enlace descendente y enlace ascendente, respectivamente;

la FIG. 10 muestra un subsistema transmisor;

la FIG. 11 muestra un subsistema receptor; y

la FIG. 12A y 12B muestran diagramas de tiempo ejemplares para el control de velocidad de bucle cerrado para el enlace descendente y el enlace ascendente, respectivamente.

DESCRIPCION DETALLADA

La expresion "a modo de ejemplo" se usa en el presente documento en el sentido de "que sirve como ejemplo, instancia o ilustracion". No debe considerarse necesariamente que cualquier realizacion o diseno descritos en el presente documento como "ejemplar" sean preferidos o ventajosos con respecto a otras realizaciones o disenos.

Como se usa en el presente documento, el control de velocidad implica controlar la velocidad de datos de cada uno de los canales paralelos multiples basandose en las condiciones de canal. La velocidad de datos para cada canal paralelo se determina por el modo de transmision seleccionado para su uso por ese canal paralelo. El control de velocidad de este modo puede lograrse controlando los modos de transmision usados para los canales paralelos multiples.

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La FIG. 1 muestra un diagrama de bloques de un transmisor 110 y un receptor 150 en un sistema de comunicacion multicanal 100 con control de velocidad de bucle cerrado para Nc canales paralelos, donde Nc > 1. Los Nc canales paralelos pueden formarse de diversas maneras, como se describe a continuacion. Para la transmision de enlace descendente, el transmisor 110 es un punto de acceso, el receptor 150 es un terminal de usuario, el primer enlace de comunicacion 148 es el enlace descendente (es decir el enlace directo) y el segundo enlace de comunicacion 152 es el enlace ascendente (es decir, el enlace inverso). Para la transmision de enlace ascendente, el transmisor 110 es un terminal de usuario, el receptor 150 es un punto de acceso y el primer y segundo enlaces de comunicacion son el enlace ascendente y el enlace descendente, respectivamente.

En el transmisor 110, un procesador de datos de transmision (TX) 120 recibe Nc flujo de datos, un flujo para cada uno de los Nc canales paralelos. Cada canal paralelo se asocia con un modo de transmision especffico que indica un conjunto de parametros de transmision a usarse para ese canal paralelo. Un modo de transmision puede indicar (o puede asociarse con) una velocidad de datos particular, un esquema de codificacion particular o velocidad de codigo, un esquema de intercalacion particular, un esquema de modulacion particular, etc., para su uso en la transmision de datos. Un conjunto ejemplar de modos de transmision se da en la Tabla 2 que se indica a continuacion. Para cada canal paralelo, la velocidad de datos se indica por un control de velocidad de datos, el esquema de codificacion se indica por el control de codificacion y el esquema de modulacion se indica por un control de modulacion. Estos controles se proporcionan por un controlador 130 y se generan basandose en el modo de transmision seleccionado para cada canal paralelo usando informacion de retroalimentacion obtenida del receptor 150 y posiblemente otra informacion (por ejemplo estimaciones de canal) obtenida por el transmisor 110.

El procesador de datos de TX 120 codifica, intercala y modula cada flujo de datos de acuerdo con el modo de transmision seleccionado para su canal paralelo con el fin de proporcionar una corriente correspondiente de sfmbolos de modulacion. El procesador de datos de TX 120 proporciona Nc corrientes de sfmbolos de modulacion para los Nc flujos de datos. Despues, una unidad transmisora (TmTr) 122 procesa las Nc corrientes de sfmbolos de modulacion de una manera especificada por el sistema. Por ejemplo, la unidad transmisora 122 puede realizar un procesamiento OFDM para un sistema OFDm, un procesamiento espacial para un sistema MlMO, o tanto procesamiento espacial como procesamiento OFDM para un sistema MIMO-OFDM (que es un sistema MlMO que utiliza OFDM). Tambien se transmite un piloto para ayudar al receptor 150 a realizar varias funciones, tales como la estimacion de canal, adquisicion, frecuencia y sincronizacion temporal, desmodulacion coherente, etc. La unidad transmisora 122 multiplexa sfmbolos piloto con los sfmbolos de modulacion para cada canal paralelo, procesa los sfmbolos multiplexados y proporciona una senal modulada para cada antena usada para la transmision de datos. Despues, cada senal modulada se transmite mediante el primer enlace de comunicacion 148 al receptor 150. El primer enlace de comunicacion 148 distorsiona cada senal modulada con una respuesta de canal particular y ademas degrada la senal modulada con (1) ruido Gausiano blanco aditivo (AWGN) que tiene una varianza de No y (2) posiblemente la interferencia de otros transmisores.

En el receptor 150, la senal o senales transmitidas se reciben por una o mas antenas de recepcion y la senal recibida de cada antena se proporciona a una unidad receptora (RCVR) 160. La unidad receptora 160 condiciona y digitaliza cada senal recibida para proporcionar una corriente correspondiente de muestras. La unidad receptora 160 procesa adicionalmente las muestras de una manera que es complementaria a la realizada por la unidad transmisora 122 para proporcionar Nc corrientes de sfmbolos "recuperados", que son estimaciones de las Nc corrientes de los sfmbolos de modulacion enviados por el transmisor 110.

Despues un procesador de datos de recepcion (RX) 162 procesa las Nc corrientes de sfmbolos recuperados de acuerdo con los Nc modos de transmision Nc seleccionados por los Nc canales paralelos para obtener Nc flujos de datos decodificados, que son estimaciones de los Nc flujos de datos enviados por el transmisor 110. El procesamiento por el procesador de datos de RX 162 puede incluir desmodulacion, desintercalado y decodificacion. El procesador de datos de RX 162 puede proporcionar adicionalmente el estado de cada paquete de datos recibido y/o metricas del decodificador para cada flujo de datos decodificado.

La unidad receptora 160 tambien proporciona sfmbolos piloto recibidos para los Nc canales paralelos a un estimador de canal 164. El estimador de canal 164 procesa estos sfmbolos piloto recibidos para obtener estimaciones de canal para los Nc canales paralelos. Las estimaciones de canal pueden incluir, por ejemplo, estimaciones de ganancias de canal, estimacion NO de varianza de ruido, etc. La varianza de ruido No, que es el ruido de fondo observado en el receptor 150, incluye ruido de canal, ruido de circuiterfa del receptor, interferencia (es decir, diafonfa) de otras entidades de transmision, etc.

Un selector de modo de transmision (TM) 166 recibe las estimaciones de canal del estimador de canal 164 y posiblemente el estado de paquete y/o las metricas del decodificador del procesador de datos de RX 162. El selector de modo de transmision 166 calcula una SNR operativa para cada uno de los Nc canales paralelos basandose en las estimaciones de canal y un desfase de la SNR para ese canal paralelo. El selector de modo de transmision 166 selecciona entonces un modo de transmision adecuado para cada canal paralelo basandose en la SNR operativa y la informacion de bucle exterior para el canal paralelo. La seleccion de modo de transmision se describe en detalle a continuacion.

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Un controlador 170 recibe los Nc modos de transmision seleccionados, TM 1 a TM Nc del selector de modo de transmision 166 y el estado de paquete del procesador de datos de RX 162 (no mostrado). Despues, el controlador 170 reune la informacion de retroalimentacion para el transmisor 110. La informacion de retroalimentacion puede incluir los Nc modos de transmision seleccionados para los Nc canales paralelos, confirmaciones positivas (ACK) y/o confirmaciones negativas (NAK) para los paquetes de datos recibidos, un piloto y/u otra informacion. La informacion de retroalimentacion se envfa entonces a traves del segundo enlace de comunicacion 152 al transmisor 110. El transmisor 110 usa la informacion de retroalimentacion para ajustar el procesamiento de los Nc flujos de datos enviados al receptor 150. Por ejemplo, el transmisor 110 puede ajustar la velocidad de datos, el esquema de codificacion, el esquema de modulacion, o cualquier combinacion de los mismos, para cada uno de los Nc flujos de datos enviados en los Nc canales paralelos al receptor 150. La informacion de retroalimentacion se usa para aumentar la eficiencia del sistema permitiendo que los datos se transmitan en los ajustes mejor conocidos soportados por el primer enlace de comunicacion 148.

En la realizacion mostrada en la FIG. 1, la estimacion de canal y la seleccion de modo de transmision se realizan por el receptor 150 y los Nc modos de transmision seleccionados para los Nc canales paralelos se envfan nuevamente al transmisor 110. En otras realizaciones, la estimacion de canal y la seleccion de modo de transmision pueden realizarse (1) por el transmisor 110 basandose en la informacion de retroalimentacion obtenida del receptor 150 y/u otra informacion obtenida por el transmisor 110 o (2) conjuntamente por el transmisor 110 y el receptor 150.

La FIG. 2 muestra un diagrama de bloques de una realizacion de un mecanismo de control de velocidad de bucle cerrado 200, que incluye un bucle interior 210 que opera junto con un bucle exterior 220. Con fines de simplicidad, la operacion del bucle interior 210 y el bucle exterior 220 para solo un canal paralelo x se muestra en la FlG. 2. En general, el mismo procesamiento puede realizarse independientemente para cada uno de los Nc canales paralelos.

Para el bucle interior 210, el estimador de canal 164x estima las condiciones de canal para el canal paralelo x y proporciona estimaciones de canal (por ejemplo, estimaciones de ganancia de canal y estimacion de ruido de fondo). Un selector 174 dentro del selector de modo de transmision 166x calcula una SNR recibida para el canal paralelo x basandose en (1) las estimaciones de canal del estimador de canal 164x y (2) un desfase de la SNR y/o un ajuste de modo de transmision para el canal paralelo x de un estimador de calidad 172. Para mayor claridad, la SNR recibida se muestra simbolicamente como proporcionada por el estimador de canal 164x al selector 174 en la FIG. 2. El selector 174 selecciona entonces un modo de transmision para el canal paralelo x basandose en la informacion recibida, como se describe a continuacion. El modo de transmision de seleccion para el canal paralelo x se incluye en la informacion de retroalimentacion enviada por el controlador 170 al transmisor. En el transmisor, el controlador 130 recibe el modo de transmision seleccionado para el canal paralelo x y determina la velocidad de datos, codificacion y controles de modulacion para el canal paralelo x. Los datos se procesan entonces de acuerdo con estos controles por el procesador de datos de TX 120x, ademas se multiplexan con los sfmbolos piloto y se condicionan por la unidad transmisora 122x y se envfan al receptor. La estimacion de canal y la seleccion de modo de transmision pueden realizarse periodicamente, en momentos programados, siempre que se detecten cambios en el enlace de comunicacion, solo cuando sea necesario (por ejemplo, antes y durante la transmision de datos), o en otros momentos.

El bucle exterior 220 estima la calidad de la transmision de datos recibida en el canal paralelo x y ajusta la operacion del bucle interior 210 para el canal paralelo x. Los sfmbolos de datos recibidos para el canal paralelo x se procesan por el procesador de datos de RX 162x y el estado de cada paquete recibido en el canal paralelo x y/o las metricas del decodificador se proporcionan al estimador de calidad 172. Las metricas del decodificador pueden incluir una tasa de error de sfmbolos recodificada (SER), una metrica de potencia recodificada, una metrica de Yamamoto modificada (para un decodificador convolucional), una relacion minima o media de probabilidad logarftmica (LLR) entre bits en un paquete decodificado (por un decodificador turbo), etc. La SER recodificada es la tasa de error entre los sfmbolos recibidos de la unidad receptora 160 y los sfmbolos recodificados obtenidos por el procesamiento (por ejemplo, recodificacion, remodulacion, etc.) de los datos decodificados del procesador de datos de RX 162. La metrica modificada de Yamamoto es indicativa de la confianza en los datos decodificados y se obtiene basandose en la diferencia entre la (mejor) trayectoria seleccionada a traves del enrejado para la decodificacion convolucional y la siguiente trayectoria mas cercana a traves del enrejado. La LLR minima o media tambien puede usarse como una indicacion de la confianza de los datos decodificados. Estas metricas del decodificador, que son indicativas de la calidad de la transmision de datos recibida en el canal paralelo x, se conocen en la tecnica.

