BR102012000224A2

BR102012000224A2 - mÉtodo e aparelho para determinar um vetor de prÉ-codificaÇço para prÉ-codificar dados a serem transmitidos para um dispositivo sem fio e um sistema de comunicaÇço sem fio

Info

Publication number: BR102012000224A2
Application number: BRBR102012000224-8A
Authority: BR
Inventors: Samer Bazzi; Guido Dietl
Original assignee: Ntt Docomo Inc
Priority date: 2011-04-21
Filing date: 2011-12-12
Publication date: 2013-06-04
Also published as: MX2011013151A; EP2515495A1; CN102752036A; US20120269077A1; RU2518177C2; KR101312015B1; ES2426164T3; KR20120119973A; JP2012227907A; EP2515495B1; CA2761461A1; RU2011149558A; US8649252B2; JP5300964B2; PL2515495T3

Abstract

AMÉTODO E APARELHO PARA DETERMINAR UM VETOR DE PRÉ-CODIFICAÇçO PARA PRÉ-CODIFICAR DADOS A SEREM TRANSMITIDOS PARA UM DISPOSITIVO SEM FIO E UM SISTEMA DE COMUNICAÇçO SEM FIO. Apresente invenção refere-se a um método (100) para determinar um vetor de pré-codificação (Pi,opt) para pré-codificar dados a serem transmitidos para um dispositivo sem fio em um sistema de comunicação sem fio que compreende receber (110) primeira informação de estado do canal de um canal entre um primeiro dispositivo sem fio e uma primeira estação base no sistema de comunicação sem fio. A primeira informação de estado do canal é recebida pela primeira estação base a partir do primeiro dispositivo sem fio. Adicionalmente, o método compreende receber (120) primeira informação de ganho do canal (h~ 21~) de um canal entre um segundo dispositivo sem fio e a primeira estação base. A primeira informação de ganho do canal (h~ 21~) é recebida a partir da segunda estação base. Adicionalmente, o método (100) compreende receber (130) um primeiro parâmetro de força do sinal (b~ i~) a partir de segunda estação base que indica uma força de sinal no segundo dispositivo sem fio provocado pela segunda estação base e receber (140) um primeiro parâmetro de força de interferência (a~ i~) a partirda segunda estação base que indica uma força de interferência no primeiro dispositivo sem fio provocado pela segunda estação base. Adicionalmente, o método (100) compreende maximizar (150) um parâmetro comum de relação de sinal para ruído de interferência (C, SINR, SINRlow, SINR') para obter um vetor de pré-codificação (Pi,opt) para pré-codificar dados a serem transmitidos para o primeiro dispositivo sem fio. O parâmetro comum de relação de sinal para ruído de interferência (C, SINR, SINRlow, SINR') depende de uma relação de sinal para ruído de interferência (SINR~ 1~) no primeiro dispositivo sem fio e uma relação de sinal para ruído de interferência (SINR~ 2~) no segundo dispositivo sem fio e é baseado em uma primeira informação de estado do canal, na primeira informação de ganho do canal (h~ 21~), no primeiro parâmetro de força do sinal (b~ i~) e no primeiro parâmetro de força de interferência (a~ i~).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO E APARELHO PARA DETERMINAR UM VETOR DE PRÉ-CODIFICAÇÃO PARA PRÉ-CODIFICAR DADOS A SEREM TRANSMITIDOS PARA UM DISPOSITIVO SEM FIO E UM SISTEMA DE COMUNICAÇÃO SEM FIO".

DESCRIÇÃO

A presente invenção refere-se a sistemas de comunicação sem fio e particularmente a um método e aparelho para determinar um vetor de pré-codificação para pré-codificar dados a serem transmitidos para um dispositivo sem fio em um sistema de comunicação sem fio.

* Sistemas de celular multiusuário de múltiplas entradas e múlti

plas saídas (MIMO) estão sob contínuo desenvolvimento para comunicação sem fio futura. Um tópico é a maximização tas taxas de usuário nos limites de célula em sistema celulares limitados por interferência. Interferência intercélulas (ICI) é o gargalo de sistema para as redes celulares atuais e muitos 15 métodos existentes têm tentado mitigá-la com o uso de diferentes técnicas. Usuários nos limites de células na maior parte das vezes sofrem com fortes interferências de estações base vizinhas e isto reflete diretamente em menores taxas obteníveis.

A figura 11A mostra uma ilustração esquemática de um sistema 20 MISO (múltiplas entradas única saída) de duas células modelo para uma pré-codificação linear MISO. A mesma mostra duas estações base BS1, BS2 que cobrem a célula 1 e célula 2 e dois dispositivos sem fio UE1, UE2 (equipamento de usuário 1, equipamento de usuário 2). Adicionalmente, a figura 11B mostra os enlaces diretos (sinal útil) e enlaces interferentes (interferên25 cia) através de ilustração esquemática dos canais entre as estações base BS1, BS2 e os dispositivos sem fio UE1, UE2, quando a estação base 1 usa gerador de feixe bi e a estação base 2 usa gerador de feixe b2.

Em outras palavras, um cenário MISO de duas células com um único usuário por célula é considerado como mostrado na figura 11A, onde cada BS tem M antenas e cada receptor no limite da célula têm uma antena. Este modelo de sistema também pode ser considerado como um canal de interferência (IC) MISO de dois usuários, como mostrado na figura 12, onde um usuário no contexto de ICs denota um par transmissor / receptor. O símbolo de dados ~ -Mc(0,1) (* = 1,2) é pré-codificado linearmente por précodificador G Cjlixle transmitido sobre o canal G cMxlpara ser recebido pelo usuário i. Devido á natureza do sistema, o mesmo também será 5 transmitido no canal hIi e cMxl, j ^ i, e recebido pelo usuário j como interferência indesejada. O sinal transmitido é sujeito a uma restrição de potência de transmissão E [llPi^lli] = j^txi N0 |ac|0 d0 receptor, o sinal obtido é perturbado por ruído ~ Mz(0,σ?)_ Escrever as estimativas obtidas de símbolos de dados fornece:

S1 = ZiJip1Si + Hj2P2S2 + U1

rp rp

s2 = H22P2S2 + H21P1Si + ^2 j ^

onde (·)τ denota transposição.

A medida mais comum que captura performance do sistema é dada pela taxa de soma alcançável C:

2

Cf = ^log 2(l + SINRi),

(2)

onde SINRi e SINR2 são as relações sinal para ruído de interferência do receptor 1 e 2 respectivamente:

I^nPiI2

SINRi SINR2 :

\h12P2\2 + crI \h22P2\2

IhIlPll2+ σ2 (3)

A seguir, os índices i e j onde i e {1, 2} e j Φ i.

Uma abordagem de maximização de taxa de soma conhecida é o algoritmo de precificação de interferência distribuída descrito em “D. A. Schmidt, C. Shir, R. A. Berry, M. Honig e W. Utschick, ‘Esquemas de Alocação de Recursos Distribuídos’, Revista de Processamento de Sinal IEEE, 20 setembro de 2009, págs. 53 a 63”. Este método iterativo inicia com cada receptor anunciando um preço de interferência para interferir em estações base (BSs), assumindo células com usuários únicos. Na prática cada receptor realimenta estes preços para sua estação base (BS) correspondente e a última os comunica para outras BSs; portanto, a cooperação de BS é requerida. O preço de interferência de cada receptor depende dos geradores de feixe iniciais das BSs interferentes. Então, cada BS executa separadamente uma maximização de sua taxa de usuário correspondente, levando em conta 5 os preços de interferência anunciados pelos outros receptores e, portanto esta é uma abordagem distribuída. Portanto, pode ser pensado como uma abordagem egoísta sujeita a alguma penalidade paga quando provoca interferência a outros usuários. A maximização resulta em novos geradores de feixe. A seguir, os receptores atualizam seus preços de interferência e são 10 . novamente calculados novos geradores de feixe de acordo como os preços de interferência atualizados. O processo se repete até a convergência.

Diferentes abordagens para mitigar interferência em sistemas de interferência limitada têm sido consideradas. Até agora, as melhores abordagens que têm sido propostas são abordagens distribuídas, nas quais cada 15 transmissor tenta maximizar sua própria taxa levando em conta preços de interferência anunciados por receptores no sistema (C. Shi, R. A. Berry e M. Honig, “Precificação de Interferência Distribuída com Canais MISO”, em Proc. 46ta Conferência Allerton Anual 2008, Urbana-Champaign, IL, Setembro de 2008, págs. 539 a 546 e D. A. Schmidt, C. Shir, R. A. Berry, M. Honig 20 e W. Utschick, “Esquemas de Alocação de Recursos Distribuídos”, Revista de Processamento de Sinal IEEE, Setembro de. 2009 págs. 53 a 63). Formalmente, preço de interferência τη representa a redução marginal na taxa de receptor i seguindo um aumento na interferência provocada pelo transmissor j, e é definida como:

dui

7Ti =

dIi ’ (4)

onde Ui ~ ^°S2(1 + SINRi) ^ a taxa receptor i e = ^ijPj\ é a potência de interferência presente no receptor i (ver equação 3).

Dados preços de interferência fixos, cada BS i resolve o seguinte

problema:

Pi,opt = argmax U1 - TjIhJiPi]2 s.t. pfpt = Etxi, i = 1,2,

Pi (5) onde (·)Η denota transposição conjugada. A função objetivo de cada BS como sua taxa obtenível menos o custo de interferência que a mesma gera para outros usuários. Esta é uma abordagem egoísta que leva em consideração a penalidade paga quando provoca interferência para outros usuários.

