ОБЕСПЕЧЕНИЕ АНТЕННОГО РАЗНЕСЕНИЯ В СИСТЕМЕ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ Российский патент 2011 года по МПК H04B7/06 

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Для настоящей заявки испрашивается приоритет на основании предварительной заявки на патент США № 60/865313, озаглавленной "METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING ANTENNA DIVERSITY IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM", которая подана 10 ноября 2006 года. Упомянутая заявка в полном объеме включена в настоящий документ путем ссылки.

Уровень техники

Область техники, к которой относится изобретение

Нижеследующее описание относится, в общем, к беспроводной связи и более конкретно к пространственному циклическому чередованию антенн для вычисления индикатора качества канала (CQI) и передачи данных в системе беспроводной связи.

Уровень техники

Системы беспроводной связи широко используются для обеспечения различных типов содержимого связи, таких как, например, речь, данные и т.п. Обычные системы беспроводной связи могут быть системами множественного доступа, способными поддерживать связь с множеством пользователей путем совместного использования доступных системных ресурсов (к примеру, полосы пропускания, мощности передачи и т.п.). Примеры таких систем множественного доступа могут включать в себя системы множественного доступа с кодовым разделением (CDMA), системы множественного доступа с временным разделением (TDMA), системы множественного доступа с частотным разделением (FDMA), системы множественного доступа с ортогональным частотным разделением (FDMA) и т.д.

Системы беспроводной связи с множественным доступом могут, в общем, поддерживать одновременную связь для нескольких беспроводных терминалов. Каждый беспроводной терминал может обмениваться данными с одной или более базовых станций путем передач по прямой и обратной линии связи. Прямая линия связи (или нисходящая линия связи) относится к линии связи от базовых станций к беспроводным терминалам, а обратная линия связи (или восходящая линия связи) относится к линии связи от беспроводных терминалов к базовым станциям. Кроме того, связь между беспроводными терминалами и базовыми станциями может осуществляться через системы с одним входом и одним выходом (SISO), системы с множеством входов и одним выходом (MISO), системы с множеством входов и множеством выходов (MIMO) и т.д.

В системе беспроводной связи передающее устройство (к примеру, базовая станция или терминал) может использовать множество (T) передающих антенн для передачи данных в приемное устройство, оснащенное одной или более (R) приемных антенн. Множество передающих антенн могут использоваться для того, чтобы увеличивать пропускную способность системы путем передачи различных данных от этих антенн и/или повышать надежность за счет избыточной передачи данных. Например, передающее устройство может передавать данный символ из всех T передающих антенн, а приемное устройство может принимать множество версий этого символа через R приемных антенн. Это множество версий передаваемого символа, в общем, повышают возможности приемного устройства восстанавливать символ.

Производительность передачи может быть повышена за счет использования пространственной размерности, полученной для множества передающих антенн и, если имеются, множества приемных антенн. Тракт распространения предусмотрен между каждой парой передающих и приемных антенн. T·R различных трактов распространения формируются между T передающих антенн и R приемных антенн. Эти тракты распространения могут быть подвержены различным характеристикам канала (к примеру, различному затуханию, многолучевому распространению, влиянию помех и т.д.) и могут достигать различных отношений «сигнал к помехам и шуму» (SNR). Отклики канала для T·R трактов распространения могут быть различными от тракта к тракту и дополнительно могут быть различными по частоте для беспроводного канала с дисперсионными свойствами и/или по времени для изменяющегося во времени беспроводного канала.

Главный недостаток использования множества передающих антенн для передачи данных заключается в том, что обычно должен быть оценен отклик канала между каждой парой передающих и приемных антенн (или каждый тракт распространения) для того, чтобы надлежащим образом принимать передачу данных. Оценка полного отклика канала для всех T·R пар передающих и приемных антенн может быть нежелательной по нескольким причинам. Например, большой объем ресурсов линии связи может быть потреблен для того, чтобы передавать контрольный сигнал (пилот-сигнал), используемый для оценки канала, что, в свою очередь, уменьшает ресурсы линии связи, доступные для того, чтобы передавать данные. Дополнительно, оценка канала для всех T·R пар передающих и приемных антенн увеличивает затраты ресурсов на обработку в приемном устройстве.

Раскрытие изобретения

Ниже приведено упрощенное раскрытие одного или более вариантов осуществления для обеспечения базового понимания этих вариантов осуществления. Это раскрытие не является всесторонним обзором всех рассматриваемых вариантов осуществления и не предназначено ни для определения ключевых или важнейших элементов всех вариантов осуществления, ни для определения области применения каких-либо или всех вариантов осуществления. Его единственная цель - представить некоторые понятия одного или более вариантов осуществления в упрощенной форме в качестве вступления к более подробному описанию, которое приведено ниже.

В соответствии с одним или более вариантов осуществления и соответствующим раскрытием их сущности различные аспекты описаны в отношении упрощения циклического чередования антенн для вычисления информации качества канала (CQI) и передачи данных в среде беспроводной передачи данных с множеством входов и множеством выходов (MIMO). Контрольные сигналы (пилот-сигналы) могут приниматься беспроводным терминалом. Кроме того, виртуальные антенны, которые могут поддерживаться каналом, могут идентифицироваться на основе анализа контрольных сигналов. Кроме того, вычисления CQI могут быть осуществлены для каждой из поддерживаемых виртуальных антенн; после этого данные CQI могут быть отправлены в базовую станцию для планирования передачи данных. Дополнительно, базовая станция может планировать передачу на основе данных CQI и/или соображений равнодоступности. Запланированная передача данных может выполняться путем циклического чередования поддерживаемых виртуальных антенн.

Согласно сопутствующим аспектам в настоящем документе описан способ, который упрощает оценку информации качества канала (CQI) в среде беспроводной передачи данных с множеством входов и множеством выходов (MIMO). Способ может включать в себя прием контрольных сигналов от базовой станции. Дополнительно способ может содержать идентификацию числа уровней, поддерживаемых каналом, на основе оценки контрольных сигналов. Кроме того, способ может включать в себя вычисление набора CQI путем циклического чередования виртуальных антенн, соответствующих поддерживаемым уровням, причем каждая CQI соответствует одному из поддерживаемых уровней. Способ дополнительно может включать в себя передачу набора CQI в базовую станцию для планирования передачи данных.

Другой аспект относится к устройству беспроводной связи. Устройство беспроводной связи может включать в себя запоминающее устройство, которое сохраняет инструкции, связанные с определением числа уровней, поддерживаемых каналом, на основе оценки принимаемых контрольных сигналов, оценкой набора CQI путем циклического чередования виртуальных антенн, соответствующих поддерживаемым уровням, причем каждая CQI относится к соответствующему одному из поддерживаемых уровней, и передачей набора CQI для планирования передачи данных. Дополнительно устройство беспроводной связи может включать в себя процессор, соединенный с запоминающим устройством, выполненный с возможностью выполнять инструкции, сохраненные в запоминающем устройстве.

Еще один аспект относится к устройству беспроводной связи, которое обеспечивает вычисление CQI в среде беспроводной передачи данных MIMO. Устройство беспроводной связи может включать в себя средство распознавания поддерживаемых виртуальных антенн на основе принятых контрольных сигналов. Дополнительно устройство беспроводной связи может содержать средство определения CQI для поддерживаемых виртуальных антенн путем циклического чередования поддерживаемых виртуальных антенн. Кроме того, устройство беспроводной связи может включать в себя средство передачи CQI в базовую станцию для планирования передачи данных.

Еще один аспект относится к машиночитаемому носителю, на котором сохранены исполняемые машиной инструкции для приема контрольных сигналов от базовой станции; определения числа уровней, поддерживаемых каналом, на основе оценки контрольных сигналов; формирования набора CQI путем чередования виртуальных антенн, соответствующих поддерживаемым уровням, причем каждая CQI соответствует одному из поддерживаемых уровней; и передачи набора CQI в базовую станцию для планирования передачи данных.

В соответствии с другим аспектом устройство в системе беспроводной связи может включать в себя процессор, при этом процессор может быть выполнен с возможностью распознавать поддерживаемые виртуальные антенны на основе принятых контрольных сигналов. Дополнительно процессор может быть выполнен с возможностью определять CQI для поддерживаемых виртуальных антенн путем циклического чередования поддерживаемых виртуальных антенн. Кроме того, процессор может быть выполнен с возможностью передавать CQI в базовую станцию для планирования передачи данных.

Согласно другим аспектам в настоящем документе описан способ, который упрощает передачу данных из базовой станции в среде беспроводной передачи данных MIMO. Способ может содержать передачу контрольных сигналов CQI по набору виртуальных антенн. Дополнительно способ может включать в себя получение одной или более CQI, которые, соответственно, относятся к одной или более поддерживаемых виртуальных антенн для пользователя, при этом одна или более поддерживаемых виртуальных антенн являются поднабором виртуальных антенн. Кроме того, способ может включать в себя планирование передачи данных для пользователя на основе данных CQI. Кроме того, способ может включать в себя передачу данных путем циклического чередования одной или более поддерживаемых виртуальных антенн.

Еще один аспект относится к устройству беспроводной связи, которое может включать в себя запоминающее устройство, которое сохраняет инструкции, связанные с передачей контрольных сигналов по набору виртуальных антенн, приемом одной или более CQI, которые, соответственно, относятся к одной или более поддерживаемых виртуальных антенн для пользователя, причем одна или более поддерживаемых виртуальных антенн являются поднабором виртуальных антенн, планированием передачи данных для пользователя на основе данных CQI и передачей данных путем циклического чередования одной или более поддерживаемых виртуальных антенн. Дополнительно устройство связи может содержать процессор, соединенный с запоминающим устройством, выполненный с возможностью выполнять инструкции, сохраненные в запоминающем устройстве.

Другой аспект относится к устройству беспроводной связи, которое обеспечивает планирование передачи и отправку данных в среде беспроводной передачи данных MIMO. Устройство беспроводной связи может включать в себя средство передачи контрольных сигналов по набору виртуальных антенн. Кроме того, устройство беспроводной связи может включать в себя средство планирования передачи данных для пользователя на основе принимаемых CQI, которые надлежащим образом соответствуют виртуальным антеннам, поддерживаемым пользователем. Дополнительно устройство беспроводной связи может включать в себя средство передачи данных путем циклического чередования поддерживаемых виртуальных антенн.

Еще один другой аспект относится к машиночитаемому носителю, на котором сохранены исполняемые машиной инструкции для передачи контрольных сигналов по набору виртуальных антенн, при этом контрольные сигналы формируются на основе унитарной матрицы, планирования передачи данных для пользователя на основе принимаемых CQI, которые надлежащим образом соответствуют виртуальным антеннам, поддерживаемым пользователем, и передачи данных путем циклического чередования поддерживаемых виртуальных антенн.

В соответствии с другим аспектом устройство в системе беспроводной связи может включать в себя процессор, при этом процессор может быть выполнен с возможностью передачи контрольных сигналов CQI по набору виртуальных антенн; приема одной или более CQI, которые, соответственно, относятся к одной или более поддерживаемых виртуальных антенн для пользователя, при этом одна или более поддерживаемых виртуальных антенн являются поднабором виртуальных антенн; планировать передачу данных для пользователя на основе данных CQI; и/или передавать данные путем циклического чередования одной или более поддерживаемых виртуальных антенн.

Для достижения вышеуказанных и сопутствующих целей один или более вариантов осуществления содержат признаки, ниже описанные полностью и конкретно указанные в формуле изобретения. Нижеследующее описание и сопровождающие чертежи подробно излагают определенные иллюстративные аспекты одного или более вариантов осуществления. Тем не менее, эти аспекты указывают только на некоторые из множества способов, которыми могут быть реализованы принципы различных вариантов осуществления, и подразумевается, что описанные варианты осуществления включают в себя все такие аспекты и их эквиваленты.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 является иллюстрацией системы беспроводной связи в соответствии с различными аспектами, представленными в настоящем документе.

Фиг. 2A и 2B являются иллюстрациями примерных MISO- и MIMO-каналов, соответственно.

Фиг. 3 является иллюстрацией примерной модели для схемы передачи с виртуальными антеннами.

Фиг. 4 является иллюстрацией примерной модели для схемы передачи с разнесением виртуальных антенн циклической задержки.

