ES2663273T3 - Método para transmitir datos en un sistema de múltiples antenas - Google Patents
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Abstract
Un método para transmitir una señal en un sistema de múltiples antenas, el método realizado por un transmisor que comprende: precodificar la señal en base a un libro de códigos, el libro de códigos que comprende las primeras matrices de precodificación W(i), en el que la precodificación se obtiene calculando Y(i) >= W(i) X(i), en la que X(i) es un vector de columna de símbolos introducidos en la trayectoria de cada antena e Y(i) es un vector de columna de símbolos precodificados enviados a cada antena; y transmitir la señal precodificada usando un recurso de radio, en el que cada una de las primeras matrices de precodificación W(i) está configurada en forma de una matriz, **Fórmula** que es una de y , W0(i) indica una segunda matriz de precodificación, e i indica un índice para el recurso de radio, caracterizado por que: las primeras matrices de precodificación se aplican a dos agrupaciones de antenas que tienen el mismo número de antenas y el mismo número de capas, cada una de las segundas matrices de precodificación tiene 4 filas, que es igual que el número de antenas de la agrupación de antenas, y un número de columnas igual al número de capas.
Description
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DESCRIPCION
Método para transmitir datos en un sistema de múltiples antenas Campo técnico
La presente invención se refiere a comunicación inalámbrica, y más específicamente a un método de envío de datos usando múltiples antenas.
Antecedentes de la técnica
Un Múltiples Entradas Múltiples Salidas (MIMO) ha estado recientemente en el punto de mira con el fin de maximizar el rendimiento y la capacidad de comunicación de un sistema de comunicación inalámbrica. La tecnología MIMO es un método que se separa de la tecnología que usa una antena de transmisión y una antena de recepción y puede mejorar la eficiencia de transmisión de los datos de transmisión/recepción adoptando múltiples antenas de transmisión y múltiples antenas de recepción. Un sistema MIMO también se denomina sistema de múltiples antenas. La tecnología MIMO es la aplicación de una tecnología para recopilar y completar fragmentos de datos recibidos por varias antenas sin ser dependiente de una única trayectoria de antena con el fin de recibir un mensaje entero. En consecuencia, la tasa de transferencia de datos se puede mejorar en un intervalo específico o se puede aumentar el intervalo de un sistema para una tasa de transferencia de datos específica.
La tecnología MIMO incluye una diversidad de transmisión, multiplexación espacial, conformación de haz, etc. La diversidad de transmisión es una tecnología para enviar los mismos datos a través de múltiples antenas de transmisión con el fin de aumentar la fiabilidad de la transmisión. La multiplexación espacial es una tecnología para enviar datos a alta velocidad sin aumentar el ancho de banda de un sistema enviando datos diferentes a través de múltiples antenas de transmisión al mismo tiempo. La conformación del haces se usa para aumentar la Relación Señal a Interferencia más Ruido (SINR) de una señal aplicando una ponderación según un estado de canal en múltiples antenas. La ponderación se puede representar mediante un vector de ponderación o una matriz de ponderación y se denomina vector de precodificación o matriz de precodificación.
La multiplexación espacial incluye multiplexación espacial para un único usuario y multiplexación espacial para múltiples usuarios. La multiplexación espacial para un único usuario se denomina MIMO de Usuario Único (SU- MIMO) y la multiplexación espacial para múltiples usuarios se denomina Acceso Múltiple por División Espacial (SDMA) o MIMO Multiusuario (MU-MIMO). La capacidad de un canal MIMO se aumenta en proporción al número de antenas. Un canal MIMO se puede dividir en canales independientes. Suponiendo que el número de antenas de transmisión es Nt y el número de antenas de recepción es Nr, el número de canales independientes Ni es Ni < min {Nt, Nr}. Cada uno de los canales independientes se puede decir que es una capa espacial. Un rango es el número de valores propios distintos de cero de una matriz de canal MIMO y se puede definir como el número de flujos espaciales que se pueden multiplexar.
La tecnología MIMO incluye un esquema de precodificación basado en el libro de códigos. El esquema de precodificación basado en el libro de códigos es un método de selección de una matriz de precodificación que es la más similar a un canal MIMO, de entre matrices de precodificación predeterminadas, y de envío de un Índice de Matriz de Precodificación (PMI). Este método puede reducir la sobrecarga de datos de realimentación. Un libro de códigos consiste en conjuntos de libros de códigos que pueden representar canales espaciales. Con el fin de aumentar la tasa de transferencia de datos, ha de ser aumentado el número de antenas. Con un aumento del número de antenas, un libro de códigos tiene que consistir en un mayor número de conjuntos de libros de códigos. Si el número de conjuntos de libros de códigos aumenta según el número de antenas aumentado, no solamente se puede aumentar la sobrecarga de datos de retroalimentación, sino que también hay una dificultad en el diseño del libro de códigos.
El documento TS 36.211 V.1.2.0 del 3GPP titulado “3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Physical Channels and Modulation (Release 8)” describe los canales físicos para UTRA evolucionado. En este contexto, se definen, entre otras cosas, las matrices de precodificación.
El documento WO 2006/049417 A1 describe un método de transmisión de una matriz de precodificación en un sistema MIMO. En el sistema, un extremo de recepción determina la información de realimentación calculando cada submatriz diagonal de la matriz de precodificación. Aquí, la matriz de precodificación incluye una pluralidad de submatrices dispuestas en un formato diagonal de bloques. A partir de entonces, el extremo de recepción transmite la información de realimentación de cada submatriz calculada.
Hay una necesidad de un método al cual se puede aplicar eficientemente un esquema de precodificación basado en el libro de códigos en un sistema de múltiples antenas que tiene un número aumentado de antenas en comparación con el número de antenas existente.
Descripción
Problema técnico
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Un objetivo a ser alcanzado por la presente invención es proporcionar un método capaz de aplicar eficientemente un esquema de precodificación basado en el libro de códigos a múltiples antenas aumentadas.
Solución técnica
Se presentan un método según la reivindicación 1 para transmitir una señal en un sistema de múltiples antenas y un transmisor según la reivindicación 4.
Un método de envío de datos en un sistema de múltiples antenas según un aspecto adicional de la presente descripción incluye los pasos de generar una señal de transmisión aplicando precodificación dependiente de canal a una primera agrupación de antenas y a una segunda agrupación de antenas, cada una que comprende una pluralidad de antenas, en donde la precodificación dependiente de canal se realiza mediante una matriz de ponderación de precodificación en la que una ponderación de precodificación para cada una de las agrupaciones de antenas tiene una forma diagonal de bloques y la ponderación de precodificación está representada por PxV para un número de antenas de transmisión P, incluidas en cada una de las agrupaciones de antenas, y un número de capas V aplicadas a cada una de las agrupaciones de antenas (P y V son un número entero mayor que 0) y enviando la señal de transmisión.
Un método de un Equipo de Usuario (UE) que opera en un sistema de múltiples antenas según otro aspecto de la presente descripción incluye los pasos de estimar una pluralidad de canales de antenas de transmisión de una Estación Base (BS), alimentar una matriz de precodificación dependiente de canal o un Índice de Matriz de Precodificación (PMI) para una primera agrupación y una segunda agrupación, que comprende una pluralidad de antenas diferentes, de los canales estimados a la BS, y recibir los datos precodificados y transmitidos usando la matriz de precodificación de realimentación o una ponderación de precodificación inducida a partir del PMI o usada directamente.
Efectos ventajosos
El libro de códigos existente se puede utilizar con respecto a múltiples antenas más aumentadas que las antenas del sistema de múltiples antenas existente. Por consiguiente, se puede reducir la complejidad de un sistema, y se puede garantizar la compatibilidad hacia atrás para un equipo de usuario que no soporta múltiples antenas aumentadas.