Para implementar este algoritmo, cada receptor deve anunciar um preço de interferência para todas as BSs interferentes. Na prática, cada receptor reaIimenta estes preços para sua estação base (BS) correspondente e a última os comunica para outras BSs; portanto, é requerida cooperação das BSs. Dados estes preços de interferência, cada BS calcula seu melhor pré10 . codificados. O algoritmo atualiza iterativamente os pré-codificadores e preços de interferência até que a convergência seja alcançada. Para calcular preços de interferência, cada receptor requer o conhecimento de potência de sinal útil e interferente. Não é necessário nenhum conhecimento de précodificados do lado receptor. Para calcular pré-codificadores ótimos, toda BS 15 i requer o conhecimento dos ganhos do canal hki, k = 1, 2.

A figura 11A mostra um exemplo para uma configuração alvo em uma transmissão de enlace descendente em um sistema COMP / MIMO multi-células (sistema multiponto coordenado / múltiplas entradas múltiplas saídas) como descrito pelo algoritmo de precificação de interferência. Gera20 ção de feixe cooperativa pode ser usada a fim de maximizar taxas de usuário de limite de célula, mas a solução de forma fechada não existe e resulta uma sobrecarga de sinalização. A figura 13 ilustra esquematicamente o algoritmo de precificação de interferência distribuída entre duas estações base. Primeiro é transmitido um anúncio de penalidades de preços de interferência 25 pi pelos receptores (dispositivos sem fio). O preço de interferência representa a diminuição marginal nas taxas para um aumento marginal na interferência. Então, as estações base maximizam iterativamente suas próprias taxas levando em conta o anúncio de preços p,, que é uma abordagem egoísta. Por exemplo, a estação base 1 resolve a seguinte equação:'

Iog (IH-SlNR1)i-Kf(P2)

taxas de usuário 1 penalidade

A geração de feixe cooperativa computa conjuntamente b1 e b2 para maximizar C, mas soluções de forma fechada de geradores de feixe não existem e é questionável o que deve ser sinalizado e a que custo (sobrecarga).

Com esta abordagem é necessária uma fase de sinalização antes de cada iteração. A mesma otimiza iterativamente taxas de usuário de limite de célula sujeitas a penalidades de interferência das células vizinhas. As penalidades de interferência são sinalizadas pelo enlace por ar e então trocadas pelo recurso de retorno (por iteração).

A figura 14 ilustra a sinalização inicial e a fase de sinalização de . cada iteração através de uma ilustração esquemática dos canais entre duas estações base e dois dispositivos sem fio UE1, UE2. A estação base 1 descobre bi que maximiza a seguinte equação:

, Iog (1 + SINR1) (P2 Ih2Zb1I2l

I I . .

Taxa de usuário 1 penalidade devido à interferência

(aproximada por I I2)

Esta penalidade tem uma convergência lenta devido à abordagem egoísta, precisa de grande potência de computação, é não adaptativa a sistemas de variação rápida, precisa de processamento adicional no lado receptor e comunicação adicional através de enlace por ar (enlace sem fio).

É objetivo da presente invenção fornecer um conceito melhorado para determinar um vetor de pré-codificação para pré-codificar dados a serem transmitidos para um dispositivo sem fio em um sistema de comunicação sem fio que permite aumentar a taxa de dados obtida para a comunicação com dispositivos sem fio, especialmente para usuários no limite de célula.

O objetivo é resolvido por um método de acordo com a reivindicação 1 ou um aparelho de acordo com a reivindicação 14.

Uma modalidade da invenção fornece um método para determi25 nar um vetor de pré-codificação para pré-codificar dados a serem transmitidos para um dispositivo sem fio em um sistema de comunicação sem fio. O método compreende receber primeira informação de estado do canal de um canal entre um primeiro dispositivo sem fio e uma primeira estação base em um sistema de comunicação sem fio A primeira informação de estado do 30 canal é recebida pela primeira estação base a partir do primeiro dispositivo sem fio. Adicionalmente, o método compreende receber primeira informação de ganho do canal de um canal entre um segundo dispositivo sem fio e uma primeira estação base, receber um primeiro parâmetro de força do sinala partir da segunda estação base que indica uma força de sinal no segundo 5 dispositivo sem fio provocado pela segunda estação base e receber um primeiro parâmetro de força de interferência a partir da segunda estação base que indica uma força de interferência no primeiro dispositivo sem fio provocado pela segunda estação base. A primeira informação de ganho do canal é recebida a partir da segunda estação base. Adicionalmente, o método 10 - compreende maximizar um parâmetro comum de relação de sinal para ruído de interferência para obter um vetor de pré-codificação para pré-codificar dados a serem transmitidos para o primeiro dispositivo sem fio. O parâmetro comum de relação de sinal para ruído de interferência depende de uma relação de sinal para ruído de interferência no primeiro dispositivo sem fio e 15 uma relação de sinal para ruído de interferência no segundo dispositivo sem fio e é baseado em uma primeira informação de estado do canal, a primeira informação de ganho do canal, o primeiro parâmetro de força do sinal e o primeiro parâmetro de força de interferência.

Modalidades de acordo com a presente invenção são baseadas na idéia central de que um parâmetro comum de relação de sinal para ruído de interferência é maximizado, o que depende de uma relação de sinal para ruído de interferência no primeiro dispositivo sem fio e uma relação de sinal para ruído de interferência no segundo dispositivo sem fio, de modo que a taxa de soma obtenível fornecida para ambos dispositivos sem fio pode ser aumentada. Através da maximização do parâmetro comum de relação de sinal para ruído de interferência, que pode ser, por exemplo, a taxa de soma, a taxa de dados combinada total especialmente dos usuários do limite (dispositivos sem fio no limite de uma célula) pode ser aumentada, desde que a interferência seja mitigada. Adicionalmente, em comparação a abordagens conhecidas, é requerida menos sinalização entre estações base e dispositivos sem fio, desde que uma informação de precificação dos dispositivos sem fio não é necessária. Adicionalmente, pode ser obtida uma rápida convergência do algoritmo resultando em menos esforço computacional.

Em algumas modalidades de acordo com a invenção, o parâmetro comum de relação de sinal para ruído de interferência representa uma taxa de soma do primeiro dispositivo sem fio e do segundo dispositivo sem 5 fio, uma relação comum de sinal para ruído de interferência no primeiro dispositivo sem fio e no segundo dispositivo sem fio ou um limite inferior de uma relação comum de sinal para ruído de interferência no primeiro dispositivo sem fio e no segundo dispositivo sem fio.

Usando um limite inferior da relação comum de sinal para ruído - de interferência, a complexidade computacional pode ser significativamente reduzida.

Modalidades de acordo com a invenção serão detalhadas subsequentemente com referência aos desenhos em anexo, nos quais:

a figura 1 é um fluxograma de um método para determinar um vetor de pré-codificação para pré-codificar dados a serem transmitidos para um dispositivo sem fio;

a figura 2 ilustra um possível parâmetro comum de relação de sinal para ruído de interferência;

a figura 3 é um diagrama esquemático quer mostra a sinalização usando a abordagem proposta;

a figura 4 mostra um fluxograma de um método para determinar um vetor de pré-codificação para pré-codificar dados a serem transmitidos para um dispositivo sem fio;

a figura 5 é uma ilustração esquemática de duas células em um sistema de comunicação sem fio usando os conceitos propostos;

a figura 6 é uma ilustração esquemática de canais e comunicação entre duas estações base e dois dispositivos sem fio usando o conceito proposto;

a figura 7 mostra um diagrama que compara diferentes abordagens para considerar um limite inferior da função objetivo;

a figura 8 mostra um diagrama que indica os resultados de taxa para usuários no limite de célula; a figura 9 é um diagrama que indica gráficos de convergência; a figura 10 é um diagrama de blocos de um aparelho para determinar um vetor de pré-codificação para pré-codificar dados a serem transmitidos para um dispositivo sem fio;

a figura 11A é uma ilustração esquemática de um cenário MISO

de 2 células com usuários no limite de célula que representa uma interpretação do sistema;

a figura 11B é uma ilustração esquemática de canais entre duas estações base e dois dispositivos sem fio;

_ a figura 12 é um diagrama de blocos esquemático de um cenário

MISO de 2 células que representa um modelo teórico;

a figura 13 é uma ilustração esquemática de duas células de um sistema de comunicação sem fio que usa uma abordagem baseada em preço de interferência;

a figura 14 é uma ilustração esquemática de canais e sinais en

tre duas estações base e dois dispositivos sem fio que usam abordagem baseada em preço de interferência; e

a figura 15 é um diagrama esquemático que mostra a sinalização usando a abordagem baseada em preço de interferência conhecida.

A seguir, os mesmos numerais de referência são usados parci

almente para objetos e unidades funcionais que têm as mesmas propriedades funcionais ou semelhantes e a descrição das mesmas com respeito a uma figura que deve se aplicar também a outras figuras a fim de reduzir redundância nas descrições das modalidades.

A figura 1 mostra um fluxograma de um método 100 para deter

minar um vetor de pré-codificação Pit0pt para pré-codificar dados a serem transmitidos para um dispositivo sem fio em um sistema de comunicação sem fio de acordo com uma modalidade da invenção. O método 100 compreende receber 110 primeira informação de estado do canal de um canal

entre um primeiro dispositivo sem fio e uma primeira estação base em um sistema de comunicação sem fio. Esta primeira informação de estado do canal é recebida pela primeira estação base a partir do primeiro dispositivo sem fio. Adicionalmente, primeira informação de ganho do canal de um canal entre um segundo dispositivo sem fio e a primeira estação base é recebida 120. Esta primeira informação de ganho do canal é recebida 120 a partir da segunda estação base. Adicionalmente, o método compreende receber 5 130 um primeiro parâmetro de força do sinal b, a partir da segunda estação base que indica uma força de sinal no segundo dispositivo sem fio provocado pela segunda estação base e receber 140 um primeiro parâmetro de força de interferência a, a partir da segunda estação base que indica uma força de interferência no primeiro dispositivo sem fio provocado pela segunda es10 _ tação base. Adicionalmente, o método compreende maximizar 150 um parâmetro comum de relação de sinal para ruído de interferência C, SINR, SINRíow , SINR'para obter uma pré-codificação Pi,opt para pré-codificar dados a serem transmitidos para o primeiro dispositivo sem fio. O parâmetro comum de relação de sinal para ruído de interferência C, SINR, SINRi0W, 15 SINRdepende de uma relação de sinal para ruído de interferência SINRi (relação sinal para interferência e ruído no primeiro dispositivo sem fio) no primeiro dispositivo sem fio e uma relação de sinal para ruído de interferência SINR2 (relação sinal para interferência e ruído no segundo dispositivo sem fio) no segundo dispositivo sem fio. Adicionalmente, o parâmetro co20 mum de relação de sinal para ruído de interferência C, SINR, SINRiow, SINR' é baseado em uma primeira informação de estado do canal, a primeira informação de ganho do canal h2i, o primeiro parâmetro de força do sinal bj e o primeiro parâmetro de interferência a,.

