MX2014000310A - Un sistema de comunicacion de mimo exterior-interior que utiliza multiples repetidoras y cables radiantes. - Google Patents

Abstract

La invención se relaciona con un sistema de comunicaciones de múltiples entradas múltiples salidas (MIMO) exteriores-interiores inalámbrico para comunicarse con un equipo de usuario ubicado dentro de una estructura física tal como un edificio. El sistema de comunicación de MIMO se compone de un nodo que tiene al menos dos antenas de nodo, en donde el nodo se configura para comunicación de MIMO inalámbrica de línea de vista (LOS) con al menos dos repetidoras exteriores-interiores, y al menos dos repetidoras exteriores-interiores adaptados para la comunicación de MIMO inalámbrica de la LOS con el nodo. Las repetidoras tienen al menos una antena repetidora cada una se proporciona fuera de la estructura física, para comunicación de MIMO de la LOS con el nodo y al menos un cable radiante con cada uno, se proporciona dentro de la estructura física, para la comunicación de MIMO interior con el equipo de usuario ubicado dentro de la estructura física. Las repetidoras se proporcionan fuera de la misma estructura física y bien separada, y cada cable radiante de cada repetidora se proporciona de manera que proporciona la misma cobertura interior del mismo espacio dentro de la estructura física.

Description

UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN DE MIMO EXTERIOR-INTERIOR QUE UTILIZA MÚLTIPLES REPETIDORAS Y CABLES RADIANTES CAMPO TÉCNICO La presente invención se relaciona al campo de sistemas de comunicación inalámbrica y, en particular, a sistemas de comunicación de múltiples entradas múltiples salidas (MIMO) de interior-exterior para comunicarse con el equipo del usuario ubicado dentro de una estructura física tal como un edificio.

ANTECEDENTES Una gran parte de la carga de tráfico actual en la comunicación inalámbrica viene de usuarios dentro de estructuras físicas tales como edificios de oficinas, centros comerciales, cafés y restaurantes, etc. Proporcionar a estos usuarios en interiores con una buena cobertura, índice de bits alto y una comunicación eficiente espectralmente desde las estaciones base afuera es muy desafiante debido a, por ejemplo, la pérdida de penetración que ocurre cuando las señales de comunicación se propagan a través de las paredes del edificio.

Una solución bien conocida para mejorar las señales de comunicación dentro de un edificio es usar repetidoras exteriores-interiores. Una repetidora exterior-interior tiene una antena lectora colocada afuera del edificio colocada mediante un amplificador de potencia de doble dirección a una antena donante colocada dentro del edificio. De este modo, las señales desde la estación base se reciben por medio de la antena lectora afuera del edificio, en donde el nivel de señal es alto, y entonces las señales se re-irradian dentro del edificio por medio de la antena donante, y por lo tanto eluden la pérdida de penetración. En una manera similar, las señales de comunicación del equipo de usuario (UE) , tales como teléfonos móviles y equipo de computadora portátil, dentro del edificio se reciben por medio de la antena donante ubicada dentro del edificio, y se re-irradian por medio de la antena lectora afuera del edificio. Típicamente, la antena lectora de la repetidora afuera del edificio se coloca en línea de vista (LOS) de la antena de la estación base para asegurar una buena calidad de enlace.

Una forma bien conocida de mejorar la eficiencia espectral en un sistema de comunicación inalámbrica es utilizar un sistema de comunicación de múltiples entradas múltiples salidas (MIMO) . Se proporciona que tanto el transmisor y el receptor utilizan más de una antena (por ejemplo, K antenas de transmisión y M antenas de recepción) , y que los canales entre los diferentes pares de antenas de transmisión y recepción tienen potencia similar y pueden hacerse ortogonales, las ganancias en la eficiencia espectral en el orden de mm(M,K) son posibles de lograr. Para permitir a los usuarios en el interior comunicarse mediante una repetidora para un beneficio completo a partir de las ganancias de MIMO necesitan ser al menos tantas antenas repetidoras como existan antenas en la estación base.

Las repetidoras de MIMO exteriores-interiores aseguran una buena cobertura en interior lo cual implica potencias de señal altas. Sin embargo, la cobertura en interior se limita típicamente a la proximidad cercana de las antenas donantes repetidoras las cuales usualmente se coubican con la repetidora misma. Además, como se menciona en lo anterior, usualmente existe la LOS entre las estación base y las antenas lectoras repetidoras para asegurar una buena calidad de enlace para señales de comunicación deseadas, y también se conoce bien en la técnica que es difícil lograr canales MIMO de más de la clasificación dos en el entorno de la LOS dado que las antenas separadas espacialmente experimentarán una correlación alta. Lograr una correlación suficientemente baja en un entorno de la LOS puede requerir una separación espacial muy amplia de los elementos de antenas repetidoras, lo cual puede ser difícil para co-ubicar las antenas donantes interiores con la repetidora y las antenas lectoras. No co-ubicar las antenas donantes podría llevar a desbalances de potencia severos entre las antenas donantes cuando por ejemplo se comunican con el equipo del usuario más cercano a una de las antenas donantes, lo cual a su vez resultará en ganancias de MIMO más bajas.

De este modo, encontrar una forma de ofrecer una buena cobertura en interiores con índices de bits altos y comunicación eficiente espectralmente por lo tanto es altamente demandado.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Con la descripción anterior en mente, entonces, un aspecto de la presente invención es proporcionar un sistema de comunicación inalámbrica el cual busca mitigar, aliviar o eliminar una o más de las deficiencias identificadas en lo anterior en la técnica y las desventajas individualmente o en cualquier combinación.