Breve descripción de los dibujos
La FIG. 1 es un diagrama de bloques que muestra un sistema de comunicación inalámbrica;
La FIG. 2 muestra un ejemplo de una estructura de transmisor;
La FIG. 3 muestra un procesamiento de datos entre un transmisor y un receptor en un sistema de múltiples antenas; y
La FIG. 4 muestra una agrupación de antenas según una realización de la presente invención.
Mejor modo
Modo para la invención
La FIG. 1 es un diagrama de bloques que muestra un sistema de comunicación inalámbrica. Los sistemas de comunicación inalámbrica están ampliamente desarrollados con el fin de proporcionar diversos servicios de comunicación, tales como voz y paquetes de datos.
Con referencia a la FIG. 1, el sistema de comunicación inalámbrica incluye un Equipo de Usuario (UE) 10 y una Estación Base (BS) 20. El UE 10 puede ser fijo o móvil y se puede denominar con otra terminología, tal como Estación Móvil (MS), Terminal de Usuario (UT), Estación de Abonado (SS), o dispositivo inalámbrico. En general, la BS 20 se refiere a una estación fija que se comunica con los UE 10, y se puede denominar con otra terminología, tal como Nodo-B, Sistema Transceptor Base (BTS), o punto de acceso. Pueden existir una o más celdas en una BS 20.
De aquí en adelante, enlace descendente (DL) se refiere a la comunicación desde la BS 20 al UE 10, y enlace ascendente (UL) se refiere a la comunicación desde el UE 10 a la BS 20. En el enlace descendente, un transmisor puede ser parte de la BS 20, y un receptor puede ser parte del UE 10. En el enlace ascendente, un transmisor puede ser parte del UE 10, y un receptor puede ser parte de la BS 20.
El sistema de comunicación inalámbrica puede ser un sistema basado en Multiplexación por División de Frecuencia Ortogonal (OFDM)/Acceso Múltiple por División de Frecuencia Ortogonal (OFDMa). OFDM emplea una pluralidad de subportadoras ortogonales. OFDM emplea una característica de ortogonalidad entre la Transformada Rápida de Fourier Inversa (IFFT) y la Transformada Rápida de Fourier (FFT). Un transmisor realiza la IFFT sobre los datos y envía los datos. Un receptor restaura los datos originales realizando la FFT sobre una señal de recepción. El transmisor usa la IFFT con el fin de combinar múltiples subportadoras, y el receptor usa la FFT correspondiente con el fin de separar múltiples subportadoras.
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El sistema de comunicación inalámbrica puede ser un sistema de múltiples antenas. El sistema de múltiples antenas puede ser un sistema de Múltiples Entradas Múltiples Salidas (MIMO). Alternativamente, el sistema de múltiples antenas puede ser un sistema de Múltiples Entradas Única Salida (MISO), un sistema de Única Entrada Única Salida (SISO), o un sistema de Única Entrada Múltiples Salidas (SIMO). El sistema MIMO usa una pluralidad de antenas de transmisión y una pluralidad de antenas de recepción. El sistema MISO usa una pluralidad de antenas de transmisión y una antena de recepción. El sistema SISO usa una antena de transmisión y una antena de recepción. El sistema SIMO usa una antena de transmisión y una pluralidad de antena de recepción.
En el sistema de múltiples antenas, se puede usar Codificación Espacio-Tiempo (SPC), tal como Códigos de Bloque de Espacio Frecuencia (SFBC) y Códigos de Bloque Espacio Tiempo (STBC), Diversidad de Retardo Cíclico (CDD), Diversidad de Transmisión Conmutada en Frecuencia (FSTD) y Diversidad de Transmisión Conmutada en Tiempo (TSTD) como esquema que usa múltiples antenas en el rango 1. Se puede usar Multiplexación Espacial (SM), Diversidad de Retardo Cíclico Generalizado (GCDD), y Permutación Selectiva de Antenas Virtuales (S-VAP) como esquema que usa múltiples antenas en el rango 2 o superior. SFBC es un esquema capaz de asegurar tanto ganancia de diversidad como ganancia de programación de múltiples usuarios en una dimensión correspondiente aplicando eficientemente selectividad en la región espacial y en el dominio de frecuencia. STBC es un esquema para aplicar selectividad en la región espacial y en el dominio del tiempo. FSTD es un esquema para clasificar señales, transmitidas a través de múltiples antenas, según las frecuencias. TSTD es un esquema para clasificar señales, transmitidas a través de múltiples antenas, según el tiempo. Multiplexación espacial es un esquema para elevar la tasa de transmisión enviando datos diferentes por antena. GCDD es un esquema de selectividad en el dominio del tiempo y en el dominio de la frecuencia. S-VAp es un esquema que usa una única matriz de precodificación, e incluye una S-VAP de Múltiples Palabras de Código (MCW) en la que se mezclan múltiples palabras de código entre antenas en diversidad espacial o multiplexación espacial y una S-VAP de Palabra de Código Única (SCW) que usa una única palabra de código.
La FIG. 2 muestra un ejemplo de una estructura de transmisor.
Con referencia a la FIG. 2, el transmisor 100 incluye los codificadores 110-1 a 110-K, los moduladores 120-1 a 120- K, un correlacionador de capas 130, un precodificador 140, correlacionadores de subportadoras 150-1 a 150-K, y generadores de señal OFDM 160-1 a 160-K. El transmisor 100 incluye un número Nt (Nt >1) de antenas de transmisión 170-1 a 170-Nt.
Los codificadores 110-1 a 110-K forman datos codificados codificando los datos recibidos según un esquema de codificación predeterminado. Los datos codificados se pueden denominar palabra de código, y una palabra de código b se puede representar por la Ecuación 1 de más abajo.
Ecuación 1
Miq)
en la que q es el índice de una palabra de código, y tot es el número de bits de la palabra de código q.
La palabra de código se somete a aleatorización. Una palabra de código c aleatorizada se puede representar por la Ecuación 2.
Ecuación 2
Los moduladores 120-1 a 120-K disponen la palabra de código en forma de símbolos que representan ubicaciones en una constelación de señales. El esquema de modulación no está limitado y puede ser Modulación por Desplazamiento de Fase m (m-PSK) o Modulación de Amplitud en Cuadratura m (m-QAM). Por ejemplo, la m-PSK puede ser BPSK, QPSK u 8-PSK, y la m-QAM puede ser 16-QAM, 64-QAM o 256-QaM.
La palabra de código d dispuesta en forma de los símbolos en la constelación de señales se puede representar por la Ecuación 3.
Ecuación 3]
donde symo es el número de símbolos de la palabra de código q.
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El correlacionador de capas 130 define la capa de un símbolo de entrada de manera que el precodificador 140 puede distribuir símbolos específicos de antena a la trayectoria de cada antena. La capa se define como la trayectoria de información al precodificador 140. Un símbolo x introducido en la trayectoria de cada antena se puede representar por la Ecuación 4.
Ecuación 4
donde ^ indica el número de capas.
La trayectoria de información anterior al precodificador 140 se puede denominar antena virtual o capa. El precodificador 140 procesa los símbolos de entrada según el esquema MIMO según las múltiples antenas de transmisión 170-1 a 170-Nt. Por ejemplo, el precodificador 140 puede usar precodificación basada en el libro de códigos. El precodificador 140 distribuye los símbolos específicos de antena a los correlacionadores de subportadoras 150-1 a 150-K de la trayectoria de una antena correspondiente. Cada fragmento de la trayectoria de información transmitida desde el precodificador 140 a una antena a través de un correlacionador de subportadoras se denomina flujo. Esto se puede denominar antena física.
y<*> (A
Una señal s *> ' enviada a cada puerto de antena p se puede representar por la Ecuación 5.