Usando o vetor de pré-codificação obtido usando o conceito pro25 posto para pré-codificar dados para uma transmissão para um dispositivo sem fio, a taxa de soma para fornecer dados para dispositivos sem fio no sistema de comunicação sem fio pode ser aumentada, uma vez que a interferência em dois ou mais dispositivos sem fio é considerada para a determinação do vetor de pré-codificação em uma forma que a taxa de soma é ma30 ximizada. Para isto, informação de estado do canal é recebida a partir de um primeiro dispositivo sem fio em uma primeira estação base e informação e parâmetros adicionais com respeito a um ou mais outros dispositivos sem fio são recebidos a partir de uma ou mais outras estações base. Com esta informação pode ser realizada uma maximização 150 do parâmetro comum de relação de sinal para ruído de interferência (também chamado parâmetro comum de relação sinal para interferência e ruído) sobre possíveis vetores 5 de pré-codificação. Uma informação de preço de interferência como usada por métodos conhecidos não é necessária. Portanto, o conceito proposto pode requerer menos sinalização entre estações base e dispositivos sem fio (através do enlace por ar ou canal sem fio).

Embora apenas duas estações base e dispositivos sem fio se. jam mencionados, o conceito descrito também pode ser aplicado a uma quantidade arbitrária de estações base e dispositivos sem fio.

Um dispositivo sem fio é, por exemplo, um telefone celular, um computador portátil ou de forma mais geral um equipamento de usuário UE solicitando dados através de um canal sem fio.

O método proposto 100 pode ser executado preferencialmente

em uma estação base (por exemplo, na primeira estação base). Alternativamente, a maximização 150 é executada por um controlador central que recebe a primeira informação de ganho do canal, o primeiro parâmetro de força do sinal e o primeiro parâmetro de força de interferência. Neste caso, a 20 primeira estação base pode usar a primeira informação de estado do canal e a segunda informação de estado do canal para calcular informação de ganho de canal de um canal hn entre o primeiro dispositivo sem fio e a primeira estação base e transmitir esta informação de ganho de canal para o controlador central. Alternativamente, a primeira informação de estado do 25 canal pode ser transmitida para o controlador central e a correspondente informação de ganho de canal pode ser calculada pelo controlador central.

Por exemplo, a informação de estado do canal é obtida através de uma quantização de vetor de canal no dispositivo sem fio e compreende uma entrada de livro de código juntamente com um indicador de qualidade 30 do canal que representa um valor SINR (valor de relação sinal para interferência e ruído). Baseado na primeira informação de estado do canal, a informação de ganho de canal hn de um canal entre o primeiro dispositivo sem fio e a primeira estação base pode ser computado. Esta informação de ganho de canal pode ser um parâmetro do parâmetro comum de relação de sinal para ruído de interferência, de modo que o parâmetro comum de relação de sinal para ruído de interferência é baseado em uma primeira informação de estado do canal através desta informação de ganho de canal.

A primeira informação de ganho do canal h2i, o primeiro parâmetro de força do sinal bi e o primeiro parâmetro de força de interferência aj pode ser recebido através de um canal sem fio a partir da segunda estação base (através do recurso de retorno do sistema de comunicação sem fio). Ao 10 . contrário, a primeira informação de estado do canal é recebida através de um canal sem fio (enlace por ar) a partir do primeiro dispositivo sem fio. Portanto, a troca de dados necessária através do canal sem fio pode ser mantida baixa ou reduzida comparada com métodos conhecidos, uma vez que a primeira informação de ganho do canal, o primeiro parâmetro de força do 15 sinal e o primeiro parâmetro de força de interferência são trocados através do recurso de retorno do sistema de comunicação sem fio.

Em conexão com o conceito proposto, um parâmetro de força do sinal pode indicar em geral uma força de sinal em um dispositivo sem fio provocada por uma estação base responsável pelo dispositivo sem fio (o 20 dispositivo sem fio é designado para a estação base), quando um vetor de pré-codificação é usado, o qual é usado para o cálculo do parâmetro de força do sinal. Por exemplo, o parâmetro de força do sinal compreende um valor grande para força de sinal alta e um valor pequeno para força de sinal baixa. Adicionalmente, um parâmetro de força de interferência pode indicar 25 em geral uma força de interferência em um dispositivo sem fio provocada por uma estação base não responsável pelo dispositivo sem fio (o dispositivo sem fio designado para outra estação base), quando um vetor de précodificação é usado, o qual é usado para o cálculo do parâmetro de força de interferência. Por exemplo, um parâmetro de força de interferência compre30 ende um valor grande para força de interferência alta e um valor pequeno para força de interferência baixa. Adicionalmente, um parâmetro de força de interferência pode indicar não apenas uma força de interferência, mas (uma soma de) uma força de interferência e uma força de ruído no dispositivo sem fio.

A primeira informação de ganho do canal h2i, o primeiro parâmetro de força do sinal bj e o primeiro parâmetro de força de interferência aj podem ser calculados pela segunda estação base antes de os mesmos serem transmitidos para a primeira estação base. Para calcular a primeira informação de ganho do canal h2i, o primeiro parâmetro de força do sinal b, e / ou o primeiro parâmetro de força de interferência a,, a segunda estação base pode requerer a informação de ganho de canal de um canal entre o _ primeiro dispositivo sem fio e a segunda estação base. Portanto, o método 100 pode adicionalmente compreender receber segunda informação de estado do canal de um canal entre o primeiro dispositivo sem fio e a segunda estação base no sistema de comunicação sem fio. A segunda informação de estado do canal pode ser recebida pela primeira estação base a partir do primeiro dispositivo sem fio. Adicionalmente, a segunda informação de ganho de canal do canal entre o primeiro dispositivo sem fio e a segunda estação base pode ser calculada baseada na segunda informação de estado do canal e a segunda informação de ganho de canal h12 pode ser transmitida para a segunda estação base. Isto pode ser feito pela primeira estação base ou pelo controlador central em uma implementação alternativa mencionada acima.

Em algumas modalidades de acordo com a invenção, a segunda estação base também pode executar o método de acordo com o conceito descrito. Deste modo, ambas as estações base podem determinar um vetor 25 de pré-codificação para pré-codificar dados a serem transmitidos para um dispositivo sem fio designado para a respectiva estação base através de receber informação de estado do canal (primeira informação de estado do canal) do respectivo dispositivo sem fio designado e receber primeira informação de ganho do canal, um primeiro parâmetro de força do sinal e um primei30 ro parâmetro de força de interferência da outra estação base.

Para isto, a estação base calcula um parâmetro de força do sinal que indica uma força de sinal no dispositivo sem fio designado provocada por si própria e um parâmetro de força de interferência que indica uma força de interferência no outro dispositivo sem fio provocada por si própria e transmite o parâmetro de força do sinal calculado e o parâmetro de força de interferência calculado para a outra estação base.

Em outras palavras, consistente com o texto acima, o método

pode adicionalmente compreender calcular um segundo parâmetro de força do sinal b, que indica uma força de sinal no primeiro dispositivo sem fio provocado pela primeira estação base e calcular um segundo parâmetro de força de interferência a, que indica uma força de interferência no segundo dis10 . positivo sem fio provocado pela primeira estação base. O método pode adicionalmente compreender transmitir o segundo parâmetro de força do sinal bj e o segundo parâmetro de força de interferência a, para a segunda estação base. Deste modo, ambas as estações base podem determinar um vetor de pré-codificação através da maximização de um parâmetro comum de re15 lação de sinal para ruído de interferência, de modo que a taxa de soma obtenível dos dados a ser transmitidos para os dispositivos sem fio pode ser aumentada.

Adicionalmente, com esta abordagem pode ser realizada uma otimização iterativa do vetor de pré-codificação determinado, desde que cada 20 estação base possa calcular um novo parâmetro de força de interferência e um novo parâmetro de força do sinal determinado no vetor de précodificação determinado previamente e transmiti-los para a outra estação base.

Em outras palavras, consistente com o texto acima, o método 25 pode adicionalmente compreender receber um terceiro parâmetro de força do sinal e um terceiro parâmetro de força de interferência a, a partir da segunda estação base. O terceiro parâmetro de força do sinal b, pode ser calculado pela segunda estação base baseado no segundo parâmetro de força do sinal recebido b, e no segundo parâmetro de força de interferência trans30 mitido a,. Adicionalmente, o terceiro parâmetro de força do sinal b, pode indicar uma força de sinal no segundo dispositivo sem fio provocado pela segunda estação sob consideração do segundo parâmetro de força do sinal recebido b, e do segundo parâmetro de força de interferência transmitido a,. O terceiro parâmetro de força de interferência a, pode ser calculado pela segunda estação base baseado no segundo parâmetro de força do sinal transmitido bi e no segundo parâmetro de força de interferência a,. Adicio5 nalmente, o terceiro parâmetro de força de interferência a, pode indicar uma força de interferência no primeiro dispositivo sem fio provocado pela segunda estação base sob consideração do segundo parâmetro de força do sinal transmitido b, e do segundo parâmetro de força de interferência transmitido

a,. Adicionalmente, um novo vetor de pré-codificação pode ser obtido através 10 da maximização do parâmetro comum de relação de sinal para ruído de interferência, que é agora baseado na primeira informação de estado do canal, na primeira informação de ganho do canal, no terceiro parâmetro de força do sinal e no terceiro parâmetro de força de interferência, de modo que o vetor de pré-codificação pode ser otimizado iterativamente.

