Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной заявки США №60/888,494, озаглавленной “Эффективное разнесение циклической задержки на основе предварительного кодирования”, поданной 6 февраля 2007 г., права на которую переуступлены правообладателю настоящей заявки, и включенной в настоящее описание посредством ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее раскрытие, в целом, относится к связи и более конкретно к способам для передачи данных в системе беспроводной связи.
Уровень техники
Беспроводные системы связи широко применяются, чтобы предоставлять разное содержание связи, такое как речь, видео, пакетные данные, обмен сообщениями, широковещательная передача и т.д. Эти беспроводные системы могут быть системами множественного доступа, которые могут поддерживать множество пользователей с помощью совместного использования имеющихся системных ресурсов. Примеры таких систем множественного доступа включают в себя системы множественного доступа с кодовым разделением (CDMA), системы множественного доступа с временным разделением (TDMA), системы множественного доступа с частотным разделением (FDMA), системы с ортогональным FDMA (OFDMA) и системы FDMA с одной несущей (SC-FDMA).
Беспроводная система связи может поддерживать передачи с множеством входов и множеством выходов (MIMO). Для MIMO передатчик может использовать множество (Т) антенн передачи для передачи данных в приемник, оснащенный множеством (R) антенн приема. Множество антенн передачи и приема формируют канал MIMO, который может быть использован для того, чтобы увеличить пропускную способность и/или повысить надежность. Например, передатчик может передавать до Т потоков данных одновременно из Т антенн передачи, чтобы увеличить пропускную способность. В качестве альтернативы передатчик может передавать один поток данных из Т антенн передачи, чтобы повысить надежность. В любом случае желательно отправлять передачу MIMO некоторым способом, чтобы достичь хорошей производительности.
Раскрытие изобретения
В настоящей заявке описаны методы отправления передачи MIMO с использованием комбинации разнесения циклической задержки и предварительного кодирования. В одном аспекте могут поддерживаться набор задержек для разнесения циклической задержки и набор матриц предварительного кодирования. Комбинация матрицы предварительного кодирования и задержки может быть выбрана на основании одного или более критериев, таких как производительность данных, ранг, геометрия, мобильность, тип канала, надежность обратной связи и т.д. В одной схеме набор задержек включает в себя нулевую задержку, малую задержку, меньше чем длина циклического префикса, и большую задержку, больше чем длина циклического префикса. Большая задержка может соответствовать циклической задержке K/L, где К - число выборок для полезной части символа OFDM, а L - число антенн для применения разнесения циклической задержки, которые могут быть виртуальными антеннами или физическими антеннами. L также упоминаются как ранг.
В одной схеме первый объект (например, передатчик или приемник) может выбирать задержку из набора задержек и может передавать выбранную задержку во второй объект (например, приемник или передатчик). После чего первый объект может обмениваться данными (например, отправлять данные или принимать данные) со вторым объектом на основании выбранной задержки.
В одной схеме первый объект является узлом В, а второй объект является пользовательским оборудованием (UE). Узел В может выбирать задержку конкретно для UE и может передавать выбранную задержку в UE. В качестве альтернативы узел В может выбирать задержку для набора UE, обслуживаемых узлом В, и может передавать широковещательным способом выбранную задержку в эти UE. В одной схеме узел В может выполнять предварительное кодирование с матрицей предварительного кодирования, а затем выполнять обработку для разнесения циклической задержки на основании выбранной задержки. В другой схеме узел В может выполнять обработку для разнесения циклической задержки на основании выбранной задержки, а затем выполнять предварительное кодирование с матрицей предварительного кодирования. Предварительное кодирование относится к пространственной обработке, чтобы получить виртуальные антенны из физических антенн.
В другой схеме первый объект является UE, а второй объект является узлом В. UE может оценивать набор матриц предварительного кодирования и набор задержек на основании, по меньшей мере, одной метрики, например метрики суммарной пропускной способности. UE может определять комбинацию матрицы предварительного кодирования и задержки с наилучшей производительностью и может передавать матрицу предварительного кодирования и задержку в этой комбинации в узел В. После чего UE может принимать передачу данных, отправленную узлом В, на основании выбранной матрицы предварительного кодирования и задержки. UE может получать эффективную оценку канала MIMO на основании выбранной матрицы предварительного кодирования и задержки, а затем может выполнять детектирование MIMO на основании эффективной оценки канала MIMO.