El bucle exterior 220 puede proporcionar diferentes tipos de informacion usada para controlar la operacion del bucle interior 210. Por ejemplo, el bucle exterior 220 puede proporcionar un desfase de la SNR para cada canal paralelo. El desfase de la SNR se usa en el calculo de la SNR operativa para el canal paralelo, como se describe a continuacion. La SNR operativa se proporciona entonces a una tabla de consulta 176 (LUT) y se usa para seleccionar el modo de transmision para el canal paralelo. El desfase de la SNR influencia de este modo la seleccion del modo de transmision. El bucle exterior 220 tambien puede proporcionar un ajuste de modo de transmision para cada canal paralelo. Este ajuste puede dirigir al bucle interior 210 a seleccionar un modo de transmision con una velocidad de datos inferior para el canal paralelo. El ajuste de modo de transmision tiene impacto directamente en la seleccion del modo de transmision. El desfase de la SNR y el ajuste de modo de transmision son dos mecanismos para controlar la operacion del bucle interior 210. El bucle exterior 220 tambien puede disenarse para proporcionar otros tipos de

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ajustes para el bucle interior 210. Con fines de simplicidad, solamente el desfase de la SNR y el ajuste de modo de transmision se describen a continuacion. El bucle exterior 220 puede ajustar el desfase de la SNR y/o el modo de transmision de diversas maneras, algunas de las cuales se describen a continuacion.

En una primera realizacion, el desfase de la SNR y/o el modo de transmision para cada canal paralelo se ajustan basandose en los errores de paquete detectados para el flujo de datos recibido en ese canal paralelo. El flujo de datos puede transmitirse en paquetes, bloques, tramas, o algunas unidades de datos diferentes. (Con fines de simplicidad, el paquete se usa en el presente documento para la unidad de datos). Cada paquete puede codificarse con un codigo de deteccion de error (por ejemplo, un codigo de verificacion de redundancia cfclica (CRC)) que permite que el receptor determine si el paquete se decodifico correctamente o en error. Cada canal paralelo puede asociarse con una tasa de error de paquete objetivo particular (PER) (por ejemplo, PER al 1 %). El estimador de calidad 172 recibe el estado de cada paquete recibido y la PER objetivo para el canal paralelo x y ajusta el desfase de la SNR para el canal paralelo x por consiguiente. Por ejemplo, el desfase de la SNR para el canal paralelo x puede iniciarse en cero al comienzo de la transmision de datos en el canal paralelo x. El desfase de la SNR puede reducirse despues de esto por ADN para cada paquete bueno y aumentarse por AUP por cada paquete malo, donde ADN y AUP pueden seleccionarse basandose en la PER objetivo y el tiempo de respuesta deseado para el bucle exterior. El desfase de la SNR tfpicamente es un valor positivo o cero pero tambien puede permitirse que sea un valor negativo (por ejemplo, para explicar una estimacion inicial elevada de la SNR recibida). Como alternativa o adicionalmente, el estimador de calidad 172 puede proporcionar una directiva para ajustar el modo de transmision para el canal paralelo x a la siguiente velocidad de datos mas baja, por ejemplo, si se detecta una rafaga de errores de paquete en el canal paralelo x. El desfase de la SNR y/o el ajuste de modo de transmision del estimador de calidad 172 se usan por el selector 174 para seleccionar el modo de transmision para el canal paralelo x.

En una segunda realizacion, el desfase de la SNR y/o el modo de transmision para cada canal paralelo se ajustan basandose en las metricas del decodificador para ese canal paralelo. Las metricas del decodificador para cada canal paralelo pueden usarse para estimar la calidad de la transmision de datos recibida en ese canal paralelo. Si una metrica de decodificacion particular para un canal paralelo dado es peor que un umbral seleccionado para esa metrica, entonces el desfase de la SNR y/o el modo de transmision para ese canal paralelo pueden ajustarse de acuerdo con ello.

En una tercera realizacion, el desfase de la SNR y/o el modo de transmision para cada canal paralelo se ajustan basandose en la SNR recibida y la SNR requerida por ese canal paralelo. La SNR recibida para cada canal paralelo puede determinarse basandose en los sfmbolos piloto recibidos para ese canal paralelo. El sistema puede soportar un conjunto de modos de transmision (por ejemplo, como se muestra en la Tabla 2) y cada modo de transmision soportado requiere una diferente SNR minima para lograr la PER objetivo. El estimador de calidad 172 puede determinar un margen de SNR para el canal paralelo x, que es la diferencia entre la SNR recibida y la SNR requerida para el canal paralelo x. Si el margen de SNR para el canal paralelo x es un valor negativo, entonces el modo de transmision para el canal paralelo x puede ajustarse para la siguiente velocidad de datos inferior.

La tercera realizacion tambien puede usarse para un diseno mediante el que un paquete se desmultiplexa y se transmite a traves de multiples canales paralelos. Si el paquete se recibe en error, entonces puede no ser posible determinar (solo a partir del paquete recibido) que uno o unos de los canales paralelos provocan que el paquete se reciba en error. Si ninguna otra informacion esta disponible, entonces puede ser necesario ajustar los Nc desfases de la SNR y/o los Nc modos de transmision para todos Nc canales paralelos, por ejemplo, de manera que la siguiente velocidad de datos mas baja se use para cada canal paralelo. Esto puede dar como resultado una cantidad excesiva de reduccion en la velocidad de datos general. Sin embargo, usando la tercera realizacion, el canal paralelo con el margen de SNR mas pequeno puede asumirse que ha provocado el error de paquete y el modo de transmision para este canal paralelo puede ajustarse a la siguiente velocidad de datos inferior.

El bucle exterior tambien puede ajustar la operacion del bucle interior de otras formas y esto esta dentro del alcance de la invencion. En general, el bucle exterior opera a una velocidad que puede ser mas rapida o mas baja que la velocidad del bucle interior. Por ejemplo, el ajuste del desfase de la SNR por el bucle exterior puede depender de muchos paquetes recibidos. El bucle exterior tambien puede ajustar la velocidad de datos entre calculos de bucle interior regularmente programados. De este modo, dependiendo de su diseno especifico y forma de operacion, el bucle exterior tfpicamente tiene mas influencia sobre la operacion del bucle interior para transmisiones de datos mas grandes. Para transmisiones en rafaga, el bucle exterior puede no tener mucha o ninguna influencia sobre la operacion del bucle interior.

La FIG. 3 muestra un diagrama de flujo de un proceso 300 para transmitir Nc flujos de datos en Nc canales paralelos usando Nc modos de transmision seleccionados con el control de velocidad de bucle cerrado. El proceso 300 puede implementarse como se muestra en las FIGS. 1 y 2. Inicialmente, el receptor estima las ganancias de canal y el ruido de fondo No para los Nc canales paralelos (etapa 312). El receptor selecciona entonces un modo de transmision para cada uno de los Nc canales paralelos basandose en las estimaciones de ganancia de canal, la estimacion de ruido de fondo y la informacion de bucle exterior (si la hubiera) para ese canal paralelo (etapa 314). La informacion de bucle exterior puede incluir el desfase de la SNR y/o el ajuste de modo de transmision para cada uno de los Nc canales paralelos. La seleccion de modo de transmision se describe a continuacion. El receptor envia los Nc modos de

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transmision seleccionados para los Nc canales paralelos, como informacion de retroalimentacion, al transmisor (etapa 316).

El transmisor codifica y modula los Nc flujos de datos de acuerdo con los Nc modos de transmision seleccionados (obtenidos del receptor) para proporcionar Nc corrientes de sfmbolos de modulacion (etapa 322). Despues, el transmisor procesa y transmite las Nc corrientes de sfmbolos de modulacion en los Nc canales paralelos al receptor (etapa 324).

El receptor procesa las transmisiones de datos recibidas en los Nc canales paralelos del transmisor y obtiene las Nc corrientes de sfmbolos recuperados (etapa 332). El receptor ademas procesa las Nc corrientes de sfmbolos recuperados de acuerdo con los Nc modos de transmision seleccionados para obtener Nc flujos de datos decodificados (etapa 334). El receptor tambien estima la calidad de la transmision de datos recibida en cada uno de los Nc canales paralelos, por ejemplo, basandose en el estado de paquete, las metricas del decodificador, las SNR recibidas, etc. (etapa 336). Despues, el receptor proporciona la informacion de bucle exterior para cada uno de los Nc canales paralelos basandose en la calidad estimada para la transmision de datos recibida en ese canal paralelo (etapa 338). En la FIG. 3, las etapas 312 a 324 pueden considerarse como parte del bucle interior y las etapas 332 a 338 pueden considerarse como parte del bucle exterior.

La FIG. 4 muestra un diagrama de flujo de un proceso 400 que puede realizarse para el bucle exterior. El estado de los paquetes de datos recibidos en cada uno de los Nc canales paralelos se obtiene y se usa para ajustar el desfase de la SNR y/o el modo de transmision para ese canal paralelo (etapa 412). Las metricas del decodificador para cada uno de los Nc canales paralelos tambien pueden obtenerse y usarse para ajustar el desfase de la SNR y/o el modo de transmision para ese canal paralelo (etapa 414). La SNR recibida para cada uno de los Nc canales paralelos tambien puede obtenerse para cada canal paralelo y usarse para calcular el margen de SNR para ese canal paralelo. Los margenes de SNR para los Nc canales paralelos pueden usarse para ajustar los modos de transmision para los canales paralelos si se detectan errores de paquete (etapa 416). Un bucle exterior puede implementar una o cualquier combinacion de las etapas mostradas en la FIG. 4, dependiendo de su diseno especffico.

Las tecnicas de control de velocidad de bucle cerrado descritas en el presente documento pueden usarse para diversos tipos de sistemas de comunicacion multicanal que tienen multiples canales paralelos que pueden usarse para la transmision de datos. Por ejemplo, estas tecnicas pueden usarse para sistemas TDM, sistemas FDM, sistemas basados en OFDM, sistemas MIMO, sistemas MIMO que utilizan OfDm (es decir sistemas MIMO-OFDM), etc.

Un sistema TDM puede transmitir datos en tramas, cada uno de las cuales puede ser de una duracion de tiempo particular. Cada trama puede incluir multiples (Nts) intervalos a los que se les puede asignar diferentes indices de intervalos. Pueden formarse Nc canales paralelos por los Nts intervalos en cada trama, donde Nc £ Nts. Cada uno de los Nc canales paralelos puede incluir uno o multiples intervalos. Los Nc canales se consideran "paralelos" aunque no se transmiten simultaneamente.

Un sistema FDM puede transmitir datos en (Nsb) sub-bandas de frecuencia, que pueden separarse arbitrariamente. Los Nc canales paralelos pueden formarse por las Nsb sub-bandas, donde Nc £ Nsb. Cada uno de los Nc canales

paralelos puede incluir una o multiples sub-bandas.

Un sistema OFDM usa OFDM para dividir eficazmente el ancho de banda del sistema general en multiples (Nf) sub- bandas ortogonales, que tambien pueden referirse como tonos, depositos y canales de frecuencia. Cada sub-banda se asocia con un portador respectivo que puede modularse con datos. Pueden formarse Nc canales paralelos por las Nf sub-bandas, donde Nc £ Nf. Los Nc canales paralelos se forman por Nc conjuntos de desunion de una o mas sub- bandas. Los Nc son desuniones ya que cada una de las Nf sub-bandas se asigna a solo un conjunto (y de este modo a un canal paralelo), si es que lo hay. Un sistema OFDM puede considerarse como un tipo especffico de sistema FDM.

Un sistema MIMO emplea multiples antenas de transmision (Nt) y multiples antenas de recepcion (Nr) para la transmision de datos y se representa como un sistema (Nt, Nr). Un canal MIMO formado por las Nt antenas de transmision y Nr antenas de recepcion se compone por Ns canales espaciales que pueden usarse para la transmision de datos, donde Ns £ min {Nt, Nr}. El numero de canales espaciales se determina por una matriz de respuesta de canal H que describe la respuesta entre las Nt antenas de transmision y Nr antenas de recepcion. Con fines de simplicidad, la siguiente descripcion asume que la matriz de respuesta de canal H es de rango completo. En este caso, el numero de canales espaciales se da como Ns = Nt £ Nr. Los Nc canales paralelos pueden formarse por los Ns canales espaciales, donde Nc £ Ns. Cada uno de los Nc canales paralelos puede incluir uno o multiples canales espaciales.

Un sistema MIMO-OFDM tiene Ns canales espaciales para cada una de las Nf sub-bandas. Los Nc canales paralelos pueden formarse por los Ns canales espaciales de cada una de las Nf sub-bandas, donde Nc £ Nf • Ns. Cada uno de los Nc canales paralelos puede incluir uno o multiples canales espaciales de una o multiples sub-bandas (es decir, cualquier combinacion de canales espaciales y sub-bandas). Para sistemas MIMO y MIMO-OFDM, los Nc canales paralelos tambien pueden formarse por las Nt antenas de transmision, donde Nc £ Nt. Cada uno de los Nc canales paralelos puede asociarse con una o multiples antenas de transmision para la transmision de datos.