Ecuación 5
Los correlacionadores subportadoras 150-1 a 150-K asignan los símbolos de entrada a subportadoras adecuadas y multiplexan los símbolos de entrada según un usuario. Los generadores de señal OFDM 160-1 a 160-K modulan los símbolos de entrada según un esquema OFDM y emiten los símbolos OFDM. Los generadores de señal OFDM 1601 a 160-K pueden realizar la IFFT (Transformada Rápida de Fourier Inversa) sobre los símbolos de entrada, y se puede insertar un Prefijo Cíclico (CP) en un símbolo en el dominio de tiempo en el que se ha realizado la IFFT. Los símbolos OFDM se transmiten a través de las respectivas antenas de transmisión 170-1 a 170-Nt.
En el sistema MIMO, el transmisor 100 se puede operar en dos tipos de modos. Uno de los dos tipos de modos es un modo SCW, y el otro de los mismos es un modo MCW. En el modo SCW, las señales de transmisión transmitidas a través de canales MIMO tienen la misma tasa de datos. En el modo MCW, los datos transmitidos a través de canales MIMO se pueden codificar independientemente, y las señales de transmisión pueden tener diferentes tasas de datos. El modo MCW se opera cuando el rango es 2 o más alto.
La FIG. 3 muestra el procesamiento de datos entre un transmisor y un receptor en un sistema de múltiples antenas.
Con referencia a la FIG. 3, el transmisor 200 incluye un programador 210, un codificador/correlacionador de canal 220, un codificador MIMO 230, y un modulador OFDM 240. El transmisor 200 incluye un número Nt (Nt> 1) de antenas de transmisión. El transmisor 200 puede ser parte de una BS en el enlace descendente y puede ser parte de un UE en el enlace ascendente.
El programador 210 recibe datos desde un número de usuarios N y emite un número de flujos K a ser transmitidos a la vez. El programador 210 determina un usuario al que se transmitirán los recursos de radio disponibles y la tasa de transmisión sobre la base de información de canal de cada usuario. El programador 210 extrae información de canal de datos de realimentación y selecciona una tasa de código, un Esquema de Modulación y Codificación (MCS), etc. Para la operación de un sistema MIMO, los datos de realimentación pueden incluir fragmentos de información de control, tales como un Indicador de Calidad de Canal (CQI), Información de Estado de Canal (CSI), una matriz de covarianza de canal, una ponderación de precodificación y un rango de canal. El CSI incluye una matriz de canal, una matriz de correlación de canal, una matriz de canal cuantificada, o una matriz de correlación canal cuantificada entre un transmisor y un receptor. El CQI incluye una Relación Señal a Ruido (SNR), una Relación Señal a Interferencia y Ruido (SINR), etc. entre un transmisor y un receptor.
Los recursos de radio disponibles asignados por el programador indican los recursos de radio usados cuando se transmiten los datos en un sistema de comunicación inalámbrica. Por ejemplo, en un sistema de Acceso Múltiple por División de Tiempo (TDMA), cada intervalo de tiempo es recursos. En un sistema de Acceso Múltiple por División de Código (CDMA), cada código y cada intervalo de tiempo son recursos. En un sistema de Acceso Múltiple por División de Frecuencia Ortogonal (OFDMA), cada subportadora y cada intervalo de tiempo son recursos. Con el fin de no causar interferencia con otros usuarios dentro de la misma celda o sector, cada recurso se puede definir ortogonalmente en el dominio de tiempo, de código, o de frecuencia.
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El codificador/correlacionador de canal 220 forma datos codificados codificando flujos recibidos según un esquema de codificación predeterminado y correlaciona los datos codificados a símbolos que representan ubicaciones en una constelación de señales. El codificador MIMO 230 realiza la precodificación sobre los símbolos recibidos. Tal precodificación es un esquema para procesar previamente los símbolos a ser transmitidos. El esquema de precodificación incluye RBF (conformación de haz aleatoria), ZFBF (conformación de haz de forzado cero), etc. que generan símbolos usando un vector de ponderación o una matriz de precodificación. La precodificación basada en el libro de códigos que usa conjuntos de libros de códigos predeterminados se puede usar como el esquema de precodificación.
El modulador OFDM 240 asigna los símbolos recibidos a las subportadoras adecuadas y envía las subportadoras a través de las antenas de transmisión.
El receptor 300 incluye un demodulador OFDM 310, un estimador de canal 320, un decodificador MIMO 330, un decodificador/descorrelacionador de canal 340, y una unidad de adquisición de información de realimentación 350. El receptor 300 incluye un número Nr (Nr> 1) de antenas de recepción. El receptor 300 puede ser parte de un UE en el enlace descendente y parte de una BS en el enlace ascendente.
Las señales recibidas desde las antenas de recepción se demodulan por el demodulador OFDM 310. El estimador de canal 320 estima los canales. El decodificador MIMO 330 realiza un procesamiento posterior correspondiente al codificador MIMO 230. El decodificador/descorrelacionador 340 descorrelaciona los símbolos recibidos en datos codificados y restaura los datos originales decodificando los datos codificados. La unidad de adquisición de información de realimentación 350 genera información de usuario 360, que incluye CSI, CQI, un PMI, etc. La información de usuario 360 generada está compuesta de datos de realimentación y se transmite al transmisor 200.
<Datos de realimentación de un sistema MIMO-OFDM>
Para la operación de un sistema MIMO-OFDM, se requieren fragmentos de información de control, tales como un CQI, CSI, una matriz de covarianza de canal, una ponderación de precodificación y un rango de canal. En un sistema Dúplex por División de Frecuencia (FDD), un receptor notifica los fragmentos de información a través de canales de realimentación. En un sistema Dúplex por División de Tiempo (TDD), los fragmentos de información a ser usados para transmisión de enlace descendente se pueden adquirir estimando los canales de enlace ascendente que usan la característica de reciprocidad de un canal.
El CQI es necesario para la asignación de recursos y la adaptación de enlace. Se puede usar una SNR, una SINR, etc. como el CQI. La SNR/SINR se puede cuantificar en 16 niveles de un intervalo de 1,89 dB y definir como un CQI de 4 bits. El receptor cuantifica la SNR/SINR y notifica un índice CQI definido al transmisor. Además, cuando se usa un esquema MIMO, se puede soportar un máximo de 2 palabras de código (CW). Es decir, para transmisión de rango 2 o más alta, los CQI de una primera CW y de una segunda CW tienen que ser notificados al transmisor. La primera CW se puede representar mediante 4 bits, y la segunda CW se puede representar mediante 3 bits como diferencia con la primera CW.
El esquema de precodificación es un esquema MIMO para procesar previamente y enviar cadenas de datos de transmisión usando una ponderación de procesamiento previo. La Ecuación 6 representa un esquema de precodificación para procesar previamente una cadena de datos de transmisión x usando una ponderación de procesamiento previo.
Ecuación 6
donde, i = 0,1, ...,M
fyrnb
en la que W(i) indica una matriz de precodificación. Una cadena de datos de transmisión procesada previamente y puede emplear una matriz de diversidad D(i) y una matriz de DFT U para Diversidad de Retardo Cíclico (CDD) como en la Ecuación 7.
Ecuación 7
- ■ y#>(o
- ■
- = W(t)D(i)U *
D(i) y U se pueden determinar según una capa de transmisión.
La Ecuación 8 muestra un ejemplo en el que se genera una matriz de precodificación W(i) según el rango.
Ecuación 8 W(i) = Ck
5
en la que C1, C2, C3 y C4 indican matrices de precodificación correspondientes a los respectivos índices de precodificador 12, 13, 14 y 15. ü indica un rango (capa de transmisión)
La Tabla 1 muestra un ejemplo de una matriz de retardo D(i) y una matriz de DFT U para CDD (diversidad de retardo cíclico) que se aplica según la capa de transmisión.