Различные аспекты и признаки раскрытия описаны более подробно ниже.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 изображает систему беспроводной связи множественного доступа.
Фиг.2 изображает блок-схему узла В и UE.
Фиг.3А и 3В изображают две конструкции процессора MIMO передачи (TX).
Фиг.4 изображает блок-схему процессора MIMO приема (RX).
Фиг.5А и 5В изображают разнесение циклической задержки с большой задержкой для 2-х и 4-х антенн, соответственно.
Фиг.6А, 6В и 6С изображают передачу через четыре, три и две виртуальные антенны, соответственно, с перестановкой уровней.
Фиг.7 изображает конструкцию устройства оценки для выбора матрицы предварительного кодирования и задержки.
Фиг.8 изображает процесс обмена данными.
Фиг.9 изображает процесс, выполняемый узлом В для передачи данных.
Фиг.10 изображает процесс, выполняемый UE для приема данных.
Фиг.11 изображает устройство для обмена данными.
Осуществление изобретения
Методы, описанные в настоящей заявке, могут быть использованы для различных беспроводных систем связи, таких как CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA, SC-FDMA и других систем. Понятия “система” и ”сеть” часто использованы взаимозаменяемо. Система CDMA может осуществлять технологию радиосвязи, такую как универсальный наземный радиодоступ (UTRA), cdma2000 и т.д. UTRA включает в себя широкополосный CDMA (W-CDMA) и другие версии CDMA. cdma2000 охватывает стандарты IS-2000, IS-95 и IS-856. Система TDMA может осуществлять технологию радиосвязи, такую как глобальная система мобильной связи (GSM). Система OFDMA может осуществлять технологию радиосвязи, такую как расширенная UTRA (Е-UTRA), сверхмобильная широкополосная передача (UMB), IEEE 802.11 (WiFi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802.20, Flash-OFDM® и т.д. UTRA и Е-UTRA являются частью универсальной мобильной телекоммуникационной системы (UMTS). Долгосрочное развитие 3GPP (LTE) является развивающейся версией UMTS, которая использует Е-UTRA. UTRA, Е-UTRA, LTE, UMTS и GSM описаны в документах организации под названием «Проект партнерства 3-го поколения» (3GPP). cdma2000 и UMB описаны в документах организации под названием «Проект партнерства 3-го поколения 2» (3GPP2). Эти различные радиотехнологии и стандарты известны в данной области техники.
Фиг.1 изображает систему 100 беспроводной связи множественного доступа с множеством узлов В 110 и множеством UE. Узел В может быть фиксированной станцией, которая связывается с UE, а также может упоминаться как расширенный узел В (eNB), базовая станция, точка доступа и т.д. Каждый узел В 110 обеспечивает покрытие связи для конкретной географической области. UE 120 могут быть распределены по системе, и каждое UE может быть стационарным или подвижным. UE также может быть упомянут как мобильная станция, терминал, терминал доступа, абонентское устройство, станция и т.д. UE может быть сотовым телефоном, персональным цифровым ассистентом (PDA), беспроводным модемом, беспроводным устройством связи, карманным устройством, переносным портативным компьютером, беспроводным телефоном и т.д. UE может взаимодействовать с узлом В через передачи по нисходящей линии связи и восходящей линии связи. Нисходящая линия связи (или прямая линия связи) относится к линии связи из узлов В в UE, а восходящая линия связи (или обратная линия связи) относится к линии связи из UE в узлы В.
Методы, описанные в настоящей заявке, могут быть использованы для передачи MIMO в нисходящей линии связи, а также восходящей линии связи. Для пояснения определенные аспекты способов описаны ниже для передачи MIMO в нисходящей линии связи в LTE. LTE использует ортогональное частотное мультиплексирование (OFDM) в нисходящей линии связи и частотное мультиплексирование с одной несущей (SC-FDM) в восходящей линии связи. OFDM и SC-FDM разделяют ширину полосы системы на множество (К) ортогональных поднесущих, которые обычно упоминают как тоны, бины и т.д. Каждая поднесущая может быть модулирована данными. Обычно символы модуляции передают в частотной области с помощью OFDM, а во временной области с помощью SC-FDM.
