MX2014005603A - Metodo de atenuacion de interferencia para dispositivos receptores simples o mimo. - Google Patents

Abstract

Se describe un método de procesamiento de señal de radio cognitiva adecuado para dispositivos receptores simples en donde se atenúa la interferencia utilizando la proyección del espacio de señal multidimensional recibida para maximizar SNR mediante ortogonalizar la interferencia. El método se basa en una solución LMS muy conocida que se computa a partir de señales multiantena y multiportadora recibidas en una forma novedosa. Este método resuelve los requerimientos de múltiples cadenas de RF en microteléfonos de bajo costo al introducir un conmutador de antena sincrónica de protocolo que permite, por ejemplo, un microteléfono LTE con una sola antena para beneficio de los algoritmos que típicamente requieren múltiples receptores para la misma frecuencia, es decir MIMO.

Description

MÉTODO DE ATENUACIÓN DE INTERFERENCIA PARA DISPOSITIVOS RECEPTORES SIMPLES O MIMO CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención describe un método de procesamiento de señal de radio cognitiva adecuado para dispositivos receptores simples en donde se atenúa la interferencia utilizando la proyección del espacio de señal multidimensional recibida para maximizar la proporción señal a ruido (SNR) mediante ortogonalizar la interferencia.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El espectro radioeléctrico es una fuente limitada. Se requiere una gran cantidad de espectro en servicios de suministro que se asocian con comunicaciones personales inalámbricas modernas. Los ejemplos típicos son las aplicaciones de Internet para teléfonos inteligentes, transmisión de audio inalámbrica y vídeo por mencionar algunos. Estos servicios consumen grandes cantidades de recursos espectrales causando problemas tanto financieros como de políticas de espectro.

En redes celulares modernas es necesario re-utilizar el espectro. Una macro célula puede cubrir una gran área y se introduce capacidad adicional en áreas locales mediante el uso de micro, pico y femtocélulas . Estos dispositivos con frecuencia tienen una energía de transmisión inferior a las macro células y pueden también compartir el mismo espectro. El problema de interferencia con este tipo de re-uso de alto espectro puede ser severo debido a que el microteléfono celular puede recibir señales de macro células y señales de micro células sobre la misma frecuencia y la misma amplitud, dependiendo de la ubicación.

Esta invención describe un método para permitir que un microteléfono separe las señales micro, pico o femto células deseadas de las señales macro de estación base no deseadas al utilizar la ortogonalización de las señales no deseadas. Este método puede incorporarse en un sistema compatible con LTE existente con modificaciones de hardware y software sin cambios al protocolo LTE.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Esta invención describe un nuevo método de atenuación de interferencia que es adecuado para dispositivos receptores simples, por ejemplo microteléfonos celulares LTE y teléfonos inteligentes. El método de atenuación de interferencia funciona al utilizar la proyección del espacio de señal multi-dimensional recibido para maximizar SNR al ortogonalizar la interferencia. La invención resuelve el requerimiento de múltiples cadenas RF en microteléfonos de bajo costo al introducir un conmutador de antena sincrónica de protocolo que permite, por ejemplo un microteléfono LTE con una sola antena para beneficiarse de los algoritmos que - - típicamente requieren múltiples receptores para la misma frecuencia, i.e., MIMO.

Para un entendimiento más completo de la naturaleza y objetivos de la invención, debe hacerse referencia a la siguiente descripción detallada tomada junto con los dibujos acompañantes .

DESCRPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para un entendimiento más completo de la naturaleza y objetivos de la invención, debe hacerse referencia a los dibujos acompañantes, en los cuales: La Figura 1 es un diagrama que muestra un sistema receptor de microteléfonos .

La Figura 2 es un diagrama que muestra un receptor MIMO.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En el método de la modalidad preferida se mitiga la interferencia utilizando la proyección para ortogonalizar la interferencia. El método de la modalidad preferida se basa sobre la solución LMS muy conocida de W = (ATA) _1* AT *d, que se computa a partir de señales de multi-antena y multiportadora recibidas en una nueva forma. (El método básico se describe en la solicitud de E.U. 61/494,497 presentada el 8 de Junio de 2011) . El método utiliza todos los 12 sub-portadoras en un bloque de recursos para computar una matriz de proyección.

- - En la fórmula W = (???)-1* AT *d, la d es la señal conocida (referencia local) y la matriz A se crea a partir de los símbolos de resonancia de referencia o de canal medidos. El receptor divide la señal recibida en múltiples bloques en donde cada bloque consiste de N portadoras adyacentes, N = 4 a 32. En LTE este número es benéficamente 12 ya que existen 12 sub-portadoras en un bloque de recursos sencillo. Si un Microteléfono recibe más de un bloque de recursos, cada bloque requiere una matriz individual A y una solución W.

El sistema de la modalidad preferida requerirla típicamente un receptor de múltiples antenas, por ejemplo 2 a 4 antenas receptoras que se colocan en una forma circular u otra benéfica en el microteléfono . La señal recibida es multi-dimensional, estando cada dimensión representada por cada señal de antena individual recibida. La representación digital de banda base de cada señal de antena recibida es una serie de números complejos (x+iy) .