Un primer aspecto de la presente invención se relaciona con un sistema de comunicaciones de MIMO inalámbricas para comunicarse con el equipo de usuario ubicado dentro de una estructura física, que comprende un nodo adaptado para la comunicación de MIMO, que tiene al menos dos antenas de nodo, en donde la antena de nodo además se configura para la comunicación de MIMO inalámbrica de la LOS a través de un primer canal de radio con al menos dos repetidoras exteriores-interiores, y al menos dos repetidoras exteriores-interiores adaptadas para la comunicación de MIMO de la LOS con el nodo a través del primer canal de radio, en donde las repetidoras que tienen al menos una antena repetidora cada una, proporcionada fuera de la estructura física, para comunicación de MIMO de la LOS con el nodo, en donde las repetidoras cada uno se conecta al menos con un cable radiante, proporcionada dentro de la estructura física, para la comunicación de MIMO a través de un segundo canal de radio con el equipo de usuario ubicado dentro de la estructura física, caracterizado en que las repetidoras se proporcionan fuera de la misma estructura física y están bien separados de modo que el primer canal de radio entre el nodo y las repetidoras soportan una clasificación que es igual al número de antenas repetidoras, al menos un cable radiante se proporciona de modo que esencialmente la misma cobertura en interiores del mismo espacio interior y la estructura física se proporciona a partir de cada repetidora, al menos un cable radiante se proporciona de modo que el segundo canal de radio entre las repetidoras y el equipo de usuario ubicado dentro de la estructura física soporta una clasificación que es igual al número de antenas repetidoras. En esta forma la cobertura en interior es excelente con un alto índice de bits y comunicación eficiente espectralmente puede ofrecerse, en una forma eficiente en costo, a usuarios que se comunican inalámbricamente desde dentro de un edificio.

El primer canal de radio y el segundo canal de radio en el sistema de comunicación inalámbrica además puede ser el mismo canal de radio.

Las antenas de nodo y las antenas repetidoras en el sistema de comunicación inalámbrica además pueden ser antenas polarizadas doble. En esta forma la diversidad de polarización puede utilizarse para extender adicionalmente la capacidad del sistema de comunicación inalámbrica.

Los cables radiantes en el sistema de comunicación inalámbrica además pueden ser cables radiantes polarizados doble. En esta forma, la diversidad de polarización puede utilizarse para extender adicionalmente la capacidad del sistema de comunicación inalámbrica.

El número de cables radiantes de cada repetidora en el sistema de comunicación inalámbrica además puede ser el mismo como el número de antenas repetidoras de cada repetidora .

La primera y segunda repetidoras en el sistema de comunicación inalámbrica además pueden compartir al menos un cable radiante, y en donde la primera repetidora puede alimentar al menos un cable radiante compartido en un extremo y la segunda repetidora puede alimentar al menos un cable radiante compartido en el otro extremo. En esta forma el número de cables radiantes puede reducirse a la mitad.

La primera repetidora en el sistema de comunicación inalámbrica además puede compartir al menos un cable radiante con una segunda repetidora y puede compartir al menos otro cable radiante con una tercera repetidora, en donde la primera repetidora puede alimentar al menos un cable radiante compartido en un extremo y la segunda repetidora puede alimentar al menos un cable radiante compartido en al menos otro extremo, y en donde la primera repetidora puede alimentar al menos un cable radiante compartido en un extremo y la tercera repetidora puede alimentar al menos un cable radiante compartido en el otro extremo. De esta forma, el número de cables radiantes puede dividirse a la mitad.

Al menos cuatro repetidoras en el sistema de comunicación inalámbrica además pueden compartir al menos un cable radiante con otra repetidora y conectarse para formar una conexión en serie lineal de repetidoras que comparten al menos un cable radiante con otra repetidora. De esta forma, el número de cables radiantes puede dividirse a la mitad.

Cualquiera de las características en el primer aspecto de la presente invención anterior puede combinarse, en cualquier forma posible, como para formar diferentes modalidades de la presente invención.

Un segundo aspecto de la presente invención se relaciona con un método para proporcionar comunicación de MIMO inalámbrica entre un nodo, ubicado fuera de una estructura física, y equipo de usuario ubicado dentro de la estructura física, el método comprende configurar el nodo para la comunicación de MIMO inalámbrica de la LOS con al menos dos repetidoras exteriores-interiores proporcionados fuera de la estructura física, configurar al menos una antena repetidora en cada una de las repetidoras exteriores-interiores ubicadas fuera de la estructura física, para comunicación de MIMO de la LOS exterior con el nodo, configurar al menos un cable radiante en cada una de las repetidoras exteriores-interiores, ubicadas dentro de la estructura física, para la comunicación de MIMO interior a través de un segundo canal de radio con el equipo de usuario ubicado en el espacio interior dentro de la estructura física, caracterizado por proporcionar a las repetidoras fuera en la misma estructura física y bien separadas de modo que el primer canal de radio entre el nodo y las repetidoras soporte la clasificación que es igual al número de antenas repetidoras, proporcionando al menos un cable radiante de modo que esencialmente tiene la misma cobertura interior del mismo espacio interior en la estructura física y se proporciona a partir de cada repetidora, y se proporciona al menos un cable radiante de modo que el segundo canal de radio entre las repetidoras y el equipo de usuario ubicado dentro de la estructura física soporte una clasificación que es igual al número de antenas repetidoras.

El método además puede comprender la etapa de configurar las antenas de nodo y las antenas repetidoras para comunicación de polarización doble.