Фиг.2 изображает блок-схему конструкции узла В 110 и UE 120, которые являются одним из узлов В и одной из UE на фиг.1. Узел В 110 оснащен множеством (Т) антенн с 234а по 234t. UE 120 оснащен множеством (R) антенн с 252а по 252r. Каждая антенна 234 и 252 может быть рассмотрена как физическая антенна.
В узле В 110 процессор 120 данных передачи (ТХ) может принимать данные из источника 212 данных, обрабатывать (например, кодировать и выполнять отображение символов) данные на основании одной или более схем модуляции и кодирования и обеспечивать символы данных. Как использовано в настоящей заявке, символ данных является символом для данных, пилот-символ является символом для пилот-сигнала, и символ может быть действительной или комплексной величиной. Символы данных и пилот-символы могут быть символами модуляции из схемы модуляции, таких как PSK и QAM. Пилот-сигнал является данными, которые известны априори как узлу В, так и UE. Процессор 230 MIMO ТХ может обрабатывать символы данных и пилот-символы, как описано ниже, и обеспечивать Т выходных потоков символов в Т модуляторов (MOD) 232а по 232t. Каждый модулятор 232 может обрабатывать свой выходной поток символов (например, для OFDM), чтобы получить выходной поток выборок. Каждый модулятор 232 может дополнительно обрабатывать (например, преобразовывать в аналоговый вид, фильтровать, усиливать и преобразовывать с повышением частоты) свой выходной поток выборок и генерировать сигнал нисходящей линии связи. Т сигналов нисходящей линии связи из модуляторов 232а по 232t могут быть переданы через антенны с 234а по 234t, соответственно.
В UE 120, R антенн с 252а по 252r могут принимать Т сигналов нисходящей линии связи из узла В 110, и каждая антенна 252 может подавать принятый сигнал в связанный демодулятор (DEMOD) 254. Каждый демодулятор 254 может обрабатывать (например, фильтровать, усиливать, преобразовывать с понижением частоты и отцифровывать) свой принятый сигнал, чтобы получить выборки, и может дополнительно обрабатывать выборки (например, для OFDM), чтобы получить принятые символы. Каждый демодулятор 254 может подавать принятые символы данных в процессор 260 MIMO RX и подавать принятые пилот-символы в процессор 294 канала. Процессор 294 канала может оценивать отклик канала MIMO из узла В 110 в UE 120 на основании принятых пилот-символов и подавать оценку канала MIMO в процессор 260 MIMO RX. Процессор 260 MIMO RX может выполнять детектирование MIMO на принятых символах данных на основании оценки канала MIMO и выдавать детектированные символы, которые являются оценками переданных символов данных. Процессор 270 данных RX может обрабатывать (например, выполнять обратное отображение символов и декодировать) детектированные символы и подавать декодированные данные в приемник 272 данных.
UE 120 может оценивать условия канала и генерировать информацию обратной связи, которая может содержать различные типы информации, как описано ниже. Информация обратной связи и данные из источника 278 данных могут быть обработаны (например, кодированы и выполнено отображение символов) с помощью процессора 280 данных ТХ, пространственно обработаны с помощью процессора 282 MIMO ТХ и дополнительно обработаны с помощью модуляторов с 254а по 254r, чтобы сгенерировать R сигналов восходящей линии связи, которые могут быть переданы через антенны с 252а по 252r. В узле В 110 R сигналов восходящей линии связи от UE 120 могут быть приняты с помощью антенн с 234а по 234t, обработаны с помощью демодуляторов с 232а по 232t, пространственно обработаны с помощью процессора 236 MIMO RX и дополнительно обработаны (например, выполнено обратное отображение символов и декодирование) с помощью процессора 238 данных RX, чтобы восстановить информацию обратной связи и данные, переданные посредством UE 120. Контроллер/процессор 240 может управлять передачей данных в UE 120 на основании информации обратной связи.