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Para sistemas MIMO y MIMO-OFDM, los datos pueden transmitirse en los Ns canales espaciales de diversas maneras. Para un sistema MIMO de informacion de estado de canal parcial (CSI parcial), los datos se transmiten en los Ns canales espaciales sin ningun procesamiento espacial en el transmisor y con procesamiento espacial en el receptor. Para el sistema MIMO de CSI completa, los datos se transmiten en los Ns canales espaciales con procesamiento espacial en el transmisor y en el receptor. Para el sistema MIMO de CSI completa, la descomposicion de autovalores o la descomposicion de valores individuales puede realizarse en la matriz de respuesta de canal H para obtener los Ns "modos propios" del canal MIMO. Los datos se transmiten en los Ns modos propios, que son canales espaciales ortogonalizados.

Las tecnicas de control de velocidad de bucle cerrado descritas en el presente documento pueden usarse para sistemas de duplexacion por division de tiempo (TDD), asf como para sistemas de duplexacion por division de frecuencia (FDD). Para un sistema TDD, el enlace descendente y el enlace ascendente comparten la misma banda de frecuencia y probablemente se observaran efectos de atenuacion y trayectoria multiple similares. Por lo tanto, la respuesta de canal para cada enlace puede estimarse basandose en un piloto recibido en ese enlace o el otro enlace. Para un sistema FDD, el enlace descendente y el enlace ascendente usan diferentes bandas de frecuencia y probablemente se observaran diferentes efectos de atenuacion y trayectoria multiple. La respuesta de canal para cada enlace puede estimarse basandose en un piloto recibido en ese enlace.

Las tecnicas de control de velocidad de bucle cerrado pueden usarse para sistemas MIMO de CSI parcial y CSI completa. Estas tecnicas tambien pueden usarse para el enlace descendente, asf como para el enlace ascendente.

Las tecnicas de control de velocidad de bucle cerrado se describen ahora en detalle para un sistema de comunicacion multicanal ejemplar, que es un sistema MIMO-OFDM de TDD de CSI completa. Con fines de simplicidad, en la siguiente descripcion, las expresiones "modo propio" y "modo propio de banda ancha" se usan para representar el caso en el que se hace un intento por ortogonalizar los canales espaciales, aunque puede no ser completamente exitoso, debido, por ejemplo, a una estimacion de canal imperfecta.

I. SISTEMA MIMO-OFDM DE TDD

La FIG. 5 muestra un sistema MIMO-OFDM de TDD 500 ejemplar con varios puntos de acceso 510 (AP) que soportan comunicacion para varios terminales de usuario 520 (UT). Con fines de simplicidad, unicamente se muestran dos puntos de acceso 510a y 510b en la FIG. 5. Un punto de acceso tambien puede denominarse como una estacion base, un sistema transceptor base, un Nodo B, o alguna otra terminologfa. Un terminal de usuario puede ser fijo o movil y puede denominarse tambien como un terminal de acceso, una estacion movil, un equipo de usuario (UE), un dispositivo inalambrico, o alguna otra terminologfa. Cada terminal de usuario puede comunicarse con uno o posiblemente multiples puntos de acceso en el enlace descendente y/o el enlace ascendente en cualquier momento dado. Un controlador de sistema 530 acopla los puntos de acceso 510 y proporciona coordinacion y control para estos puntos de acceso.

La FIG. 6 muestra una estructura de tramas ejemplar 600 que puede usarse en el sistema MIMO-OFDM de TDD 500. La transmision de datos se produce en unidades de trama de TDD, cada una de las cuales tiene una duracion de tiempo particular (por ejemplo, 2 ms). Cada trama de TDD se divide en una fase de enlace descendente y una fase de enlace ascendente y cada fase ademas se divide en multiples segmentos para multiples canales de transporte. En la realizacion mostrada en la FIG. 6, los canales de transporte de enlace descendente incluyen un canal de difusion (BCH), un canal de control sin retorno (FCCH) y un canal sin retorno (FCH) y los canales de transporte de enlace ascendente incluyen un canal de retorno (RCH) y una canal de acceso aleatorio (RACH).

En la fase de enlace descendente, un segmento de BCH 610 se usa para transmitir una unidad de datos de protocolo de BCH (PDU) 612, que incluye un piloto de senalizacion 614, un piloto de MIMO 616 y un mensaje de BCH 618. El piloto de senalizacion es un piloto transmitido desde todas las antenas y se usa para la adquisicion de tiempos y frecuencia. El piloto de MIMO es un piloto transmitido desde todas las antenas pero con un codigo ortogonal diferente para cada antena para poder permitir que los terminales de usuario identifiquen individualmente las antenas. El piloto de MIMO se usa para la estimacion de canal. El mensaje de BCH lleva los parametros del sistema para los terminales de usuario. Un segmento de FCCH 620 se usa para transmitir una PDU de FCCH que lleva

asignaciones de recursos de enlace descendente y enlace ascendente (por ejemplo, los modos de transmision

seleccionados para el enlace descendente y el enlace ascendente) y otra senalizacion para los terminales de usuario. Un segmento de FCH 630 se usa para transmitir una o mas PDU de fCh 632 en el enlace descendente. Diferentes tipos de PDU de FCH pueden definirse. Por ejemplo, una PDU de FCH 632a incluye una referencia dirigida 634a y un paquete de datos 636a y una PDU de FCH 632 incluye solo un paquete de datos 636b. La referencia dirigida es un piloto que

se transmite en un modo propio de banda ancha especffico (como se describe a continuacion) y se usa para la

estimacion de canal.

En la fase de enlace ascendente, un segmento de RCH 640 se usa para transmitir una o mas PDU de RCH 642 en el enlace ascendente. Diferentes tipos de PDU de RCH tambien pueden definirse. Por ejemplo, una PDU de RCH 642a incluye solo un paquete de datos 646a y una PDU de RCH 642b incluye una referencia dirigida 644b y un

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paquete de datos 646b. Un segmento de RACH 650 se usa por los terminales de usuario para tener acceso al sistema y para enviar mensajes cortos en el enlace ascendente. Una PDU de RACH 652 puede enviarse en el segmento de RACH 650 e incluye un piloto (por ejemplo, referencia dirigida) 654 y un mensaje 656.

La FIG. 6 muestra una estructura de tramas ejemplar para un sistema TDD. Otras estructuras de tramas tambien pueden usarse y esto esta dentro del alcance de la invencion.

1. Procesamiento espacial

Para un sistema MIMO-OFDM, la respuesta de canal entre un punto de acceso y un terminal de usuario puede caracterizarse por un conjunto de matrices de respuesta de canal, H(k) para k e K, donde K representa el conjunto de todas las sub-bandas de interes (por ejemplo, K = {1,..., Nf}). Para un sistema MIMO-OFDM de TDD con una banda de frecuencia compartida, las respuestas de canal de enlace descendente y enlace ascendente pueden asumirse como recfprocas entre si. Es decir, si H(k) representa una matriz de respuesta de canal de la disposicion A de antenas a la disposicion B de antenas para la sub-banda k, entonces un canal recfproco implica que el acoplamiento de la disposicion B a la disposicion A se de por HT(k), donde AT representa la transposicion de A.

Sin embargo, las respuestas de frecuencia de las cadenas de transmision y recepcion en el punto de acceso tfpicamente son diferentes de las respuestas de frecuencia de las cadenas de transmision y recepcion en el terminal de usuario. La calibracion puede realizarse para obtener matrices de correccion utilizadas para explicar diferencias en las respuestas de frecuencia. Con estas matrices de correccion, la respuesta de canal de enlace descendente "calibrada", HcdnM, observada por el terminal de usuario es la transposicion de la respuesta de canal de enlace

ascendente "calibrada", HCUp(/<), observada por el punto de acceso, es decir, Hcup(^) ^ para /<£/<• Qon

fines de simplicidad, la siguiente descripcion asume que las respuestas de canal de enlace descendente y enlace ascendente se calibran y son recfprocas entre si.

En el enlace descendente, un piloto de MIMO puede transmitirse por el punto de acceso (por ejemplo, en el segmento de BCH 610) y usarse por el terminal de usuario para obtener una estimacion de la respuesta de canal de enlace

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imagen2

imagen3

1 es una matriz unitaria (A/^3 Nut) de autovectores derechos de A" es la transposicion conjugada de A;

Nap es el numero de antenas en el punto de acceso; y Nut es el numero de antenas en el terminal de usuario.

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imagen5

donde V*ut{k) y u” *ap{k) son matrices unitarias de los autovectores izquierdo y derecho, respectivamente, de —1cd'1 y

representa el conjugado complejo. La descomposicion de valores individuales se describe por Gilbert Strang en un libro titulado "Linear Algebra and Its Applications", Segunda Edicion, Academic Press, 1980.

Como se muestra en las ecuaciones (1) y (2), las matrices de los autovectores izquierdo y derecho para un enlace son el conjugado completo de las matrices de los autovectores derecho e izquierdo, respectivamente para el otro

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enlace. Las matrices Uap(k) y pUeden usarse por el punto de acceso y el terminal de usuario, respectivamente,

'ft

v/lr)

para el procesamiento espacial y se indican como tales por sus subindices. La matriz incluye estimaciones de

valores individuales que representan las ganancias para los canales espaciales (o modos propios) de la matriz de respuesta de canal H(k) para cada sub-banda k.

La descomposicion del valor individual puede realizarse independientemente para la matriz de respuesta del canal H: iJf|l,t) para cada sub-banda k para determinar los Ns modos propios de esa sub-banda. Las estimaciones de valores

'* A w A A *

individuales para cada matriz diagonal-"'< l pueden ordenarse de manera que nA^) donde * 'y es la

fi

estimacion de valor individual mas grande y es la estimacion de valor individual mas pequena para la sub-banda k.

Cuando las estimaciones de valores individuales para cada matriz diagonal S(k) se ordenan, los autovectores (o

A A

columnas) de las matrices asociadas —W y ——' tambien se ordenan correspondientemente. Un "modo propio de banda ancha" puede definirse como _ el conjunto de modos propios del mismo orden de todas las sub-bandas despues de la ordenacion. Por lo tanto, el mesimo modo propio de banda ancha incluye los mesimos modos propios de todas las sub-bandas. El modo propio de banda ancha "principal" es el asociado con la estimacion de valor individual mas

'a

y/ir)

grande en la matriz para cada una de las sub-bandas. Los Ns canales paralelos pueden formarse por los Ns modos propios de banda ancha.

El terminal de usuario puede transmitir una referencia dirigida en el enlace ascendente (por ejemplo, en el segmento de RCH 640 o el segmento de RACH 650 en la FIG. 6). La referencia dirigida de enlace ascendente para el modo propio m de banda ancha puede expresarse como:

, para keK, Ec.(3)

donde Xup,sr,m(k) es un vector de Nut enviados desde las Nut antenas del terminal de usuario para la sub-banda k del modo propio m de banda ancha para la referencia dirigida;

ft

—■' es la mesima columna de la matriz ■' para la sub-banda k, donde

; y

p(k) es el sfmbolo piloto enviado sobre la sub-banda k.

La referencia dirigida para todos los Ns modos propios de banda ancha puede transmitirse en Ns periodos de sfmbolos de OFDM, o menos de Ns periodos de sfmbolos de OFDM usando multiplexacion de sub-banda. La referencia dirigida para cada modo propio de banda ancha tambien puede transmitirse sobre multiples periodos de sfmbolos de OFDM.

La referencia dirigida de enlace ascendente recibida en el punto de acceso puede expresarse como:

imagen6

imagen7

donde rup,srm(k) es un vector de Nap sfmbolos recibidos en Nap antenas de punto de acceso para la sub-banda k del modo propio m de banda ancha para la referencia dirigida;

A

- ■ '' es la mesima columna de la matriz Uap(k) para la sub-banda k, donde

AT'-" A n

UapW-[Map.iM Uap.zM Uap.NapM]' nrr^^ es |a estimacion de valor individual para la sub-banda del modo propio kde banda

'ft

, . \ ‘iff)

ancha m, esdecir, el mesim° elemento diagonal de la matriz ; y

nup(k) es el ruido Gausiano blanco auditivo (AWGN) para la sub-banda k en el enlace ascendente.