El método además puede comprender la etapa de configurar los cables radiantes para comunicación de polarización doble.

El método además puede comprender la etapa de configurar cada repetidora para comprender el mismo número de cables radiantes como el número de antenas repetidoras.

El método además puede comprender la etapa de configurar una primera y segunda repetidoras para compartir al menos un cable radiante, y en donde la primera repetidora se adapta para alimentar al menos un cable radiante compartido en un extremo, y la segunda repetidora se adapta para alimentar al menos un cable radiante compartido en el otro extremo.

El método además puede comprender la etapa de configurar una primera repetidora para compartir al menos un cable radiante con una segunda repetidora y para compartir al menos otro cable radiante con una tercera repetidora, en donde la primera repetidora se adapta para alimentar al menos un cable radiante compartido en un extremo y la segunda repetidora se adapta para alimentar al menos un cable radiante compartido en el otro extremo, y en donde la primera repetidora además se adapta para alimentar al menos otro cable radiante compartido en un extremo y la tercera repetidora se adapta para alimentar al menos otro cable radiante compartido en el otro extremo.

El método además puede comprender la etapa de configurar al menos cuatro repetidoras para compartir al menos un cable radiante con otra repetidora, y configurar al menos cuatro repetidoras para conectarse para formar una conexión en serie lineal de repetidoras que comparten al menos un cable radiante con otra repetidora.

Cualquiera de las características en el segundo aspecto de la presente invención anterior puede combinarse, en cualquier forma posible, para formar diferentes modalidades de la presente invención. Todos los beneficios descritos junto con el primer aspecto de la presente invención pueden aplicarse de la misma forma al segundo aspecto de la presente invención.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Objetos, características y ventajas adicionales de la presente invención serán evidentes a partir de la descripción detallada siguiente de algunas modalidades y variaciones de la invención, en donde algunas modalidades o variantes de la invención se describirán en más detalle con referencia a los dibujos anexos, en los cuales: La Figura la muestra un diagrama de bloque de un sistema de comunicaciones de MIMO exterior-interior inalámbrica, que emplea múltiples repetidoras de MIMO y cables radiantes, para comunicarse con equipo de usuario ubicado dentro de una estructura física, de acuerdo con una modalidad de la presente invención; y la Figura Ib muestra un diagrama de bloque de un sistema de comunicaciones de MIMO exterior-interior inalámbrica, que emplea múltiples repetidoras de MIMO con polarizado doble y cables radiantes, para comunicarse con equipo de usuario ubicado dentro de una estructura física, de acuerdo con una modalidad de la presente invención; y la Figura 2 muestra un diagrama de bloque de un sistema de comunicaciones de MIMO exterior-interior inalámbrica, que emplea dos repetidoras que comparten un cable radiante, para comunicarse con equipo de usuario ubicado dentro de una estructura física, de acuerdo con una modalidad de la presente invención; y la Figura 3a muestra un diagrama de bloque de un sistema de comunicaciones de MIMO exterior-interior inalámbrica, que emplea dos repetidoras que utilizan polarizado doble que comparten un cable radiante, para comunicarse con equipo de usuario ubicado dentro de una estructura física, de acuerdo con una modalidad de la presente invención; y la Figura 3b muestra un diagrama de bloque de un sistema de comunicaciones de MIMO exterior-interior inalámbrica, que emplea diversas repetidoras que comparten cables radiantes con repetidoras cercanas, para comunicarse con equipo de usuario ubicado dentro de una estructura física, de acuerdo con una modalidad de la presente invención; y la Figura 4 ilustra un escenario de comunicaciones inalámbricas típicas en el cual la presente invención puede emplearse; y las Figuras 5a-5f muestran una colección de diagramas de flujo que describen diferentes modalidades y variaciones de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA Las modalidades de la presente invención se describirán más completamente en lo sucesivo con referencia a los dibujos anexos, en los cuales se muestran modalidades de la invención. Esta invención puede, sin embargo, representarse en muchas formas diferentes y no debe interpretarse como limitada a las modalidades establecidas en la presente. En su lugar, estas modalidades se proporcionan de modo que la descripción sea detallada y completa y llevar completamente el alcance de la invención a aquellos con experiencia en la técnica. Señales de referencia similares se refieren a elementos similares a través de la descripción.

Una forma de ofrecer buena cobertura en interiores junto con el alto índice de bit y comunicación eficiente espectralmente es utilizar un sistema 100 de comunicaciones de MIMO exterior-interior inalámbrica de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El sistema 100 de comunicaciones de MIMO exterior-interior inalámbrica mostrado en la figura la, se compone de un nodo 101, y al menos (como se indica por los puntos en la figura) dos antenas 102 de nodo, adaptadas para comunicación de MIMO inalámbrica. El término nodo se utilizará a través de la descripción de las modalidades diferentes y variaciones de la presente invención, y deberá interpretarse como que incluye cualquier tipo de puntos de redistribución de comunicación inalámbrica, tales como una estación base o punto extremo, tal como un equipo de usuario. El nodo 101 además puede configurarse para comunicación de MIMO en linea de vista (LOS) a través de un primer canal 112 de radio con al menos dos repetidoras 103, 105, 107 exteriores-interiores. En una variante el nodo 101 además puede configurarse para una comunicación no MIMO de la LOS a través de un primer canal de radio con las repetidoras 103, 105, 107.