Deste modo, o parâmetro comum de relação de sinal para ruído

de interferência ainda depende também do primeiro parâmetro de força do sinal e do primeiro parâmetro de força de interferência, desde que o terceiro parâmetro de força do sinal e o terceiro parâmetro de força de interferência sejam calculados baseados no segundo parâmetro de força do sinal e no 20 segundo parâmetro de força de interferência, que são calculados baseados no primeiro parâmetro de força do sinal e no primeiro parâmetro de força de interferência.

Em algumas modalidades de acordo com a invenção o parâmetro comum de relação de sinal para ruído de interferência pode representar 25 uma taxa de soma C do primeiro dispositivo sem fio e do segundo dispositivo sem fio, uma relação comum de sinal para ruído de interferência SINRno primeiro dispositivo sem fio e no segundo dispositivo sem fio ou um limite inferior da relação comum de sinal para ruído de interferência SINRi0W no primeiro dispositivo sem fio e no segundo dispositivo sem fio.

A seguir, é descrito um exemplo detalhado para um método para

determinar um vetor de pré-codificação de acordo com o conceito proposto. As características descritas podem ser usadas juntas ou podem ser usadas independentes umas das outras em combinação com o conceito básico descrito acima. Em conexão com o exemplo detalhado, o conceito proposto também pode ser visto com uma maximização direta da taxa de soma do sistema com cooperação da estação base através da troca de potências de 5 interferência. Algumas das explicações abaixo se referem a um sistema com duas estações base e dois dispositivos sem fio, entretanto a aplicabilidade do conceito proposto não é limitada a tal sistema e também pode ser aplicado a uma quantidade arbitrária de estações base e dispositivos sem fio.

A figura 2 mostra um exemplo geral para uma taxa de soma en10 _ tre duas estações base e dois dispositivos sem fio com uma indicação das potências de sinal S1, S2 (força de sinal) e as potências de interferência 11, 12 (força de interferência) das duas estações base BS1, BS2. A seguir, as potências de sinal S1, S2 e o parâmetro de força do sinal bj podem ser quantidades iguais, as potências de interferência 11, 12 e o parâmetro de força de 15 interferência a, podem ser quantidades iguais e os geradores de feixe b-ι, b2 e o vetores de pré-codificação pi, p2 podem ser quantidades iguais.

É proposta uma maximização direta da função objetivo principal (ver equação 2), assumindo que as BSs podem trocar informação de précodificador (esta suposição será relaxada posteriormente). Para este fim, a equação 2 é reescrita como:

C = Iog2 ((1 + SINRi) (1 + SINR2))

= Iog2 (1 + SINRi + SINR2 + SINRi SINR2)

= Iog2 (1 + SlNR), (6)

onde SINRé o SINR equivalente a um sistema mono-usuário de célula única correspondente que obtém a mesma taxa (por exemplo, um parâmetro comum de sinal para ruído de interferência possível). Uma vez que a função logarítmica é monotônica , maximizar a equação 6 é equivalente a maximizar 25 seu argumento. Portanto, o problema de descobrir os pré-codificadores ótimos (p1, p2)opt pode ser formulado como segue:

(Pi>P2)opt = argmax SINR s.t. pfp{ = Eixi, í = 1,2.

(Pi>P2) (7)

Cada termo de SINR (por exemplo, um possível parâmetro comum de sinal para ruído de interferência) contém expressões de p1 e p2, o que torna a estrutura do problema complicada. Portanto, podem não estar disponíveis expressões de uma forma fechada para os pré-codificadores ótimos. Portanto, uma abordagem de otimização alternativa pode ser seguida para descobrir valores de pré-codificados (sub) ótimos. Assumindo que BS i quer descobrir seu pré-codificador ótimo p, dado o conhecimento do pré-codificador de BS j, Pj. Primeiro, SINRj e SINRj são reescritos como

pf hUhIiPi

SINRi SINRj =

I^PjI2 + ai IfeJjPjl2

PfKhJiPi + a? ’

'i '"JftJin · ~j

e definem escalares aj e b, como

o-i - \hJjPj\2 + <Ti bi = \h]jPj\2. (g)

a, e bj representam a potência de interferência mais ruído presente no receptor i e a potência de sinal útil do receptor j, respectivamente, as quais são conhecidas e fixas para um certo valor de Pj. Usando estas quantidades, a equação 8 pode ser reescrita como:

SINRi = = pfAiPi

CLi

bi 1

SINR1- =

J PYh*jih]iPi + <ή Pi ΒιΡι ’

(10)

onde A, e Bi são as matrizes definidas positivas dadas por:

h* h

Cli

„ hSihJi + i:lu

Jt>i =

onde a igualdade PfPi ~ -^txi que foi usada para obter a expressão para Bi e Im é a matriz de identidade de tamanho M.

Então, é fácil ver que a função objetivo SINRda equação 7 pode ser unicamente escrita em termos do pré-codificador p, como segue: SINR = p

Pj ^iPjPj ^iPi T x ~I~ Pj -n-iVi PfBiPi

pfiAPipfBi + E^-Im + Aijpl

PfBiPi

PfDiPi

(12)

onde a matriz definida positiva Di é definida implicitamente. Isto parece similar a um quociente Rayleigh1 cujo valor de maximização é dado pelo autove. tor generalizado correspondente ao autovetor generalizado máximo (GEV) de matrizes Di e Bi. Entretanto, o próprio Di é uma função de p,, e isto impe5 de o uso da abordagem GEV. A seguir, são propostas duas abordagens que simplificam SINR e fornecem soluções factíveis para o problema à disposição. Ambas as abordagens se relacionam a um limitador inferior da função objetivo (por exemplo, o parâmetro comum de sinal para ruído de interferência). Deve ser observado que

com igualdade se p, é a solução forçando zero, isto permite limite inferior SINR (por exemplo, um possível parâmetro comum de sinal para ruído de interferência) como:

(13)

SINR =

pfAiPiPfBiPj + 1 + PfAiPi

PfBiPi

Pf(^Ai + Etri1M + Ai)P‘

pfBiPi

(14) onde a matriz definida positiva D|0W,i é definida implicitamente. Deve ser observado que esta matriz é independente de p,; portanto, a abordagem GEV pode ser usada para resolver o problema. O problema principal foi mudado

desde que SINRiow - um limite inferior para SINR - é maximizado em vez

de maximizar diretamente SINR. Este limite inferior depende de b,; portanto o mesmo é variável e muda com cada iteração. O p, ótimo pode ser descoberto como o autovetor generalizado que corresponde ao autovetor generalizado máximo Amax das matrizes Diow,i e Bj:

Olowi Pi,opt = ^maxBi Pjj0pt · (15)

Tendo descoberto pi,opt, BS j pode agora usar este valor atualizado para descobrir Pj 0pt usando o mesmo procedimento que acima e isto se repete até a convergência. Os detalhes deste método são listados no Algoritmo a seguir.

Algoritmo 1 Maximização de um limite inferior na taxa de soma

do sistema

Pl ^ Ρΐ,ηοηοοορ» P2 ^ P2,noncoop

Coid <- C{pi,p2) [cf. (2) and (3)] for iter = 1 : maxjnbÃterations do for i = 1,2 do j 4— 3 — i

compute o» = f(Pj), h = f(pj), Ai = /(a*), Bi = /(&*) and ATiowji update Pi [cf. (15)] end for

compute Cnew C(pi,p2) if c^-gOid < e then

break else C0Jd ^ Cnew end if end for

O algoritmo começa com valores iniciais p-i,noncooP e p2,noncooP, que

representam os valores do pré-codificador no caso de ocorrer cooperação; ou seja, cada BS tenta maximizar sua própria taxa de soma independentemente da outra BS. No ciclo principal, são calculados novos valores de pi e p2 de acordo com a abordagem proposta em cada iteração. O algoritmo roda por uma quantidade máxima de max_nb_iterações iterações se a convergência ainda não tiver sido obtida, e variável pode ser determinada de acordo com a precisão de convergência desejada.

__H /I H · ·

O problema com SINR é no termo Pi AiPíP% bíPí, que impede a obtenção de solução analítica conhecida. Na abordagem anterior, este termo foi

limitado inferiormente, transformando-o para um problema avaliado de segunda ordem onde soluções factíveis podem ser obtidas. Deixando p" denotar a solução de pré-codificador obtida após a n-ésima iteração e assumindo que agora se procura por p"+l. Outra forma possível para calcular p"+] deve ser aproximar

H,n+1 a n+1 H,n+1 r. n+1 ~Ά,η Δ n+1 R n+1 Λ ηη+1ΐί,η R n

Pi' Aipi^ Pi BiPi+ OU com Pi AiPiPi ^iPi OU Pi AiPi Pi BiPi Por exemplo, a primeira abordagem é considerada e observe-se que p" é

a γι

dado, isto implica que Ρί ΆίΡί agora é constante. Efetivamente, deve-se agora negligenciar o termo SINRi (ver equações 11 e 12) e resolver o seguinte sub-problema:

piyOI>t = argmax SINRj- + SINRiSINRj- s.t. Pi Pi = EtXi.