Фиг. 5 является иллюстрацией примерной схемы контрольных сигналов для скачкообразного изменения скорости символов.

Фиг. 6A-6D являются иллюстрациями примерных схем контрольных сигналов для поблочного скачкообразного изменения.

Фиг. 7 является иллюстрацией примерной системы, которая чередует антенны для вычисления CQI и передачи данных в среде беспроводной передачи данных MIMO.

Фиг. 8 является иллюстрацией примерного способа, который упрощает оценку CQI в среде беспроводной передачи данных MIMO.

Фиг. 9 является иллюстрацией примерного способа, который упрощает вычисление CQI в среде беспроводной передачи данных MIMO замкнутого контура.

Фиг. 10 является иллюстрацией примерного способа, который упрощает передачу данных из базовой станции в среде беспроводной передачи данных MIMO.

Фиг. 11 является иллюстрацией примерного мобильного устройства, которое упрощает использование циклического чередования антенн для вычисления CQI в системе беспроводной связи MIMO.

Фиг. 12 является иллюстрацией примерной системы, которая упрощает передачу данных путем использования пространственного циклического чередования в среде беспроводной передачи данных MIMO.

Фиг. 13 является иллюстрацией примерной беспроводной сетевой среды передачи данных, которая может использоваться вместе с различными системами и способами, описанными в настоящем документе.

Фиг. 14 является иллюстрацией примерной системы, которая обеспечивает вычисление CQI в среде беспроводной передачи данных MIMO.

Фиг. 15 является иллюстрацией примерной системы, которая обеспечивает планирование передачи и отправку данных в среде беспроводной передачи данных MIMO.

Осуществление изобретения

Ниже описаны различные варианты осуществления со ссылками на чертежи, на которых одинаковые номера ссылочных позиций обозначают одинаковые элементы. В нижеследующем описании многие конкретные детали пояснены для того, чтобы обеспечить полное понимание одного или более вариантов осуществления. Тем не менее, может быть очевидным, что эти варианты осуществления могут применяться на практике без данных конкретных деталей. В других случаях распространенные структуры и устройства показаны в форме блок-схем для того, чтобы упростить описание одного или более вариантов осуществления.

В контексте настоящей заявки термины «компонент», «модуль», «система» и т.п. означают связанный с компьютером объект, будь то аппаратные средства, микропрограммное обеспечение, комбинация аппаратных средств и программного обеспечения, программное обеспечение или программное обеспечение в ходе исполнения. Например, компонент может быть, не ограничиваясь, процессом, запущенным на процессоре, процессором, объектом, исполняемым файлом, потоком исполнения, программой и/или компьютером. В качестве иллюстрации, и приложение, запущенное на вычислительном устройстве, и вычислительное устройство может быть компонентом. Один или более компонентов могут постоянно размещаться внутри процесса и/или потока исполнения, и компонент может быть локализован на компьютере и/или распределен между двумя и более компьютерами. Кроме того, эти компоненты могут выполняться с различных машиночитаемых носителей, сохраняющих различные структуры данных. Компоненты могут обмениваться данными путем локальных и/или удаленных процессов, например, в соответствии с сигналом, имеющим один или более пакетов данных (к примеру, данных из одного компонента, взаимодействующего с другим компонентом в локальной системе, распределенной системе и/или по сети, например по Интернету с другими системами с помощью сигнала).

Более того, различные варианты осуществления описаны в настоящем документе в отношении беспроводного терминала. Беспроводной терминал также может называться системой, абонентским устройством, абонентской станцией, мобильной станцией, мобильным аппаратом, мобильным устройством, удаленной станцией, удаленным терминалом, терминалом доступа, пользовательским терминалом, терминалом, устройством беспроводной связи, пользовательским агентом, пользовательским устройством или абонентским устройством (UE). Беспроводным устройством может быть сотовый телефон, беспроводной телефон, телефон по протоколу инициирования сеанса (SIP), станция беспроводного абонентского доступа (WLL), персональное цифровое устройство (PDA), карманное устройство с поддержкой беспроводных соединений, вычислительное устройство или другое обрабатывающее устройство, подключенное к беспроводному модему. Помимо этого, различные варианты осуществления описаны в настоящем документе в отношении базовой станции. Базовая станция может быть использована для обмена данными с мобильным устройством(ами) и также может упоминаться как точка доступа, узел B или какой-либо другой термин.

Более того, различные аспекты или признаки, описанные в настоящем документе, могут быть реализованы как способ, устройство или продукт с помощью стандартных методик программирования и/или разработки. Термин «продукт» в контексте настоящего документа содержит вычислительную программу, доступную из любого машиночитаемого устройства, носителя или среды. Например, машиночитаемые носители могут включать в себя, не ограничиваясь, магнитные устройства хранения (к примеру, жесткий диск, гибкий диск, магнитную ленту и т.д.), оптические диски (к примеру, компакт-диск (CD), универсальный цифровой диск (DVD) и т.д.), смарт-карты и устройства флэш-памяти (к примеру, EPROM, карта, флэш-память типа stick, key drive и т.д.). Дополнительно различные носители хранения, описанные в настоящем документе, могут представлять одно или более устройств и/или других машиночитаемых носителей для хранения информации. Термин «машиночитаемый носитель» может включать в себя, не ограничиваясь, беспроводные каналы и различные другие носители, допускающие хранение, размещение и/или перенос команд(ы) и/или данных.

На фиг. 1 проиллюстрирована система 100 беспроводной связи в соответствии с различными вариантами осуществления, представленными в настоящем документе. Как показано, система беспроводной связи 100 включает в себя множество базовых станций 110 и множество беспроводных терминалов 120 (к примеру, терминалов). Базовая станция 110 - это станция, которая обменивается данными с терминалами 120. Базовая станция 110 также может называться и может содержать часть или всю функциональность точки доступа, узла B и/или некоторого другого сетевого объекта. Каждая базовая станция 110 обеспечивает покрытие связи для конкретной географической зоны 102. Термин «сота» может означать базовую станцию и/или ее зону покрытия в зависимости от контекста, в котором используется этот термин. Чтобы повысить пропускную способность системы, зона покрытия базовой станции может быть секционирована на множество меньших зон, к примеру, три меньшие зоны 104a, 104b и 104c. Каждая меньшая зона обслуживается соответствующей приемо-передающей подсистемой базовой станции (BTS). Термин «сектор» может относиться к BTS и/или ее зоне покрытия, в зависимости от контекста, в котором используется термин. Для секторизованной соты BTS для всех секторов этой соты обычно совместно расположены в рамках базовой станции соты. Методы передачи, описанные в настоящем документе, могут быть использованы для системы с секторизованными сотами, а также для системы с несекторизованными сотами. Для простоты в последующем описании термин «базовая станция» используется обобщенно для BTS, которая обслуживает сектор, а также для базовой станции, которая обслуживает соту.

Терминалы 120 обычно распределены по системе, и каждый терминал может быть стационарным или мобильным. Терминал 120 также может называться и может содержать часть или всю функциональность мобильной станции, пользовательского оборудования и/или какого-либо другого устройства. Терминалом может быть беспроводное устройство, сотовый телефон, персональное цифровое устройство (PDA), плата беспроводного модема и т.п. Каждый терминал 120 может обмениваться данными ни с одной, с одной или множеством базовых станций 110 по нисходящей и/или восходящей линии связи в любой данный момент. Нисходящая линия связи (или прямая линия связи) относится к линии связи от базовых станций 110 к терминалам 120, а восходящая линия связи (или обратная линия связи) относится к линии связи от терминалов 120 к базовым станциям 110.

В централизованной архитектуре системный контроллер 130 связан с базовыми станциями 110 и обеспечивает координацию и управление этими базовыми станциями 110. В распределенной архитектуре базовые станции 110 могут обмениваться данными друг с другом по мере необходимости.

Методы передачи, описанные в настоящем документе, могут использоваться для различных систем беспроводной связи, таких как система множественного доступа с ортогональным частотным разделением (OFDMA), система множественного доступа с частотным разделением с одной несущей (SC-FDMA), система множественного доступа с частотным разделением (FDMA), система множественного доступа с кодовым разделением (CDMA), система множественного доступа с временным разделением (TDMA) и т.д. OFDMA-система использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM), которое является методом модуляции с множеством несущих, которая разделяет общую полосу пропускания системы на множество (K) ортогональных подполос частот. Эти подполосы частот также называются тонами, поднесущими, элементами разрешения и т.д. В OFDM каждая подполоса частот связана с соответствующей поднесущей, которая может быть модулирована с помощью данных. SC-FDMA-система может использовать перемежающуюся FDMA (IFDMA), для того чтобы передавать по подполосам частот, которые распределены в ширине полосы системы, локализованную FDMA (LFDMA), для того чтобы передавать по блоку соседних подполос частот, или улучшенную FDMA (EFDMA), для того чтобы передавать по множеству блоков соседних подполос частот. В общем, символы модуляции передаются в частотной области при OFDM и во временной области при SC-FDMA.

OFDM-символ может быть сформирован для одной передающей антенны в одном периоде символа следующим образом. N символов модуляции преобразуются в N подполос частот, используемых для передачи (или N назначенных подполос частот), а нулевые символы со значением сигнала в нуль преобразуются в оставшиеся K-N подполос частот. K-точечное обратное быстрое преобразование Фурье (IFFT) или обратное дискретное преобразование Фурье (IDFT) выполняется для K символов модуляции и нулевых символов, чтобы получать последовательность из K выборок временной области. Последние Q выборок последовательности копируются в начало последовательности, чтобы сформировать OFDM-символ, который содержит K+Q выборок. Q скопированных выборок часто называются циклическим префиксом или защитным интервалом, и Q - это длина циклического префикса. Циклический префикс используется для того, чтобы противостоять межсимвольным помехам (ISI), которые вызваны частотно-избирательным затуханием, которое является частотной характеристикой, которая варьируется по полосе пропускания системы.

SC-FDMA-символ может быть сформирован для одной передающей антенны в одном периоде символа следующим образом. N символов модуляции, которые должны быть переданы на N выделенных подполосах частот, преобразуются в частотную область с помощью N-точечного быстрого преобразования Фурье (FFT) или дискретного преобразования Фурье (DFT), чтобы получать N символов частотной области. Эти N символов частотной области преобразуются в N выделенных подполос частот, а нулевые символы преобразуются в оставшиеся K-N подполос частот. Затем выполняется K-точечное IFFT или IDFT для K символов частотной области и нулевых символов для получения последовательности из K выборок временной области. Последние Q выборок последовательности копируются в начало последовательности, чтобы сформировать SC-FDMA-символ, который содержит K+Q выборок.

Символ передачи может быть OFDM-символом или SC-FDMA-символом. K+Q выборок символа передачи передаются в K+Q периодах выборки/символа шумоподобной последовательности. Период символа - это длительность одного символа передачи и равен K+Q периодам выборки/символа шумоподобной последовательности.

Методы передачи, описанные в настоящем документе, могут использоваться для нисходящей линии связи, а также для восходящей линии связи. Для ясности большая часть нижеследующего описания приводится для передачи по нисходящей линии связи из базовой станции 110 (передающего устройства) в один или более терминалов 120 (приемных устройств).

Фиг. 2A иллюстрирует канал со множеством входов и одним выходом (MISO), формируемый множеством (T) передающих антенн 112a-112t в базовой станции 110 и одной приемной антенны 122x в терминале 120x. MISO-канал может отличаться вектором-строкой откликов канала для каждой подполосы частот k, который может быть задан следующим образом:

уравнение (1)

где, для, означает связь или комплексное усиление канала между передающей антенной i и одной приемной антенной для подполосы частот k.

Фиг. 2B иллюстрирует канал согласно методике с множеством входов и множеством выходов (MIMO), формируемый T передающими антеннами 112a-112t в базовой станции 110, и множества (R) приемных антенн 122a-122r в терминале 120y. MIMO-канал может отличаться вектором-строкой откликов канала R×T для каждой подполосы частот k, который может быть задан следующим образом:

уравнение (2)

где для и означает комплексное канальное усиление между передающей антенной i и приемной антенной j для подполосы частот k. Дополнительно - это вектор откликов канала R×1 для передающей антенны i, которая является i-м столбцом .