Como se muestra en la ecuacion (4), en el punto de acceso, la referencia dirigida recibida (en ausencia de ruido) es aproximadamente mWimWpik) ^ pUn^0 acceso de este modo puede obtener estimaciones de tanto

como para cada sub-banda k basandose en la referencia dirigida recibida para esa sub-banda. La estimacion de

A ^

"■■■■"' para la sub-banda k del modo propio de banda ancha (7, iJfrt

puede expresarse como:

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donde I Si representa la norma 2 de a; rup,sr,m,i(k) es el /esim° elemento del vector rup,sr,m(k)> y

M representa el conjunto de todos los modos propios de banda ancha de interes, por ejemplo, M = {1, ..., Ns}.

La estimacion de uaPlm(/c) para la sub-banda k de un modo propio m, m' de banda ancha, puede expresarse

como:

HaPl/,i(^) Eup,5r’para k e.K y meM. Ec.(6)

ii (*) (7 (k)

El doble sombrero para y indica que estas son estimaciones de estimaciones, es decir,

A

estimaciones obtenidas por el punto de acceso para las estimaciones uap,m(k) y "'"'"■'obtenidas por el terminal de usuario. Si la referenda dirigida para cada modo propio de banda ancha se transmite sobre multiples periodos de simbolos de OFDM, entonces el punto de acceso puede promediar la referenda dirigida recibida para cada modo

A A

propio de banda ancha para obtener estimaciones mas precisas de y

La Tabla 1 resume el procesamiento espacial en el punto de acceso y el terminal de usuario para la transmision y recepcion de datos en multiples modos propios de banda ancha.

Tabla 1

: Enlace descendente Enlace ascendente

Punto de Acceso: De transmision: A • A **(*)=u„(*)**(*> De recepcion: « -1 « H

Terminal de Usuario: De recepcion: A -1 A T !*(*)=? (k)Y*Vk+ik) De transmision:

En la Tabla 1, s(k) es un vector de "datos" de simbolos de modulacion (obtenidos del mapeo de simbolos en el transmisor), x(k) es un vector de "transmision" de simbolos de transmision (obtenidos despues del procesamiento espacial en el transmisor), r[k) es un vector "recibido" de los simbolos recibidos (obtenidos despues del

procesamiento de OFDM en el receptor) y

es una estimacion del vector s(k) (obtenido despues del procesamiento

espacial en el receptor), donde todos los vectores son para la sub-banda k. Los subindices "dn" y "up" para esos vectores denotan el enlace descendente y el enlace ascendente, respectivamente. En la Tabla 1, es una

matriz diagonal definida como = 1'*: =diag (1/o-i( k) V02(k)... MoNs(k)).

La referenda dirigida puede transmitirse para un modo propio de banda ancha a la vez por el terminal o puede transmitirse para multiples modos propios de banda ancha simultaneamente usando una base ortogonal (por ejemplo, codigos de Walsh). La referenda dirigida para cada modo propio de banda ancha puede usarse por el

punto de acceso para obtener

para k e K, para ese modo propio de banda ancha. Si los Ns vectores

u (Jt) (*)

de la matriz v se obtienen individualmente (y sobre durante diferentes periodos de simbolos de OFDM) para los Ns modos propios de cada sub-banda, entonces, debido al ruido y otras fuentes de degradacion en

el enlace inalambrico, los Ns vectores

de la matriz

para cada sub-banda k no seran

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ft (*)

probablemente ortogonales entre si. En este caso, los vectores Ns de la matriz v ortogonalizarse usando factorizacion QR, descomposicion polar, o algunas otras tecnicas.

para cada sub-banda k pueden

En el punto de acceso, una estimacion de SNR recibida para la sub-banda k del modo propio de banda ancha m, Yapm(k), puede expresarse como:

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donde Pup,m(k) es la potencia de transmision utilizada por el terminal de usuario para la sub-banda k del modo propio de banda ancha m en el enlace ascendente; y N0,ap es el ruido de fondo en el punto de acceso.

En el terminal de usuario, una estimacion de SNR recibida para la sub-banda k del modo propio de banda ancha m, Yut,m(k), puede expresarse como:

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donde Pdn,m(k) es la potencia de transmision utilizada por el punto de acceso para la sub-banda k del modo propio de

banda ancha m en el enlace descendente; y

No ut es el ruido de fondo en el terminal de usuario.

Como se muestra en las ecuaciones (7) y (8), la SNR recibida para cada sub-banda de cada modo propio de banda

* jj

ancha, ym(Ar), depende de la ganancia de canal (que es rr'n^'' o , el ruido de fondo del receptor No y la potencia

de transmision Pm(k). La SNR recibida puede ser diferente para diferentes sub-bandas y modos propios.

La FIG. 7 muestra un diagrama de flujo de un proceso 700 para transmitir multiples flujos de datos en multiples modos propios de banda ancha en el enlace descendente y en el enlace ascendente en el sistema ejemplar de MIMO-OFDM de TDD. El proceso 700 asume que la calibracion ya se ha realizado y que las respuestas de canal de enlace

* * r

H (Jfc) » H . (k)

descendente y enlace ascendente son la transposicion una de la otra, es decir, ^ ~ . Para el

proceso 700, la estimacion de canal se realiza en el bloque 710, la seleccion del modo de transmision se realiza en el bloque 730 y la transmision/recepcion de datos se realiza en el bloque 760.

Para la estimacion de canal, el punto de acceso transmite un piloto de MIMO en el enlace descendente (por ejemplo, en el BCH) (etapa 712). El terminal de usuario recibe y procesa el piloto de MIMO para obtener una estimacion de la

respuesta de canal de enlace descendente calibrada,

para ke K (etapa 714). El terminal de usuario estima

entonces la respuesta de canal de enlace ascendente calibrada como

y realiza la

descomposicion de valores individuales (SVD) de para obtener las matrices tA-n/ y iilV'v, para keK, como

se muestra en la ecuacion (1) (etapa 716). El terminal de usuario transmite entonces una referencia dirigida de enlace ascendente (por ejemplo, en el RACH o el RCH) usando las matrices Vut(k), para k e K, como se muestra en la ecuacion (3) (etapa 718). El punto de acceso recibe y procesa la referencia dirigida de enlace ascendente para

obtener las matrices

i(k) ILp(*>

, para k e K, como se ha descrito anteriormente (etapa 720).

Para la transmision de datos de enlace descendente, el terminal de usuario selecciona un modo de transmision (con la velocidad de datos soportada mas alta) para cada modo propio de banda ancha en el enlace descendente

A

basandose en la matriz diagonal , el ruido de fondo Afo.ut en el terminal de usuario y la informacion de bucle exterior de enlace descendente (por ejemplo, los desplazamientos de SNR y/o los ajustes de modo de transmision para el enlace descendente) (etapa 740). La seleccion de modo de transmision se describe a continuacion. El terminal de usuario envfa entonces informacion de retroalimentacion, que incluye los Ns modos de transmision seleccionados por el terminal de usuario para el enlace descendente y ademas puede incluir el ruido de fondo No,ut en el terminal de usuario (etapa 742). (La referencia dirigida y transmitida en la etapa 718 tambien puede observarse como informacion de retroalimentacion enviada por el terminal de usuario).

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Para la transmision de datos de enlace ascendente, el punto de acceso selecciona Ns modos de transmision para los Ns

A "

modos propios de banda ancha, en el enlace ascendente basandose en la matriz diagonal =M, el ruido de fondo No,ap en el punto de acceso y la informacion de bucle exterior de enlace ascendente (por ejemplo, los desplazamientos de SNR y/o los ajustes de modo de transmision para el enlace ascendente) (etapa 750). El punto de acceso selecciona adicionalmente los Ns modos de transmision para los Ns modos propios de banda ancha en el enlace descendente basandose en la informacion de retroalimentacion recibida del terminal de usuario (etapa 752). El punto de acceso envfa entonces los modos de transmision seleccionados para el enlace descendente y el enlace ascendente (por ejemplo, en el FCCH) (etapa 754). El terminal de usuario recibe los modos de transmision seleccionados para ambos enlaces (etapa 756).

Para la transmision de datos de enlace descendente, el punto de acceso (1) codifica y modula los datos para cada

modo propio de banda ancha de enlace descendente de acuerdo con el modo de transmision seleccionado para ese

- * -

fl (*)

modo propio de banda ancha, (2) procesa espacialmente el vector de datos Sd„(k) con la matriz como se

muestra en la Tabla 1, para obtener el vector de transmision Xdn( k), para k e K y (3) transmite el vector Xdn(k) en el enlace descendente (etapa 762). El terminal de usuario (1) recibe la transmision de enlace descendente, (2) realiza la

* -i . » r

filtracion correlacionada en el vector recibido £dn(k) con — tambien como se muestra en la Tabla 1, para

A _

obtener el vector para ke Ky (3) desmodula y decodifica los simbolos recuperados de acuerdo con el modo de

transmision seleccionado para cada modo propio de banda ancha de enlace descendente (Etapa 764).

Para la transmision de datos de enlace ascendente, el terminal de usuario (1) codifica y modula los datos para modo propio de banda ancha de enlace ascendente de acuerdo con el modo de transmision seleccionado para ese modo

propio de banda ancha, (2) procesa espacialmente el vector de datos sup(k) con la matriz -ur^-1 para obtener el vector de transmision Xup(k), para k e K y (3) transmite el vector Xup(k) en el enlace ascendente (etapa 772). El punto de acceso (1) recibe la transmision de enlace ascendente, (2) realiza la filtracion correlacionada en el vector recibido rup (k) con

j -I ; H "

— para obtener el vector y (3) desmodula y decodifica los simbolos recuperados de acuerdo

con el modo de transmision seleccionado para cada modo propio de banda ancha de enlace ascendente (etapa 774). Con fines de simplicidad, la operacion del bucle cerrado y el ajuste de modo de transmision por el bucle exterior no se muestran en la FIG. 7.

La FIG. 7 muestra una realizacion especifica de un proceso que puede usarse para transmision de datos de enlace descendente y enlace ascendente en el sistema MIMO-OFDM de TDD ejemplar. Tambien pueden implementarse otros procesos mediante los que la estimacion de canal, la seleccion de modo de transmision y/o la transmision/recepcion de datos pueden realizarse de algunas otras formas.

2. Seleccion del modo de transmision

La FIG. 8 muestra un diagrama de flujo de un proceso 800 para seleccionar los Ns modos de transmision para los Ns modos propios de banda ancha. El proceso 800 puede usarse para las etapas 740 y 750 en la FIG. 7. Inicialmente, la potencia de transmision total, Ptotal, disponible en el transmisor para la transmision de datos se distribuye a los Ns modos propios de banda ancha basandose en un esquema de distribucion de potencia (etapa 812). La potencia de transmision Pm asignada a cada modo propio de banda ancha se distribuye entonces a las Nf sub-bandas de ese modo propio de banda ancha basandose en el mismo o un diferente esquema de distribucion de potencia (etapa 814). La distribucion de potencia a traves de los Ns modos propios de banda ancha y la distribucion de potencia a traves de las Nf sub-bandas de cada modo propio de banda ancha pueden realizarse como se describe a continuacion.

Una SNR operativa para cada modo propio de banda ancha, Yop,m, se calcula basandose en (1) las potencias de transmision asignadas Pm(k) y las ganancias de canal Om(k) para las sub-bandas de ese modo propio de banda ancha, (2) el ruido de fondo N0 en el receptor y (3) el desfase de la SNR para ese modo propio de banda ancha (etapa 816). El calculo de la SNR operativa se describe a continuacion. Un modo de transmision adecuado qm se selecciona entonces para cada modo propio de banda ancha basandose en la SNR operativa para ese modo propio de banda ancha y una tabla de consultas (etapa 818). La potencia en exceso para cada modo propio de banda ancha se determina y la potencia en exceso total para todos los modos propios de banda ancha se redistribuye a uno o mas modos propios de banda ancha para mejorar el rendimiento (etapa 820). El modo de transmision para cada modo propio de banda ancha puede ajustarse (por ejemplo, a la siguiente velocidad de datos inferior) si se dirige por la informacion de bucle exterior (etapa 822). Cada una de las etapas en la FIG. 8 se describe en detalle a continuacion.

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A. Distribucion de potencia a traves de los modos propios de banda ancha

Para la etapa 812 en la FIG. 8, la potencia de transmision total, Ptotal, puede distribuirse a los Ns modos propios de banda ancha usando diversos esquemas. Algunos de estos esquemas de distribucion de potencia se describen a continuacion.