Контроллеры/процессоры 240 и 290 могут управлять работой узла В 110 и UE 120, соответственно. Памяти 242 и 292 могут хранить данные и программные коды для узла В 110 и UE 120, соответственно. Планировщик 244 может планировать UE 120 и/или другие UE для передачи данных в нисходящей линии связи и/или восходящей линии связи на основании информации обратной связи, принятой из всех UE.
Узел В 110 может передавать L символов данных одновременно через L уровней на каждой поднесущей в каждом периоде символа, где обычно L≥1. Уровень может соответствовать одному пространственному измерению для каждой поднесущей, используемой для передачи. Узел В 110 может передавать символы данных с использованием разных схем передачи.
В одной схеме узел В 110 может обрабатывать символы данных для каждой поднесущей k следующим образом:
y(k)=D(k)WUx(k), Уравнение 1
где x(k) - вектор Lx1, содержащий L символов данных, предназначенных для передачи через L уровней на поднесущей k в одном периоде символа,
U - матрица LxL отображения уровня в виртуальную антенну,
W - матрица TxL предварительного кодирования,
D(k) - матрица ТхТ циклической задержки для поднесущей k и
y(k) - вектор Тх1, содержащий Т выходных символов для Т антенн передачи на поднесущей k в одном периоде символа.
Уравнение 1 предназначено для поднесущей k. Та же самая обработка может быть выполнена для каждой поднесущей, использованной для передачи. В описании в настоящей заявке матрица может иметь один или более столбцов.
Матрица W предварительного кодирования может быть использована для того, чтобы формировать Т виртуальных антенн с помощью Т физических антенн 234а по 234t. Каждая виртуальная антенна может быть сформирована с помощью одного столбца W. Символ данных может быть умножен на один столбец W, а затем может быть передан в одной виртуальной антенне и во всех Т физических антеннах. W может быть основана на матрице Фурье или некоторой другой матрице. W может быть выбрана из набора матриц предварительного кодирования.
Матрица U отображения уровня в виртуальную антенну может быть использована для отображения символов данных для L уровней в L виртуальных антенн, выбранных из Т доступных виртуальных антенн. U может быть определена на основе отображения уровня в виртуальную антенну, выбранную для использования, как описано ниже. U также может быть матрицей I идентичности с единицами по диагонали и остальными нулями. Одна и та же или разные матрицы отображения могут быть использованы для К поднесущих.
Матрица D(k) циклической задержки может быть использована для реализации разнесения циклической задержки, которое может обеспечить усиление диаграммы направленности, выигрыш от избирательного по частоте планирования и/или выигрыш от разнесения. D(k) также может быть использована для достижения перестановки уровней, которая может иметь определенные преимущества. D(k) может быть выбрана и применена, как описано ниже.
В схеме, показанной в уравнении 1, предварительное кодирование с W выполняется до обработки с D(k). Таким образом, разнесение циклической задержки применяется к физическим антеннам вместо виртуальных антенн, сформированных с матрицей W предварительного кодирования. Эта схема может быть использована главным образом для нулевой задержки и малой задержки, но также может быть использована для большой задержки.
Фиг.3А изображает блок-схему процессора 230а MIMO TX, который осуществляет уравнение 1, и является одной конструкцией процессора 230 MIMO TX в узле В 110 на фиг.2. В процессоре 220 данных TX S процессоров потока с 320а по 320s могут принимать S потоков данных из источника 212 данных, где обычно S≥1. Каждый процессор 320 потока может кодировать, перемежать, скремблировать и выполнять отображение символов своего потока данных, чтобы получать символы данных. Каждый поток данных может переносить один транспортный блок или пакет в каждом интервале времени передачи (TTI). Каждый процессор 320 потока может обрабатывать свой транспортный блок, чтобы получать кодовое слово, а затем может отображать кодовое слово в блок символов модуляции. Понятия “поток данных”, “транспортный блок”, ”пакет” и ”кодовое слово” могут быть использованы взаимозаменяемо. Процессоры потока с 320а по 320s могут выдавать S потоков символов данных.