Pi '-—v—-'

SINR'

(16)

Deve ser observado que SINR1 (por exemplo, um possível parâmetro comum de sinal para ruído de interferência) é na verdade outro limi

te inferior for SINR. A nova função objetivo pode ser escrita como

SiNR7 = -11^ + 4^

pfBiPi PfBiPi

pf{Aí+ eL· 1M) Pi

PiBiPi

= PfBiPi

PfBiPl 7)

onde o índice de iteração é omitido por simplicidade. Uma vez que D, é definido positivo então Pi opt é dado pelo autovetor generalizado que corresponde ao autovetor máximo de matrizes Dje Bi. Comparando a matriz Diow,i da

abordagem anterior com D,, é visto que a única diferença reside no termo á a

adicional ^ i presente em Diow,i· Em alto SNR (relação sinal para ruído), σΙ 0 e consequentemente, Aow,* Di. portanto é esperado que as duas abordagens produzam soluções similares.

A implementação do algoritmo proposto pode requerer o conhecimento dos ganhos do canal hkiVk = 1, 2 em BS i. Adicionalmente, as quantidades escalares a, e b, têm que estar disponíveis. Estes escalares dependem de Pj (ver equação 9); portanto, os mesmos podem ser calculados em BS j e comunicados de volta para BS i em vez de comunicar diretamente pj, 5 o que leva a uma sobrecarga de sinalização reduzida. Uma diferença básica entre a abordagem proposta e as abordagens do estado da técnica — além da função de otimização escolhida — está na informação que está sendo trocada entre BSs: o estado da técnica troca informação de precificação enquanto a abordagem proposta troca potências de interferência a, Vi (ver e10 . quação 9), assumindo um sistema descentralizado. Em comparação com a abordagem do estado da técnica, é requerida a troca de um escalar adicional — bj — entre BSs1 o que resulta em sobrecarga de sinalização adicional entre as BSs1 mas não é requerido nenhum processamento no receptor (cálculo de preços de interferência). Além disso, os preços de interferência pre15 cisam ser realimentados a partir do lado do receptor para o primeiro lado da BS, o que resulta em sobrecarga adicional entre os receptores e BSs para as abordagens do estado da técnica. Esta sobrecarga reduz a largura de banda disponível para transmissão.

A figura 3 mostra a sinalização requerida para o método proposto. A fase de inicialização começa com símbolos piloto enviados para receptores, os quais enviam seus canais e os enviam de volta (a primeira informação de estado do canal , por exemplo, entrada de livro de código e indicador de qualidade do canal, figura 3 mostra os parâmetros hn, hi2, σι2 derivados pela estação base a partir da informação de estado do canal) para as BSs correspondentes juntamente com sua potências de ruído estimadas (esta suposição será relaxada posteriormente). Então, as BSs trocam informação necessária (por exemplo, informação de ganho de canal hy e ruído σ2) antes de o algoritmo iniciar. Após a convergência, a transmissão de dados pode iniciar. Para um sistema de duas células, a sobrecarga de sinalização total é idêntica (similar). Usando a abordagem do estado da técnica, o escalar de precificação é realimentado para a BS correspondente, que por sua vez comunica o mesmo para a BS interferente, o que resulta em sinalização de 2 valores escalares, como mostrado na figura 15 (negligenciando a sinalização do canal por enquanto). A abordagem proposta troca diretamente os 2 valores escalares a, e b, entre BSs (pode ser assumido com segurança que a densidade de potência de ruído é similar para diferentes receptores no sis5 tema; portanto, nenhuma potência de ruído precisa ser realimentada pelos receptores para as BSs além dos trocados entre BSs). A sinalização dedicada para os canais também é idêntica, como mostrado em ambas as figuras. Deve ser observado que a realimentação de preços de interferência é feita através de enlace por ar, que é menos seguro; portanto, qualquer pequena 10 . imprecisão nos valores realimentados pode ter um grande efeito nas soluções obtidas do estado da técnica. Por outro lado, a troca de escalares usando o método proposto é feita através de enlaces de fibra (onde largura de banda não é um problema) e é mais segura. Esta discussão assume nenhuma quantização: neste caso, seria difícil calcular qual o método que tem 15 menos sinalização uma vez que isto depende dos tamanhos dos livros de código tanto de pré-codificadores como de preços de interferência. Finalmente, como visto nos diagramas, iterações que usam o esquema proposto podem não precisar de qualquer informação de realimentação a partir dos receptores e é trocada apenas informação entre BSs, ao contrário do estado 20 da técnica o método onde a informação de precificação atualizada nr1 e π2 precisa ser realimentada dos receptores em cada iteração. Isto torna o algoritmo proposto adequado para sistemas centralizados, por exemplo.

Como será provado posteriormente nos resultados de simulação, o algoritmo proposto tem uma velocidade de convergência muito rápida. 25 Isto resulta em uma grande redução na potência computacional requerida e é economicamente desejável. Além disso, o algoritmo proposto também é adequado para sistemas descentralizados com canais de variação rápida, porque apenas sinalização limitada é requerida, mantendo em mente que cada iteração requer uma fase de sinalização. Soluções do estado da técni30 ca requerem uma grande quantidade de iterações e então uma grande quantidade de sinalização.

A figura 4 mostra um fluxograma de um método 400 para determinar um vetor de pré-codificação para pré-codificar dados a serem transmitidos para um dispositivo sem fio de acordo com uma modalidade da invenção. Este exemplo é similar ao algoritmo 1 descrito acima e indica a cooperação de duas estações base de acordo com o conceito descrito.

Neste exemplo uma primeira estação base começa calculando

inicialmente um vetor de pré-codificação bi (pi) e calcula um primeiro parâmetro de força do sinali (b,) e um primeiro parâmetro de força de interferência Si (ai) (que é feito pela segunda estação base no exemplo mostrado pela figura 1 e descrito pela descrição correspondente) e os sinaliza para a se10 .. gunda estação base BS2 (que é a primeira estação base mostrada na figura 1). Então a segunda estação base BS2 (a primeira estação base na figura 1) maximiza um parâmetro comum de relação de sinal para ruído de interferência para descobrir um vetor de pré-codificação b2 (p2) ótimo baseada no primeiro parâmetro de força do sinal I1 e o primeiro parâmetro de força de 15 interferência Si. Adicionalmente, a mesma calcula um segundo parâmetro de força do sinal I2 (b,) e um segundo parâmetro de força de interferência S2 (aj) e os sinaliza para a primeira estação base BS1 (a segunda estação base no exemplo da figura 1).

A seguir, a estação base BS1 (a segunda estação base no e20 xemplo da figura 1) maximiza o parâmetro comum de relação de sinal para ruído de interferência baseada no segundo parâmetro de força do sinal I2 e no segundo parâmetro de força de interferência S2 para descobrir um vetor de pré-codificação bi ótimo. Adicionalmente, a mesma calcula um terceiro parâmetro de força do sinal Ii (b,) e um terceiro parâmetro de força de inter25 ferência Si (a,) e os sinaliza para a segunda estação base BS2 (que é a primeira estação base no exemplo da figura 1).

Se o novo vetor de pré-codificação preenche um critério de inter

Cnew ^old ^ ^

rupção pré-definido . crOid ou uma quantidade máxima de iterações

é alcançada, o algoritmo para e os vetores de pré-codificação calculados por último na primeira estação base e na segunda estação base são usados para pré-codificar dados a serem transmitidos para os dispositivos sem fio.

A recepção da primeira informação de estado do canal do dispositivo sem fio na estação base bem como a recepção da primeira informação de ganho do canal não são ilustrados neste algoritmo esquemático, embora estas etapas também sejam executadas.

Usando esta abordagem iterativa, a taxa de soma para transmitir 5 dados para os dispositivos sem fio pode ser otimizada iterativamente sem requerer informação adicional dos dispositivos sem fio (como, por exemplo, os preços de interferência pelos conceitos conhecidos), de modo que a sinalização sem fio necessária pode ser mantida baixa. Entretanto, as taxas sem fio (ou seja, taxas obteníveis de diferentes usuários) são maiores quando 10 . comparadas aos esquemas existentes.

A ilustração do algoritmo na figura 4 é equivalente ao algoritmo ilustrado na figura 3. Apenas os índices são ligeiramente diferentes. Por exemplo, o vetor de pré-codificação é indicado por b, em vez de Pi, o parâmetro de força do sinal (ou parâmetro de potência do sinal) por Si em vez de a, 15 e um parâmetro de força de interferência (ou parâmetro de potência de interferência) por Ij em vez de b,.

Adicionalmente, a figura 5 mostra uma ilustração esquemática de duas células de um sistema de comunicação sem fio com estações base provocando interferência para usuários no limite de célula na outra célula e a 20 sinalização do parâmetro de força de interferência I1, I2 durante a fase de sinalização em cada iteração. Isto é feito através de um enlace por cabo entre as estações base, de modo que a comunicação de enlace por ar pode ser reduzida.

A mesma ilustra o novo esquema de sinalização que pode habilitar as estações base para calcular a potência de interferência I autoprovocada. Deste modo, as estações base podem ser capazes de maximizar C cooperativamente através da troca de potência de interferência:

C = Iog (1 + SINR1) + Iog (1 + SINR2) = f (I1, I2).

Correspondendo ao algoritmo mostrado na figura 4 e a ilustração esquemática do cenário de 2 células na figura 5, a figura 6 mostra uma ilustração esquemática (diagrama de sinalização) dos canais e dos dados a serem trocados entre duas estações base e dois dispositivos sem fio, quando usando o conceito proposto. Através de inicialmente sinalizar a informação de estado do canal a partir dos dispositivos sem fio para as estações base, as estações base podem calcular informação de ganho de canal para os diferentes canais entre as estações base e os dispositivos sem fio. Depois, 5 durante a fase de sinalização em cada iteração, apenas um enlace por cabo entre as estações base pode ser requerido, de modo que a (necessária) comunicação por enlace por ar (dados) pode ser reduzida em cada iteração.