10 Tabla 1
- Número de capas ü
- U D(i)
- 2
- 1 2 "1 1 ' 1 -J2*/2 1 e J "1 0 ' 0 e - j 2*/2
- 3
- 1 3 11 1 ' 1 e~j2*/3 e~j4*/3 1 e~j4*/3 e~j8*/3 "10 0 " 0 e~- 2*/3 0 0 0 e~ j 4*/3
- 4
- 1 2 11 1 1 ' 1 e-j2*/4 e~J4n/4 e~J6n/4 1 e~j4*/4 e~jSn/4 e~j12n/4 1 ej6n/4 e~ ju*/4 e~j1gn M "1 0 0 0 " 1 e~J 2* /4 0 0 0 0 e~ j 4* /4 0 0 0 0 e~- 6*7 4
Hay conformación de haz de forzado cero, conformación de haz propia y precodificación basada en el libro de códigos según un método de generación de la ponderación de precodificación. Con el fin de aplicar cada uno de los esquemas, se requieren un CSI, una matriz de covarianza de canal, un índice de libro de códigos, etc. En el sistema 15 existente, la precodificación basada en el libro de códigos se soporta en transmisión MIMO de dos antenas (2Tx) y de cuatro antenas (4Tx). Para este fin, se definen los libros de códigos para 2Tx/4Tx.
En el esquema de precodificación basado en el libro de códigos, un receptor que tiene varias matrices de precodificación predeterminadas, estima canales usando una señal recibida de un transmisor, y determina una matriz de precodificación que es la más similar a un estado de canal estimado. El receptor alimenta un PMI 20 determinado de vuelta al transmisor. El transmisor selecciona un libro de códigos adecuado para la matriz de precodificación de realimentación y envía los datos. En el esquema de precodificación basado en el libro de códigos, la cantidad de datos de realimentación se reduce enormemente debido a que solamente se transmite el PMI. El esquema de precodificación basado en el libro de códigos tiene un rendimiento de sistema diferente según un método de configuración de un libro de códigos, el tipo del libro de códigos, y el tamaño del libro de códigos. En el 25 esquema de precodificación basado en el libro de códigos, si un libro de códigos no representa suficientemente un estado de canal, se puede deteriorar el rendimiento. No obstante, si se aumenta el tamaño de un libro de códigos, el libro de códigos puede representar suficientemente un estado de canal y, de esta manera, puede acercarse al rendimiento óptimo. Por consiguiente, hay una necesidad de un diseño de un libro de códigos que pueda acercarse al rendimiento óptimo, al tiempo que reduzca suficientemente la cantidad de datos de realimentación.
30 Con un aumento del número de antenas de transmisión, se aumenta el tamaño de un libro de códigos requerido. En la transmisión de 2Tx del sistema existente, se definen un libro de códigos que tiene cuatro matrices de precodificación para un rango 1 y un libro de códigos que tiene tres matrices de precodificación para un rango 2. En la transmisión de 4Tx del sistema existente, se define un libro de códigos que tiene 16 matrices de precodificación para cada uno de los rangos 1 a 4. La Tabla 2 muestra un ejemplo de un libro de códigos para MIMO de 4Tx.
Tabla 2
- Índice de Libro de Código
- Número de Capas
- 1
- 2 3 4
- 0
- T 1 1 1 1 42 "1 1" 1 -1 1 -1 1 1 1 43 "11 1" 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 V4 "11 1 1" 11 -1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 -1 1
- 1
- 1 - -1 j 1 72 " 1 j - j 1 -1 j _ j 1_ 1 72 1 j -1 - j 1 - j -1 j 1 j 1 j 1 72 1 j -1 - j - j 1 - j 1 -1 j 1 - j j 1 j 1
- 2
- " 1 -1 1 -1 1 72 1 -1 -1 1 11 -1 -1 1 72 " 1 -11" -1 1 1 1 1 1 -1 -1 1 1 72 " 1 -11 -1" -111 -1 1111 -1 -11 1
- 3
- “ 1" j -1 _- j 1 42 1 - j j 1 -1 - j _- j 1 _ 42 1 - j -1" j 1 j -1 - j 1 j 1 - j _ 1 42 " 1 -j -1 j j 1 j 1 -1 - j 1 j _- j 1 - j 1_
- Índice de Libro de Código
- Número de Capas
- 1
- 2 3 4
- 4
- ' 1 " 1 ~ J V2 - J -1 - J _ V2 _ 1 V2 1 V2 £ -j - j W -1- ] 1 _ V2 _ 1 43 1+j -1+j 42 42 7 ' -j -1+j -1 - j j 42 42 W j 1 . 1 Vi 1 1+j j _1+j 42 J 42 1-j 1 -1 -j j 42 42 J j -1+j 1 -1 - j J 42 42 -1 -j j -1+j 1 42 j 42
- 5
- ' 1 ' -1 - j 42 j 1 - j _ 44 _ 1 42 1 W ] ] Ü V 1 L 42 J 1 43 -1+j 1+j 42 42 TV 1 j , 1+j W j 42 42 ií -j ■J 1 yp 1 -1+j j 1+j 42 J 42 -1-J 1 1“j j 42 42 J i j i+j 1 W J Vi Vi w _ j Üj 1 _ 42 J V2 .
- 6
- 1 -1+J 1 72 1 J -1 + J 1 + J j 1 73 1 j Tí -1+j 1+j 42 42 J - j -7 1+j 1 - j , _ 42 42 _ 1 Vi r 1 -1-j j 1-ji 42 J 42 -1+j 1 1+j i 42 42 J - J ^ 1 1ij J 42 42 1+j j i-Z 1 _ 42 J 42 _
- V2 - J 1+J V2
- V2 V2 - í 1 1+í 1 - J 72 72
- 7
- 1 1+J V2 J -1+j 1 442 1 - í 1+j -1+j 42 42 í 1 -1+j -1-j 42 42 1 73 1 j 42 1+í -1+í . 42 42 J j 1 T -1+j -1 - j i 42 42 1 Vi . 1-j . -1-j' 1 V2 J V2 1+J 1 -1+J j V2 V2 j -1_] 1 -1+J j V2 V2 -1+J -j -1_] 1 V2 j V2 J
- V2
- Índice de Libro de Código
- Número de Capas
- 1
- 2 3 4
- 8
- ' 1 " 1 -1 -1 1 V2 " 1 1“ 1 1 -1 1 -1 1 1 s " 1 1 -1“ 1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 1 " 1 1 -1 -1“ 1111 r -1 1 1 -1 -11 -1 1
- 9
- 1 - j 1 - j 1 V2 1 j - j -1 1 - j - j 1 1 V3 " 1 1 j' - j j -1 1 1 - j j j 1 _ 1 V4 1 j 1 j - j 1 j -1 1 - j 1 - j - j -1 j 1 _
- 10
- ' 1 ' -1 -1 1 1 V2 " 1 -1“ -1 -1 -1 1 1 1 1 V3 1 -1 -1 -1 1 -1 -1 -1 1 111 1 77 " 1 -1 -1 1“ -11 -11 -1 -111 1111
- 11
- "1" j 1 _ j _ 1 "1 1 “ j - j 1 1 J - j _ 1 V3 "1 1 - j - j -1 1 1 j _j - j 1 1 V4 1 - j 1 - j 1 - j -1 1 j 1 j j -1 - j 1 _
- 12
- " 1 1 1 -1 1 V2 " 1 1 1 1 1 -1 -1 1 1 V3 " 1 1 1 “ 1 1 -1 1 -1 1 -1 1 1 1 V4 I 1 1 -1“ II -11 1 -111 -1111
- 13
- " 1 " 1 -1 1 1 V2 1 -1 11 -1 1 11 1 73 1 1 -1 1 1 1 -1 1 1 1 -1 1 1 V4 1 1 -11 “ 111 -1 -1111 1 -111
- Índice de Libro de Código
- Número de Capas
- 1
- 2 3 4
- 14
- ' 1 " -1 1 1 1 72 ' 1 1 -1 1 1 1 1 -1 1 73 " 1 -1 1 -1 1 1 1 1 1 1 1 -1 1 44 " 1 -11 1" -1111 111 -1 11 -11
- 15
- " 1 " -1 -1 -1 1 42 " 1 -i" -1 1 -1 -1 -1 -1 43 " 1 -1 -1" -1 1 -1 -1 -1 1 -1 -1 -1 Vi " 1 -1 -1 -1" -1 1 -1 -1 -1 -1 1 -1 -1 -1 -1 1
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<MIMO de bucle cerrado>
Un método de uso de una ponderación de precodificación similar a un canal según una condición de canal se denomina esquema MIMO de bucle cerrado. Un método de uso de una ponderación de precodificación según una regla específica con independencia de una condición de canal se denomina esquema de MIMO de bucle abierto.