Передающее устройство может передавать один или более выходных символов из T передающих антенн 112 в каждой подполосе частот в каждый период символа. Каждый выходной символ может быть символом модуляции для OFDM, символом частотной области для SC-FDMA или некоторым другим комплексным значением. Передача данных может быть определена количественно с помощью следующих показателей:

порядок пространственного мультиплексирования (M) - это число выходных символов, передаваемых через T передающих антенн в одной подполосе частот в один период символа;

порядок пространственного разнесения (D) - это величина пространственного разнесения, наблюдаемая за счет передаваемых выходных символов; и

порядок затрат ресурсов на оценку канала (C) - это число виртуальных антенн, которые должны быть оценены приемным устройством для каждой приемной антенны.

В общем, D≤T и C≤T.

Если передающее устройство передает выходные символы непосредственно из T передающих антенн 112, то приемное устройство обычно должно оценивать полный отклик канала для всех T передающих антенн 112, чтобы восстанавливать передачу данных. Порядок затрат ресурсов на оценку канала в таком случае равен C=T. В определенных сценариях может быть желательным передавать меньше, чем T выходных символов одновременно, к примеру, если характеристики канала плохие. Поднабор T передающих антенн может использоваться для того, чтобы передавать меньше T выходных символов. Тем не менее, это нежелательно, поскольку мощности передачи, доступные для неиспользованных передающих антенн, не используются рационально для передачи.

Схемы передачи, описанные в настоящем документе, обеспечивают возможность гибкого выбора этих трех показателей M, D и C для достижения хорошей производительности для передачи данных в различных условиях. Например, больший порядок M пространственного мультиплексирования может быть выбран для хороших характеристик канала с высокими SNR, а меньший порядок пространственного мультиплексирования может быть выбран для плохих характеристик канала с низкими SNR. Меньший порядок C затрат ресурсов на оценку канала может быть выбран, к примеру, в сценариях, где низкая пропускная способность вследствие низких SNR не оправдывает большие затраты ресурсов на оценку канала.

Схемы передачи, описанные в настоящем документе, могут использовать все T передающих антенн для передачи, независимо от числа отправляемых выходных символов и независимо от того, какие подполосы частот используются для передачи. Эта возможность позволяет передающему устройству использовать всю мощность передачи, доступную для T передающих антенн 112, к примеру, путем использования усилителей мощности, соединенных с каждой из антенн, для передачи, что, в общем, повышает производительность. Использование меньшего количества T передающих антенн 112 для передачи обычно приводит к использованию не всей доступной мощности передачи для передачи, что должно влиять на производительность.

Выбор схемы передачи может быть основан на обратной связи относительно информации, касающейся информации о состоянии канала для канала между базовой станцией 110 и терминалом 120. Терминал 120 может сообщать часть или всю эту информацию как информацию качества канала (CQI), которой в одном аспекте может быть одно или более квантованных значений, которые указывают некоторый параметр канала, в случае, когда используется MIMO или множество потоков передачи.

Схемы передачи, описанные в настоящем документе, позволяют легко поддерживать передачи MIMO с одним входом и множеством выходов (SIMO) и с одним входом и одним выходом (SISO). Передача MIMO - это передача множества выходных символов из множества виртуальных антенн в множество приемных антенн в одной подполосе частот в одном периоде символа. Передача SIMO - это передача одного выходного символа из одной виртуальной антенны в множество приемных антенн в одной подполосе частот в одном периоде символа. Передача SISO - это передача одного выходного символа из одной виртуальной антенны в одну приемную антенну в одной подполосе частот в одном периоде символа. Передающее устройство также может передавать комбинацию передач MIMO, SIMO и/или SISO в одно или более приемных устройств в одном периоде символа.

Передающее устройство может передавать M выходных символов одновременно из T передающих антенн 112 в одной подполосе частот в одном периоде символа, используя различные схемы передачи. В варианте осуществления передающее устройство обрабатывает выходные символы для передачи следующим образом:

уравнение (3)

где - вектор M×1, содержащий M выходных символов, которые должны быть переданы в подполосе частот k в один период символа; - это матрица перестановок V×M для подполосы частот k; - это ортонормированная матрица T×V; и - это вектор T×1, содержащий T передаваемых символов, которые должны быть переданы из T передающих антенн 112 в подполосе частот k в одном периоде символа. V - это число виртуальных антенн, формируемых с помощью ортонормированной матрицы . В общем, 1≤M≤V≤T. V может быть фиксированным значением или конфигурируемым значением.

Ортонормированная матрица характеризуется свойством , где "^H" означает сопряженное транспонирование, а является единичной матрицей. V столбцов являются ортогональными друг другу, и каждый столбец имеет единичную мощность. В варианте осуществления, задается так, что сумма квадрата величины V записей в каждой строке равна постоянному значению. Это свойство приводит к использованию всей мощности передачи для каждой передающей антенны, используемой для передачи. также может быть унитарной матрицей, которая характеризуется свойством . Ортонормированные и унитарные матрицы могут формироваться так, как описано ниже. V столбцов используются для того, чтобы формировать V виртуальных антенн, которые могут использоваться для того, чтобы отправлять до V выходных символов в одной подполосе частот в один период символа. Виртуальные антенны также могут называться действующими антеннами или каким-либо другим термином.

В варианте осуществления одна ортонормированная матрица используется для всех K полных подполос частот во все периоды символа, так что не является функцией от индекса подполосы частот k или индекса символа n. В другом варианте осуществления различные ортонормированные матрицы используются для различных наборов подполос частот, которые могут быть назначены различным приемным устройствам. В еще одном варианте осуществления различные ортонормированные матрицы используются для различных подполос частот. В еще одном варианте осуществления различные ортонормированные матрицы используются для различных интервалов времени, причем каждый интервал времени может охватывать один или множество периодов символа. В еще одном варианте осуществления одна или более ортонормированных матриц выбираются для использования из числа нескольких ортонормированных матриц, как описано ниже. В общем, данные и контрольные сигналы могут передаваться с использованием одной или более ортонормированных матриц так, что приемное устройство может оценивать отклик канала на основе контрольного сигнала и использовать оценку отклика канала для того, чтобы восстанавливать данные, отправляемые приемному устройству.

Матрица перестановок выбирает то, какие M виртуальных антенн использовать для подполосы частот k из числа V виртуальных антенн, доступных для использования, или какие M из V столбцов . Матрица перестановок может быть задана по-разному, и различные матрицы перестановки могут использоваться для различных подполос частот, как описано ниже.

Фиг. 3 иллюстрирует модель 300 для схемы передачи, заданной уравнением (3). Передающее устройство принимает вектор данных для каждой подполосы частот и периода символа, используемого для передачи. Модуль 310 преобразования виртуальных антенн обрабатывает вектор данных и формирует передаваемый вектор . В рамках модуля 310 преобразования виртуальных антенн модуль 312 преобразования символов в виртуальные антенны умножает вектор данных на матрицу перестановок и формирует промежуточный вектор V×1. Модуль 314 пространственного расширения умножает промежуточный вектор на ортонормированную матрицу и формирует передаваемый вектор. Передаваемый вектор передается из T передающих антенн и через MIMO-канал 350 в R приемных антенн в приемном устройстве.

Принимаемые символы в приемном устройстве могут быть выражены следующим образом:

уравнение (4)

где - это вектор R×1, содержащий R принимаемых символов из R приемных антенн в подполосе частот k в одном периоде символа; - это фактическая матрица откликов канала R×V для подполосы частот k; - это используемая матрица откликов канала R×M для подполосы частот k; и - это вектор шума для подполосы частот k.

Фактические и используемые матрицы отклика канала могут быть заданы следующим образом:

и уравнение (5) уравнение (6)

где.

Как показано в уравнении (3) и проиллюстрировано на фиг. 3, фактический MIMO-канал с V виртуальных антенн формируется при помощи ортонормированной матрицы . Данные отправляются по всем или поднаборе этих V виртуальных антенн. Используемый MIMO-канал формируется M виртуальными антеннами, используемыми для передачи.

Для схемы передачи, описанной выше, MIMO-система R×T эффективно уменьшается до MIMO-системы R×V. Передающее устройство выглядит таким, как если бы оно имело V виртуальных антенн, а не T передающих антенн, где V≤T. Эта схема передачи уменьшает порядок затрат ресурсов на оценку канала до C=V. Тем не менее, порядок пространственного мультиплексирования ограничен V или M≤V, и порядок пространственного разнесения также ограничен V или D≤V.

Вышеприведенное описание предназначено для одной подполосы частот k. Передающее устройство может выполнять такую же обработку для каждой подполосы частот, используемой для передачи. Частотное разнесение каждой виртуальной антенны по подполосам частот является таким же, как частотное разнесение физических передающих антенн. Однако пространственное разнесение уменьшается с T до V.

В другом варианте осуществления передающее устройство обрабатывает выходные символы для передачи следующим образом:

уравнение (7)

где - это диагональная матрица T×T для подполосы частот k. используется для реализации разнесения циклической задержки, что повышает частотную избирательность виртуальных антенн и может повышать порядок пространственного разнесения до некоторого значения между V и T. Разнесение циклической задержки может быть реализовано во временной области или частотной области.

Разнесение циклической задержки может быть достигнуто во временной области за счет циркулярного смещения (или циклической задержки) последовательности из K выборок временной области (полученной из K-точечного IDFT или IFFT) для каждой передающей антенны i на задержку в , для . Например, может быть задана как J может быть равным одному периоду дискретизации, части периода дискретизации или более чем одному периоду дискретизации. J может быть выбрано так, что импульсная характеристика канала для каждой виртуальной антенны предполагаемо должна быть короче, чем длина циклического префикса. Циклическая задержка в X выборок может быть достигнута путем перемещения последних X выборок в последовательности из K выборок временной области вперед последовательности. Выборки временной области для T передающих антенн циклически задерживаются на различные величины. Циклический префикс может быть добавлен перед или после применения циклической задержки.

Разнесение циклической задержки также может быть реализовано в частотной области путем применения линейного изменения фазы (или линейного набега сдвига фазы) по всем K подполосам частот для каждой передающей антенны. T различных линейных изменений фазы используются для T передающих антенн, чтобы достигать K различных циклических задержек для этих антенн. Диагональная матрица для каждой подполосы частот k может быть задана следующим образом:

для . уравнение (8)

Как указано в уравнении (8), передающая антенна 1 имеет фазовый наклон 0 по всем K подполосам частот, передающая антенна 2 имеет фазовый наклон по всем K подполосам частот и т.д., и передающая антенна T имеет фазовый наклон по всем K подполосам частот. Диагональная матрица и ортонормальная матрица также могут быть комбинированы так, чтобы получать новую ортонормальную матрицу где может быть применено к вектору данных.

Принимаемые символы с разнесением циклической задержки могут быть выражены следующим образом:

уравнение (9)

где - это принимаемый вектор R×1 с разнесением циклической задержки; - это фактическая матрица откликов канала R×V с разнесением циклической задержки; и - это используемая матрица откликов канала R×M с разнесением циклической задержки.

Фактические и используемые матрицы отклика канала могут быть заданы следующим образом:

и уравнение (10) уравнение (11)

Фиг. 4 иллюстрирует модель 400 для схемы передачи, заданной уравнением (7). В рамках модуля 410 преобразования виртуальных антенн модуль 412 преобразования символов в виртуальные антенны умножает вектор данных на матрицу перестановок и формирует вектор V×1. Модуль 414 пространственного расширения умножает вектор V×1 на ортонормированную матрицу и формирует передаваемый вектор T×1. Модуль 416 разнесения циклической задержки умножает вектор T×1 на диагональную матрицу и формирует передаваемый вектор T×T. Передаваемый вектор передается из T передающих антенн и через MIMO-канал 450 к R приемным антеннам в приемном устройстве.

Как показано в уравнении (7) и проиллюстрировано на фиг. 4, фактический MIMO-канал с V виртуальных антенн формируется при помощи ортонормированной матрицы и разнесения циклической задержки. Используемый MIMO-канал формируется M виртуальными антеннами, используемыми для передачи.

Уравнения (3) и (7) предполагают, что равная мощность передачи используется для M выходных символов, передаваемых одновременно в одной подполосе частот в один период символа. В общем, мощность передачи, доступная для каждой передающей антенны, может быть равномерно или неравномерно распределена по подполосам частот, используемым для передачи. Мощности передачи, доступные для T передающих антенн для каждой подполосы частот, могут быть равномерно или неравномерно распределены по M выходным символам, отправляемым в этой подполосе частот. Различные мощности передачи могут использоваться для M выходных символов за счет масштабирования вектора данных с диагональной матрицей усилений следующим образом: или , где и - это усиление для выходного символа .