En un esquema de distribucion de potencia uniforme, la potencia de transmision total, Ptotal, se distribuye uniformemente a traves de los Ns modos propios de banda ancha de manera que a todos se les asigna igual potencia. La potencia de transmision Pm asignada a cada modo propio de banda ancha m puede expresarse como:

imagen11

En un esquema de distribucion de potencia de relleno de agua, la potencia de transmision total, Ptotal, se distribuye a los Ns modos propios de banda ancha basandose en un procedimiento de "relleno de agua" o "vertido de agua". El procedimiento de relleno de agua distribuye la potencia de transmision total, Ptotal, a traves de los Ns modos propios de banda ancha de manera que la eficiencia espectral general se aumenta. El relleno de agua se describe por Robert G. Gallager in "Information Theory and Reliable Communication", John Wiley and Sons, 1968. El relleno de agua para los Ns modos propios de banda ancha puede realizarse de diversas maneras, algunas de las cuales se describen a continuacion.

En una primera realizacion, la potencia de transmision total, Ptotal, se distribuye inicialmente a las NsNf sub- bandas/modos propios usando el relleno de agua y basandose en sus SNR recibidas, Ym(k), para k e K y m e M. La SNR recibida, Ym(k), puede calcularse como se muestra en la ecuacion (7) u (8) con la suposicion de Ptotal como distribuida uniformemente a traves de las NsNf sub-bandas/modos propios. El resultado de esta distribucion de potencia es una potencia de transmision inicial, P'm(k), para cada sub-banda/modo propio. La potencia de transmision Pm asignada a cada modo propio de banda ancha se obtiene entonces al sumar las potencias de transmision iniciales, P'm(k), asignadas a las Nf sub-bandas de ese modo propio de banda ancha, como se indica a continuacion:

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En una segunda realizacion, la potencia de transmision total, Ptotal, se distribuye a los Ns modos propios de banda ancha basandose en las SNR promedio calculadas para estos modos propios de banda ancha. Inicialmente, la SNR promedio, Yavg,m, se calcula para cada modo propio de banda ancha m basandose en las SNR recibidas para las Nf sub-bandas de ese modo propio de banda ancha, como se indica a continuacion:

1 "F

r3vS,ra=— 2>„(*) > Ec.(ii)

donde Ym(k) se calcula como se ha descrito anteriormente para la primera realizacion. Despues, el relleno de agua se realiza para distribuir la potencia de transmision total, Ptotal, a traves de los Ns modos propios de banda ancha basandose en sus SNR promedio, Yavg,m, para m e M.

En una tercera realizacion, la potencia de transmision total, Ptotal, se distribuye a los Ns modos propios de banda ancha basandose en las SNR promedio para estos modos propios de banda ancha despues de que se aplica la inversion de canal para cada modo propio de banda ancha. Para esta realizacion, la potencia de transmision total, Ptotal, primero se distribuye uniformemente a los Ns modos propios de banda ancha. La inversion de canal se realiza entonces (como se describe a continuacion) independientemente para cada modo propio de banda ancha para determinar una asignacion de potencia inicial, P'm(k), para cada sub-banda de ese modo propio de banda ancha. Despues de la inversion de canal, la SNR recibida es la misma a traves de todas las sub-bandas de cada modo propio de banda ancha. La SNR promedio para cada modo propio de banda ancha es igual entonces a la SNR recibida para cualquiera de las sub-bandas de ese modo propio de banda ancha. La SNR recibida, Y"m(k), para una sub-banda de cada modo propio de banda ancha puede determinarse basandose en la asignacion de potencia inicial, P'm(k), como se muestra en la ecuacion (7) u (8). La potencia de transmision total, Ptotal, se distribuye entonces a los Ns modos propios de banda ancha usando el relleno de agua y basandose en sus SNR promedio, y "avg,m, para m e M.

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Tambien pueden usarse otros esquemas para distribuir la potencia de transmision total a los Ns modos propios de banda ancha y esto esta dentro del alcance de la invencion.

B. Asiqnacion de potencia a traves de sub-bandas en cada modo propio de banda ancha

Para la etapa 814 en la FIG. 8, la potencia de transmision asignada a cada modo propio de banda, Pm, puede distribuirse a las Nf sub-bandas de ese modo propio de banda ancha usando diversos esquemas. Algunos de estos esquemas de distribucion de potencia se describen a continuacion.

En un esquema de distribucion de potencia uniforme, la potencia de transmision para cada modo propio de banda ancha, Pm, se distribuye uniformemente a traves de las Nf sub-bandas de manera que a todas se les asigna igual potencia. La potencia de transmision Pm(k) asignada a cada sub-banda puede expresarse como:

imagen13

Para el esquema de distribucion de potencia uniforme, las SNR recibidas para las Nf sub-bandas de cada modo propio de banda ancha probablemente variaran a traves de las sub-bandas.

En un esquema de inversion de canal, la potencia de transmision para cada modo propio de banda ancha, Pm, no se distribuye uniformemente a traves de las Nf sub-bandas de manera que logran SNR recibidas similares en el receptor.

A

En la siguiente descripcion, representa la ganancia de canal estimada, que es igual a para el enlace

descendente y para el enlace ascendente. Para el esquema de inversion de canal, se calcula inicialmente

una normalizacion bm para cada modo propio de banda ancha como se indica a continuacion:

imagen14

La potencia de transmision Pm (k) asignada a cada sub-banda de cada modo propio de banda ancha puede entonces calcularse como:

PJV- 2

b-p.:

<T-(*) pary

Puede calcularse una ponderacion de transmision, como se indica a continuacion:

me A/. Ec.(14)

Wm(k), para cada sub-banda de cada modo propio de banda ancha,

Wm{k) = 4pjk) ^ k e K y m G M. Ec.(15)

Las ponderaciones de transmision se usan para escalar los sfmbolos de modulacion en el transmisor. Para el esquema de inversion de canal, se usan todas las Nf sub-bandas para cada modo propio de banda ancha y las SNR recibidas para las sub-bandas son aproximadamente iguales.

En un esquema de inversion de canal selectivo, la potencia de transmision para cada modo propio de banda ancha, Pm, no se distribuye uniformemente a traves de las seleccionadas de las Nf sub-bandas de manera que las sub- bandas seleccionadas logran SNR recibidas similares en el receptor. Las sub-bandas seleccionadas son aquellas con ganancias de canal iguales o mayores a un umbral de ganancia. Para este esquema, se calcula inicialmente una ganancia de potencia promedio, gm, para cada modo propio de banda ancha, como se indica a continuacion:

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Despues, se calcula una normalizacion m

para cada modo propio de banda ancha, como se indica a continuacion:

Etl'crifl:)]

^ '.para

Ec.(17)

donde pmgm es el umbral de ganancia y pm es un factor de escalado, que pueden seleccionarse para aumentar el rendimiento general o basarse en algun otro criterio. La potencia de transmision asignada a cada sub-banda de cada modo propio de banda ancha, Pm(k), puede expresarse como:

imagen16

Para el esquema de inversion de canal selectivo, pueden seleccionarse Nf o menos sub-bandas para su uso para cada modo propio de banda ancha y las SNR recibidas para las sub-bandas seleccionadas son aproximadamente iguales.

Tambien pueden usarse otros esquemas para distribuir la potencia de transmision Pm a traves de las Nf sub-bandas de cada modo propio de banda ancha y esto esta dentro del alcance de la invencion.

C. Seleccion de modo de transmision para cada modo propio de banda ancha

Para la etapa 816 en la FIG. 8, se calcula una SNR operativa para cada modo propio de banda ancha. La SNR operativa indica la capacidad de transmision del modo propio de banda ancha. Pueden usarse diversos procedimientos para la etapa 816, dependiendo de si las SNR recibidas son similares o varfan a traves de las sub- bandas de cada modo propio de banda ancha. En la siguiente descripcion, las SNR se dan en unidades de decibelios (dB).

Si la inversion de canal o la inversion de canal selectiva se realiza, entonces las SNR recibidas para las sub-bandas de cada modo propio de banda ancha, Ym(k) para k e K, son similares. La SNR recibida para la sub-banda k del modo propio de banda ancha m, Ym(k), puede calcularse como:

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La SNR operativa para cada modo propio de banda ancha, Yop,m, es igual a la SNR recibida para cualquiera de las sub- bandas de ese modo propio de banda ancha menos el desfase de la SNR para ese modo propio de banda ancha como se indica a continuacion:

= rm(*)-Tw. paracua|qu|erkyrneM, (dB) Ec.(20)

donde Ym(k), Yos,m y Yop,m se dan todas en unidades de dB en las ecuaciones (19) y (20).

Si la potencia de transmision Pm para cada modo propio de banda ancha se distribuye uniformemente a traves de las sub-bandas, entonces las SNR recibidas para las sub-bandas de cada modo propio de banda ancha probablemente variaran. En este caso, la SNR operativa para cada modo propio de banda ancha, Yop,m, puede calcularse como:

7op.«=7ave.m-no.m-ros,„i > (dB) Be. (21)

donde

Y avg,m es un promedio de las SNR recibidas para las Nf sub-bandas del modo propio de banda ancha m; y

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Y bom es un factor de reduccion que explica la variacion en las SNR recibidas, que puede ser una funcion de la varianza de las SNR recibidas.

Para la etapa 818 en la FIG. 8, se selecciona un modo de transmision adecuado para cada modo propio de banda ancha basandose en la SNR operativa para ese modo propio de banda ancha. El sistema puede disenarse para soportar un conjunto de modos de transmision. El modo de transmision que tiene el fndice 0 es para una velocidad de datos nula (es decir, ninguna transmision de datos). Cada modo de transmision soportado se asocia con una SNR minima particular requerida para lograr el nivel deseado de rendimiento (por ejemplo, PER al 1 %). La Tabla 2 enumera un conjunto ejemplar de 14 modos de transmision soportados por el sistema, que se identifican por los indices

0 a 13 del modo de transmision. Cada modo de transmision se asocia con una eficiencia espectral particular, una velocidad de codigo particular, un esquema de modulacion particular y la SNR minima requerida para lograr la PER del

1 % para un canal de AWGN sin atenuacion. La eficiencia espectral se refiere a la velocidad de datos (es decir, la velocidad de bits de informacion) normalizada por el ancho de banda del sistema y se da en unidades de bits por segundo por hertzios (bps/Hz). La eficiencia espectral para cada modo de transmision se determina por el esquema de codificacion y el esquema de modulacion para ese modo de transmision. La velocidad de codigo y el esquema de modulacion para cada modo de transmision en la Tabla 2 son especfficos para el diseno del sistema ejemplar.

Tabla 2

Indice de Modo de Transmision: Eficiencia Espectral (bps/Hz) Velocidad de Codigo Esquema de Modulacion SNR Requerida (dB)

0: 0,0 - -

1: 0,25 1/4 BPSK -1,8

2: 0,5 1/2 BPSK 1,2

3: 1,0 1/2 QPSK 4,2

4: 1,5 3/4 QPSK 6,8

5: 2,0 1/2 16 QAM 10,1

6: 2,5 5/8 16 QAM 11,7

7: 3,0 3/4 16 QAM 13,2

8: 3,5 7/12 64 QAM 16,2

9: 4,0 2/3 64 QAM 17,4

10: 4,5 3/4 64 QAM 18,8

11: 5,0 5/6 64 QAM 20,0

12: 6,0 3/4 256 QAM 24,2

13: 7,0 7/8 256 QAM 26,3

Para cada modo de transmision soportado con una velocidad de datos no nula, la SNR requerida se obtiene basandose en el diseno del sistema especffico (es decir, la velocidad de codigo particular, el esquema de intercalado, el esquema de modulacion, etc., usados por el sistema para ese modo de transmision) y para un canal de AWGN. La SNR requerida puede obtenerse por simulacion informatica, medidas empfricas, etc., como se conoce en la tecnica. Puede usarse una tabla de consultas para almacenar el conjunto de modos de transmision soportados y sus SNR requeridas.

La SNR operativa para cada modo propio de banda ancha, Yop,m, puede proporcionarse a la tabla de consultas, que despues proporciona el modo de transmision qm para ese modo propio de banda ancha. Este modo de transmision qm es el modo de transmision soportado con la velocidad de datos mas alta y una SNR requerida, Yreq,m, que es menor que o igual a la SNR operativa (es decir, Yem ^ Y°pm). La tabla de consultas selecciona asf la velocidad de datos posible mas alta para cada modo propio de banda ancha basandose en la SNR operativa para ese modo propio de banda ancha.

D. Reasianacion de potencia de transmision

Para la etapa 820 en la FIG. 8, la potencia de transmision en exceso para cada modo propio de banda ancha se determina y redistribuye para mejorar el rendimiento. Se usan los siguientes terminos para la siguiente descripcion:

• Modo propio de banda ancha activo - un modo propio de banda ancha con una velocidad de datos no nula (es decir, un modo de transmision que tiene un fndice de 1 a 13 en la Tabla 2);

• Modo propio de banda ancha saturado - un modo propio de banda ancha con la velocidad de datos maxima (es decir, el modo de transmision que tiene el fndice 13); y •

• Modo propio de banda ancha no saturado - un modo propio de banda ancha activo con una velocidad de datos

no nula menor que la velocidad de datos maxima (es decir, un modo de transmision que tiene un fndice de 1 a 12).