Para el esquema MIMO de bucle cerrado, la cantidad de ponderación de precodificación notificada por un receptor puede variar según una unidad de frecuencia, un ciclo de informe, etc. La unidad de frecuencia se puede definir como un intervalo de frecuencia al que se aplica una ponderación de precodificación. Los anchos de banda del sistema se pueden clasificar en unidades de frecuencia, tales como una banda ancha (WB), una subbanda (SB), y una mejor banda (BB) según el intervalo de frecuencia. La subbanda puede incluir al menos una subportadora, y la banda ancha puede incluir al menos una subbanda. La mejor banda se refiere a una banda que tiene el mejor estado de canal según la medición de canal en un receptor. En el esquema de precodificación basado en el libro de códigos, se realimenta un PMI definido. Un PMI de WB, un PMI de SB y un pMi de BB se pueden definir según el intervalo al que se aplica el PMI. Un PMI capaz de maximizar el flujo máximo promedio de recursos de una banda específica se selecciona de entre matrices de precodificación definidas. La ponderación de precodificación tiene un rendimiento mejor con una reducción en el intervalo.
Suponiendo que una agrupación de 12 subportadoras consecutivas se denomina bloque de recursos, el ancho de banda del sistema y la subbanda se pueden representar usando el bloque de recursos como unidad básica. La Tabla 3 muestra un ejemplo en el que el ancho de banda del sistema y la subbanda se representan usando el bloque de recursos como la unidad básica.
Tabla 3
- Ancho de banda de sistema
- Tamaño de Subbanda M (número de mejores bandas)
- 6-7
- Solamente CQI de banda ancha Solamente CQI de banda ancha
- 8-11
- 2 1
- 11-26
- 2 3
- 27-63
- 3 5
- 64-110
- 4 6
La banda ancha (WB) se puede definir como un ancho de banda del sistema o como la unidad más grande para calcular un CQI. La subbanda (SB) se puede definir como un número k de bloques de recursos consecutivos y como una unidad mínima para calcular un CQI. El número de mejores bandas se puede determinar según el ancho de banda del sistema.
Se pueden definir diferentes tamaños de subbandas según el ancho de banda del sistema. Un intervalo de cálculo de CQI y un intervalo de aplicación de PMI pueden tener el mismo valor. Por ejemplo, en un sistema que tiene 24 bloques de recursos como el ancho de banda del sistema, se describe un método de cálculo de un CQI y la aplicación a un PMI.
(1) En el caso en el que se transmitan un CQI de WB y un PMI de WB, un receptor selecciona un PMI capaz de maximizar el flujo máximo promedio de los 24 bloques de recursos y calcula un CQI promedio de los 24 bloques de recursos usando el PMI seleccionado. El receptor puede encontrar un CQI de WB y un PMI de WB.
(2) En el caso en el que se transmitan un CQI de SB y un PMI de SB, un receptor selecciona un PMI para subbandas que consisten en dos bloques de recursos y calcula un CQI promedio. El receptor puede encontrar 12 CQI de SB y 12 PMI de SB.
(3) En el caso en el que se transmitan un CQI de SB y un PMI de WB, un receptor selecciona un PMI capaz de maximizar el flujo máximo promedio de los 24 bloques de recursos y calcula un CQI promedio por dos bloques de recursos usando el PMI (12 CQI/1 PMI). El receptor puede encontrar 12 CQI de SB y un PMI de Wb.
(4) En el caso en el que se transmitan un CQI de WB y un PMI de SB, un receptor selecciona un PMI por dos bloques de recursos y calcula un CQI promedio de los 24 bloques de recursos usando los PMI seleccionados. El receptor puede encontrar un CQI de WB y 12 PMI de SB.
(5) En el caso en el que se transmitan los M mejores CQI/PMI promedio y CQI/PMI de WB, un receptor selecciona 3 subbandas que tienen el mejor flujo máximo, de entre las subbandas de dos unidades de bloques de recursos,
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selecciona un PMI para la mejor banda (2x3 = 6RB), calcula un CQI promedio de las mejores bandas, selecciona un PMI para todos los 24 bloques de recursos de banda, y calcula un cQi.
<Conformación de haz oportunista>
Cuando se tiene en consideración la programación en la que se asignan recursos a un usuario que tiene casi el punto más alto en una condición de canal, en el caso en el que el canal de cada usuario esté en una condición de canal estático cuyo cambio es lento, se reduce una ganancia de diversidad multiusuario. Un esquema para elevar la ganancia multiusuario convirtiendo la condición de canal estático en una condición de canal más rápida y más grande a través del procesamiento de señal espacial se denomina esquema de conformación de haz oportunista. Si se usa el esquema de conformación de haz oportunista, una BS puede tener el efecto de conformar un haz en una dirección irregular usando una ponderación de precodificación que tenga el tamaño y la fase de una forma irregular en cada antena. Por consiguiente, una condición de canal de cada usuario se puede cambiar más dinámicamente. En este caso, si tanto el esquema de conformación de haz oportunista como el esquema de programación se usan en una condición de canal en la que un canal cambia lentamente, se puede obtener una mayor ganancia de diversidad multiusuario. Además, en un sistema OFDMA, se puede aplicar una ponderación de precodificación diferente para cada recurso de frecuencia. Una ganancia de programación se puede obtener convirtiendo un canal plano de frecuencia en un canal selectivo de frecuencia. Los recursos de frecuencia en un sistema OFDMA incluyen un subbloque, un bloque de recursos, subportadoras, etc.
El esquema de precodificación basado en el libro de códigos es un método de selección de una matriz de precodificación que es la más similar a una condición de canal, de entre las matrices de precodificación predeterminadas, y de notificación de un PMI. El esquema de precodificación basado en el libro de códigos es ventajoso por que puede reducir la sobrecarga resultante de los datos de realimentación, pero tiene que configurar un libro de códigos usando una combinación de más conjuntos de libros de códigos con un aumento del número de antenas de transmisión debido a que el libro de códigos consiste en una combinación de conjuntos de libros de códigos que pueden representar canales espaciales. Con un aumento en el número de antenas de transmisión, hay una dificultad en el diseño del libro de códigos. Con un aumento en el tamaño del libro de códigos, se puede aumentar la sobrecarga de los datos de realimentación.
Se describe a continuación un método de aplicación del esquema de precodificación basado en el libro de códigos a las antenas de transmisión extendidas usando el libro de códigos definido existente.
La FIG. 4 muestra una agrupación de antenas según una realización de la presente invención.