Различные типы матриц могут использоваться для формирования ортонормированной матрицы . Например, может формироваться на основе матрицы Фурье, матрицы Уолша или какой-либо другой матрицы. Матрица Фурье T×T имеет элемент в n-й строке m-го столбца, что может быть выражено следующим образом:

Матрицы Фурье любой квадратной размерности (к примеру, 2, 3, 4, 5, 6 и т.п.) могут быть сформированы. Матрица Уолша 2×2 и матрица Уолша большего размера может быть выражена следующим образом:

. уравнение (13)

В варианте осуществления ортонормированная матрица равна матрице, содержащей V столбцов матрицы Фурье T×T или матрицы Уолша T×T. В другом варианте осуществления формируется следующим образом:

уравнение (14)

где - это матрица T×V, содержащая первые V столбцов матрицы Фурье T×T; а - это диагональная матрица T×T, содержащая T значений масштабирования для T строк. Например, диагональная матрица может быть задана как , где для могут быть случайными фазами. В еще одном варианте осуществления - это ортонормированная матрица с псевдослучайными элементами, к примеру, имеющими единичную величину и псевдослучайные фазы.

Передающее устройство может посылать передачу MIMO, SIMO или SISO в приемное устройство в наборе подполос частот, которые называются назначенными подполосами частот. K всего подполос частот могут быть разделены на множество непересекающихся наборов подполос частот. В этом случае передающее устройство может передавать в множество приемных устройств одновременно в нескольких наборах подполос частот. Передающее устройство может посылать одинаковые или различные типы передачи в это множество приемных устройств. Например, передающее устройство может посылать передачу MIMO по первому набору подполос частот в первое приемное устройство, передачу SIMO по второму набору подполосе частот во второе приемное устройство, передачу SISO по третьему набору подполосе частот в третье приемное устройство и т.д.

Передача SIMO или SISO может посылаться из одной виртуальной антенны, формируемой с помощью одного столбца ортонормированной матрицы . В этом случае M=V=1 и фактический MIMO-канал становится SISO- или SIMO-каналом R×1, имеющим вектор откликов канала или . Вектор данных становится вектором 1×1, содержащим один выходной символ, матрица перестановок становится матрицей 1×1, содержащей одну «1», а ортонормированная матрица становится матрицей T×1, содержащей один столбец.

Передача MIMO может посылаться из нескольких виртуальных антенн, сформированных с помощью нескольких столбцов ортонормированной матрицы . Если число выходных символов меньше, чем число виртуальных антенн (или M<S), то M виртуальных антенн могут быть выбраны для использования различными способами.

Фиг. 5 иллюстрирует примерную схему 500 контрольных сигналов для скачкообразного изменения скорости символов. Для схемы 500 контрольных сигналов передающее устройство передает общий контрольный сигнал в одном перемежении из виртуальной антенны 1 в каждый период символа. Передающее устройство может передавать общий контрольный сигнал в различных перемежениях в различные периоды символа, как показано на фиг. 5. Такой контрольный сигнал со сдвигом дает возможность приемному устройству дискретизировать частотный спектр на большем количестве подполос частот и извлекать более длительную оценку импульсной характеристики канала. Передающее устройство также может передавать вспомогательный контрольный сигнал в одном или более перемежений из оставшихся виртуальных антенн, чтобы давать возможность приемным устройствам MIMO оценивать отклик канала для всех виртуальных антенн, используемых для передачи. Для варианта осуществления, показанного в схеме 500, передающее устройство передает вспомогательный контрольный сигнал в одном перемежении в каждый период символа и чередует виртуальные антенны 2-V в V-1 различных периодов символа. Для случая с V=4, как показано в схеме 500, передающее устройство передает вспомогательный контрольный сигнал из виртуальной антенны 2 в период символа n+1, затем из виртуальной антенны 3 в период символа n+2, затем из виртуальной антенны 4 в период символа n+3, затем из виртуальной антенны 2 в период символа n+4 и т.д.

Передающее устройство может передавать общий контрольный сигнал для приемных устройств MIMO, SIMO и SISO и может передавать только вспомогательный контрольный сигнал, когда приемные устройства MIMO присутствуют. Приемные устройства MIMO, SIMO и SISO могут использовать общий контрольный сигнал для того, чтобы извлекать оценку канала для K всего подполос частот виртуальной антенны 1. Приемное устройство MIMO может использовать вспомогательный контрольный сигнал для того, чтобы извлекать оценки канала для виртуальных антенн 2-V.

Фиг. 6A иллюстрирует примерную схему 610 контрольных сигналов для поблочного скачкообразного изменения. Для варианта осуществления, показанного в схеме 610, частотно-временной блок состоит из 16 смежных подполос частот от k+1 до k+16 и дополнительно охватывает 8 периодов символа от n+1 до n+8. Для схемы 610 контрольных сигналов передающее устройство передает выделенный контрольный сигнал в подполосах частот k+3, k+9 и k+15 в каждый из периодов символа от n+1 до n+3 и от n+6 до n+8 или шесть полос из трех контрольных символов. Каждый контрольный символ может отправляться из любой виртуальной антенны. Например, если V=3, то передающее устройство может передавать контрольный сигнал из виртуальной антенны 1 в периоды символа n+1 и n+6, из виртуальной антенны 2 в периоды символа n+2 и n+7 и из виртуальной антенны 3 в периоды символа n+3 и n+8.

Фиг. 6B иллюстрирует примерную схему 620 контрольных сигналов для поблочного скачкообразного изменения. Для схемы 620 контрольных сигналов передающее устройство передает выделенный контрольный сигнал в подполосах частот k+3, k+9 и k+15 в каждый из периодов символа от n+1 до n+8 или три полосы из восьми контрольных символов. Каждый контрольный символ может отправляться из любой виртуальной антенны. Например, если V=4, то передающее устройство может передавать контрольный сигнал из виртуальной антенны 1 в периоды символа n+1 и n+5, из виртуальной антенны 2 в периоды символа n+2 и n+6, из виртуальной антенны 3 в периоды символа n+3 и n+7 и из виртуальной антенны 4 в периоды символа n+4 и n+8.

Фиг. 6C иллюстрирует примерную схему 630 контрольных сигналов для поблочного скачкообразного изменения. Для схемы 630 контрольных сигналов передающее устройство передает выделенный контрольный сигнал в подполосах частот k+1, k+4, k+7, k+10, k+13 и k+16 в каждый из периодов символа n+1, n+2, n+7 и n+8. Каждый контрольный символ может отправляться из любой виртуальной антенны. Например, передающее устройство может передавать контрольный сигнал из виртуальной антенны 1 в период символа n+1, из виртуальной антенны 2 в период символа n+2, из виртуальной антенны 1 или 3 в период символа n+7 и из виртуальной антенны 2 или 4 в период символа n+8.

Фиг. 6D иллюстрирует примерную схему 640 контрольных сигналов для поблочного скачкообразного изменения. Для схемы 640 контрольных сигналов передающее устройство передает контрольный сигнал со смещением в трех подполосах частот в каждый период символа и в различных подполосах частот контрольных сигналов в различные периоды символа. Каждый контрольный символ может отправляться из любой виртуальной антенны. Например, передающее устройство может передавать контрольный сигнал из различной виртуальной антенны в каждый период символа и может чередовать V виртуальных антенн в V периодов символа.

Для схемы поблочного скачкообразного изменения передающее устройство может в общем передавать контрольный сигнал в каждом частотно-временном блоке так, что приемное устройство может извлекать оценку канала для каждой виртуальной антенны, используемой для передачи. Фиг. 6A-6D показывают четыре примерные конфигурации контрольных сигналов, которые могут использоваться. Другие конфигурации контрольных сигналов также могут быть заданы и использованы для передачи контрольных сигналов.

Для скачкообразного изменения скорости символов и для поблочного скачкообразного изменения передающее устройство может передавать контрольный сигнал из любого числа виртуальных антенн, может использовать любое число подполос частот контрольных сигналов для каждой виртуальной антенны и может использовать любую величину мощности передачи для каждой виртуальной антенны. Если контрольный сигнал передается из нескольких виртуальных антенн, то передающее устройство может использовать одинаковое или различное число подполос частот для этих виртуальных антенн и может передавать контрольный сигнал с одинаковым или различным уровнем мощности для виртуальных антенн. Передающее устройство может периодически чередовать или не чередовать контрольный сигнал для каждой виртуальной антенны. Передающее устройство может передавать контрольный сигнал в большем количестве подполос частот, чтобы давать возможность приемному устройству в большей степени приобретать «вид» беспроводного канала в частотной области и извлекать более длительную оценку импульсной характеристики канала. Передающее устройство может передавать контрольный сигнал по всем подполосам частот контрольных сигналов из одной виртуальной антенны в каждый период символа, как описано выше. Альтернативно, передающее устройство может передавать контрольный сигнал из нескольких виртуальных антенн в нескольких поднаборах подполос частот в данный период символа.

На фиг. 7 проиллюстрирована система 700, которая чередует антенны для вычисления CQI и передачи данных в среде беспроводной передачи данных MIMO. Система 700 включает в себя базовую станцию 110, которая обменивается данными с беспроводным терминалом 120 через MIMO-канал, как описано в настоящем документе. Базовая станция 110 дополнительно включает в себя формирователь 702 контрольных сигналов, который дает в результате контрольный сигнал(ы), который может быть передан по нисходящей линии связи в беспроводной терминал 120 (и/или любое число различных беспроводных терминалов (не показаны)). Дополнительно базовая станция 110 может включать в себя планировщик 704 передачи, который получает обратную связь (к примеру, CQI) из беспроводного терминала 120 и планирует передачу данных.

Беспроводной терминал 120 включает в себя модуль 706 оценки качества канала, который получает и анализирует контрольный сигнал(ы), передаваемый из базовой станции 110 (и/или контрольный сигнал(ы), принимаемый из любого числа различных базовых станций (не показаны)). В соответствии с иллюстрацией модуль 706 оценки качества канала может вычислять CQI на основе анализа контрольного сигнала(ов). CQI может обеспечивать обратную связь, связанную с качеством канала, наблюдаемым в прямой линии связи; эта обратная связь может передаваться через обратную линию связи в базовую станцию 110, как описано ниже. Модуль 706 оценки качества канала может включать в себя модуль 708 циклического чередования антенн, который обеспечивает циклическое чередование антенн. Соответственно, модуль 706 оценки качества канала может использовать модуль 708 циклического чередования антенн для того, чтобы определять CQI для отдельных антенн. Дополнительно модуль 706 оценки качества канала и модуль 708 циклического чередования антенн могут идентифицировать поток(и), который может поддерживаться беспроводным терминалом 120 (к примеру, на основе анализа соответствующих соотношений мощностей сигналов для потоков). Кроме того, беспроводной терминал 120 может включать в себя формирователь 710 отчетов обратной связи, который передает обратную связь в базовую станцию 110, относящуюся к отдельным антеннам. Например, формирователь 710 отчетов обратной связи может отправлять набор CQI в базовую станцию 110, где каждый CQI относится к отдельной антенне.

Напротив, обычные методы часто вычисляют среднюю CQI для множества антенн; таким образом, независимо от числа передаваемых потоков, вычисляется средняя CQI. Согласно примеру, где используется такая обычная система, пользователь с первой антенной, которая имеет хорошую CQI, и второй антенной, которая имеет плохую CQI, может не быть обслужен, поскольку средняя CQI, сообщенная в базовую станцию, используемую для того, чтобы принимать решения по планированию, снижается вследствие плохой CQI, соответствующей второй антенне; вместо этого может быть запланирован другой пользователь с более высокой средней CQI. С другой стороны, использование системы 700 может обеспечивать возможность обслуживания этого пользователя путем использования первой антенны с хорошей CQI.