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La SNR operativa para un modo propio de banda ancha puede ser menor que la SNR requerida mas pequena en la tabla de consultas (es decir, Yop,m < -1,8 dB para los modos de transmision mostrados en la Tabla 2). En este caso, el modo propio de banda ancha puede desconectarse (es decir, no utilizarse) y la potencia de transmision para este modo propio de banda ancha puede redistribuirse a otros modos propios de banda ancha.

El modo de transmision seleccionado qm para cada modo propio de banda ancha activo se asocia con una SNR requerida, Yem , que es igual o menor que la SNR operativa, es decir, Yreq,m ^ Y°p,m- La potencia de transmision minima requerida para cada modo propio de banda ancha activo, Preq,m, puede calcularse como:

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La potencia de transmision requerida es igual a cero (Preq,m = 0) para cada modo propio de banda ancha que se desconecta (es decir, con el modo de transmision que tiene el indice cero en la Tabla 2).

La potencia en exceso para cada modo propio de banda ancha, Pexceso,m, es la cantidad de potencia asignada que esta sobre la potencia minima necesaria para lograr la SNR requerida (es decir, Pexceso,m = Pm - Preq,m). La potencia en exceso total para todos los modos propios de banda ancha, Pexceso, puede calcularse como:

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La potencia en exceso total, Pexceso, puede redistribuirse de diversas maneras. Por ejemplo, la potencia en exceso total, Pexceso, puede redistribuirse a uno o mas modos propios de banda ancha de manera que se logra la produccion general mas alta. En una realizacion, la potencia en exceso total, Pexceso, se redistribuye a un modo propio de banda ancha no saturado a la vez, partiendo del mejor que tiene la velocidad de datos mas alta, para mover el modo propio de banda ancha a la siguiente velocidad de datos mas alta. En otra realizacion, la potencia en exceso total, Pexceso, se redistribuye al modo propio de banda ancha que puede lograr el aumento mas alto en la velocidad de datos con la menor cantidad de potencia de transmision.

Si todos los modos propios de banda ancha se manipulan a la velocidad de datos mas alta, o si la potencia en exceso que queda no puede aumentar la velocidad de datos de cualquier modo propio de banda ancha, entonces la potencia en exceso que queda puede redistribuirse a uno, multiples o todos los modos propios de banda ancha activos para mejorar los margenes de SNR para esos modos propios de banda ancha.

E. Ajuste de modo de transmision

Para la etapa 822 en la FIG. 8, el modo de transmision para cada modo propio de banda ancha puede ajustarse basandose en la informacion del bucle exterior. Los modos de transmision seleccionados para los modos propios de banda ancha de enlace descendente y enlace ascendente pueden ajustarse usando las tecnicas que se han descrito anteriormente para la FIG.. 2. Por ejemplo, si se reciben errores de paquete excesivos en un modo propio de banda ancha dado, entonces el bucle exterior puede proporcionar un ajuste de modo de transmision para ese modo propio de banda ancha. Como otro ejemplo, puede mantenerse un promedio en ejecucion de las SNR recibidas para cada modo propio de banda ancha y usarse para calcular el margen de SNR para ese modo propio de banda ancha. Si el margen de SNR para un modo propio de banda ancha dado es negativo, entonces el modo de transmision para el modo propio de banda ancha puede ajustarse a la siguiente velocidad de datos inferior. Si un paquete se transmite a traves de multiples modos propios de banda ancha, entonces el modo de transmision para el modo propio de banda ancha con el peor margen de SNR puede ajustarse a la siguiente velocidad de datos inferior siempre que se detecten errores de paquete. En cualquier caso, un ajuste de modo de transmision puede dirigir la seleccion de otro modo de transmision con una velocidad de datos mas baja que la seleccionada en la etapa 818.

II. SISTEMA MIMO-OFDM

La FIG. 9A muestra un diagrama de bloques de una realizacion de un punto de acceso 510x y un terminal de usuario 520x en el sistema MIMO-OFDM de TDD ejemplar. El punto de acceso 510x es uno de los puntos de acceso 510 en la FIG. 5 y el terminal de usuario 520x es uno de los terminales de usuario 520. La FIG. 9A muestra el procesamiento para la transmision de enlace descendente. En este caso, el punto de acceso 510x es el transmisor 110 en la FIG. 1 y el terminal 520 de usuario es el receptor 150.

Para la transmision de enlace descendente, en el punto de acceso 510x, los datos de trafico se proporcionan desde

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una fuente de datos 912 a un procesador de datos de TX 920 que desmultiplexa los datos de trafico en Nc flujos de datos, donde Nc > 1. Los datos de trafico pueden proceder de multiples fuentes de datos (por ejemplo, una fuente de datos para cada aplicacion de capa mas alta) y la desmultiplexacion puede no necesitarse. Con fines de simplicidad, unicamente se muestra la fuente de datos 912 en la FIG. 9A. El procesador de datos de TX 920 formatea, codifica, intercala, modula y escala cada flujo de datos de acuerdo con el modo de transmision seleccionado para ese flujo de datos para proporcionar una corriente de sfmbolos de modulacion escalados correspondiente. La velocidad de datos, codificacion y modulacion para cada flujo de datos puede determinarse por un control de velocidad de datos, un control de codificacion y un control de modulacion, respectivamente, proporcionados por un controlador 940. El procesador de datos de TX 920 proporciona las corrientes de sfmbolos de modulaciones escaladas Nc a un procesador espacial de TX 928.

El procesador espacial de TX 928 procesa las Nc corrientes de sfmbolos de modulaciones escaladas basandose en un esquema de transmision seleccionado, multiplexa en sfmbolos piloto y proporciona las Nap corrientes de sfmbolos de transmision a las Nap unidades transmisoras (TMTR) 930a a 930ap. El esquema de transmision seleccionado puede ser para diversidad de transmision, multiplexacion espacial o direccion de haces. La diversidad de transmision implica transmitir datos de forma redundante de multiples antenas y/o en multiples sub-bandas para obtener diversidad y mejorar la fiabilidad. Puede usarse una diversidad de transmision de tiempo espacio (STTD) para la diversidad de transmision. La direccion de haces implica la transmision de datos en un canal espacial individual (mejor) a toda su potencia usando la informacion de direccion de fase para el modo propio principal. La multiplexacion espacial implica transmitir datos en multiples canales espaciales para lograr eficiencia espectral mas alta. El procesamiento espacial para la multiplexacion espacial se muestra en la Tabla 1. Cada unidad transmisora 930 realiza el procesamiento de OFDM en su corriente de sfmbolos de transmision para proporcionar una corriente de sfmbolos de OFDM correspondiente, que se procesa adicionalmente para generar una senal modulada. Las Nap senales moduladas de las unidades transmisoras 930a a 930ap se transmiten entonces mediante Nap antenas 932a a 932ap, respectivamente.

En el terminal de usuario 520x, las Nap senales transmitidas se reciben por cada una de las Nut antenas 952a a 952ut y la senal recibida de cada antena se proporciona a una unidad receptora asociada (RCVR) 954. Cada unidad receptora 954 condiciona y digitaliza su senal recibida para proporcionar una corriente de muestras, que ademas se procesa para proporcionar una corriente correspondiente de sfmbolos recibidos. Las unidades receptoras 954a a 954ut proporcionan Nut corrientes de sfmbolos recibidos a un procesador espacial de RX 962, que realiza el procesamiento espacial basandose en el esquema de transmision seleccionado (por ejemplo, como se muestra en la Tabla 1 para la multiplexacion espacial). El procesador espacial de RX 962 proporciona Nc corrientes de sfmbolos recuperados, que son estimaciones de las Nc corrientes de sfmbolos de modulacion transmitidas por el punto de acceso 510x. Despues, un procesador de datos de RX 964 desmodula, desintercala y decodifica cada corriente de sfmbolos recuperados de acuerdo con el modo de transmision seleccionado para proporcionar flujos de datos decodificados correspondientes, que son estimaciones del flujo de datos transmitido por el punto de acceso 510x. El procesamiento por el procesador espacial de RX 962 y el procesador de datos de RX 964 es complementario al realizado por el procesador espacial de TX 928 y el procesador de datos de TX 920, respectivamente, en el punto de acceso 510x.

Un estimador de canal 974 obtiene estimaciones de una o mas caracterfsticas de canal del enlace descendente y proporciona estimaciones de canal a un controlador 970. Las estimaciones de canal pueden ser para ganancias de canal, ruido de fondo N0,ut, etc. El procesador de datos de RX 964 puede proporcionar el estado de cada paquete de datos recibido. Basandose en los diversos tipos de informacion recibidos del estimador de canal 974 y el procesador de datos de RX 964, el controlador 970 determina un modo de transmision para cada uno de los canales paralelos multiples en el enlace descendente usando las tecnicas que se han descrito anteriormente. Cada canal paralelo puede corresponder a un modo propio de banda ancha (como se ha descrito anteriormente) o alguna otra combinacion de sub-bandas y modos propios. El controlador 970 proporciona informacion de retroalimentacion, que puede incluir los Nc modos de transmision seleccionados para el enlace descendente, las estimaciones de canal, el ruido de fondo terminal, las ACK y/o NAK para los paquetes de datos de recepcion, etc., o cualquier combinacion de los mismos. La informacion de retroalimentacion se procesa por un procesador de datos de TX 978 y un procesador espacial de TX 980, multiplexados con una referencia dirigida, condicionada por las unidades transmisoras 954a a 954ut y transmitidos mediante las antenas 952a a 952ut al punto de acceso 510x.

En el punto de acceso 510x, las Nut senales transmitidas del terminal de usuario 520x se reciben por las antenas 932a a 932ap, condicionadas por las unidades receptoras 930a a 930ap y se procesan por un procesador espacial de RX 934 y un procesador de datos de RX 936 para recuperar la informacion de retroalimentacion enviada por el terminal de usuario 520x. La informacion de retroalimentacion se proporciona entonces al controlador 940 y se usa para controlar el procesamiento de los Nc flujos de datos enviados al terminal de usuario 520x. Por ejemplo, la velocidad de datos, codificacion y modulacion de cada flujo de datos de enlace descendente puede determinarse basandose en el modo de transmision seleccionado por el terminal de usuario 520x. Las ACK/NAK recibidas pueden usarse para iniciar ya sea una retransmision completa o una transmision en aumento de cada paquete de datos recibido en error por el terminal de usuario 520x. Para una transmision en aumento, una pequena porcion de un paquete de datos recibido en error se transmite para permitir que el terminal de usuario 520x recupere el paquete.

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Un estimador de canal 944 obtiene estimaciones de ganancia de canal basandose en la referenda dirigida recibida. Las estimaciones de ganancia de canal se proporcionan al controlador 940 y se usan (posiblemente junto con la estimacion de ruido de fondo No ut del terminal de usuario) para derivar las ponderaciones de transmision para el enlace descendente. El controlador 940 proporciona los controles de velocidad de datos a la fuente de datos 912 y el procesador de datos de TX 920. El controlador 940 proporciona adicionalmente los controles de codificacion y modulacion y las ponderaciones de transmision al procesador de datos de TX 920. La estimacion de canal y la seleccion de modo de transmision para la transmision de enlace descendente pueden realizarse como se ha descrito anteriormente.

Los controladores 940 y 970 dirigen la operacion en el punto de acceso 510x y el terminal de usuario 520x, respectivamente. Las unidades de memoria 942 y 972 proporcionan almacenaje para los codigos de programacion y los datos usados por los controladores 940 y 970, respectivamente.

La FIG. 9B muestra el punto de acceso 510x y el terminal de usuario 520x para la transmision de enlace ascendente. En este caso, el terminal de usuario 520x es el transmisor 110 en la FIG. 1 y el punto de acceso 510x es el receptor 150. La estimacion de canal y la seleccion de modo de transmision para la transmision de enlace ascendente pueden realizarse como se ha descrito anteriormente. El procesamiento de datos en el punto de acceso 510x y el terminal de usuario 520x para la transmision de enlace ascendente puede realizarse de forma similar a la que se ha descrito anteriormente para la transmision de enlace descendente. El procesamiento espacial en el punto de acceso 510x y el terminal de usuario 520x para la transmision de enlace ascendente pueden realizarse como se muestra en la Tabla 1.