Resultados de simulação têm a média calculada sobre 5000 realizações de canal (IID) independente e identicamente distribuídas com média . Oe matriz de covariância I tanto para enlace direto como interferente. Isto

captura a performance no limite da célula, onde um usuário sofre com interferência tão forte quanto o sinal útil. A potência de transmissão Etii foi ajustada para 1, V/. M = 2 antenas foram empregadas em cada BS. A figura 7 compara ambas as abordagens propostas (limite inferior), onde abordagens

se referem ao método com SINR e se refere ao método com SINR', respectivamente. O método que maximiza um limite inferior executa ligeiramente melhor em baixo SNR, com ambos os métodos entregando soluções similares conforme o SNR aumenta, como esperado. Uma das abordagens de limite inferior é usada nas simulações subsequentes. A figura 8 compara a 20 abordagem proposta com a abordagem de precificação distribuída. Para baixo SNR, a abordagem de precificação distribuída executa ligeiramente melhor. A abordagem proposta supera a abordagem distribuída começando com um SNR ~ 12 dB. A abordagem proposta obtém ganhos significativos de eficiência espectral (e subsequentemente taxa) com o aumento do SNR. 25 A figura 9 mostra a quantidade de iterações requerida pela abor

dagem proposta e a abordagem de precificação distribuída para alcançar convergência. Como visto a partir do gráfico, o esquema proposto converge mais ou menos diretamente após a primeira iteração, visto que as iterações subsequentes fornecem apenas melhorias desprezíveis. A abordagem de 30 precificação distribuída requer uma maior quantidade de iterações para convergir. Isto é devido ao fato de que o esquema proposto neste exemplo maximiza diretamente um limite inferior na soma das taxas de usuário de limite de célula, enquanto a abordagem distribuída maximiza diferentes funções objetivo separadamente e isto torna a convergência mais lenta.

A figura 10 mostra um diagrama de blocos de um aparelho 1000 para determinar um vetor de pré-codificação Pi opt para pré-codificar dados a serem transmitidos para um dispositivo sem fio em um sistema de comunicação sem fio de acordo com uma modalidade da invenção.

O aparelho 1000 compreende receptor sem fio 1010, um receptor por cabo 1020 e um processador 1030. O receptor sem fio 1010 e o receptor por cabo 1020 são conectados ao processador 1030. O receptor sem 10 fio 1010 é configurado para receber a primeira informação de estado do canal 1002 de um canal entre um primeiro dispositivo sem fio e uma primeira estação base em um sistema de comunicação sem fio. A primeira informação de estado do canal 1002 é recebida pela primeira estação base a partir do primeiro dispositivo sem fio. O receptor por cabo 1020 é configurado para 15 receber a primeira informação de ganho do canal h2i de um canal entre o segundo dispositivo sem fio e a primeira estação base. A primeira informação de ganho do canal h2i é recebida a partir da segunda estação base. Adicionalmente, o receptor por cabo 1020 é configurado para receber um primeiro parâmetro de força do sinal b, a partir da segunda estação base que 20 indica uma força de sinal no segundo dispositivo sem fio provocado pela segunda estação base. O receptor por cabo 1020 é adicionalmente configurado para receber um primeiro parâmetro de força de interferência a, a partir da segunda estação base que indica uma força de interferência no primeiro dispositivo sem fio provocado pela segunda estação base. O processador 25 1030 é configurado para obter um vetor de pré-codificação Pii0pt para précodificar dados a serem transmitidos para o primeiro dispositivo sem fio através da maximização de um parâmetro comum de relação de sinal para ruído

de interferência C, SINR, SINRiow, SINR'. O parâmetro comum de relação de sinal para ruído de interferência depende de uma relação de sinal para ruído de interferência no primeiro dispositivo sem fio e uma relação de sinal para ruído de interferência no segundo dispositivo sem fio e é baseado em uma primeira informação de estado do canal 1002, a primeira informação de ganho do canal h2i, o primeiro parâmetro de força do sinal b, e o primeiro parâmetro de força de interferência a,.

O aparelho 1000 ou os componentes do aparelho 1000 podem compreender uma ou mais características ou unidades adicionais que realizam um ou mais aspectos do conceito descrito acima.

Por exemplo, o aparelho 1000 pode compreender um précodificador para pré-codificar dados a serem transmitidos para o dispositivo sem fio. Adicionalmente, o aparelho 1000 pode compreender um transmissor para transmitir os dados pré-codificados para o dispositivo sem fio.

O receptor sem fio 1010, o receptor por cabo 1020, o processa

dor 1030 e / ou outras unidades opcionais do aparelho 1000 podem ser unidades de hardware independentes hardware ou parte de um computador, um micro-controlador ou um processador de sinal digital bem como um programa de computador ou um produto de software para rodar em um computador, um micro-controlador ou processador de sinal digital.

Algumas modalidades da invenção se referem a uma estação base que compreende um aparelho para determinar um vetor de pré-codificação como descrito acima. Para isto, a unidade de receptor sem fio já existente, a unidade de receptor por cabo e o processador da estação base 20 podem ser usados. Adicionalmente, o pré-codificador e / ou o transmissor da estação base podem ser usados.

Implementar o conceito descrito em uma pluralidade de estações base pode habilitar uma otimização cooperativa dos vetores de précodificação usados nas diferentes estações base para obter uma taxa de soma máxima para a pluralidade de estações base e os dispositivos sem fio atendidos.

Algumas modalidades da invenção se referem a uma maximização de taxa cooperativa baseada na troca de (interferência) potências de estação base. O novo método pode ser baseado em uma otimização da so30 ma de taxas de usuário de limite de célula para o cenário de duas células assumindo cooperação de estação base. As BSs cooperam para maximizar a taxa total, com os métodos egoístas do estado da técnica onde cada BS maximiza egoisticamente sua própria taxa. A taxa total é primeiro formulada em termos das estações base geradoras de feixe e os geradores de feixe ótimos são descobertos iterativamente como segue. Em cada iteração, um gerador de feixe (dito gerador de feixe de BS1) é otimizado para maximizar 5 um limite inferior na taxa total dado o conhecimento do outro gerador de feixe que é trocado (dita BS2). De fato, o conhecimento de gerador de feixe não é requerido uma vez que apenas níveis de potência precisam ser trocados. Então, a BS2 a informação de nível de potência atualizada comunicada pela BS 1 para calcular seu próprio gerador de feixe. Isto se repete até a 10 . convergência. Comparada com a abordagem distribuída, pode ser necessário que um escalar adicional seja comunicado a cada uma das outras BSs. Entretanto, usando os métodos do estado da técnica, os preços de interferência precisam ser primeiro realimentados a partir dos receptores para as BSs correspondentes através do enlace por ar. O enlace por ar é menos se15 guro; portanto, quaisquer imprecisões menores nos preços de interferência realimentados podem ter um grande efeito nas soluções do estado da técnica obtidas. Isto também reduz a largura de banda para transmissão de dados no enlace por ar para transmissão de dados. Alguns dos exemplos descritos antes são baseados em um cenário de múltiplas entradas única saída 20 (MISO); entretanto, a extensão para cenários MIMO é simples. Além disso, a extensão para cenários multi-células é possível, por exemplo, através da seleção cuidadosa de subconjuntos de duas células no sistema, ou no contexto de CoMP intralocal onde a cooperação é baseada em um cenário de 3 células.

Por exemplo, o método proposto obtém taxas mais altas para

usuários no limite de célula em amplitudes de SNR de médias para altas. A convergência rápida do esquema proposto resulta em menos potência computacional, o que é desejável economicamente. O esquema proposto requer menos sinalização entre BSs e receptores à custa de leve sinalização adi30 cional entre as BSs. O mesmo não requer processamento no lado receptor; portanto, podem ser usados receptores simples. Além disso, o algoritmo proposto também é bem adaptado para sistemas descentralizados com canais de variação rápida, porque apenas sinalização limitada é requerida, mantendo em mente que cada nova iteração requer nova sinalização.

Em outras palavras, um novo método iterativo é proposto a fim de alcançar taxas mais altas em redes celulares, a saber para usuários no 5 limite de célula que sofrem alta interferência. A abordagem proposta tenta mitigar interferência implicitamente através da maximização da taxa combinada total destes usuários; portanto, a mesma é uma abordagem cooperativa. Os métodos do estado da técnica atuais tentam suprimir interferência diretamente ou maximizar taxas separadamente para cada usuário; estas 10 „ abordagens são chamadas egoístas. Por exemplo, O novo método é um esquema coordenado multipontos (CoMP) onde as estações base trocam informação de potência de interferência iterativamente, ao contrário de outros métodos onde é trocada informação de precificação calculada no lado receptor (informação limitada sobre a quantidade de interferência produzida por 15 cada estação base). Não acontece nenhum processo de junção: ou seja, as estações base (BSs) cooperam apenas para descobrir seus geradores de feixe ótimos, mas as mesmas transmitem independentemente, cada uma para sua célula correspondente.

Por exemplo, o método propõe taxas mais altas para usuários no limite de célula em relações sinal para ruído (SNRs) de médias para altas. O método proposto requer menos sinalização entre receptores e BSs, à custa de uma leve sinalização adicional entre as BSs. A sinalização entre receptores e BSs é feita através de enlaces por ar e isto reduz a largura de banda para a transmissão de dados. Além disso, o enlace por pode ser não seguro. Por outro lado, a sinalização entre BSs é feita através do enlace de recurso de retorno (fibra), onde largura de banda não é um problema e a sinalização é muito mais confiável. Além disso, o esquema proposto não requer processamento do lado receptor (cálculo de informação de precificação). A convergência rápida do esquema proposto resulta em menos potência computacional total. Menos potência computacional resulta em menores despesas operacionais na estação base e é desejável economicamente. Taxas mais altas nos limites de células resultam em aumentos de vendas, e no caso de não serem desejadas taxas mais altas, as mesmas taxas podem ser obtidas com menor potência de transmissão, o que novamente economiza despesas de energia nas BSs. O algoritmo proposto é aplicável a sistemas centralizados bem como descentralizados. Além disso, o algoritmo proposto é bem adap5 tado para sistemas descentralizados com canais de variação rápida, porque apenas sinalização limitada é requerida, mantendo em mente que cada nova iteração requer nova sinalização. Soluções do estado da técnica requerem uma grande quantidade de iterações e portanto uma grande quantidade de sinalização.