Согласно примеру формирователь 702 контрольных сигналов может обеспечивать возможность передающему устройству передавать контрольный сигнал(ы) из виртуальных антенн, как описано выше для фиг. 5-6D. Согласно другой иллюстрации формирователь 702 контрольных сигналов может обеспечивать возможность передающему устройству передавать контрольный сигнал(ы) из физических антенн без применения ортонормированной матрицы или матрицы перестановок. Для этого варианта осуществления модуль 706 оценки качества канала приемного устройства может оценивать фактический отклик канала на основе контрольного сигнала и затем может извлекать фактическую оценку отклика канала на основе фактической оценки отклика канала и ортонормированных матриц и матриц перестановки.

В соответствии с различными аспектами для скачкообразного изменения скорости символов контрольные сигналы передаются по виртуальным антеннам (к примеру, как описано относительно фиг. 5) или с помощью общих контрольных сигналов по всем из виртуальных антенн для всех перемежений или иным образом. Модуль 706 оценки качества канала и модуль 708 циклического чередования антенн может определять M ненулевых CQI для числа уровней, которые могут поддерживаться каналом, определяемым на основе таблицы скоростей или другого показателя. Каждый CQI может быть вычислен с помощью циклического чередования первых M виртуальных антенн (к примеру, с помощью модуля 708 циклического чередования антенн). Дополнительно формирователь 710 отчетов обратной связи может сообщать M ненулевых CQI в базовую станцию 110 наряду с нулевых CQI для остальной части уровней.

Планировщик 704 передачи может планировать передачу данных на основе равнодоступности, качества канала (к примеру, сообщаемого терминалами через вычисленные CQI) и/или других критериев планирования. Таким образом, планировщик 704 передачи обеспечивает возможность базовой станции 110 выбирать пользователя, который должен быть запланирован. Если пользователь, выбранный планировщиком 704 передачи, является терминалом MIMO, данные передаются практически аналогичным способом сравнительно с тем, как вычисляется CQI, а именно данные чередуются по M виртуальных антенн. Это обеспечивает возможность использования усиления многопользовательского разнесения (MUD), которые могут быть выгодными для медленно изменяющихся каналов.

Согласно примеру, если базовая станция 110 решает передавать число уровней или , отчеты по CQI больше не являются точными, поскольку данные должны быть усреднены по M' виртуальных антенн, а не по M виртуальных антенн. В таком случае уровень мощности CQI может регулироваться за счет .

В качестве другого примера система 700 может использовать режим поблочного скачкообразного изменения. Соответственно, формирователь 702 контрольных сигналов может обеспечивать возможность передачи контрольных сигналов CQI по виртуальным антеннам (к примеру, с использованием медленно изменяющейся унитарной матрицы ). В беспроводном терминале 120 вычисление CQI выполняется (к примеру, модулем 706 оценки качества канала) по используемым виртуальным антеннам и по всей полосе частот, аналогично вышеописанному относительно режима скачкообразного изменения скорости символов. Данные также передаются по одному набору используемых виртуальных антенн путем активирования одних и тех же M столбцов в каждом фрагменте с неперекрывающимся расположением (к примеру, блоке). Таким образом, может быть возможным то, что CQI и данные подвергаются практически аналогичным усилениям канала и MUD. Помимо этого, вследствие выделенных контрольных сигналов в каждом фрагменте с неперекрывающимся расположением планировщик 704 передачи может изменять передачу так, чтобы выполнялась по различным виртуальным антеннам для различных фрагментов с неперекрывающимся расположением; также может быть использовано разнесение, и надежность передачи может быть повышена (к примеру, с помощью быстро варьирующихся каналов, когда отчеты CQI недостаточно точны).

Во время передачи данных различные уровни могут чередоваться по виртуальным антеннам, используемым во фрагменте с неперекрывающимся расположением. Кроме того, если базовая станция 110 изменяет число уровней, регулирование мощности может быть осуществлено способом, аналогичным вышеупомянутому пояснению относительно режима скачкообразного изменения скорости символов. Кроме того, и для режима скачкообразного изменения скорости символов, и для режима поблочного скачкообразного изменения CQI канала управления может быть вычислен модулем 706 оценки качества канала на основе первого отклика виртуальной антенны; тем не менее, следует принимать во внимание, что отклик нескольких виртуальных антенн может быть использован для того, чтобы определять CQI канала управления.

Для пользователей MIMO замкнутого контура передача может выполняться в рамках системы 700 с помощью либо матриц (или векторов) предварительного кодирования, либо методов множественного доступа с пространственным разнесением (SDMA). Например, матрица U_NxN может быть известна и использована для того, чтобы формировать перестановку виртуальных антенн в беспроводном терминале 120. Таким образом, влияние перестановки на контрольные сигналы CQI может быть определено, которое может быть использовано для того, чтобы получать оценку каналов физических антенн (PA). Оценка канала физических антенн может использоваться для того, чтобы декодировать оптимальную матрицу предварительного кодирования и соответствующий CQI. Беспроводной терминал 120 выбирает матрицу V_NxM предварительного кодирования, которая максимизирует пропускную способность (к примеру, выбранная матрица предварительного кодирования оптимизирует пропускную способность), и возвращает индекс выбранной матрицы предварительного кодирования (к примеру, через формирователь 710 отчетов обратной связи). CQI вычисляется модулем 706 оценки качества канала при условии циклического чередования по M виртуальным антеннам (к примеру, через применение модуля 708 циклического чередования антенн).

Во время передачи данных, для поблочного скачкообразного изменения, одна и та же V_NxM используется по всем фрагментам с неперекрывающимся расположением и уровни чередуются по M виртуальным антеннам. Для скачкообразного изменения скорости символов беспроводной терминал 120 может оценивать канал на физических антеннах (к примеру, путем отмены влияния U_NxN). После этого беспроводной терминал 120 может применять матрицу V_NxM предварительного кодирования к оценкам. Данные также могут быть переданы с использованием V_NxM для всех тонов назначения скачкообразного изменения скорости символов. Отметим, что в скачкообразном изменении скорости символов оценки канала не обладают усилением предварительного кодирования, отмечаемым для данных. Помимо этого, несовпадение между матрицей предварительного кодирования, используемой беспроводным терминалом 120 для того, чтобы окрашивать оценки канала, и используемой посредством базовой станции 110 для передачи данных, может возникать, когда индекс предварительного кодирования неправильно интерпретируется.

На фиг. 8-10 проиллюстрированы способы пространственного циклического чередования антенн для вычисления CQI и передачи данных в среде беспроводной передачи данных MIMO. Хотя в целях упрощения пояснения способы показаны и описаны как последовательность действий, необходимо понимать и принимать во внимание, что способы не ограничены конкретным порядком действий, поскольку некоторые действия могут, в соответствии с одним или более вариантов осуществления, выполняться в другом порядке и/или параллельно с действиями, отличными от действий, показанных и описанных в настоящем документе. Например, специалисты в данной области техники должны понимать и принимать во внимание, что способ может быть в качестве альтернативы представлен как последовательность взаимосвязанных состояний или событий, к примеру, на диаграмме состояний. Более того, не все проиллюстрированные действия могут быть использованы для того, чтобы реализовать способ в соответствии с одним или более вариантов осуществления.

На фиг. 8 проиллюстрирован способ 800, который упрощает оценку CQI в среде беспроводной передачи данных MIMO. Предполагается, что в среде беспроводной передачи данных MIMO может использоваться MIMO незамкнутого контура и/или MIMO замкнутого контура. Дополнительно режим скачкообразного изменения скорости символов и/или режим поблочного скачкообразного изменения может быть использован в среде беспроводной передачи данных MIMO. На этапе 802 контрольные сигналы могут быть получены. Например, контрольные сигналы могут быть переданы базовой станцией по всем виртуальным антеннам. На этапе 804 число уровней, поддерживаемых каналом, может быть идентифицировано на основе оценки контрольных сигналов. В качестве иллюстрации M уровней может быть определено как поддерживаемые каналом (к примеру, путем анализа соотношений мощностей сигналов, связанных с уровнями). На этапе 806 набор CQI может быть вычислен путем циклического чередования виртуальных антенн, соответствующих поддерживаемым уровням, причем каждый CQI соответствует одному из поддерживаемых уровней. Таким образом, например, M CQI могут быть определены. На этапе 808 набор CQI может быть отправлен в базовую станцию для планирования передачи данных. Соответственно, CQI, которые по отдельности соответствуют поддерживаемым виртуальным антеннам, могут быть обеспечены в виде обратной связи, а не как средний CQI множества виртуальных антенн. Кроме того, данные могут быть приняты от базовой станции, при этом базовая станция передает данные по тем же виртуальным антеннам, что и использованы для вычисления CQI; также передача данных базовой станцией может чередоваться по этим виртуальным антеннам для разнесения.

На фиг. 9 проиллюстрирован способ, который упрощает вычисление CQI в среде беспроводной передачи данных MIMO замкнутого контура. На этапе 902 контрольные сигналы могут быть получены. На этапе 904 канал физических антенн может быть оценен из контрольных сигналов на основе унитарной матрицы. Унитарная матрица, например, может быть практически аналогичной унитарной матрице, используемой базовой станцией, которая формировала и/или передавала контрольные сигналы. Кроме того, унитарная матрица может быть медленно изменяющейся (к примеру, варьирующейся во времени унитарной матрицей). На этапе 906 может быть выбрана матрица предварительного кодирования, которая оптимизирует пропускную способность, на основе оцененного канала физических антенн. Дополнительно индекс, связанный с выбранной матрицей предварительного кодирования, может быть определен. На этапе 908 число уровней, поддерживаемых каналом физических антенн, может быть идентифицировано на основе контрольных сигналов. На этапе 910 набор CQI может быть вычислен путем циклического чередования виртуальных антенн, соответствующих поддерживаемым уровням, причем каждый CQI соответствует одному из поддерживаемых уровней. На этапе 912 набор CQI и индекса выбранной матрицы предварительного кодирования может быть отправлен в базовую станцию для планирования передачи данных.

На фиг. 10 проиллюстрирован способ, который упрощает передачу данных из базовой станции в среде беспроводной передачи данных MIMO. На этапе 1002 контрольные сигналы CQI могут передаваться по набору виртуальных антенн. Например, контрольные сигналы CQI могут быть заданы с помощью медленно изменяющейся унитарной матрицы. На этапе 1004 могут быть получены одна или более CQI, которые, соответственно, относятся к одной или более поддерживаемых виртуальных антенн для пользователя, причем одна или более поддерживаемых виртуальных антенн могут быть поднабором виртуальных антенн. Дополнительно могут быть получены нулевые CQI, которые соответствуют, например, оставшимся виртуальным антеннам в наборе. Кроме того, также могут быть получены CQI от любого числа различных пользователей. На этапе 1006 передача данных может быть запланирована для пользователя на основе данных CQI. В качестве иллюстрации планирование может быть осуществлено на основе соображений равнодоступности и/или качества канала. На этапе 1008 данные могут быть переданы с помощью циклического чередования одной или более поддерживаемых виртуальных антенн.

Следует принимать во внимание, что в соответствии с одним или более аспектов, описанных в настоящем документе, могут быть сделаны логические выводы, касающиеся пространственного циклического чередования антенн. При использовании в настоящем документе термин «делать логический вывод» или «логический вывод» обычно означает процесс рассуждения или обозначения состояний системы, среды передачи данных и/или пользователя из набора данных наблюдения, полученных через события и/или данные. Логический вывод может быть использован для того, чтобы идентифицировать конкретный контекст или действие, либо может формировать распределение вероятностей, к примеру, по состояниям. Логический вывод может быть вероятностным, т.е. вычислением распределения вероятностей по интересующим состояниям на основе анализа данных и событий. Логический вывод также может означать методы, используемые для компоновки высокоуровневых событий из набора событий и/или данных. Такой логический вывод приводит к составлению новых событий или действий из набора наблюдаемых событий и/или сохраненных данных событий, независимо от того, соотносятся ли события в тесной временной близости и исходят ли события и данные из одного или нескольких источников событий и данных.

Согласно примеру один или более методов, представленных выше, могут включать в себя осуществление логических выводов, касающихся выбора того, какие уровни поддерживаются каналом. В качестве дополнительной иллюстрации может быть сделан логический вывод, касающийся определения того, какую матрицу предварительного кодирования использовать для того, чтобы оптимизировать пропускную способность. Следует принимать во внимание, что вышеприведенные примеры являются иллюстративными по характеру и не предназначены для того, чтобы ограничивать число логических выводов, которые могут быть сделаны, либо способ, которым делаются эти логические выводы в связи с различными вариантами осуществления и/или способами, описанными в настоящем документе.