Con referencia a la FIG. 4, con el fin de aplicar el esquema de precodificación basado en el libro de códigos a las antenas de transmisión extendidas, se usan la agrupación de antenas y la precodificación dependiente del canal. Cuando las ponderaciones de precodificación están configuradas para la precodificación basada en el libro de códigos de un transmisor que tiene antenas extendidas, algunas de las ponderaciones de precodificación pueden usar la precodificación dependiente del canal usando el libro de códigos existente y las ponderaciones de precodificación restantes también pueden usar la precodificación dependiente del canal usando el libro de códigos existente.
<Agrupación de antenas y precodificación dependiente del canal>
La agrupación de antenas es para configurar un número Z de agrupaciones de antenas vinculando un número P de antenas de transmisión por N (P, N y Z son un número entero mayor que 0). La precodificación dependiente del canal se puede aplicar a cada agrupación de antenas. Por ejemplo, como se muestra, en la transmisión de 8Tx, se pueden configurar dos agrupaciones de antenas vinculando cuatro antenas. La precodificación dependiente del canal se puede aplicar a cada una de las agrupaciones de antenas.
La agrupación de antenas que tiene un número N de las antenas puede soportar de 1 a N rangos. En cada una de las agrupaciones de antenas, se puede seleccionar un PMI que representa un rendimiento máximo usando el libro de códigos de los rangos 1 a N y usar.
La Ecuación 9 muestra una matriz de ponderación de precodificación que incluye una ponderación de precodificación Wz(i) que tiene una capa cuyo tamaño es Vz en una agrupación de antenas de orden z que tiene un número de Pz de antenas de transmisión.
Ecuación 9
W{i)
- "S(0 0
- ... 0
- 0
- ... 0
- 0
- 0
- ... w "Z-l
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donde Wz(i) es una ponderación de precodificación PzxVz para la agrupación de antenas de orden z, Pz es el número de antenas de transmisión para la agrupación de antenas de orden z, Vz es el número de capas para la agrupación de antenas de orden z, W(¡) es una matriz PxV de ponderación de precodificación para la antena de transmisión, P
v- X
es el número total de antenas de transmisión, V es el número total de capas y
r=0„„Z-I
i = 0, 1,
M!qytr
-1, y es el número de símbolos de modulación por capa. La ponderación de precodificación para cada
agrupación de antenas puede ser una matriz de precodificación definida previamente en el sistema existente. Por ejemplo, la ponderación de precodificación para cada agrupación de antenas puede ser la matriz de precodificación de un libro de códigos para transmisión de 4Tx o 2Tx que se define en un sistema de 4Tx.
En la agrupación de antenas de orden z que tiene un número Pz de las antenas de transmisión, si se selecciona la ponderación de precodificación Wz(i) que tiene una capa que tiene un tamaño de Vz, Wz(i) llega a ser una matriz de un tamaño PzxVz. Con el fin de que un rango diferente sea transmitido en cada agrupación de antenas, la matriz de ponderación de precodificación de las agrupaciones de antenas tiene una forma diagonal de bloques. Por consiguiente, la matriz de ponderación de precodificación usada en un transmisor puede llegar a ser una matriz de un tamaño PxV que tiene una forma diagonal. En la matriz de la forma diagonal de bloques, los elementos distintos de 0 consisten en (1, 1), (2, 2), (3, 3) a (m, n) o (1, n), (2, n-1), (3, n-2) a (m, 1) y las matrices medias que consisten en elementos de 0 en las ubicaciones restantes (en donde m indica la ubicación de una fila y n indica la ubicación de una columna, m y n son un número entero mayor que 0)
La Ecuación 10 muestra una señal generada por una agrupación de antenas.
Ecuación 10
La señal Xz(i) que tiene la capa Vz de la agrupación de antenas de orden z se introduce al precodificador. El precodificador genera yp(i) correlacionada al puerto de antena de orden p. yp(i) se puede representar por una columna de vectores Y(i). La matriz de ponderación de precodificación W(i) para dos agrupaciones de antenas se puede representar por la Ecuación 11.
Ecuación 11
W(i) =
"¡>(0
o
o
w\ (0.
Por ejemplo, suponiendo un sistema en el que se unen cuatro antenas para formar dos agrupaciones de antenas en la transmisión de 8Tx, las ponderaciones de precodificación usadas en la primera agrupación de antenas y la segunda agrupación de antenas permiten la transmisión de los rangos 1 a 4. Una combinación de rangos de las agrupaciones de antenas puede ser (1, 1), (1, 2), (1, 3), (1, 4), (2, 1), (2, 2), (2, 3), (2, 4), (3, 1), (3, 2), (3, 3), (3, 4), (4, 1), (4, 2), (4, 3) y (4, 4).Con el fin de realizar una transmisión de rangos diferentes en las dos agrupaciones de antenas, es adecuada la matriz de ponderación de precodificación de una forma diagonal.
La Ecuación 12 muestra un caso en el que se aplica una matriz diagonal D(ki) para la Diversidad de Retardo Cíclico (CDD) en la matriz de ponderación de precodificación.
5
10
15
en la que 0 = —2%'ki ■ p8 p, p = 0, ..., P - 1, y k, es el índice de dominio de frecuencia de un elemento de
recursos al que se correlaciona un símbolo de valor complejo y(i). Una fase 0 se aumenta según un aumento de un
índice de frecuencia k, y un índice de antena de transmisión p, y un valor de retardo 8 se pueden definir como en la Tabla 4.
Tabla 4
- 2Tx 4Tx 8Tx
- 1
- 2/r 1/r -
- 2
- 4/r 2/r 1/r
- r = {128, 256, 512, 1024, 2048}
en la que r puede tener el mismo valor que el tamaño de FFT de un ancho de banda del sistema o de manera fija uno de cinco valores con independencia de un ancho de banda del sistema.
La matriz diagonal de diversidad D(i) se puede representar por una combinación de Dz(i) definida para cada agrupación de antenas y se puede representar por la Ecuación 13.
Ecuación 13
- A(0
- 0 0 >.(0 0 - • 0 '
- 0
- D,(¡) - 0 0 "UO • • 0
- o
- 0 0 Q ■ -
^(0=
00 o
0 0i
o
o
0 0 - • - 0p-i
en la que 0 = —2%'ki• p• 8 , p = 0, ..., Pz-1.
La matriz diagonal de retardo Dz(i) y una matriz unitaria de Transformada Discreta de Fourier (DFT) Uz para cada agrupación de antenas se pueden definir usando un esquema de multiplexación espacial (SM) de precodificación que usa un retardo CDD amplio.
La Ecuación 14 muestra un caso en el que la matriz unitaria de DFT Uz se aplica a una matriz de ponderación de precodificación.
5
10
15
IV(i)D{i)U
- »i(0 0
- 0 ■ r.w ; • 0 ' • 0 A, (í) 0 0 • D>0) • 0 ' ■ 0 0 • ,0 u, •• 0 ' .. 0
- 0
- 0 ■ ■ ^-(0. 0 0 • • Dz-Á‘). 0 0 •
1 0 —
o g-í^r. .,.
o
o
o o
U, = dftk
en la que Vz es el número de capas de la agrupación de antenas de orden z, y los tamaños de Dz(i) y Uz se pueden determinar según el número de capas Vz de la agrupación de antenas de orden z. La matriz de precodificación Wz(i) de la agrupación de antenas de orden z se puede seleccionar circularmente según el índice de frecuencia.
Los tamaños de la matriz de retardo diagonal D(i) y la matriz unitaria de DFT U se pueden determinar por la suma de capas transmitidas desde las agrupaciones de antenas y se pueden representar por la Ecuación 15.