. O conceito descrito pode ser no campo de comunicação sem fio,

tecnologia de transmissão, redes de transmissão CoMP (transmissão multiponto coordenada) e / ou celular e pode ser pode ser aplicável a sistemas celulares multiusuário de múltiplas entradas e múltiplas saídas (MIMO).

É proposto um novo método para maximizar a taxa de usuários no limite de célula baseado na cooperação de estações base. Interferência inter-células (ICI) é um gargalo do sistema que impacta severamente a performance do sistema — especialmente para usuários no limite de célula — e isto resulta em taxas obteníveis mais baixas. Existem muitos métodos na literatura que tentam mitigar interferência usando diferentes abordagens: alguns tentam, suprimir interferência diretamente enquanto outros maximizam taxas separada mente para cada usuário, sendo portanto abordagens egoístas. O esquema proposto tenta implicitamente mitigar interferência através da maximização da taxa combinada total dos usuários no limite; portanto, a mesma é uma abordagem cooperativa. Um cenário de múltiplas entradas única saída (MISO) com células de usuário único é considerado, onde as estações base (BS) alternativamente trocam informação de potência de interferência a fim de maximizar um limite inferior na taxa total. Resultados numéricos mostram melhorias de performance para relações sinal para ruído (SNR) médias e altas sobre os métodos do estado da técnica. Além disso, o esquema proposto tem uma taxa de convergência rápida que o torna ainda mais atrativo para sistemas que variam no tempo onde apenas uma quantidade limitada de iterações pode ser concedida. Em outras palavras, o conceito proposto fornece, por exemplo, um algoritmo com conversões rápidas, baixos requisitos de potência de computação e baixa complexidade computacional, menos processamento no lado receptor, comunicação reduzida no enlace por ar, boa adaptação a sis5 temas de variação rápida e / ou também uma neutralização para a complexidade aumentada pelo limite inferior C (taxa de soma).

Comparado a conceitos conhecidos, o esquema proposto pode requerer mais sinalização entre as estações base (através de enlace de recurso de retorno), mas significativamente menos sinalização entre estações 10 . base e receptores (através de enlace pelo ar) e menos ou nenhum processamento no receptor. Adicionalmente, o conceito proposto pode compreender uma alta velocidade de convergência, requer baixo esforço computacional e compreende boa adaptação a cenários de variação rápida comparado a conceitos conhecidos.

As taxas aumentadas de limite de célula devido ao conceito pro

posto podem provocar aumento nas vendas. Adicionalmente, o baixo esforço computacional pode resultar em menores gastos operacionais nas estações base.

Com conceitos conhecidos, a taxa total do sistema não pode ser 20 otimizada pela concepção de junção de geração de feixe das estações base cooperativas. Em outras palavras, os métodos conhecidos não otimizam a taxa total do sistema, em comparação, o método proposto pode otimizar iterativamente a taxa total do sistema sujeito a medidas de potência (por exemplo, força de sinal e força de interferência) a partir das células vizinhas 25 (estações base vizinhas). As potências podem ser medidas na estação base e trocadas pelo recurso de retorno (por iteração, pode não ser necessária nenhuma sinalização sobre o enlace pelo ar). Este conceito pode proporcionar um método para maximizar a taxa total do sistema em uma forma de sinalização eficiente.

As abordagens conhecidas são egoístas (sujeitas a penalida

des). Em comparação, o método proposto pode enfrentar o problema com uma nova abordagem altruística (cooperativa). Cada estação base tenta maximizar a taxa total (taxa de soma ou de ambos os usuários) de uma vez.

Pode ser uma meta descobrir ótimos geradores de feixe (vetores de pré-codificação) que maximizem a taxa total (por exemplo, figura 2).

Dados S2 e I2, a estação base 1 BS1 pode descobrir um gerador 5 de feixe ótimo bi que maximize C, por exemplo. Isto é feito de forma similar para uma estação base BS2. Uma vez que os geradores de feixe (e portanto quantidades Sei) não são conhecidas, o algoritmo pode iniciar com geradores de feixe iniciais e iterar até a convergência. A complexidade aumentada pode ser reduzida pelo limite inferior C (a taxa de soma).

. Algumas modalidades de acordo com a invenção se referem a

um método visando maximizar as taxas de usuários no limite de célula em redes celulares sem fio resolvendo um problema de maximização da taxa total assumindo a cooperação de estações base.

Opcionalmente, o método pode adicionalmente compreender um procedimento iterativo baseado na troca de (interferência) potências entre a estação base a fim de calcular os vetores de formação de feixe ótimos.

De acordo com outro aspecto, o procedimento de iteração é executada de uma forma distribuída pelas as estações base, o que requer sinalização pelo recurso de retorno que conecta as estações base.

De acordo com outro aspecto, em cada iteração é maximizado

um limite inferior da taxa total dos usuários de limite de célula em vez da taxa exata.

Embora alguns aspectos do conceito descrito tenham sido descritos no contexto de um aparelho, está claro que estes aspectos também 25 representam uma descrição do método correspondente, onde um bloco ou dispositivo corresponde a uma etapa do método ou uma característica de uma etapa do método. Analogamente, aspectos descritos no contexto de uma etapa do método também representam uma descrição de um bloco ou item ou característica correspondente de um aparelho correspondente.

Dependendo de certos requisitos de implementação, modalida

des da invenção podem ser implementadas em hardware ou em software. A implementação pode ser executada usando um meio de armazenamento digital, por exemplo um disco flexível, um DVD, um Blue-Ray, um CD, um ROM, uma PROM, uma EPROM, uma EEPROM ou uma memória FLASH, contendo sinais de controle legíveis eletronicamente armazenados no mesmo, os quais cooperam (ou são capazes de cooperar) com um sistema de 5 computador programável de modo que o respectivo método é executado. Portanto, o meio de armazenamento digital pode ser legível por computador.

Algumas modalidades de acordo com a invenção compreendem uma portadora de dados contendo sinais de controle legíveis eletronicamente, os quais são capazes de cooperar com um sistema de computador pro. gramável, de modo que um dos métodos descritos neste documento seja executado.

Geralmente, modalidades da presente invenção podem ser implementadas como um produto de programa de computador com um código de programa, em que o código de programa é operacional para executar um 15 dos métodos quando o produto de programa de computador roda em um computador. O código de programa pode, por exemplo, ser armazenado em uma portadora legível por máquina.

Outras modalidades compreendem o programa de computador para executar um dos métodos descritos neste documento, armazenados em uma portadora legível por máquina.

Em outras palavras, uma modalidade do método inventivo é, portanto, um programa de computador que tem um código para executar um dos métodos descritos neste documento, quando o programa de computador roda em um computador.

Uma modalidade adicional dos métodos inventivos é, portanto,

uma portadora de dados (ou um meio de armazenamento digital, ou um meio legível por computador) que compreende, gravado no mesmo, o programa de computador para executar um dos métodos descritos neste documento.

Uma modalidade adicional do método inventivo é, portanto, um

fluxo de dados ou uma seqüência de sinais que representa o programa de computador para executar um dos métodos descritos neste documento. O fluxo de dados ou a seqüência de sinais pode por exemplo ser configurado para ser transmitido através de uma conexão de comunicação de dados, por exemplo através da Internet.

Uma modalidade adicional compreende um meio de processamento, por exemplo um computador, ou um dispositivo de lógica programável, configurado ou adaptado para executar os métodos descritos neste documento.

Uma modalidade adicional compreende que tem instalado nele o programa de computador para executar um dos métodos descritos neste . documento.

Em algumas modalidades, um dispositivo de lógica programável (por exemplo um arranjo de portas programáveis no campo) pode ser usado para executar algumas ou todas as funcionalidades dos métodos descritos neste documento. Em algumas modalidades, um arranjo de portas progra15 máveis no campo pode cooperar com um microprocessador a fim de executar um dos métodos descritos neste documento. Geralmente, os métodos são executados preferencialmente por qualquer aparelho de hardware.

As modalidades descritas acima são meramente ilustrativas para os princípios da presente invenção. É entendido que modificações e varia20 ções dos arranjos e detalhes descritos neste documento ficarão aparentes para indivíduos versados na técnica. Portanto, é entendido ser limitado apenas pelo escopo das reivindicações iminentes e não pelos detalhes específicos apresentados a título de descrição e explicação das modalidades neste documento.

Claims

1. Método (100) para determinar um vetor de pré-codificação (Pí.opt) para pré-codificar dados a serem transmitidos para um dispositivo sem fio em um sistema de comunicação sem fio, que compreende: receber (110) primeira informação de estado do canal de um canal entre um primeiro dispositivo sem fio e uma primeira estação base no sistema de comunicação sem fio, em que a primeira informação de estado do canal é recebida pela primeira estação base a partir do primeiro dispositivo sem fio; receber (120) primeira informação de ganho do canal (h21) a partir de um canal entre um segundo dispositivo sem fio e a primeira estação base, em que a primeira informação de ganho do canal (h21) é recebida da segunda estação base; receber (130) um primeiro parâmetro de força do sinal (b,) a partir da segunda estação base que indica uma força de sinal no segundo dispositivo sem fio provocado pela segunda estação base; receber (140) um primeiro parâmetro de força de interferência (aj) a partir da segunda estação base que indica uma força de interferência no primeiro dispositivo sem fio provocado pela segunda estação base; e maximizar (150) um parâmetro comum de relação de sinal para ruído de interferência (C, SINR, SINRi0W , SINR') para obter um vetor de précodificação (Pi.opt) para pré-codificar dados a serem transmitidos para o primeiro dispositivo sem fio, em que o parâmetro comum de relação de sinal para ruído de interferência (C, SINR, SINRiow , SINR') depende de uma relação de sinal para ruído de interferência (SINRi) no primeiro dispositivo sem fio e uma relação de sinal para ruído de interferência (SINR2) no segundo dispositivo sem fio e é baseado em uma primeira informação de estado do canal, na primeira informação de ganho do canal (h21), no primeiro parâmetro de força do sinal (b,) e no primeiro parâmetro de força de interferência 30 (ai).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, que compreende adicionalmente: receber segunda informação de estado do canal de um canal entre o primeiro dispositivo sem fio e a segunda estação base no sistema de comunicação sem fio, em que a segunda informação de estado do canal é recebida pela primeira estação base a partir do primeiro dispositivo sem fio; calcular a segunda informação de ganho de canal (h12) do canal entre o primeiro dispositivo sem fio e a segunda estação base baseado na segunda informação de estado do canal; e transmitir a segunda informação de ganho de canal (hi2) para a segunda estação base.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, em que a primeira informação de estado do canal e a segunda informação de estado do canal são recebidas através de um canal sem fio a partir do primeiro dispositivo sem fio, em que a primeira informação de ganho do canal (h2i), o primeiro parâmetro de força do sinal (b,) e o primeiro parâmetro de força de interferência (a,) são recebidos através de um canal sem fio a partir da segunda estação base.