Фиг. 11 является иллюстрацией примерного беспроводного терминала 1100, который упрощает использование циклического чередования антенн для вычисления CQI в системе беспроводной связи MIMO. Беспроводной терминал 1100 содержит приемное устройство 1102, которое принимает сигнал, например, от приемной антенны (не показана) и выполняет обычные действия (к примеру, фильтрует, усиливает, преобразует с понижением частоты и т. д.) с принимаемым сигналом и оцифровывает приведенный к требуемым параметрам сигнал, чтобы получать выборки. Приемное устройство 1102 может быть, например, приемным устройством MMSE и может содержать демодулятор 1104, который может демодулировать принимаемые символы и передавать их процессору 1106 для оценки канала. Процессор 1106 может быть процессором, предназначенным для анализа информации, принимаемой приемным устройством 1102, и/или формирования информации для передачи передающим устройством 1116, процессором, который управляет одним или более компонентов беспроводного терминала 1100, и/или процессором, который анализирует информацию, принимаемую приемным устройством 1102, формирует информацию для передачи передающим устройством 1116 и управляет одним или более компонентов беспроводного терминала 1100.

Беспроводной терминал 1100 дополнительно может содержать запоминающее устройство 1108, которое функционально соединено с процессором 1106 и которое может сохранять данные, которые должны быть переданы, принимаемые данные, информацию, связанную с доступными технологиями, данные, соответствующие проанализированным контрольным сигналам, и любую другую подходящую информацию для выбора того, следует ли осуществлять передачу обслуживания между системами с различными технологиями связи. Запоминающее устройство 1108 дополнительно может сохранять протоколы и/или алгоритмы, связанные с вычислением CQI, как описано в настоящем документе.

Следует принимать во внимание, что хранилище данных (к примеру, запоминающее устройство 1108), описанное в настоящем документе, может быть энергозависимым запоминающим устройством или энергонезависимым запоминающим устройством либо может включать в себя и энергозависимое, и энергонезависимое запоминающее устройство. В качестве иллюстрации, но не ограничения, энергонезависимое запоминающее устройство может включать в себя постоянное запоминающее устройство (ROM), программируемое ROM (PROM), электрически программируемое ROM (EPROM), электрически стираемое PROM (EEPROM) или флэш-память. Энергозависимое запоминающее устройство может включать в себя оперативное запоминающее устройство (RAM), которое выступает в качестве внешнего кэша. В качестве иллюстрации, но не ограничения, RAM доступно во многих формах, например, синхронное RAM (SRAM), динамическое RAM (DRAM), синхронное DRAM (SDRAM), SDRAM с двойной скоростью передачи данных (DDR SDRAM), улучшенное SDRAM (ESDRAM), Synchlink DRAM (SLDRAM) и direct Rambus RAM (DRRAM). Подразумевается, что запоминающее устройство 1108 настоящих систем и способов содержит (не ограничиваясь) эти и любые другие подходящие типы запоминающих устройств.

Приемное устройство 1102 дополнительно функционально соединено с модулем 1110 оценки качества канала, который оценивает контрольный сигнал(ы), полученный приемным устройством 1102. Модуль 1110 оценки качества канала может идентифицировать то, какие уровни (к примеру, потоки) поддерживаются беспроводным терминалом 1100. Кроме того, модуль 1110 оценки качества канала может вычислять CQI для поддерживаемых уровней путем циклического чередования виртуальных антенн, соответствующих каждому из поддерживаемых уровней. Дополнительно модуль 1110 оценки качества канала может быть соединен с формирователем 1112 отчетов обратной связи, который отправляет индикатор качества канала (к примеру, вычисленные данные CQI) в базовую станцию. Индикатор качества канала может быть использован после этого для планирования передачи данных. Беспроводной терминал 1100 еще дополнительно содержит модулятор 1114 и передающее устройство 1116, которое передает сигнал, например, в базовую станцию, другой беспроводной терминал и т.д. Хотя иллюстрированы как являющиеся отдельными от процессора 1106, следует принимать во внимание, что модуль 1110 оценки качества канала, формирователь 1112 отчетов обратной связи и/или модулятор 1114 могут быть частью процессора 1106 или ряда процессоров (не показаны).

Фиг. 12 является иллюстрацией системы 1200, которая упрощает передачу данных путем использования пространственного циклического чередования в среде беспроводной передачи данных MIMO. Система 1200 содержит базовую станцию 1202 (к примеру, точку доступа и т.п.) с приемным устройством 1210, которое принимает сигнал(ы) от одного или более беспроводных терминалов 1204 через множество приемных антенн 1206, и передающим устройством 1222, которое передает в один или более беспроводных терминалов 1204 через одну или более передающих антенн 1208. Приемное устройство 1210 может принимать информацию от приемных антенн 1206 и функционально связано с демодулятором 1212, который демодулирует принятую информацию. Демодулированные символы анализируются процессором 1214, который может быть аналогичным процессору, описанному выше относительно фиг. 11, и который соединен с запоминающим устройством 1216, которое сохраняет информацию, связанную с формированием контрольных сигналов, данными, которые должны быть переданы или приняты от беспроводного терминала(ов) 1204 (или другой базовой станции (не показана)), и/или любую другую подходящую информацию, связанную с выполнением различных действий и функций, изложенных в настоящем документе. Процессор 1214 дополнительно соединен с формирователем 1218 контрольных сигналов, который составляет контрольный сигнал(ы), который может быть отправлен в беспроводной терминал(ы) 1204. Формирователь 1218 контрольных сигналов может использовать медленно изменяющуюся унитарную матрицу для того, чтобы формировать контрольный сигнал(ы) для передачи. Кроме того, контрольный сигнал(ы), выводимый формирователем 1218 контрольных сигналов, может использоваться беспроводным терминалом(ами) 1204 для того, чтобы оценивать CQI.

Формирователь 1218 контрольных сигналов может быть функционально соединен с планировщиком 1220 передачи, который планирует передачу данных на основе принимаемых данных CQI. Например, планировщик 1220 передачи может обеспечивать возможность передачи данных пользователю путем циклического чередования поднабора виртуальных антенн, как описано в настоящем документе. Дополнительно планировщик 1220 передачи и/или формирователь 1218 контрольных сигналов может передавать данные и/или контрольный сигнал(ы) в модулятор 1222. Модулятор 1222 может мультиплексировать данные и/или контрольный сигнал(ы) для передачи передающим устройством 1226 через антенну(ы) 1208 в беспроводной терминал (ам) 1204. Хотя проиллюстрированы как являющиеся отдельными от процессора 1214, следует принимать во внимание, что формирователь 1218 контрольных сигналов, планировщик 1220 передачи и/или модулятор 1222 могут быть частью процессора 1214 или ряда процессоров (не показаны).

Фиг. 13 показывает блок-схему варианта осуществления базовой станции 110, одноантенного терминала 120x и многоантенного терминала 120y. В базовой станции 110 процессор 1310 данных передачи (TX) принимает данные для одного или более терминалов, обрабатывает (к примеру, кодирует, перемежает и выполняет символьное преобразование) данные на основе одной или более схем кодирования и модуляции и обеспечивает символы модуляции. Процессор 1310 TX-данных обычно обрабатывает данные для каждого терминала отдельно на основе схемы кодирования и модуляции, выбранной для этого терминала. Если система использует SC-FDMA, то процессор 1310 TX-данных может выполнять FFT/DFT для символов модуляции для каждого терминала, чтобы получать символы частотной области для этого терминала. Процессор 1310 TX-данных получает выходные символы для каждого терминала (которые могут быть символами модуляции для OFDM или символами частотной области для SC-FDMA) и мультиплексирует выходные символы для терминала на подполосы частот и виртуальные антенны, используемые для этого терминала. Процессор 1310 TX-данных дополнительно мультиплексирует контрольные символы на подполосы частот и виртуальные антенны, используемые для передачи контрольных сигналов.

Пространственный TX-процессор 1320 принимает мультиплексированные выходные символы и контрольные символы, выполняет пространственную обработку для каждой подполосы частот, к примеру, как показано в уравнении (3) или (7), и обеспечивает передаваемые символы для T передающих антенн. Модулятор (Mod) 1322 обрабатывает передаваемые символы для каждой передающей антенны, к примеру для OFDM, SC-FDMA или какого-либо другого метода модуляции, и формирует поток выходных выборок для этой передающей антенны. Поскольку пространственный TX-процессор 1320 выполняет пространственную обработку для каждой подполосы частот, модуляция SC-FDMA делится на две части, которые выполняются процессором 1310 TX-данных и модулятором 1322. Модулятор 1322 обеспечивает T потоков выходных выборок в T передающих устройств (TMTR) 1324a-1324t. Каждое передающее устройство 1324 обрабатывает (к примеру, преобразовывает в аналоговую форму, усиливает, фильтрует и преобразовывает с понижением частоты) свой поток выходных выборок и формирует модулированный сигнал. T модулированных сигналов из передающих устройств 1324a-1324t передаются из T антенн 112a-112t, соответственно.

В каждом терминале 120 одна или множество антенн 122 принимают модулированные сигналы, передаваемые базовой станцией 110, и каждая антенна передает принимаемый сигнал в соответствующее приемное устройство (RCVR) 1354. Каждое приемное устройство 1354 обрабатывает (к примеру, усиливает, фильтрует, преобразует с понижением частоты и оцифровывает) свой принимаемый сигнал и передает принимаемые выборки в демодулятор (Demod) 1356. Демодулятор 1356 обрабатывает принимаемые выборки для каждой приемной антенны 122 (к примеру, на основе OFDM, SC-FDMA или какого-либо другого метода модуляции), получает принимаемые символы частотной области для K всего подполос частот, обеспечивает принимаемые символы для назначенных подполос частот и обеспечивает принимаемые контрольные символы для подполос частот, используемых для передачи контрольного сигнала.

Для одноантенного терминала 120x детектор 1360x данных получает принимаемые символы из демодулятора 1356x, извлекает оценки канала для назначенных подполос частот на основе принимаемых контрольных символов и выполняет обнаружение данных (к примеру, частотную коррекцию) для принимаемых символов на основе оценок канала, чтобы получать обнаруженные символы, которые являются оценками выходных символов, передаваемых в терминал 120x. Для многоантенного терминала 120y пространственный процессор 1360y приема (RX) получает принимаемые символы из демодулятора 1356y, извлекает оценки канала для назначенных подполос частот на основе принимаемых контрольных символов и выполняет пространственную обработку приемного устройства принимаемых символов на основе оценок канала, чтобы получать обнаруженные символы. Пространственный RX-процессор 1360y может реализовать метод минимальной среднеквадратической ошибки (MMSE), метод форсирования нуля (ZF), метод комбинирования с максимальным отношением (MRC), метод последовательного подавления помех или какой-либо другой метод обработки приемного устройства. Для каждого терминала процессор 1362 RX-данных обрабатывает (к примеру, выполняет обратное символьное преобразование, выполняет обратное перемежение и декодирует) обнаруженные символы и обеспечивает декодированные данные для терминала. Обработка каждым терминалом 120 в общем является комплементарной к обработке базовой станцией 110.

Каждый терминал 120 может формировать информацию обратной связи для передачи данных в этот терминал. Например, каждый терминал 120 может оценивать SNR для виртуальных антенн, к примеру, на основе принимаемых контрольных символов. Каждый терминал 120 может выбирать одну или более схем кодирования и модуляции, один или более форматов пакетов, одну или более виртуальных антенн, чтобы использовать для передачи данных, одну или более ортонормированных матриц и т.д. на основе оценок SNR и/или другой информации. Каждый терминал 120 также может формировать подтверждения приема (ACK) для корректно принимаемых пакетов данных. Информация обратной связи может включать в себя оценки SNR, выбранные схемы кодирования и модуляции, выбранную виртуальную антенну(ы), выбранную ортонормированную матрицу(ы), выбранную подполосу(ы) частот, ACK, информацию, используемую для управления мощностью, некоторую другую информацию или любую комбинацию вышеозначенного. Информация обратной связи обрабатывается процессором 1380 TX-данных, дополнительно обрабатывается пространственным TX-процессором 1382, если имеется множество антенн, модулируется модулятором 1384, приводится к требуемым параметрам передающими устройствами 1354 и передается через антенну(ы) 122 в базовую станцию 110. В базовой станции 110 модулированные сигналы, передаваемые терминалами 120x и 120y, принимаются с помощью антенн 112, приводятся к требуемым параметрам приемными устройствами 1324 и обрабатываются демодулятором 1340, пространственным RX-процессором 1342 и процессором RX-данных 1344 с целью восстановления информации обратной связи, отправляемой терминалами. Контроллер/процессор 1330 использует информацию обратной связи для того, чтобы определять скорости передачи данных и схемы кодирования и модуляции, чтобы использовать для передачи данных в каждый терминал, а также формировать различные средства управления для процессора 1310 TX-данных и пространственного TX-процессора 1320.