A. Subsistemas transmisores y receptores

Para mayor claridad, el procesamiento en el punto de acceso 510x y el terminal de usuario 520x para la transmision de enlace descendente se describe en mas detalle a continuacion.

La FIG. 10 muestra un diagrama de bloques de un subsistema 1000, que es una realizacion de la porcion transmisora del punto de acceso 510x. Para esta realizacion, el procesador de datos de TX 920 incluye un desmultiplexor (Demux) 1010, Nc codificadores 1012a a 1012s, Nc intercaladores de canal 1014a a 1014s, Nc unidades de mapeo de sfmbolos 1016a a 1016s y Nc unidades de escalado de senales 1018a a 1018s (es decir, un conjunto de codificador, intercalador de canal, unidad de mapeo de sfmbolos y unidad de escalado de senales para cada uno de los Nc flujos de datos). El desmultiplexor 1010 desmultiplexa los datos de trafico (es decir, los bits de informacion) en Nc flujos de datos, donde cada flujo de datos se proporciona a la velocidad de datos indicada por el control de velocidad de datos. El desmultiplexor 1010 puede omitirse si los datos de trafico ya se proporcionan como Nc flujos de datos.

Cada codificador 1012 recibe y codifica un flujo de datos respectivo basandose en el esquema de codificacion seleccionado (como se indica por el control de codificacion) para proporcionar los bits de codigo. Cada flujo de datos puede llevar uno o mas paquetes de datos y cada paquete de datos tfpicamente se codifica por separado para obtener un paquete de datos codificado. La codificacion aumenta la fiabilidad de la transmision de datos. El esquema de codificacion seleccionado puede incluir cualquier combinacion de codificacion CRC, codificacion convolucional, codificacion turbo, codificacion por bloques, etc. Los bits de codificacion de cada codificador 1012 se proporcionan a un intercalador de canal 1014 respectivo, que intercala los bits de codigo basandose en un esquema de intercalado particular. Si el intercalado depende del modo de transmision, entonces el controlador 940 proporciona un control de intercalado (como se indica por la lfnea discontinua) al intercalador de canal 1014. El intercalador proporciona diversidad de tiempo, frecuencia y/o espacial para los bits de codigo.

Los bits intercalados de cada intercalador de canal 1014 se proporcionan a una unidad de mapeo de sfmbolos respectiva 1016, que mapea los bits intercalados basandose en el esquema de modulacion seleccionado (como se indica por el control de modulacion) para proporcionar sfmbolos de modulacion. La unidad 1016 agrupa cada conjunto de bits intercalados B para formar un valor binario de B bits, donde B > 1 y ademas mapea cada valor de B bits en un sfmbolo de modulacion especffico basandose en el esquema de modulacion seleccionado (por ejemplo, QPSK, M-PSK o M-QAM, donde M = 2B). Cada sfmbolo de modulacion es un valor complejo en una constelacion de senales definida por el esquema de modulacion seleccionado. Los sfmbolos de modulacion de cada unidad de mapeo de sfmbolos 1016 se proporcionan entonces a una unidad de escalado de senales respectiva 1013 que escala los sfmbolos de modulacion con las ponderaciones de transmision, Wm(k) para k e K, para lograr la inversion de canal y la distribucion de potencia. Las unidades de escalado de senales 1018a a 1018s proporcionan Nc corrientes de sfmbolos de modulacion escalados.

Cada flujo de datos se transmite en un canal paralelo respectivo que puede incluir cualquier numero y cualquier combinacion de sub-bandas, antenas de transmision y canales espaciales. Por ejemplo, un flujo de datos puede transmitirse en todas las sub-bandas utiles de cada modo propio de banda ancha, como se ha descrito anteriormente. El procesador espacial de TX 928 realiza el procesamiento espacial requerido, si lo hubiera, en las Nc corrientes de sfmbolos de modulacion escalada y proporciona las Nap corrientes de sfmbolos de transmision. El procesamiento espacial puede realizarse como se muestra en la Tabla 1.

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Para un esquema de transmision mediante el que un flujo de datos se transmite en todas las sub-bandas de cada modo propio de banda ancha (para un sistema MIMO de CSI completa, como se ha descrito anteriormente), pueden usarse Ns conjuntos de codificador 1012, intercalador de canal 1014, unidad de mapeo de sfmbolos 1016 y unidad de escalado de senales 1018 para procesar Ns flujos de datos (donde Nc = Ns = Nap < Nut para una matriz de respuesta de canal de rango completo) para proporcionar Nap corrientes de sfmbolos de modulacion escalados. El procesador espacial de TX 928 realiza entonces el procesamiento espacial en las Nap corrientes de sfmbolos de modulacion escalados, como se muestra en la Tabla 1, para proporcionar las Nap corrientes de sfmbolos de transmision.

Para un esquema de transmision mediante el que un flujo de datos se transmite en todas las sub-bandas en cada antena de transmision (para un sistema MIMO de CSI parcial), pueden usarse Nap conjuntos de codificador 1012, intercalador de canal 1014, unidad de mapeo de sfmbolos 1016 y unidad de escalado de senales 1018 para procesar Nap flujos de datos (donde Nc = Nap) para proporcionar Nap corrientes de sfmbolos de modulacion escalados. El procesador espacial de TX 928 simplemente pasa entonces cada corriente de sfmbolos de modulacion escalados como una corriente de sfmbolos de transmision. Puesto que el procesamiento espacial no se realiza para este esquema de transmision, cada sfmbolo de transmision es un sfmbolo de modulacion.

En general, el procesador espacial de TX 928 realiza la desmultiplexion apropiada y/o el procesamiento espacial de los sfmbolos de modulacion escalados para obtener sfmbolos de transmision para el canal paralelo usado para cada flujo de datos. El procesador espacial de TX 928 ademas multiplexa sfmbolos piloto con los sfmbolos de transmision, por ejemplo usando la multiplexacion por division de tiempo (TDM) o la multiplexacion por division de codigo (CDM). Los sfmbolos piloto pueden enviarse en todas o un subconjunto de las sub-bandas/modos propios usados para transmitir datos de trafico. El procesador espacial de TX 928 proporciona Nap corrientes de sfmbolos de transmision a Nap unidades transmisoras 930a a 930ap.

Cada unidad transmisora 930 realiza el procesamiento OFDM en una corriente de sfmbolos de transmision respectiva y proporciona una senal modulada correspondiente. El procesamiento OFDM tfpicamente incluye (1) transformar cada conjunto de Nf sfmbolos de transmision en el dominio de tiempo usando una transformada de Fourier rapida inversa de Nf puntos (IFFT) para obtener un sfmbolo "transformado" que contiene Nf muestras y (2) repetir una porcion de cada sfmbolo transformado para obtener un sfmbolo de OFDM que contiene Nf + Ncp muestras. La porcion repetida se denomina como el prefijo cfclico y Ncp indica el numero de muestras que se repiten. Los sfmbolos de OFDM se procesan adicionalmente (por ejemplo, se convierten en una o mas senales analogas, se amplifican, se filtran y se convierten de forma ascendente por frecuencia) por la unidad transmisora 930 para generar la senal modulada. Otros disenos para el subsistema transmisor 1000 tambien pueden implementarse y estan dentro del alcance de la invencion.

El controlador 940 puede realizar diversas funciones relacionadas con el control de velocidad de bucle cerrado para el enlace descendente y el enlace ascendente (por ejemplo, seleccion de modo de transmision para el enlace ascendente y calculo de ponderacion de transmision para el enlace descendente). Para la transmision de enlace ascendente, el controlador 940 puede realizar el proceso 800 en la FIG. 8 y selecciona un modo de transmision para cada uno de los canales multiples paralelos en el enlace ascendente. Dentro del controlador 940, una unidad de asignacion de potencia 1042 distribuye la potencia de transmision total, Ptotai, up, a los canales multiples paralelos (por

ejemplo, basandose en las estimaciones de ganancia de canal ^ y la estimacion de ruido de fondo Afo, ap para el punto de acceso). Una unidad de inversion de canal 1044 realiza la inversion de canal para cada canal paralelo. Un selector de modo de transmision (TM) 1046 selecciona un modo de transmision adecuado para cada canal paralelo. La unidad de memoria 942 puede almacenar una tabla de consultas 1048 para los modos de transmision soportados y sus SNR requeridas (por ejemplo, como se muestra en la Tabla 2). Para la transmision de enlace descendente, el controlador 940 tambien puede realizar el proceso 800 en la FIG. 8 para determinar la potencia de transmision para cada sub-banda de cada modo propio de banda ancha y calculas las ponderaciones de transmision usadas para escalar sfmbolos de modulacion antes de la transmision en el enlace descendente.

La FIG. 11 muestra un diagrama de bloques de un subsistema receptor 1100, que es una realizacion de la porcion receptora del terminal de usuario 520x. Las Nap senales transmitidas del punto de acceso 510x se reciben por las antenas 952a a 952ut y la senal recibida de cada antena se proporciona a una unidad receptora 954 respectiva. Cada unidad receptora 954 condiciona y digitaliza su senal recibida para obtener una corriente de muestras y ademas realiza el procesamiento OFDM sobre las muestras. El procesamiento OFDM en el receptor tfpicamente incluye (1) eliminar el prefijo cfclico en cada sfmbolo de OFDM recibido para obtener un sfmbolo transformado recibido y (2) transformar cada sfmbolo transformado recibido en el dominio de frecuencia usando una transformada de Fourier rapida (FFT) para obtener un conjunto de Nf sfmbolos recibidos para las Nf sub-bandas. Los sfmbolos recibidos son estimaciones de los sfmbolos de transmision enviados por el punto de acceso 510x. Las unidades receptoras 954a a 954ut proporcionan Nut corrientes de sfmbolos recibidos al procesador espacial de RX 962.

El procesador espacial de RX 962 realiza el procesamiento espacial o de espacio tiempo en las Nut corrientes de sfmbolos recibidos para proporcionar Nc corrientes de sfmbolos recuperados. El procesador espacial de RX 962 puede implementar un ecualizador de fuerza nula lineal (ZF) (que tambien se denomina como un ecualizador de inversion de matriz de correlacion de canal (CCMI)), un ecualizador de error medio cuadratico mfnimo (MMSE), un ecualizador lineal de MMSE (MMSE-LE), un ecualizador de retroalimentacion de decision (DFE), u algun otro

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ecualizador.

El procesador de datos de RX 964 recibe las Nc corrientes de sfmbolos recuperados del procesador espacial de RX 962. Cada corriente de sfmbolos recuperados se proporciona a una unidad de desmapeo de sfmbolos respectiva 1132 que desmodula los sfmbolos recuperados de acuerdo con el esquema de modulacion utilizado por esa corriente, como se indica por un controlador de desmodulacion proporcionado por el controlador 970. El flujo de datos desmodulados de cada unidad de desmapeo de sfmbolos 1132 se desintercala por un desintercalador de canales asociado 1134 de una manera complementaria a la realizada en el punto de acceso 510x para ese flujo de datos. Si el intercalado depende del modo de transmision, entonces el controlador 970 proporciona un control de desintercalado al desintercalador de canales 1134 como se indica por la lfnea discontinua. Los datos desintercalados de cada desintercalador de canales 1134 se decodifican por un decodificador asociado 1136 de una forma complementaria a la realizada en el punto de acceso 510x, como se indica por un control de decodificacion proporcionado por el controlador 970. Por ejemplo, pueden usarse un decodificador turbo o un decodificador Viterbi para el decodificador 1136 si la codificacion turbo o convolucional, respectivamente, se realiza en el punto de acceso 510x. El decodificador 1136 tambien puede proporcionar el estado de cada paquete de datos recibido (por ejemplo, indicando si el paquete se recibio correctamente o en error). El decodificador 1138 puede almacenar adicionalmente los datos desmodulados para paquetes decodificados en error, de manera que estos datos puedan combinarse con datos adicionales de una transmision en aumento posterior y decodificarse.