4. Método, de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, que compreende adicionalmente: calcular o segundo parâmetro de força do sinal (b,) que indica uma força de sinal no primeiro dispositivo sem fio provocado pela primeira estação base; calcular o segundo parâmetro de força de interferência (a,) que indica uma força de interferência no segundo dispositivo sem fio provocado pela primeira estação base; e transmitir o segundo parâmetro de força do sinal (b,) e o segundo parâmetro de força de interferência (aj) para a segunda estação base.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, que compreende adicionalmente: receber um terceiro parâmetro de força do sinal (b,) a partir da segunda estação base, em que o terceiro parâmetro de força do sinal (b,) é calculado pela segunda estação base baseado no segundo parâmetro de força do sinal transmitido (b,) e no segundo parâmetro de força de interferência transmitido (a,), em que o terceiro parâmetro de força do sinal (b,) indica uma força de sinal no segundo dispositivo sem fio provocado pela segunda estação base sob consideração do segundo parâmetro de força do sinal transmitido (b,) e do segundo parâmetro de força de interferência transmitido (ai); receber um terceiro parâmetro de força de interferência (a,) a partir da segunda estação base, em que o terceiro parâmetro de força de interferência (a,) é calculado pela segunda estação base baseado no segundo parâmetro de força do sinal transmitido (bi) e no segundo parâmetro de força de interferência (aj), em que o terceiro parâmetro de força de interferência (a,) indica uma força de interferência no primeiro dispositivo sem fio provocado pela segunda estação base sob consideração do segundo parâmetro de força do sinal transmitido (b,) e do segundo parâmetro de força de interferência transmitido (a,); e maximizar o parâmetro comum de relação de sinal para ruído de interferência (C, SINR, SINRi0W , SINR') para obter um novo vetor de précodificação (Pi.opt), em que o parâmetro comum de relação de sinal para ruído de interferência (C, SINR, SINRiow , SINR') é baseado em uma primeira informação de estado do canal , na primeira informação de ganho do canal (h2i), no terceiro parâmetro de força do sinal (bi) e no terceiro parâmetro de força de interferência (a,), de modo que o vetor de pré-codificação (Pi,0pt) é otimizado iterativamente.

6. Método, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, em que o parâmetro comum de relação de sinal para ruído de interferência (C, SINR, SINRiow, SINR') representa uma taxa de soma (C) do primeiro dispositivo sem fio e do segundo dispositivo sem fio, uma relação comum de sinal para ruído de interferência (SINR) no primeiro dispositivo sem fio e no segundo dispositivo sem fio ou um limite inferior de uma relação comum de sinal para ruído de interferência (SINRiow) no primeiro dispositivo sem fio e no segundo dispositivo sem fio.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, em que a relação comum de sinal para ruído de interferência (SINR) é definida por SINR = SINR1 + SINR2 + SINR1SINR2 em que SINR1 é uma relação de sinal para ruído de interferência no primeiro dispositivo sem fio e SINR2 é uma relação de sinal para ruído de interferência no segundo dispositivo sem fio.

8. Método, de acordo com a reivindicação 6, em que o limite inferior da relação comum de sinal para ruído de interferência (SINRiow) é definida por <formula>formula see original document page 38</formula> com <formula>formula see original document page 38</formula> e j <formula>formula see original document page 38</formula> em que SINR é uma relação comum de sinal para ruído de interferência, índices i e j são iguais a 1 ou 2 com i sendo não igual a j, p,, Pj são vetores de pré-codificação da primeira estação base ou da segunda estação base, hn, hy, hji e hjj são informações de ganho de canal de um canal entre uma estação base e um dispositivo sem fio, σf é a potência do ruído, Im é a matriz identidade de tamanho M, Eu. é a potência de transmissão, a, é um parâmetro de força de interferência e b, é um parâmetro de força do sinal.

9. Método, de acordo com a reivindicação 6, em que o limite inferior da relação comum sinal para interferência (SINR') é definida por com <formula>formula see original document page 39</formula> em que SINR'é uma relação comum de sinal para ruído de interferência, os índices i e j são iguais a 1 ou 2 com i sendo não igual a j, p,, Pj são vetores de pré-codificação da primeira estação base ou da segunda estação base, hn, hjj, hjj e hjj são informações de ganho de canal de um canal entre uma estação base e um dispositivo sem fio, af é a potência do ruído, Im é a matriz identidade de tamanho M, is é a potência de transmissão, a, é um parâmetro de força de interferência e b, é um parâmetro de força do sinal.

10. Método, de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, em que o primeiro parâmetro de força do sinal (b,) é definido por <formula>formula see original document page 39</formula> em que os índices i e j são iguais a 1 ou 2 com i sendo não igual a j, Pj são vetores de pré-codificação da primeira estação base ou da segunda estação base e hjj são informações de ganho de canal de um canal entre uma estação base e um dispositivo sem fio.

11. Método, de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, em que o primeiro parâmetro de força de interferência (a,) é definido por <formula>formula see original document page 40</formula> em que os índices i e j são iguais a 1 ou 2 com i sendo não igual a j, Pj são vetores de pré-codificação da primeira estação base ou da segunda estação base e hjj são informações de ganho de canal de um canal entre uma estação base e um dispositivo sem fio e af é a potência de ruído.

12. Método, de acordo com uma das reivindicações 1 a 11, em que a maximização é feita resolvendo um problema de vetor de autovetor . generalizado, em que o vetor de pré-codificação (Pi,opt) para pré-codificar dados é o autovetor que corresponde ao autovetor generalizado máximo (Amax) ' de matrizes (DiowJj B,) dependendo da primeira informação de estado do canal, da primeira informação de ganho do canal (h2i), do primeiro parâmetro de força do sinal (b,) e do primeiro parâmetro de força de interferência (a,).

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, em que o problema de autovetor generalizado a ser resolvido é <formula>formula see original document page 40</formula> em que D|0W,i é definido por <formula>formula see original document page 40</formula> com <formula>formula see original document page 40</formula> <formula>formula see original document page 41</formula> em que SINR é uma relação comum de sinal para ruído de interferência, os índices i e j são iguais a 1 ou 2 com i sendo não igual a j, p,·, Pj são vetores de pré-codificação da primeira estação base ou da segunda estação base, hn, hjj, hjj e hjj são informações de ganho de canal de um canal entre uma estação base e um dispositivo sem fio, af é a potência do ruído, Im é a matriz identidade de tamanho M, Ebi é a potência de transmissão, aj é um parâmetro de força de interferência e bi é um parâmetro de força do sinal.

14. Aparelho (1000) para determinar um vetor de pré-codificação (Pi.opt) para pré-codificar dados a serem transmitidos para um dispositivo sem fio em um sistema de comunicação sem fio, em que o aparelho compreende: um receptor sem fio (1010) configurado para receber a primeira informação de estado do canal de um canal entre um primeiro dispositivo sem fio e uma primeira estação base no sistema de comunicação sem fio, em que a primeira informação de estado do canal é recebida pela primeira estação base a partir do primeiro dispositivo sem fio; um receptor por cabo (1020) configurado para receber a primeira informação de ganho do canal (h2i) de um canal entre o segundo dispositivo sem fio e a primeira estação base, em que a primeira informação de ganho do canal (h2i) é recebida a partir da segunda estação base, em que o receptor por cabo (1020) é configurado para receber um primeiro parâmetro de força do sinal(bj) a partir da segunda estação base que indica uma força de sinal no segundo dispositivo sem fio provocado pela segunda estação base, em que o receptor por cabo (1020) é adicionalmente configurado para receber um primeiro parâmetro de força de interferência (ai) a partir da segunda estação base que indica uma força de interferência no primeiro dispositivo sem fio provocado pela segunda estação base; e um processador (1030) configurado para obter um vetor de précodificação (Pi.opt) para pré-codificar dados a serem transmitidos para o primeiro dispositivo sem fio através da maximização um parâmetro comum de relação de sinal para ruído de interferência (C, SINR, SINRiow , SINR'), em que o parâmetro comum de relação de sinal para ruído de interferência (C, SINR, SINRiow , SINR') depende de uma relação de sinal para ruído de interferência no primeiro dispositivo sem fio e uma relação de sinal para ruído de interferência no segundo dispositivo sem fio e é baseado em uma primeira informação de estado do canal , na primeira informação de ganho do canal (h2i), no primeiro parâmetro de força do sinal (b,) e no primeiro parâmetro de força de interferência (aj).

15. Programa de computador com um código de programa para executar o método, como definido em uma das reivindicações 1 a 13, quan, do o programa de computador roda em um computador ou um microcontrolador.