Контроллеры/процессоры 1330, 1370x и 1370y управляют работой различных процессоров в базовой станции 110 и терминалах 120x и 120y соответственно. Запоминающие устройства 1332, 1372x и 1372y сохраняют данные и программные коды, используемые базовой станцией 110 и терминалами 120x и 120y соответственно. Контроллер/процессор 1330, например, может назначать подполосы частот и выбирать порядок пространственного мультиплексирования для каждого терминала и выбирать виртуальные антенны для каждой подполосы частот, назначенной каждому терминалу. Для определения CQI процессоры 1370 могут координировать процессы определения и обратного преобразования медленно изменяющейся , используемой для того, чтобы чередовать контрольные сигналы.

Для ясности, большая часть описания выше приводится для системы с K всего подполос частот. Методы передачи, описанные в настоящем документе, также могут использоваться для системы с одной подполосой частот. Для такой системы k в описании выше может быть индексом периода символа вместо подполосы частот.

Описанные в настоящем документе методы передачи могут быть реализованы различными средствами. Например, эти методы могут быть реализованы в аппаратных средствах, микропрограммном обеспечении, программном обеспечении или их комбинации. При реализации в аппаратных средствах процессоры в передающем устройстве могут быть реализованы в одной или нескольких специализированных интегральных схемах (ASIC), процессорах цифровых сигналов (DSP), устройствах цифровой обработки сигналов (DSPD), программируемых логических устройствах (PLD), программируемых пользователем вентильных матрицах (FPGA), процессорах, контроллерах, микроконтроллерах, микропроцессорах, электронных приборах, других электронных устройствах, предназначенных для того, чтобы выполнять описанные в настоящем документе функции, или в их комбинациях. Процессоры в приемном устройстве также могут быть реализованы в рамках одной или более ASIC, DSP, процессоров и т.д.

В одном или более примерных вариантов осуществления описанные функции могут быть реализованы в аппаратных средствах, программном обеспечении, микропрограммном обеспечении или в любой комбинации вышеозначенного. Если реализованы в программном обеспечении, функции могут быть сохранены или переданы как одна или более инструкций или код на машиночитаемом носителе. Машиночитаемые носители включают в себя как компьютерные носители хранения данных, так и среду связи, включающую в себя любую передающую среду, которая упрощает перемещение компьютерной программы из одного места в другое. Носителями хранения могут быть любые доступные носители, к которым можно осуществлять доступ с помощью компьютера. В качестве примера, а не ограничения, эти машиночитаемые носители могут содержать RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM или другое устройство хранения на оптических дисках, устройство хранения на магнитных дисках или другие магнитные устройства хранения либо любой другой носитель, который может быть использован для того, чтобы переносить или сохранять требуемый программный код в форме инструкций или структур данных, и к которому можно осуществлять доступ с помощью компьютера. Любое подключение корректно называть машиночитаемым носителем. Например, если программное обеспечение передается с веб-узла, сервера или другого удаленного источника с помощью коаксиального кабеля, оптоволоконного кабеля, «витой пары», цифровой абонентской линии (DSL) или беспроводных технологий, таких как инфракрасные, радиопередающие и микроволновые среды, то коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель, «витая пара», DSL или беспроводные технологии, такие как инфракрасные, радиопередающие и микроволновые среды, включены в определение носителя. Диск (disk) и диск (disc) при использовании в настоящем документе включают в себя компакт-диск (CD), лазерный диск, оптический диск, универсальный цифровой диск (DVD), гибкий диск и диск Blu-Ray, при этом диски (disk) обычно воспроизводят данные магнитно, тогда как диски (disc) обычно воспроизводят данные оптически с помощью лазеров. Комбинации вышеперечисленного также следует включить в число машиночитаемых носителей.

На фиг. 14 проиллюстрирована система 1400, которая обеспечивает вычисление CQI в среде беспроводной передачи данных MIMO. Например, система 1400 может постоянно размещаться, по меньшей мере, частично в рамках беспроводного терминала. Следует принимать во внимание, что система 1400 представлена как включающая в себя функциональные блоки, которые могут быть функциональными блоками, которые представляют функции, реализуемые процессором, программным обеспечением или комбинацией вышеозначенного (к примеру, микропрограммного обеспечения). Система 1400 включает в себя логическую группировку 1402 электрических компонентов, которые могут действовать совместно. Например, логическая группировка 1402 может включать в себя электрический компонент для распознавания поддерживаемых виртуальных антенн на основе полученных контрольных сигналов 1404. Дополнительно логическая группировка 1402 может содержать электрический компонент для определения CQI для поддерживаемых виртуальных антенн путем циклического чередования поддерживаемых виртуальных антенн 1406. Кроме того, логическая группировка 1402 может включать в себя электрический компонент для передачи CQI в базовую станцию для планирования передачи данных 1408. Дополнительно система 1400 может включать в себя запоминающее устройство 1410, которое сохраняет инструкции для выполнения функций, связанных с электрическими компонентами 1404, 1406 и 1408. Хотя показаны как являющиеся внешними к запоминающему устройству 1410, следует понимать, что один или более электрических компонентов 1404, 1406 и 1408 могут существовать в рамках запоминающего устройства 1410.

На фиг. 15 проиллюстрирована система 1500, которая обеспечивает планирование передачи и передачу данных в среде беспроводной передачи данных MIMO. Система 1500 может постоянно размещаться, например, в рамках базовой станции. Как проиллюстрировано, система 1500 включает в себя функциональные блоки, которые могут представлять функции, реализуемые процессором, программным обеспечением или их комбинацией (к примеру, микропрограммным обеспечением). Система 1500 включает в себя логическую группировку 1502 электрических компонентов, которые могут действовать совместно. Логическая группировка 1502 может включать в себя электрический компонент для передачи контрольных сигналов по набору виртуальных антенн 1504. Кроме того, логическая группировка 1502 может включать в себя электрический компонент для планирования передачи данных для пользователя на основе принимаемых CQI, которые надлежащим образом соответствуют виртуальным антеннам, поддерживаемым пользователем 1506. Дополнительно логическая группировка 1502 может включать в себя электрический компонент для передачи данных путем циклического чередования поддерживаемых виртуальных антенн 1508. Дополнительно система 1500 может включать в себя запоминающее устройство 1510, которое сохраняет инструкции для выполнения функций, связанных с электрическими компонентами 1504, 1506 и 1508. Хотя один или более электрических компонентов 1504, 1506 и 1508 показаны как являющиеся внешними по отношению к запоминающему устройству 1510, следует понимать, что они также могут находиться в рамках запоминающего устройства 1510.

То, что описано выше, включает в себя примеры одного или более вариантов осуществления. Конечно, невозможно описать каждое вероятное сочетание компонентов или способов в целях описания упомянутых вариантов осуществления, но специалисты в данной области техники могут признать, что допустимы многие дополнительные сочетания и перестановки различных вариантов осуществления. Следовательно, подразумевается, что описанные варианты осуществления охватывают все подобные преобразования, модификации и разновидности, которые находятся в рамках сущности и объема прилагаемой формулы изобретения. Более того, термин «включает в себя» в контексте подробного описания или в формуле изобретения, должен интерпретироваться как означающий неисчерпывающий перечень, аналогично термину «содержит» в том смысле, в котором «содержит» интерпретируется, когда он используется в качестве переходного слова в формуле изобретения.

Изобретение относится к беспроводной связи. Описаны системы и способы, которые упрощают циклическое чередование антенн для вычисления информации качества канала (CQI) и передачи данных в среде беспроводной передачи данных с множеством входов и множеством выходов (MIMO), что является техническим результатом. Контрольные сигналы могут быть получены беспроводным терминалом. Дополнительно виртуальные антенны, которые могут поддерживаться каналом, могут быть идентифицированы на основе анализа контрольных сигналов. Кроме того, вычисления CQI могут быть осуществлены для каждой из поддерживаемых виртуальных антенн; после этого данные CQI могут быть отправлены в базовую станцию для планирования передачи данных. Дополнительно базовая станция может планировать передачу на основе данных CQI и/или соображений равнодоступности. Запланированная передача данных может выполняться путем циклического чередования поддерживаемых виртуальных антенн. 10 н. и 42 з.п. ф-лы, 19 ил.

1. Способ, способствующий оценке информации качества канала (CQI) в среде беспроводной передачи данных с множеством входов и множеством выходов (MIMO), содержащий этапы, на которых:
- получают контрольные сигналы от базовой станции;
- оценивают канал физической антенны из контрольных сигналов на основе унитарной матрицы;
- выбирают матрицу предварительного кодирования, которая оптимизирует пропускную способность, на основании оцененного канала физической антенны;
- идентифицируют число уровней, поддерживаемых каналом физической антенны, на основе оценки контрольных сигналов;
- вычисляют набор CQI путем циклического чередования виртуальных антенн, соответствующих поддерживаемым уровням, причем каждая CQI соответствует одному из поддерживаемых уровней; и
- отправляют набор CQI и индекс выбранной матрицы предварительного кодирования в базовую станцию для планирования передачи данных.

2. Способ по п.1, в котором идентификация числа уровней, поддерживаемых каналом физической антенны, дополнительно содержит этап, на котором анализируют соотношения мощностей сигналов, связанные с уровнями.

3. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором посылают нулевые CQI в базовую станцию для неподдерживаемых уровней.

4. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором определяют CQI канала управления на основе первого отклика виртуальной антенны.

5. Способ по п.1, в котором в среде передачи данных MIMO используется MIMO незамкнутого контура с по меньшей мере одним из скачкообразного изменения скорости символов или поблочного скачкообразного изменения.

6. Способ по п.1, в котором в среде передачи данных MIMO используют MIMO замкнутого контура с по меньшей мере одним из скачкообразного изменения скорости символов или поблочного скачкообразного изменения.

7. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором принимают данные от базовой станции, при этом базовая станция передает данные по тем же виртуальным антеннам, ассоциированным с поддерживаемыми уровнями, используемыми для вычисления CQI.

8. Способ по п.7, в котором базовая станция циклически переключается по виртуальным антеннам, ассоциированным с поддерживаемыми уровнями для разнесения.

9. Устройство беспроводной связи, содержащее:
- запоминающее устройство, которое сохраняет инструкции, связанные с оценкой канала физической антенны из принимаемых контрольных сигналов на основе унитарной матрицы, выбором матрицы предварительного кодирования, которая максимизирует пропускную способность, на основе оцененного канала физической антенны, определением числа уровней, поддерживаемых каналом физической антенны, на основе оценки принимаемых контрольных сигналов, оценкой набора CQI путем циклического чередования виртуальных антенн, соответствующих поддерживаемым уровням, причем каждый CQI относится к соответствующему одному из поддерживаемых уровней, передачей набора CQI для планирования передачи данных, и передачей индекса выбранной матрицы предварительного кодирования с набором CQI; и
- процессор, связанный с запоминающим устройством, выполненный с возможностью выполнения инструкций, сохраненных в запоминающем устройстве.

10. Устройство беспроводной связи по п.9, в котором запоминающее устройство дополнительно сохраняет инструкции, относящиеся к анализу отношений мощностей сигналов, связанных с уровнями, на основе принимаемых контрольных сигналов.

11. Устройство беспроводной связи по п.9, в котором запоминающее устройство дополнительно сохраняет инструкции, относящиеся к определению CQI канала управления, на основе первого отклика виртуальной антенны.

12. Устройство беспроводной связи по п.9, в котором используется среда передачи данных MIMO незамкнутого контура с одним или более из скачкообразного изменения скорости символов или поблочного скачкообразного изменения.