En la realizacion mostrada en la FIG. 11, el estimador de canal 974 estima la respuesta de canal y el ruido de fondo en el terminal de usuario 520x (por ejemplo, basandose en los sfmbolos piloto recibidos) y proporciona las estimaciones de canal al controlador 970. El controlador 970 realiza diversas funciones relacionadas con el control de velocidad de bucle cerrado para el enlace descendente y el enlace ascendente (por ejemplo, seleccion de modo de transmision para el enlace descendente y calculo de ponderacion de transmision para el enlace ascendente). Para la transmision de enlace descendente, el controlador 970 puede realizar el proceso 800 en la FIG. 8. Dentro del controlador 970, una unidad de asignacion de potencia 1172 distribuye la potencia de transmision total, Ptoai.dn, a los

canales paralelos multiples (por ejemplo, basandose en las estimaciones de ganancia de canal r7,'T'^ y el ruido de fondo N0,ut para el terminal de usuario). Una unidad de inversion de canal 1174 realiza la inversion de canal para cada uno de los canales paralelos multiples. Un selector de modo de transmision (TM) 1176 selecciona un modo de transmision adecuado para cada canal paralelo. La unidad de memoria 972 puede almacenar una tabla de consultas 1178 para los modos de transmision soportados y sus SNR requeridas (por ejemplo, como se muestra en la Tabla 2). El controlador 970 proporciona Nc modos de transmision seleccionados para los Nc canales paralelos en el enlace descendente, que pueden ser parte de la informacion de retroalimentacion enviada al punto de acceso 510x. Para la transmision de enlace ascendente, el controlador 970 tambien puede realizar el proceso 800 en la FIG. 8 para determinar la potencia de transmision para cada sub-banda de cada modo propio de banda ancha y calcula las ponderaciones de transmision usadas para escalar los sfmbolos de modulacion antes de la transmision en el enlace ascendente.

Para mayor claridad, el subsistema transmisor 1000 se ha descrito para el punto de acceso 510x y el subsistema receptor 1100 se ha descrito para el terminal de usuario 520x. El subsistema transmisor 1000 tambien puede usarse para la porcion transmisora del terminal de usuario 520x y el subsistema receptor 1100 tambien puede usarse para la porcion receptora del punto de acceso 510x.

B. Control de Velocidad de Enlace Descendente y Enlace Ascendente

La FIG. 12A muestra un proceso para realizar el control de velocidad de bucle cerrado para el enlace descendente basandose en la estructura de tramas mostrada en la FIG. 6. Una PDU de BCH se transmite en el primer segmento de cada trama de TDD (vease la FIG. 6) e incluye el piloto de MIMO que puede usarse por el terminal de usuario para estimar y rastrear el enlace descendente. Una referencia dirigida tambien puede enviarse en el preambulo de una PDU de FCH enviada al terminal de usuario. El terminal de usuario estima el enlace descendente basandose en el piloto de MIMO y/o la referencia dirigida y selecciona un modo de transmision adecuado (con la velocidad de datos soportada mas alta) para cada modo propio de banda ancha de enlace descendente (es decir, cada canal paralelo). El terminal de usuario envfa entonces estos modos de transmision como modos de transmision "propuestos" para el enlace descendente en una PDU de RCH enviada al punto de acceso.

El punto de acceso recibe los modos de transmision propuestos desde el terminal de usuario y programa la transmision de datos en el enlace descendente en las tramas de TDD posteriores. El punto de acceso selecciona los modos de transmision para el enlace descendente, que pueden ser los recibidos del terminal de usuario o algunos otros modos de transmision (con velocidades de datos mas bajas) dependiendo de la carga del sistema y otros factores. El punto de acceso envfa informacion de asignacion para el terminal de usuario (que incluye los modos de transmision seleccionados por el punto de acceso para la transmision de enlace descendente) en el FCCH. El punto de acceso transmite entonces datos en el FCH al terminal de usuario usando los modos de transmision seleccionados. El terminal de usuario recibe la informacion de asignacion y obtiene los modos de transmision seleccionados por el punto de acceso. El terminal de usuario procesa entonces la transmision de enlace descendente de acuerdo con el modo de transmision seleccionado. Para la realizacion mostrada en la FIG. 12A, el retardo entre la estimacion de canal y la seleccion de modo de transmision por el terminal de usuario y el uso de esos modos de transmision para la

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transmision de enlace descendente tfpicamente es una trama de TDD, pero puede ser diferente dependiendo de las aplicaciones, conFIG.ciones del sistema y otros factores.

La FIG. 12B muestra un proceso para realizar el control de velocidad de bucle cerrado para el enlace ascendente basandose en la estructura de tramas mostrada en la FIG. 6. El terminal de usuario transmite una referencia dirigida en el RACH durante el acceso del sistema y en el RCH al ser asignados los recursos de FCH/RCH (vease la FIG. 6). El punto de acceso estima el enlace ascendente basandose en la referencia dirigida recibida y selecciona un modo de transmision adecuado para cada modo propio de banda ancha de enlace ascendente. El punto de acceso envfa informacion de asignacion para el terminal de usuario (que incluye los modos de transmision seleccionados para la transmision de enlace ascendente) en el FCCH. El terminal de usuario transmite datos en el RCH al punto de acceso usando los modos de transmision seleccionados. El punto de acceso procesa la transmision de enlace ascendente de acuerdo con los modos de transmision seleccionados.

Las tecnicas de control de velocidad de bucle cerrado descritas en el presente documento pueden implementarse por diversos medios. Por ejemplo, estas tecnicas pueden implementarse en hardware, software o una combinacion de ambos. Para una implementacion de hardware, los elementos usados para el control de velocidad de bucle cerrado en el transmisor y en el receptor (por ejemplo, los controladores 940 y 970) pueden implementarse en uno o mas circuitos integrados de aplicacion especffica (ASIC), procesadores digitales de senales (DSP), dispositivos de procesamiento digital de senales (DSPD), dispositivos logicos programables (PLD), matrices de compuerta programable de campo (FPGA), procesadores, controladores, microcontroladores, microprocesadores, otras unidades electronicas disenadas para realizar las funciones descritas en el presente documento, o una combinacion de los mismos.

Para una implementacion de software, las porciones de control de velocidad de bucle cerrado pueden implementarse con modulos (por ejemplo, procedimientos, funciones, etc.) que realizan las funciones descritas en el presente documento. Los codigos de software pueden almacenarse en una unidad de memoria (por ejemplo, la unidad de memoria 942 o 972 en las FIGS. 9A y 9B) y ejecutarse por un procesador (por ejemplo, el controlador 940 o 970). La unidad de memoria puede implementarse en el procesador o de manera externa al procesador, en cuyo caso puede acoplarse de manera comunicativa al procesador a traves de diversos medios como se conoce en la tecnica.

Los tftulos se incluyen en el presente documento para referencia y para facilitar la localizacion de ciertas secciones. Estos tftulos no pretenden limitar el alcance de los conceptos descritos en la presente y estos conceptos pueden tener aplicabilidad en otras secciones a lo largo de toda la memoria descriptiva.

Claims

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REIVINDICACIONES

Un procedimiento para seleccionar modos de transmision para usar en la transmision de datos en una pluralidad de canales paralelos en un sistema de comunicacion inalambrica, que comprende:

obtener (312) una estimacion de canal para cada uno de los canales paralelos;

computar, para cada uno de los canales paralelos, una relacion senal-ruido operativa, SNR, basandose en la estimacion de canal para el canal paralelo respectivo y un valor de desfase de la SNR para ese canal paralelo, en el que el desfase de la SNR indica una cantidad de reduccion para usar en la computacion de la relacion senal-ruido operativa, SNR,

seleccionar una velocidad de datos, un esquema de codificacion, un esquema de intercalacion y/o un esquema de modulacion, para cada canal paralelo respectivo, basandose al menos en parte en la SNR operativa respectiva; y

ajustar el valor de desfase de la SNR, para al menos uno de los canales paralelos, basandose en la calidad estimada de las transmisiones de datos recibidas en el canal paralelo respectivo.

El procedimiento de la reivindicacion 1, que comprende adicionalmente transmitir (316) la velocidad de datos, el esquema de codificacion, el esquema de intercalacion y/o el esquema de modulacion seleccionados como retroalimentacion a un dispositivo de transmision.

El procedimiento de la reivindicacion 1, en el que el ajuste comprende ajustar (412) el valor de desfase de la SNR basado en los errores de paquete detectados para un flujo de datos recibido en el canal paralelo respectivo.

El procedimiento de la reivindicacion 3, en el que el ajuste comprende:

disminuir un valor del desfase de la SNR si se detecta un error de paquete en el canal respectivo; y

aumentar el valor del desfase de la SNR si se recibe con exito un paquete en el canal respectivo.

El procedimiento de la reivindicacion 1, en el que el ajuste comprende ajustar (414) el valor de desfase de la SNR basado en la metrica del decodificador para el canal paralelo respectivo.

El procedimiento de la reivindicacion 5, en el que el ajuste comprende:

comparar una metrica de decodificacion para el canal paralelo respectivo con respecto a un valor umbral; y

ajustar el valor de desfase de la SNR en base a un resultado de la comparacion.

Un aparato para seleccionar modos de transmision para su uso en la transmision de datos en una pluralidad de canales paralelos en un sistema de comunicacion inalambrica, que comprende:

medios (164) para obtener una estimacion de canal para cada uno de los canales paralelos;

medios (166) para la computacion, para cada uno de los canales paralelos, de una relacion senal- ruido operativa, SNR, basandose en la estimacion de canal para el canal paralelo respectivo y un valor de desfase de la SNR para el canal paralelo respectivo, donde el desfase de la SNR indica una cantidad de reduccion para usar en la computacion de la relacion senal-ruido operativa, SNR,

medios (174) para la seleccion de una velocidad de datos, un esquema de codificacion, un esquema de intercalacion y/o un esquema de modulacion, para cada canal paralelo respectivo, basandose, al menos en parte, en la SNR operativa respectiva; y

medios (172) para ajustar el valor de desfase de la SNR, para al menos uno de los canales paralelos, basandose en la calidad estimada de las transmisiones de datos recibidas en el canal paralelo respectivo.

El aparato de la reivindicacion 7, que comprende adicionalmente medios (170) para la transmision de la velocidad de datos, el esquema de codificacion, el esquema de intercalacion y/o el esquema de modulacion seleccionados como retroalimentacion a un dispositivo de transmision.

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9. El aparato de la reivindicacion 7, en el que los medios (172) para el ajuste comprenden medios (172) para ajustar el valor de desfase de la SNR basado en los errores de paquete detectados para un flujo de datos recibido en el canal paralelo respectivo.
10. El aparato de la reivindicacion 9, en el que los medios (172) para el ajuste comprenden:

medios (172) para disminuir un valor del desfase de la SNR si se detecta un error de paquete en el canal paralelo respectivo; y

medios (172) para aumentar el valor del desfase de la SNR si se recibe con exito un paquete en el canal paralelo respectivo.
11. El aparato de la reivindicacion 7, en el que los medios (172) para el ajuste comprenden medios (172) para ajustar el valor de desfase de la SNR basado en la metrica del decodificador para el canal paralelo respectivo.
12. El aparato de la reivindicacion 11, en el que los medios (172) para el ajuste comprenden:

medios (172) para comparar una metrica de decodificacion para el canal paralelo respectivo con un valor umbral; y

medios (172) para ajustar el valor de desfase de la SNR en base al resultado de la comparacion.
13. Un aparato de programa informatico para seleccionar modos de transmision para usar en transmitir datos en una pluralidad de canales paralelos en un sistema de comunicacion inalambrica que incluye una unidad de memoria que tiene modulos de instrucciones almacenados en la misma, siendo ejecutables los modulos de instrucciones por uno o mas procesadores y comprendiendo los modulos de instrucciones:

codigo para obtener una estimacion de canal para cada uno de los canales paralelos;

codigo para la computacion, para cada uno de los canales paralelos, de una relacion senal-ruido operativa, SNR, basandose en la estimacion de canal para el canal paralelo respectivo y un valor de desfase de la SNR para canal paralelo respectivo, donde el desfase de la SNR indica una cantidad de reduccion para usar en la computacion de la relacion senal-ruido operativa, SNR;

codigo para seleccionar una velocidad de datos, un esquema de codificacion, un esquema de intercalacion y/o un esquema de modulacion, para cada canal paralelo respectivo, basandose al menos en parte en la SNR operativa respectiva; y

codigo para ajustar el valor de desfase de la SNR, para al menos uno de los canales paralelos, basandose en la calidad estimada de las transmisiones de datos recibidas en el canal paralelo respectivo.
14. El aparato de programa informatico de la reivindicacion 13, en el que los modulos de instrucciones comprenden adicionalmente codigo para transmitir la velocidad de datos, el esquema de codificacion, el esquema de intercalacion y/o el esquema de modulacion seleccionados como retroalimentacion a un dispositivo de transmision.
15. El aparato de programa informatico de la reivindicacion 13, en el que el codigo para el ajuste comprende:

codigo para disminuir un valor del desfase de la SNR si se detecta un error de paquete en el canal paralelo respectivo; y

codigo para aumentar el valor del desfase de la SNR si se recibe con exito un paquete en el canal paralelo respectivo.