Ecuación 15
en la que V es el número total de capas, y la matriz de precodificación Wz(i) se puede seleccionar circularmente según el índice de frecuencia como en la Ecuación 14.
Se pueden seleccionar antenas físicas a las que se correlacionan las agrupaciones de antenas usando una matriz de conmutación de antenas. Se pueden representar por la Ecuación 16.
Ecuación 16
AW(i)
en la que A es la matriz de conmutación de antenas PxP, y W(i) es la matriz de precodificación PxV.
La matriz de conmutación de antena puede producir un tipo P! de una matriz. Por ejemplo, suponiendo un sistema que tiene 8Tx, el tipo de la matriz de conmutación de antenas puede llegar a ser 8! de modo que la ponderación de precodificación se correlacione a la antena física.
La Ecuación 17 muestra un ejemplo de matrices de conmutación de antenas físicas A0 a A3 a las que se correlaciona la ponderación de precodificación.
1 0 0 0 0 0 0 0'
0 1 0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0 0 0
00010000
0 0 0 0 1 o o o
0 0 0 0 0 1 0 0
0 0 0 0 0 0 1 o
0 0 0 0 0 0 0 1
- 1
- 0 0 0 0 0 0 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 1
- 0
- 0
- 0
- 0
- 1
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 1
- 0
- 0
- 0
- 0
- 1
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 1
- 0
- 0
- 0
- 0
- 1
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 1
- '0
- 0 0 0 1 0 0 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 1
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 1
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 1
- 1
- 0 0 0 0 0 0 0
- 0
- 1
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 1
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 1
- 0
- 0
- 0
- 0
'0 0 0 0 1 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 1 0 0
0 1 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 1 0
0 0 1 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 1
0 0 0 1 0 0 0 0
Las matrices de conmutación de antenas físicas Ao a A3 indican las antenas físicas a las que se correlaciona la 5 ponderación de precodificación. Por consiguiente, los números de antenas físicas correlacionadas se pueden representar como en la Tabla 5.
Tabla 5
- Agrupación de Antenas #1 Agrupación de Antenas #2
- A0
- 1, 2, 3, 4 5, 6, 7, 8
- A1
- 1, 3, 5, 7 2, 4, 6, 8
- A2
- 5, 6, 7, 8 1, 2, 3, 4
- A3
- 2, 4, 6, 8 1, 3, 5, 7
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En el caso de Ao, la agrupación de antenas #1 se correlaciona a las antenas de orden 1, 2, 3 y 4, y la agrupación de antenas #2 se correlaciona a las antenas de orden 5, 6, 7 y 8. En el caso de A1, la agrupación de antenas #1 se correlaciona a las antenas de orden 1, 3, 5 y 7, y la agrupación de antenas #2 se correlaciona a las antenas de orden 2, 4, 6 y 8. A2 y A3 tienen una relación de intercambio con A0 y A1, respectivamente.
La Ecuación 18 se puede representar combinando las Ecuaciones 12, 13 y 16.
Ecuación 18
La ubicación de una antena agrupada de entre todas las P antenas se determina por una matriz A. La Ecuación 19 se puede representar combinando las Ecuaciones 14, 15 y 16.
Ecuación 19
La ubicación de una antena agrupada de entre todas las P antenas se determina por una matriz A.
La Ecuación 20 representa los datos de cada agrupación de antenas en transmisión de rango 1.
Ecuación 20
jrB (f)=jt, (/)«—(o K=i
z=0,...,Z —1
En la transmisión de rango 1, el número de capas de todas las agrupaciones de antenas es 1, y se transmiten los mismos datos. Un número Z de PMI para un número Z de agrupaciones de antenas y un CQI se requieren como datos de realimentación.
La Ecuación 21 muestra un ejemplo de datos en el que la ponderación de precodificación se aplica a dos agrupaciones de antenas que tienen antenas de 4Tx en transmisión de 8Tx.
Ecuación 21
Suponiendo dos agrupaciones de antenas que tienen 4Tx en la transmisión de 8Tx, se selecciona un PMI para cada una de las dos agrupaciones de antenas en cada agrupación de antenas. Se selecciona una ponderación capaz de maximizar el flujo máximo de la transmisión de rango 1 de 8Tx como los dos PMI. El flujo máximo se puede calcular sobre la base de la SNR. La SNR se puede calcular como en la Ecuación 22.
- K áil
- ! n . 0 'Efe l___ __
- U 1 J
HaWa 0 ■ 0 il.W.
- 1— 0 ■ttf !__
- 0 Hx _
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«i H3 H, H6 H,]
K=[^ rru wa wmf.wt = [wia wn wn wnf
H0 = Hü Wm + Ht}rm + H3Wm + Hjrm Hy = H*W„ + HJTU +H6Wn +H?Wí3
Aquí, cuando las agrupaciones de antenas tienen el mismo número de capas, la matriz de ponderación de precodificación se puede representar por la Ecuación de más abajo.
Ecuación 23
en la que a, b, c y d son factores de ponderación para configurar la matriz de ponderación de precodificación de varias formas. El factor de ponderación puede ser un valor escalar complejo específico. Con el fin de simplificar la operación de precodificación, el factor de ponderación se puede usar de manera limitada. Un libro de códigos se puede configurar usando un factor de ponderación predeterminado. Por ejemplo, el factor de ponderación puede ser
i 1 i j
, ± 1, y ± j de ± 1, ± j u 8PSK de QPSK. Por consiguiente, finalmente, el libro de códigos W(i) puede consistir
2
en el factor de ponderación de QPSK u 8PSK. W(i) se puede configurar como en W(i) W H(i) = W H(i) W(i) = I. El factor de ponderación puede tener un valor determinado de modo que se normalice la potencia.
Algunas de las matrices de ponderación de precodificación pueden ser las mismas. Por ejemplo, las matrices de ponderación de precodificación se pueden configurar como Wq(í) = W-i(i), W2(i) = W3(i) o Wq(í) = W2O), W-i(i) = W3(i).
La Ecuación 24 representa una matriz de ponderación de precodificación cuando a = 1, b = 1, c = 1, d = -1, y Wü(i) = W1(i), W2(i) = W3(i).
Ecuación 24
La Ecuación 25 representa una matriz de ponderación de precodificación cuando a = 1, b = 1, c = 1, yd = -1 y Wü(i) = W2(i), W1(i) = W3(i).
Ecuación 25
La Ecuación 26 representa una matriz de ponderación de precodificación cuando a = 1, b = 1, c = j, y d = -j y Wü(i) = W1(i), W2(i) = W3(i).
Ecuación 26
La Ecuación 27 representa una matriz de ponderación de precodificación cuando a = 1, b = 1, c = j, yd = -j y Wü(i) = W2(i), W1(i) = W3(i).
Ecuación 27
5
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15
20
25
La Ecuación 28 representa una matriz de ponderación de precodificación cuando a = 1, b = j, c = 1, y d = -j y Wo(i) = Wi(i), W2(i) = W3(i).
Ecuación 28
La Ecuación 29 representa una matriz de ponderación de precodificación cuando a = 1, b = j, c = 1, y d = -j y W0(i) = W2(i), W1(i) = W3(i).
Ecuación 29
Algunas de las matrices de ponderación de precodificación pueden llegar a ser conjugadas complejas. Las Ecuaciones 30 a 33 muestran un ejemplo de una matriz de ponderación de precodificación conjugada compleja.
Ecuación 30
W(i)
WD (i) o
0 Wx[i)
I
1
Ecuación 31
o
al
el
bl
di
Ecuación 32
W{i)
I I I -I
W(¡ (0 0
O Wt(i\
Ecuación 33
o
*i(0
Se puede aplicar una matriz diagonal D(i) y/o una matriz unitaria de DFT U(i) para CDD a la matriz de ponderación de precodificación conjugada compleja. Las Ecuaciones 34 a 36 muestran ejemplos en los que la matriz diagonal D(i) se aplica a la matriz de ponderación de precodificación conjugada compleja.