13. Устройство беспроводной связи по п.9, в котором используется среда передачи данных MIMO замкнутого контура с одним или более из скачкообразного изменения скорости символов или поблочного скачкообразного изменения.

14. Устройство беспроводной связи по п.9, в котором запоминающее устройство дополнительно сохраняет инструкции, относящиеся к получению данных, передаваемых теми же виртуальными антеннами, что используются для оценки CQI.

15. Устройство беспроводной связи по п.14, в котором данные передаются путем циклического чередования виртуальных антенн, чтобы обеспечить разнесение.

16. Устройство беспроводной связи, которое обеспечивает вычисление CQI в среде беспроводной передачи данных MIMO, содержащее:
- средство оценки канала физической антенны из полученных контрольных сигналов на основе варьирующейся во времени унитарной матрицы;
- средство выбора матрицы предварительного кодирования, которая оптимизирует пропускную способность, на основе оцененного канала физической антенны;
- средство распознавания поддерживаемых виртуальных антенн на основе полученных контрольных сигналов;
- средство определения CQI для поддерживаемых виртуальных антенн путем циклического чередования поддерживаемых виртуальных антенн;
- средство передачи CQI в базовую станцию для планирования передачи данных; и
- средство передачи индекса, связанного с выбранной матрицей предварительного кодирования, с CQI в базовую станцию.

17. Устройство беспроводной связи по п.16, дополнительно содержащее средство определения CQI канала управления на основе первого отклика виртуальной антенны.

18. Устройство беспроводной связи по п.16, в котором в среде передачи данных MIMO используется MIMO незамкнутого контура с по меньшей мере одним из скачкообразного изменения скорости символов или поблочного скачкообразного изменения.

19. Устройство беспроводной связи по п.16, в котором в среде передачи данных MIMO используется MIMO замкнутого контура, с по меньшей мере одним из скачкообразного изменения скорости символов или поблочного скачкообразного изменения.

20. Устройство беспроводной связи по п.16, дополнительно содержащее средство приема данных, передаваемых базовой станцией по поддерживаемым виртуальным антеннам, при этом базовая станция циклически переключается по поддерживаемым виртуальным антеннам.

21. Машиночитаемый носитель, на котором сохранены исполняемые машиной инструкции, которые при выполнении машиной побуждают машину осуществлять способ, способствующий оценке информации качества канала (CQI) в среде беспроводной передачи данных с множеством входов и множеством выходов (MIMO), причем инструкции выполнены с возможностью осуществления:
- приема контрольных сигналов от базовой станции;
- оценки канала физической антенны из контрольных сигналов на основе варьирующейся во времени унитарной матрицы;
- выбора матрицы предварительного кодирования, которая оптимизирует пропускную способность, на основе оцененного канала физической антенны;
- определения числа уровней, поддерживаемых каналом физической антенны, на основе оценки контрольных сигналов;
- формирования набора CQI путем циклического чередования виртуальных антенн, соответствующих поддерживаемым уровням, причем каждая CQI соответствует одному из поддерживаемых уровней;
- передачи набора CQI в базовую станцию для планирования передачи данных; и
- передачи индекса, связанного с выбранной матрицей предварительного кодирования, с набором CQI в базовую станцию.

22. Машиночитаемый носитель по п.21, в котором исполняемые машиной инструкции дополнительно содержат определение CQI канала управления на основе первого отклика виртуальной антенны.

23. Машиночитаемый носитель по п.21, в котором используется среда передачи данных MIMO незамкнутого контура с одним или более из скачкообразного изменения скорости символов или поблочного скачкообразного изменения.

24. Машиночитаемый носитель по п.21, в котором используется среда передачи данных MIMO замкнутого контура с одним или более из скачкообразного изменения скорости символов или поблочного скачкообразного изменения.

25. Машиночитаемый носитель по п.21, в котором исполняемые машиной инструкции дополнительно содержат получение данных, передаваемых базовой станцией, через циклическое чередование по тем же виртуальным антеннам, что используются для формирования CQI.

26. Устройство беспроводной связи, содержащее:
- процессор, выполненный с возможностью:
- оценки канала физической антенны из полученных контрольных сигналов на основе унитарной матрицы;
- выбора матрицы предварительного кодирования, которая оптимизирует пропускную способность, на основе оцененного канала физической антенны;
- распознавания поддерживаемых виртуальных антенн на основе полученных контрольных сигналов;
- определения CQI для поддерживаемых виртуальных антенн путем циклического чередования поддерживаемых виртуальных антенн; и
- передачи CQI и индекса выбранной матрицы предварительного кодирования в базовую станцию для планирования передачи данных.

27. Способ, способствующий передаче данных из базовой станции в среде беспроводной передачи данных MIMO, содержащий этапы, на которых:
- отправляют контрольные сигналы CQI по набору виртуальных антенн;
- получают одну или более CQI, которые, соответственно, относятся к одной или более поддерживаемых виртуальных антенн для пользователя, и индекс выбранной матрицы предварительного кодирования, при этом одна или более поддерживаемых виртуальных антенн являются поднабором виртуальных антенн;
- планируют передачу данных для пользователя на основе данных CQI; и
- передают данные путем использования выбранной матрицы предварительного кодирования и циклического чередования одной или более поддерживаемых виртуальных антенн.

28. Способ по п.27, дополнительно содержащий этап, на котором получают нулевые CQI, которые соответствуют неподдерживаемым виртуальным антеннам.

29. Способ по п.27, содержащий этап, на котором планируют передачу данных на основе равнодоступности и данных CQI.

30. Способ по п.27, дополнительно содержащий этапы, на которых:
- выбирают передачу по второму числу виртуальных антенн, которое отличается от первого числа поддерживаемых виртуальных антенн; и
- регулируют уровень мощности для передачи данных на основе отношения первого числа ко второму числу.

31. Способ по п.27, в котором этап передачи данных дополнительно содержит этап, на котором активируют столбцы унитарной матрицы в каждом фрагменте, относящемся к одной или более поддерживаемых виртуальных антенн в режиме поблочного скачкообразного изменения.

32. Способ по п.27, в котором в среде передачи данных MIMO используется MIMO незамкнутого контура с по меньшей мере одним из скачкообразного изменения скорости символов или поблочного скачкообразного изменения.

33. Способ по п.27, в котором в среде передачи данных MIMO используется MIMO замкнутого контура с по меньшей мере одним из скачкообразного изменения скорости символов или поблочного скачкообразного изменения.

34. Устройство беспроводной связи, содержащее:
- запоминающее устройство, которое сохраняет инструкции, связанные с передачей контрольных сигналов по набору виртуальных антенн, приемом одного или более CQI, которые, соответственно, относятся к одной или более поддерживаемых виртуальных антенн для пользователя, и индекс выбранной матрицы предварительного кодирования, причем одна или более поддерживаемых виртуальных антенн являются поднабором виртуальных антенн, планирующих передачу данных для пользователя на основе данных CQI и передающих данные путем использования выбранной матрицы предварительного кодирования и циклического чередования одной или более поддерживаемых виртуальных антенн;
- процессор, соединенный с запоминающим устройством, выполненный с возможностью выполнения инструкций, сохраненных в запоминающем устройстве.

35. Устройство беспроводной связи по п.34, в котором запоминающее устройство дополнительно сохраняет инструкции, связанные с формированием контрольных сигналов на основе варьирующейся во времени унитарной матрицы.

36. Устройство беспроводной связи по п.34, в котором запоминающее устройство дополнительно сохраняет инструкции, связанные с планированием передачи данных на основе равнодоступности и данных CQI.

37. Устройство беспроводной связи по п.34, в котором запоминающее устройство дополнительно сохраняет инструкции, связанные с выбором передачи по другому числу виртуальных антенн по сравнению с числом поддерживаемых виртуальных антенн, и изменением уровня мощности для передачи данных.

38. Устройство беспроводной связи по п.34, в котором запоминающее устройство дополнительно сохраняет инструкции, связанные с передачей данных путем активирования столбцов унитарной матрицы в каждом фрагменте в режиме поблочного скачкообразного изменения, при этом столбцы относятся к одной или более поддерживаемых виртуальных антенн.

39. Устройство беспроводной связи по п.34, в котором используется среда передачи данных MIMO незамкнутого контура с одним или более из скачкообразного изменения скорости символов или поблочного скачкообразного изменения.

40. Устройство беспроводной связи по п.34, в котором используется среда передачи данных MIMO замкнутого контура с одним или более из скачкообразного изменения скорости символов или поблочного скачкообразного изменения.

41. Устройство беспроводной связи, которое обеспечивает планирование передачи и передачу данных в среде беспроводной передачи данных MIMO, содержащее:
- средство передачи контрольных сигналов по набору виртуальных антенн;
- средство планирования передачи данных для пользователя на основе принимаемых CQI, которые надлежащим образом соответствуют виртуальным антеннам, поддерживаемым пользователем, и индекса выбранной матрицы предварительного кодирования; и
- средство передачи данных путем использования выбранной матрицы предварительного кодирования и циклического чередования поддерживаемых виртуальных антенн.

42. Устройство беспроводной связи по п.41, дополнительно содержащее средство формирования контрольных сигналов на основе варьирующейся во времени унитарной матрицы.

43. Устройство беспроводной связи по п.41, дополнительно содержащее:
- средство выбора передачи по числу виртуальных антенн, которое отличается от числа поддерживаемых виртуальных антенн; и
- средство регулирования уровня мощности для передачи данных.

44. Устройство беспроводной связи по п.41, дополнительно содержащее средство активирования столбцов унитарной матрицы в каждом фрагменте при использовании режима поблочного скачкообразного изменения, при этом столбцы относятся к одной или более поддерживаемых виртуальных антенн.

45. Устройство беспроводной связи по п.41, в котором в среде передачи данных MIMO используется MIMO незамкнутого контура с по меньшей мере одним из скачкообразного изменения скорости символов или поблочного скачкообразного изменения.

46. Устройство беспроводной связи по п.41, в котором в среде передачи данных MIMO используется MIMO замкнутого контура с по меньшей мере одним из скачкообразного изменения скорости символов или поблочного скачкообразного изменения.

47. Машиночитаемый носитель, на котором сохранены исполняемые машиной инструкции, которые при выполнении машиной побуждают машину осуществлять способ, способствующий передаче данных из базовой станции в среде беспроводной передачи данных MIMO, причем инструкции выполнены с возможностью осуществления:
- передачи контрольных сигналов по набору виртуальных антенн, при этом контрольные сигналы формируются на основе унитарной матрицы;
- планирования передачи данных для пользователя на основе принимаемых CQI, которые соответствуют виртуальным антеннам, поддерживаемым пользователем, и индекса выбранной матрицы предварительного кодирования; и
- передачи данных путем использования выбранной матрицы предварительного кодирования и циклического чередования поддерживаемых виртуальных антенн.

48. Машиночитаемый носитель по п.47, в котором исполняемые машиной инструкции дополнительно содержат регулирование уровня мощности для передачи данных, когда используется число виртуальных антенн, отличное от числа поддерживаемых виртуальных антенн.

49. Машиночитаемый носитель по п.47, в котором исполняемые машиной инструкции дополнительно содержат активирование столбцов унитарной матрицы в каждом фрагменте в режиме поблочного скачкообразного изменения для передачи данных, при этом столбцы относятся к одной или более поддерживаемым виртуальным антеннам.

50. Машиночитаемый носитель по п.47, в котором используется среда передачи данных MIMO незамкнутого контура с одним или более из скачкообразного изменения скорости символов или поблочного скачкообразного изменения.

51. Машиночитаемый носитель по п.47, в котором используется среда передачи данных MIMO замкнутого контура с одним или более из скачкообразного изменения скорости символов или поблочного скачкообразного изменения.

52. Устройство беспроводной связи, содержащее:
- процессор, выполненный с возможностью:
- передачи контрольных сигналов CQI по набору виртуальных антенн;
- получения одного или более CQI, которые, соответственно, относятся к одной или более поддерживаемых виртуальных антенн для какого-либо пользователя, и индекса выбранной матрицы предварительного кодирования, при этом одна или более поддерживаемых виртуальных антенн являются поднабором виртуальных антенн;
- планирования передачи данных для пользователя на основе данных CQI; и
- передачи данных путем использования выбранной матрицы предварительного кодирования и циклического чередования одной или более поддерживаемых виртуальных антенн.