Las repetidoras 103, 105, 107 exteriores-interiores en la figura la pueden adaptarse para comunicación de MIMO de la LOS y/o no MIMO de la LOS a través del primer canal 112 de radio con al menos un nodo 101 que tiene al menos dos antenas 102 de nodo. Cada repetidora 103, 105, 107 puede tener al menos una antena repetidora 104, 106, 108 que se adapta para recibir y transmitir señales de comunicación a y desde el nodo 101 a través del primer canal 112 de radio. Las repetidoras 103, 105, 107 exteriores-interiores, y sus antenas 104, 106, 108 repetidoras, usualmente se colocan en, o en proximidad cercana a la estructura física en la que la repetidora va a proporcionar la cobertura interior. Usualmente, las antenas 104, 106, 108 repetidoras se colocan o montan en las paredes exteriores, la fachada, o la estructura 110 física en proximidad cercana a las repetidoras, para minimizar las pérdidas de cable para reducir los costos de instalación y típicamente en la LOS de las antenas 102 de nodo para maximizar la potencia de señal de las señales de comunicación transmitidas entre las antenas 102, 104, 106, 108 a través del primer canal 112 de radio.

La estructura 110 física puede ser cualquier tipo de estructura hecha por el hombre tal como un edificio de múltiple almacenamiento que tiene diversos espacios interiores (tales como habitaciones, pasillos, etc.) de diferentes tamaños y formas, a un pequeño edificio parecido a casa que contiene solamente un espacio interior (una habitación) . El término estructura 110 física también puede interpretarse para incluir cualquier estructura subterránea fabricada por el hombre o no fabricada por el hombre tal como una mina, cueva o similar.

Las repetidoras 103, 105, 107 pueden montarse ya sea en paredes exteriores o paredes interiores (o ambas) de las estructura 110 física. Las repetidoras 103, 105, 107 proporcionan una conexión mediante un amplificador de potencia de doble dirección entre las antenas 104, 106, 108 repetidoras montadas en el exterior de la estructura 110 física, y las antenas 109 donantes montadas en el interior de la estructura 110 física. En la modalidad de la presente invención al menos dos repetidoras 103, 105, 107 exteriores-interiores adaptadas para comunicación de MIMO de la LOS a través de un primer canal 112 de radio con el nodo 101, que tiene al menos una antena repetidora cada uno 104, 106, 108 se proporciona fuera en la misma estructura 110 física. De preferencia, las repetidoras están bien separadas, usualmente en un margen de varios metros hasta más de 100 metros, y separadas de forma que el primer canal 112 de radio entre el nodo 101 y las repetidoras 103, 105, 107 soporta una clasificación que es igual al número de antenas 104, 106, 108 repetidoras. La distancia de separación entre las repetidoras provocará dependiendo los parámetros tales como el tamaño del edificio, la posibilidad de tener LOS para el nodo 101, etc. Al separar espacialmente las repetidoras y sus antenas repetidoras bien separadas se reduce drásticamente la correlación entre ellas a pesar de que se implementen en un entorno de la LOS, y de este modo se hace posible soportar una clasificación que es igual al número de antenas repetidoras.

Las antenas 109 donantes pueden implementarse utilizando cualquier tipo de sistema de antena distribuido. Un sistema de antena distribuido (DAS) típicamente es una red de nodos de antena separadas espacialmente conectadas a una fuente común tal como una repetidora 103, 105, 107 la cual mediante un canal de radio (en este caso un segundo canal de radio) proporciona servicio inalámbrico dentro de un espacio interior dentro de la estructura 110 física. Un ejemplo de un DAS es el que se denomina cable radiante. Un cable radiante usualmente se define como un cable aislado (usualmente un cable coaxial protegido) con cortes o ranuras a través del aislamiento provocando que las señales de comunicación se transporten a lo largo de su longitud para emanarse hacia fuera en una manera controlada, en el entorno circundante inmediato. Los cables radiantes también son conocidos en la literatura como cables irradiantes o antenas de ranura de fuga de ondas. En lo sucesivo, los cables radiantes se utilizarán en aplicación para ejemplificar las modalidades y variantes de la presente invención. Sin embargo, la invención no se limita al uso de cables radiantes solamente, pero podría de hecho realizarse utilizando cualquier tipo de DAS.

Al menos dos repetidoras 103, 105, 107 se implementan, de acuerdo con la modalidad de la presente invención, con al menos un (como se indica por medio de puntos en la figura) cada cable 109 radiante, se proporciona dentro de la estructura 110 física, adaptada para la comunicación de MIMO interior a través de un segundo canal 113 de radio con equipo 111 de usuario (UE) ubicado dentro de la estructura física. Los cables 109 radiantes se proporcionan de modo que el segundo canal 113 de radio entre las repetidoras 103, 105, 107 y el equipo 111 de usuario ubicado dentro de la estructura 110 física soportan una clasificación que es igual al número de antenas 104, 106, 108 repetidoras. El UE 111 puede ser cualquier tipo de equipo capaz de comunicarse inalámbricamente tal como teléfonos móviles y equipo de computadora (por ejemplo, computadoras tipo laptop, de escritorio, pads, etc.). El UE 111 puede ser estacionario en el espacio interior en la estructura 110 física o puede ser capaz de moverse (es decir, móvil) entre diferentes espacios interiores dentro de la estructura 110 física. El UE 111 puede o no puede adaptarse para la comunicación de MIMO con los cables 109 radiantes a través de del segundo canal 113 de radio. Cada cable 109 radiante de cada repetidora 103, 105, 107 se proporciona de modo que proporcionan esencialmente la misma cobertura interior unificada o esencialmente el mismo espacio interior en la estructura 111 física. El término "esencialmente" debe interpretarse significando tanto "exactamente el mismo" y "cerca a, pero no exactamente el mismo", dado que en realidad podría ser difícil de lograr exactamente la misma cobertura de un espacio interior al tener dos cables físicos (aun colocados uno encima del otro) . Al emplear la cobertura de los cables radiantes esencialmente el mismo espacio interior al desbalance de potencia en el canal MIMO que ocurriría en una configuración de repetidora tradicional con antenas donantes ordinarias virtualmente se evita. Otro beneficio de utilizar cables radiantes es que proporcionan una cobertura más uniforme en el espacio interior en el que se encuentra la cobertura en comparación con una antena tradicional a partir de la cual la cobertura cae con un factor 1/r2 o más rápido.