La matriz A se crea al tomar los símbolos complejos de referencia recibidos y crear una matriz de M filas y N columnas. Las M filas contienen símbolos recibidos mediante una antena j recibida, en donde Kj<= M, y las columnas consisten de símbolos de referencia recibidos con esa antena. Para crear una matriz A en un microteléfono o receptor compatible con LTE puede utilizarse el procedimiento HARQ (Hybrid Automatic Repeat ReQuest) (Solicitud de Repetición - - Automática Híbrida) . En HARQ cuando un usuario recibe correctamente los datos entonces el protocolo de detener-y-esperar de HARQ no re-transmitirá y creando una matriz A no agregará ningún beneficio de recepción de la señal debido a que la decodificación fue exitosa. Sin embargo, cuando no fue exitosa la primera transmisión sobre el canal PDSCH (Physical Downlink Shared Channel) (Canal Compartido de Enlace Descendente Físico) , la HARQ de LTE volverá a enviar los mismos datos exactos. Este proceso puede utilizarse mediante el método de atenuación de interferencia de esta descripción al introducir un conmutador de antena que se conmuta a una antena diferente para cada estructura o retransmisión de los mismos datos, i.e., una nueva antena se conmuta continuamente cada 5 ms, o después de una recepción no exitosa. El número de diferentes antenas establece el límite para el número de filas en la matriz A. Por ejemplo, un microteléfono con 3 antenas puede tener 3 diferentes filas en la matriz A, i.e., M = 3. La Figura 1 muestra tal sistema receptor de microteléfono en donde el conmutador de RF conecta tres antenas individuales al receptor. La conmutación de la antena se sincroniza a la estructura de enlace descendente y el proceso HARQ de tal manera que puede recibirse cada estructura sucesiva utilizando una antena diferente. La Figura 2 muestra un receptor MIMO que implementa esta invención en donde cada cadena del receptor - - tiene un conmutador de antena RF individual y tres antenas.

El sistema descrito gira a través de las antenas de recepción de tal manera que cada versión de la retransmisión del PDSCH se recibe utilizando una antena diferente. Típicamente la polarización de la antena y el patrón de haz varían en el diseño de antena que tiene un bajo factor de correlación de envolvente. El factor de correlación debe ser inferior a 0.5 para un alto desempeño.

El sistema de atenuación de interferencia opera utilizando el proceso HARQ. Después de una recepción no exitosa el dispositivo crea la matriz A al combinar datos de las copias recibidas en donde cada copia se recibe utilizando una antena diferente. El dispositivo normalmente decodifica la estructura utilizando MRC, sin embargo, si falla CRC MRC, entonces el sistema computa la matriz de proyección que puede entonces utilizarse para ortogonalizar la interferencia de la macro célula (señal no deseada) de manera que se mejore la SNR de la señal deseada.

Los símbolos de resonancia de referencia o de canal se utilizan para crear una matriz M * (N*k) en donde k es un entero que representa el número de símbolos de resonancia consecutivos utilizados. Para el cómputo de la matriz M * (N*k) se transpone y el vector W de los coeficientes del complejo M se computa utilizando la fórmula W = (ATA) _1*AT*d. El vector d se concatena a partir de los símbolos k, i.e., es - - de la dimensión (N*k)*l y contiene los símbolos de referencia transmitidos por el transmisor deseado, i.e., micro o piocélula. El vector d tiene que tener una baja correlación transversal con la secuencia transmitida por la estación base de interferencia i.e., la macro célula.

La salida de W consiste de números M complejos que se utilizan para computar la proyección. Por ejemplo las señales de antena M recibidas se multiplican por el vector W. Para esta multiplicación el vector W se utiliza para el "bloque de frecuencia" de N sub-portadoras . La M en un sistema LTE de antena sencilla puede ser 2 o más, dependiendo del número de re-transmisiones que requieren el proceso HARQ.

Ya que pueden hacerse ciertos cambios en el sistema y método antes descritos para un método de atenuación de interferencia sin apartarse del alcance de la invención involucrada en la presente, se pretende que toda la materia contenida en la descripción de la misma debe interpretarse como ilustrativa y no en un sentido limitante.

Claims (7)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema para la atenuación de interferencia causada por las señales no deseadas recibidas por un dispositivo receptor que utiliza el protocolo LTE que comprende : dicho dispositivo receptor que tiene un conmutador de antena que se sincroniza a una sincronización de estructura de un proceso de Solicitud de Repetición Automática Híbrida en un dispositivo móvil o estación base compatible con LTE; en donde dicho conmutador de antena conmuta entre N antenas que permiten que el receptor gire de manera síncrona entre dichas antenas N de acuerdo con dicha sincronización de estructura; y dicho receptor crea entonces una matriz de los símbolos de resonancia de canal o de referencia y utiliza entonces dicha matriz para atenuar la interferencia de las señales no deseadas al ortogonalizar dichas señales no deseadas a una señal deseada que se recibe.

2. El sistema de la reivindicación 1, en donde N es de 2 a 4.

3. El sistema de la reivindicación 1 que tiene un receptor MIMO que comprende múltiples conjuntos de antenas que se conmutan en paralelo.

4. El sistema de la reivindicación 1 que utiliza antenas polarizadas en donde se utilizan diferentes polarizaciones sucesivamente mediante dicha conmutación de antena .

5. El sistema de la reivindicación 1 que utiliza además la proyección de sub-espacio en el dominio de frecuencia para ortogonalizar la interferencia desde señales no deseadas a la señal deseada.

6. El sistema de la reivindicación 5, en donde las señales no deseadas se transforman en el dominio de frecuencia utilizando Transformación Fourier o Fourier Rápida y alguna o todas las salidas complejas de la transformada son sub-portadoras .

7. El sistema de la reivindicación 6 en donde, cuando se procesan las señales no deseadas se crea una matriz A al concatenar datos de las sub-portadoras k adyacentes de los símbolos de resonancia de canal o de referencia en una matriz que crea una matriz M * (N*k) en donde k es un entero que representa el número de símbolos de formación consecutivos utilizados y después transponer dicha matriz M * (N*k) y después se computa un vector W de coeficientes M complejos utilizando la fórmula W = (ATA)-1* AT *d, u otra fórmula similar que haga la ortogonalización y después se concatena el vector d a partir de los símbolos k.