Ecuación 34
0
1*;(>■)
i
-i
w(i)
o
o
^(0
Jp(0
al
el
"1
di\
5
10
15
20
25
Ecuación 36
La Ecuación 37 muestra un ejemplo en el que la matriz unitaria de DFT se aplica a la matriz de ponderación de precodificación conjugada compleja.
Ecuación 37
en la que W2(i) es una matriz unitaria.
La Ecuación 38 muestra un ejemplo en el que la matriz diagonal D(i) y la matriz unitaria de DFT U(i) se aplican a la matriz de ponderación de precodificación conjugada compleja.
Ecuación 38
La matriz de ponderación de precodificación conjugada compleja y la matriz unitaria se pueden representar por la Ecuación 39.
Ecuación 39
fV(¡) =
- I
- >o(0 *.(*)' I >.(0 *.(011
- *¡(0 ~wi (0. f 2
- Jl
- 'l 1' 1 í‘ 111
- \2
- 1 -1 ’ 2 [j -As
La matriz de ponderación de precodificación conjugada compleja se puede representar por la Ecuación 40. Ecuación 40
Si se aplica el factor de ponderación de un valor escalar complejo, la matriz de ponderación de precodificación se puede representar por la Ecuación 41. Con el fin de simplificar la operación de precodificación, el factor de ponderación puede estar predeterminado.
Ecuación 41
W1(i) puede ser W0(i). Por consiguiente, la matriz de ponderación de precodificación conjugada compleja se puede representar por la Ecuación 42.
Ecuación 42
5
10
15
20
25
Suponiendo que a = 1, b = 1 y Wo(i) = Wi(i), la matriz de ponderación de precodificación conjugada compleja se puede representar por la Ecuación 43.
Ecuación 43
Suponiendo que a = 1, b = -1 y W0(i) = W-i(i), la matriz de ponderación de precodificación conjugada compleja se puede representar por la Ecuación 44.
Ecuación 44
Suponiendo que a = 1, b = j y W0(i) = W-i(i), la matriz de ponderación de precodificación conjugada compleja se puede representar por la Ecuación 45.
Ecuación 45
Suponiendo que a = 1, b = -j y W0(i) = W-i(i), la matriz de ponderación de precodificación conjugada compleja se puede representar por la Ecuación 46.
Ecuación 46
La matriz de ponderación de precodificación y la matriz unitaria se pueden representar por la Ecuación 47. Ecuación 47
En al menos una de las Ecuaciones 24 a 47, W0(i) y W-i(i) pueden ser W0(i) = W-i(i). Por consiguiente, se puede usar un indicador para indicar W0(i) o W-i(i) como información de realimentación. Aquí, la matriz de ponderación de precodificación conjugada compleja de la Ecuación 39 se puede representar por la Ecuación 48.
Ecuación 48
Como se ha descrito anteriormente, dado que las múltiples antenas extendidas de un sistema avanzado se pueden soportar usando el libro de códigos existente, se puede reducir la complejidad del sistema. Además, el libro de códigos existente se puede usar para los UE del sistema existente que no soporta múltiples antenas extendidas, y
se puede garantizar la compatibilidad hacia atrás para el sistema existente. Un UE puede operar en un sistema de múltiples antenas, estimar una pluralidad de canales de antenas de transmisión de una BS, alimentar una matriz de precodificación dependiente del canal o PMI para una primera agrupación y una segunda agrupación, cada una que incluye una pluralidad de antenas diferentes, desde los canales estimados de vuelta a la BS, y recibir datos 5 precodificados y transmitidos usando una matriz de precodificación de realimentación o una ponderación de precodificación inducida a partir de un PMI o usada directamente.
Todas las funciones anteriores se pueden ejecutar por un procesador, tal como un microprocesador, un controlador, un microcontrolador, un Circuito Integrado de Aplicaciones Específicas (ASIC) según códigos de programa o software codificados para realizar las funciones anteriores. El diseño, el desarrollo y la implementación de los 10 códigos se puede decir que son evidentes para los expertos en la técnica sobre la base de la descripción de la presente invención.
Aunque las realizaciones de la presente invención se han descrito anteriormente, los expertos en la técnica apreciarán que la presente invención se puede modificar de diversas formas dentro del alcance de las reivindicaciones.
15
Claims (6)
- 510152025303540REIVINDICACIONES1. Un método para transmitir una señal en un sistema de múltiples antenas, el método realizado por un transmisor que comprende:precodificar la señal en base a un libro de códigos, el libro de códigos que comprende las primeras matrices de precodificación W(i), en el que la precodificación se obtiene calculando Y(i) = W(i) X(i), en la que X(i) es un vector de columna de símbolos introducidos en la trayectoria de cada antena e Y(i) es un vector de columna de símbolos precodificados enviados a cada antena; ytransmitir la señal precodificada usando un recurso de radio,en el que cada una de las primeras matrices de precodificación W(¡) está configurada en forma de una matriz,que es una defwoC0l w»oCOl r wo(0 1 [wo(01 r wo(0 i oCOr L-w0(i)j' üw0(i)Jy L—jw0(oJWo(i) indica una segunda matriz deprecodificación, e i indica un índice para el recurso de radio, caracterizado por que:las primeras matrices de precodificación se aplican a dos agrupaciones de antenas que tienen el mismo número de antenas y el mismo número de capas,cada una de las segundas matrices de precodificación tiene 4 filas, que es igual que el número de antenas de la agrupación de antenas, y un número de columnas igual al número de capas.
- 2. El método de la reivindicación 1, en el que cada una de las primeras matrices de precodificación es para 8 antenas, en el que las primeras matrices de precodificación comprenden un factor de ponderación determinado de modo que la potencia de transmisión de las 8 antenas está normalizada.
- 3. El método de la reivindicación 1, en el que el recurso de radio comprende al menos un símbolo de Multiplexación por División de Frecuencia Ortogonal, OFDM.
- 4. Un transmisor para transmitir una señal en un sistema de múltiples antenas, que comprende:un precodificador para precodificar la señal en base a un libro de códigos, el libro de códigos que comprende las primeras matrices de precodificación W(i), en el que la precodificación se obtiene calculando Y(i) = W(i) X(i), en la que X(i) es un vector de columna de símbolos introducidos a la trayectoria de cada antena e Y(i) es un vector de columna de símbolos precodificados enviados a cada antena; yuna unidad de radiofrecuencia para transmitir la señal precodificada usando un recurso de radio,en el que cada una de las primeras matrices de precodificación W(¡) se configura en forma de una matriz, que esuna derw.coiwnoCOl í wo(0 ] [wo(01 r w0o) i oCOr l-w0(i)j' Uw0(i)J v l-jw0(i)Ji indica un índice para el recurso de radio,Wo(i) indica una segunda matriz de precodificación, ecaracterizado por que:las primeras matrices de precodificación se aplican a dos agrupaciones de antenas que tienen el mismo número de antenas y el mismo número de capas,cada una de las segundas matrices de precodificación tiene 4 filas, que es igual que el número de antenas de la agrupación de antenas, y un número de columnas igual al número de capas.
- 5. El transmisor de la reivindicación 4, en el que cada una de las primeras matrices de precodificación es para 8 antenas, en el que las primeras matrices de precodificación comprenden un factor de ponderación determinado de modo que la potencia de transmisión de las 8 antenas está normalizada.
- 6. El transmisor de la reivindicación 4, en el que el recurso de radio comprende al menos un símbolo de Multiplexación por División de Frecuencia Ortogonal, OFDM.
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