Los principios en que las repetidoras se proporcionan afuera en la misma estructura 110 física y están bien separados de manera que el primer canal de radio 112 entre el nodo 101 y las repetidoras 103, 105, 107 soportan una clasificación que es igual al número de antenas repetidoras 104, 106,108, y que los cables 109 radiantes se proporcionan de manera que el segundo canal 113 de radio entre las repetidoras 103, 105, 107 y el equipo 111 de usuario ubicado dentro de la estructura 110 física soporta una clasificación que es igual al número de antenas 104, 106, 108 repetidoras, se mantiene verdadero para cada modalidad y variante de la presente invención presentada en este texto.

El primer canal de radio y el segundo canal de radio mencionados en lo anterior pueden ser diferentes canales de radio o pueden ser el mismo canal de radio, dependiendo en la configuración del sistema y la elección de equipo .

Al emplear el sistema 100 de comunicaciones de MIMO exterior-interior inalámbrica como se describe en lo anterior junto con la descripción de la figura la, el objeto de la presente invención se cumplirá en que el sistema 100 de comunicación proporciona a los usuarios en interiores con una buena cobertura, en Indice de bits más alto y una comunicación eficiente espectralmente desde una estación base exterior. Es claro que con el sistema 100 de comunicación presentado puede lograrse una clasificación de MIMO más alta comparada con la forma tradicional de tener repetidoras con antenas lectoras co-ubicadas, asi como comparado con repetidoras con antenas donantes no co-ubicadas. La invención combina antenas repetidoras bien separadas con cables radiantes en interiores que cubren esencialmente el mismo espacio interior al cual juntos, con una gran probabilidad, darán una excelente cobertura interior MIMO a través de un área amplia. Otra ventaja de la presente invención es que mejora la clasificación de canal para el caso de transmisiones de corriente múltiple en combinación con las repetidoras exteriores-interiores. Esto aumentará las ganancias de multiplexión espacial para los usuarios en interiores en comunicación con una estación base exterior mediante tales repetidoras, y llevará entre otras cosas a índices de bits del usuario mejorados. Como la mayoría de los usuarios de altos índices de datos actualmente son y esperan ser (también en el futuro) usuarios en interiores, tales mejoras son especialmente deseables. De este modo, el objeto de la presente invención por lo tanto es alcanzado.

La Figura Ib muestra una variante de la modalidad presentada junto con la figura la. En la el sistema 120 de comunicaciones de MIMO exterior-interior inalámbrica representado en la figura Ib, se comprende de un nodo 121 que tiene dos antenas de nodo de polarización doble adaptadas para la comunicación de MIMO de la LOS inalámbrica con dos-repetidoras 123, 125 que tienen antenas 124, 126 repetidoras de polarización doble montadas bien separadas en una. estructura 127 física. Cada repetidora 123, 125 se conecta a un cable 128 radiante que cubre esencialmente el mismo espacio interior en la estructura 127 física. Los cables 128 radiantes pueden ser un cable radiante polarizado doble o no. Los cables 128 radiantes se configuran para comunicarse con el UE 129 dentro de la estructura física. El sistema de comunicación mostrado en la figura Ib no se limita a utilizar un nodo solamente con dos antenas de nodo de polarizado doble y dos repetidoras que emplean una antena repetidora de polarizado doble y un cable radiante cada uno, pero pueden extenderse para emplear diversas antenas de nodo (de polarizado doble o no) y diversos repetidoras que tienen múltiples antenas repetidoras (polarizadas doble o no) y cables radiantes (polarizado dobles o no) . El beneficio principal de emplear antenas 122, 124, 126 de polarizado doble y/o cables 128 radiantes de polarizado doble, es que la capacidad del sistema de comunicaciones puede extenderse de un sistema de MIMO de 2 por 2 a un sistema de MIMO de 4 por 4.

La Figura 2 muestra todavía otra variante de la presente invención. El sistema 200 de comunicaciones de MIMO de 2 por 2 exteriores-interiores inalámbrico representado en la figura 2 se comprende de un nodo 201 que tiene dos antenas 202 de nodo adaptadas para la comunicación de MIMO de la LOS inalámbrica con dos repetidoras 203, 205 que tienen una antena 204, 206 repetidora cada uno, montada bien separada en una estructura 207 física. La diferencia entre los sistemas 100, 120 de comunicaciones mostrados previamente en lo anterior y el sistema 200 de comunicación en la figura 2 es que las dos repetidoras, la primera repetidora 203 y el segundo 205, utilizan y comparten el mismo cable 208 radiante. La primera repetidora 203 alimenta el cable 208 radiante compartido en un extremo y la segunda repetidora 205 alimenta el cable 208 radiante compartido en el otro extremo. En este caso el cable 208 radiante está hecho para soportar dos modos de propagación, uno en cada dirección del cable. Un cable radiante típico irradia un ángulo con respecto al cable, en donde el ángulo puede tener un margen desde pequeño (el cable irradia a lo largo de la dirección del cable, también denominado "modo acoplado") a amplio (el cable irradia principalmente lejos de la dirección del cable, el también denominado "modo radiante") . El ángulo exacto es una función del cable diseñado (tal como la separación entre los cortes) y la frecuencia utilizada. El cable radiante alimentado con un puerto de antena en cualquier extremo es por lo tanto un tipo de antena multi-modo, y será capaz de soportar transmisión de dos corrientes a y desde UE 209 a partir del uso de la diversidad del patrón de antena. Un beneficio de emplear cables radiantes compartidos es que solamente la mitad del número de cables radiantes necesita utilizarse y de este modo tanto el material y el costo de instalación se reducen. Otro beneficio también es que "ambas antenas" cubren exactamente el mismo espacio interior.

La variante de la presente invención mostrada en la figura 3a puede extenderse de un sistema 200 de comunicaciones de MIMO 2 por 2 a un sistema 300 de comunicaciones de MIMO 4 por 4 utilizando cables 308 radiantes separados espacialmente adicionales y/o cables radiantes de polarizado doble junto con repetidoras 303, 305, que emplean antenas de polarizado doble para comunicarse con un nodo 301 que emplea antenas de polarizado doble. En este caso, solamente se requiere un cable radiante por par de puertos de antena repetidora.

Como se muestra en la figura 3b los sistemas 300 de comunicaciones de MIMO mostrados junto con la figura 3a además pueden extenderse al dejar a diversos repetidoras compartir el cable radiante con las repetidoras cercanos. La capacidad de los sistemas 310 de comunicaciones de MIMO en la figura 3b entonces puede extenderse más al emplear un nodo 311 con múltiples antenas 312 de polarizado doble, y un número de repetidoras 313, 314, 315 que tienen antenas repetidoras de polarizado doble, conectadas para formar una conexión en serie lineal de repetidoras 313, 314, 315 que comparten al menos un cable 317 radiante con una repetidora cercano .

La Figura 4 muestra un diagrama de flujo que describe las etapas principales en un método para proporcionar comunicación 400 MIMO inalámbrica de LOS entre un nodo ubicado fuera de una estructura física, y equipo de usuario ubicado dentro de la estructura física. El método comprende las etapas de; I) configurar 401 el nodo la comunicación de MIMO inalámbrica de LOS con al menos dos repetidoras exteriores-interiores proporcionados fuera de la estructura física; II) configurar 402 al menos una antena repetidora en cada repetidora exterior-interior ubicado fuera de la estructura física, para la comunicación de MIMO de la LOS exterior con el nodo; y III) configurar 403 al menos un cable radiante en cada repetidora exterior-interior ubicado dentro de la estructura física, para la comunicación de MIMO interior con el equipo de usuario ubicado dentro de la estructura física; y IV) proporcionar 404 las repetidoras fuera en la misma estructura física y bien separadas de manera que el primer canal de radio entre el nodo y las repetidoras soporte una clasificación que es igual al número de antenas repetidoras; y V) proporcionar 405 al menos un cable radiante de manera que esencialmente la misma cobertura interior del mismo espacio interior en la estructura física se proporcione desde cada repetidora; y VI) proporcionar 406 al menos un cable radiante de manera que el segundo canal de radio entre las repetidoras y el equipo de usuario ubicado dentro de la estructura física soporte una clasificación que es igual al número de antenas repetidoras .

Como se describe en las modalidades anteriores de la presente invención es importante que las repetidoras se proporcionen en la misma estructura física pero bien separados (de manera que el primer canal de radio entre el nodo y las repetidoras soporte una clasificación que es igual al número de antenas repetidoras), si es posible separándolos por varios metros, y que cada cable radiante de cada repetidora se proporcione de manera que el segundo canal de radio entre las repetidoras y el equipo de usuario ubicado dentro de la estructura física soporte una clasificación que es igual al número de antenas repetidoras y de manera que proporcionen esencialmente la misma cobertura interior de esencialmente el mismo espacio dentro de la estructura física. Un ejemplo de esto podría ser por ejemplo colocar un cable radiante a lo largo de una pared en un corredor y colocar otro cable radiante en la pared opuesta del corredor. Otra manera podría ser colocar ambos cables cerca del techo pero separados .

Las Figuras 5a a 5f muestran seis diagramas de flujo con seis mejoras opcionales o variaciones método principal descrito en el diagrama de flujo 400 en la figura 4.

Como se describe en el diagrama de flujo en la figura 5a, el método puede comprender opcionalmente la etapa de configurar 501 las antenas de nodo y las antenas repetidoras para la comunicación de polarización doble.

Como se describe en el diagrama de flujo en la figura 5b, el método puede comprender opcionalmente la etapa de configurar 502 los cables radiantes para la comunicación de polarizado doble. Esta etapa opcional puede de preferencia implementarse junto con la etapa 501 opcional discutida en la figura 5a.

Como se describe en el diagrama de flujo en la figura 5c, el método puede comprender opcionalmente la etapa de configurar 503 cada repetidora para comprender el mismo número de cables radiantes como el número de antenas repetidoras .

Como se describe en el diagrama de flujo en la figura 5d, el método puede comprender opcionalmente la etapa de configurar 504 un primer y segunda repetidora para compartir al menos un cable radiante, y en donde la primera repetidora se adapta para alimentar al menos un cable radiante compartido en un extremo, y la segunda repetidora se adapta para alimentar al menos un cable radiante compartido en el otro extremo.

Como se describe en el diagrama de flujo en la figura 5e, el método puede comprender opcionalmente la etapa de configurar 505 una primera repetidora para compartir al menos un cable radiante con una segunda repetidora y para compartir al menos otro cable radiante con una tercera repetidora, en donde la primera repetidora se adapta para alimentar al menos un cable radiante compartido en un extremo y la segunda repetidora se adapta para alimentar al menos un cable radiante compartido en el otro extremo, y en donde la primera repetidora además se adapta para alimentar al menos otro cable radiante compartido en un extremo y la tercera repetidora se adapta para alimentar al menos otro cable radiante compartido en el otro extremo.

Como se describe en el diagrama de flujo en la figura 5f, el método puede comprender opcionalraente la etapa de configurar 506 al menos cuatro repetidoras para compartir al menos un cable radiante con otra repetidora, y configurar al menos cuatro repetidoras para conectarse para formar una conexión en serie lineal de repetidoras que comparten al menos un cable radiante con otra repetidora. Sin embargo, el método no se limita a hacer conexiones que forman conexiones en serie lineales. El método también puede permitir que los "extremos" de la conexión en serie se conecten uno con otro formando una conexión en serie cerrada o circular de repetidoras que comparten al menos dos cables radiantes con repetidoras cercanos. El método también puede permitir mezclar tanto conexiones en serie cerradas y lineales de repetidoras que comparten al menos un cable radiante con una repetidora cercana.

La terminología utilizada en la presente es para el propósito de describir modalidades particulares solamente y no pretende limitar la invención. Como se utiliza en la presente, las formas singulares "un", "uno" y "el" pretenden incluir algunas formas plurales también, a menos de que el contexto indique claramente lo contrario. Además se entenderá que los términos "comprende", "que comprende", "incluye" y/o "que incluye" cuando se utilizan en la presente, especifican la presencia de características mencionadas, en enteros, etapas, operaciones, elementos, y/o componentes, pero no excluyen la presencia o adición de una o más de otras características, enteros, etapas, operaciones, elementos, componentes, y/o grupos de los mismos.

A menos que se definan de otra forma, todos los términos (incluyendo los términos técnicos y científicos) utilizados en la presente tienen el mismo significado que se entiende comúnmente por alguien con experiencia ordinaria en la técnica a la cual pertenece esta invención. Se entenderá adicionalmente que los términos utilizados en la presente deberán interpretarse teniendo un significado que es consistente con su significado en el contexto de esta especificación y la técnica relevante y no se interpretará en un sentido idealizado o demasiado formal a menos que expresamente se defina en la presente.

Lo anterior ha descrito los principios, modalidades preferidas y modos de operación de la presente invención. Sin embargo, la invención debe considerarse como ilustrativa en lugar de restrictiva, y no como limitante a las modalidades particulares discutidas en lo anterior. Las diferentes características de las diversas modalidades de la invención pueden combinarse en otras combinaciones de aquellas descritas explícitamente. Deberá por lo tanto apreciarse que las variaciones pueden hacerse en aquellas modalidades por aquellos con experiencia en la técnica sin apartarse del alcance de la presente invención como se define por las siguientes reivindicaciones.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema (100) de comunicaciones de múltiple entrada múltiple salida (MIMO) exterior-interior inalámbrico para comunicarse con el equipo (111) de usuario ubicado dentro de una estructura (110) física, que comprende: - un nodo (101) adaptado para la comunicación de MIMO inalámbrica, que tiene al menos dos antenas (102) de nodo, en donde el nodo (101) además se configura para comunicación de MIMO inalámbrica de línea de vista (LOS) a través de un primer canal (112) de radio con al menos dos repetidoras (103,105,107) exteriores-interiores; y al menos dos repetidoras (103,105,107) exteriores-interiores adaptadas para comunicación de MIMO de la LOS con el nodo (101) a través del primer canal (112) de radio, en donde las repetidoras (103,105,107) tienen al menos una antena (104,106,107) repetidora cada una, proporcionada fuera de la estructura (110) física, para la comunicación de MIMO de la LOS exterior con el nodo (101), en donde las repetidoras son cada una conectadas a al menos un cable (109) radiante proporcionado dentro de la estructura (110) física, para la comunicación de MIMO interior a través de un segundo canal (113) de radio con el equipo (111) de usuario ubicado en un espacio interior dentro de la estructura (110) física, caracterizado porque - las repetidoras (103, 105, 107) se proporcionan fuera de la misma estructura (110) física y separadas aparte de manera que el primer canal (112) de radio entre el nodo (101) y las repetidoras (103, 105, 107) soporten una clasificación que es igual al número de antenas (104, 106, 108) repetidoras, - al menos un cable (109) radiante se proporciona de manera que esencialmente se proporcione la misma cobertura interior del mismo espacio interior en la estructura (110) física desde cada repetidora (103, 105, 107), y - al menos un cable (109) radiante se proporciona de manera que el segundo canal (113) de radio entre las repetidoras (103, 105, 107) y el equipo (111) de usuario ubicado dentro de la estructura (110) física soporta una clasificación que es igual al número de antenas (104, 106, 108) repetidoras.

2. El sistema de comunicación inalámbrica de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer canal (112) de radio y el segundo canal (113) de radio son el mismo canal de radio.

3. El sistema de comunicación inalámbrica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones previas, caracterizado porque las antenas (102) de nodo y las antenas (104, 106, 108) repetidoras son antenas de polarizado doble.

4. El sistema de comunicación inalámbrica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones previas, caracterizado porque los cables (109) radiantes son cables radiantes de polarizado dobles.

5. El sistema de comunicación inalámbrica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones previas, caracterizado porque el número de cables (109) radiantes de cada repetidora (103, 105, 107) es la misma que el número de antenas repetidoras (104, 106, 108) de cada repetidora (103, 105, 107) .

6. El sistema de comunicación inalámbrica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones previas, caracterizado porque un primer (203) y una segunda (205) repetidora comparten al menos un cable (208) radiante, y en donde la primera repetidora (203) alimenta al menos un cable (208) radiante compartido en un extremo y la segunda repetidora (205) alimenta al menos un cable (208) radiante compartido en el otro extremo.

7. El sistema de comunicación inalámbrica de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque una primera repetidora (314) comparte al menos un cable (317) radiante con una segunda repetidora (315) y comparte al menos otro cable (318) radiante con una tercera repetidora (313), en donde la primera repetidora (314) alimenta al menos un cable (317) radiante compartido en un extremo y la segunda repetidora (315) alimenta al menos un cable (317) radiante compartido en el otro extremo, y en donde la primera repetidora (314) alimenta al menos otro cable (318) radiante compartido en un extremo y la tercera repetidora (313) alimenta al menos otro cable (318) radiante compartido en el otro extremo.

8. El sistema de comunicación inalámbrica de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque al menos cuatro repetidoras que comparten al menos un cable radiante con otra repetidora están conectados para formar una conexión en serie lineal (319) de repetidoras que comparten al menos un cable radiante con otra repetidora.

9. Un método para proporcionar comunicación (400) MIMO inalámbrica entre un nodo ubicado fuera de una estructura física, y un equipo de usuario ubicado dentro de la estructura física, el método comprende: - configurar (401) el nodo para comunicación de MIMO inalámbrica de LOS a través de un primer canal de radio con al menos dos repetidoras exteriores-interiores proporcionados fuera de la estructura física; - configurar (402) al menos una antena repetidora en cada una de las repetidoras exteriores- interiores ubicada fuera de la estructura física, para comunicación de MIMO de la LOS exterior a través del primer canal de radio con el nodo; - configurar (403) al menos un cable radiante en cada repetidora exterior-interior, ubicado dentro de la estructura física, para comunicación de MIMO interior a través de un segundo canal de radio con el equipo de usuario ubicado en un espacio interior dentro de la estructura física, caracterizado porque - proporcionar (404) las repetidoras fuera en la misma estructura física y bien separadas de manera que el primer canal de radio entre el nodo y las repetidoras soporte una clasificación que es igual al número de antenas repetidoras, - proporcionar (405) al menos un cable radiante de manera que esencialmente se proporcione la misma cobertura interior en el mismo espacio interior en la estructura física desde cada repetidora, y - proporcionar (406) al menos un cable radiante de manera que el segundo canal de radio entre las repetidoras y el equipo de usuario ubicado dentro de la estructura física soporte una clasificación que es igual al número de antenas repetidoras .

10. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque comprende configurar (501) las antenas de nodo y las antenas repetidoras para comunicación de polarizado doble.

11. El método de conformidad con las reivindicaciones 9-10, caracterizado además porque comprende configurar (502) los cables radiantes para comunicación de polarizado doble.

12. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 8-9, caracterizado además porque comprende configurar (503) cada repetidora comprende el mismo número de cables radiantes como el número de antenas repetidoras.

13. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 8-10, caracterizado además porque comprende configurar (504) una primera y una segunda repetidoras para compartir al menos un cable radiante, y en donde la primera repetidora se adapta para alimentar al menos un cable radiante en un extremo, y la segunda repetidora se adapta para alimentar al menos un cable radiante en el otro extremo.

14. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 8-10, caracterizado además porque comprende configurar (505) una primera repetidora para compartir al menos un cable radiante con una segunda repetidora y para compartir al menos otro cable radiante con una tercera repetidora, en donde la primera repetidora se adapta para alimentar al menos un cable radiante compartido en un extremo y la segunda repetidora se adapta para alimentar al menos un cable radiante compartido en el otro extremo, y en donde la primera repetidora además se adapta para alimentar al menos otro cable radiante compartido en un extremo y la tercera repetidora se adapta para alimentar al menos otro cable radiante compartido en el otro extremo.

15. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque comprende configurar (506) al menos cuatro repetidoras para compartir al menos un cable radiante con otra repetidora, y configurar al menos cuatro repetidoras para conectarse de manera que formen una conexión en serie lineal de repetidoras que comparten al menos un cable radiante con otra repetidora. RESUMEN DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona con un sistema de comunicaciones de múltiples entradas múltiples salidas (MIMO) exteriores-interiores inalámbrico para comunicarse con un equipo de usuario ubicado dentro de una estructura física tal como un edificio. El sistema de comunicación de MIMO se compone de un nodo que tiene al menos dos antenas de nodo, en donde el nodo se configura para comunicación de MIMO inalámbrica de línea de vista (LOS) con al menos dos repetidoras exteriores-interiores, y al menos dos repetidoras exteriores-interiores adaptados para la comunicación de MIMO inalámbrica de la LOS con el nodo. Las repetidoras tienen al menos una antena repetidora cada una se proporciona fuera de la estructura física, para comunicación de MIMO de la LOS con el nodo y al menos un cable radiante con cada uno, se proporciona dentro de la estructura física, para la comunicación de MIMO interior con el equipo de usuario ubicado dentro de la estructura física. Las repetidoras se proporcionan fuera de la misma estructura física y bien separada, y cada cable radiante de cada repetidora se proporciona de manera que proporciona la misma cobertura interior del mismo espacio dentro de la estructura física.