В процессоре 230а MIMO TX устройство 332 отображения уровня может отображать символы данных для S потоков данных в L уровней, выбранных для использования. Устройство 334 отображения виртуальной антенны может отображать символы данных для L уровней в поднесущие и виртуальные антенны, используемые для передачи. Устройства 332 и 334 отображения также могут быть объединены в одно устройство отображения. Устройство 336 предварительного кодирования может перемножать отображенные символы для каждой поднесущей с матрицей W предварительного кодирования и выдавать предварительно кодированные символы для этой поднесущей. Процессор 338 разнесения циклической задержки может перемножать предварительно кодированные символы для каждой поднесущей с матрицей D(k) циклической задержки, чтобы получать выходные символы для этой поднесущей. Процессор 338 разнесения циклической задержки может обеспечивать Т потоков выходных символов в Т модуляторов с 232а по 232t.
Каждый модулятор 232 может выполнять модуляцию OFDM для соответствующего потока выходных символов. В каждом модуляторе 232, К выходных символов, предназначенных для передачи на К полных поднесущих в одном периоде символа OFDM, могут быть преобразованы с помощью К-точечного обратного дискретного преобразования Фурье (IDFT), чтобы получить полезную часть, содержащую К выборок временной области. Каждая выборка временной области является комплексной величиной, предназначенной для передачи в одном периоде символа. Последние С выборок полезной части могут быть скопированы и присоединены к передней стороне полезной части, чтобы сформировать символ OFDM, содержащий К+С выборок. Скопированную часть упоминается как циклический префикс и используется для борьбы с межсимвольными помехами (ISI), вызванными частотно избирательным замиранием. Каждый модулятор 232 дополнительно может обрабатывать свой поток выборок, чтобы генерировать сигнал нисходящей линии связи.
Контролер/процессор 240 может принимать информацию обратной связи из UE 120 и генерировать управляющие сигналы для процессоров 320 потока и устройств 332 и 334 отображения. Контролер/процессор 240 также может подавать матрицу W предварительного кодирования в устройство 336 предварительного кодирования, и матрицу D(k) циклической задержки в процессор 338.
В другой схеме узел В 110 может обрабатывать символы данных для каждой поднесущей k следующим образом:
y(k)=W D(k)U x(k), Уравнение 2
где D(k) - матрица LxL циклической задержки для поднесущей k.
В схеме, показанной в уравнении 2, обработку с D(k) выполняют до предварительного кодирования с W. Таким образом, разнесение циклической задержки применяется к виртуальным антеннам вместо физических антенн. Эта схема может быть использована главным образом для большой задержки, но также может быть использована для нулевой задержки и малой задержки.
Фиг.3В изображает блок-схему процессора 230b MIMO TX, который реализует уравнение 2 и является другой конструкцией процессора 230 MIMO TX в узле В 110 на фиг.2. В процессоре 230b MIMO TX, устройство 342 отображения уровня может отображать символы данных для S потоков данных в L уровней, выбранных для использования. Устройство 344 отображения виртуальной антенны может отображать символы данных для L уровней в поднесущие и виртуальные антенны. Процессор 346 разнесения циклической задержки может перемножать отображенные символы для каждой поднесущей с матрицей D(k) циклической задержки. Устройство 348 предварительного кодирования может перемножать символы из процессора 346 для каждой поднесущей с матрицей W предварительного кодирования, чтобы получать выходные символы для этой поднесущей. Устройство 348 предварительного кодирования может обеспечивать Т потоков выходных символов в Т модуляторов с 232а по 232t.
Фиг.4 изображает блок-схему процессора 260 MIMO RX и процессора 270 данных RX в UE 120 на фиг.2. В процессоре 260 MIMO RX модуль 410 вычисления может принимать оценку H(k) канала MIMO из устройства 294 оценки канала и матрицу W предварительного кодирования, матрицу D(k) циклической задержки и матрицу U преобразования, выбранные для использования. Модуль 410 может вычислять эффективную оценку канала MIMO следующим образом:
H eff(k)=H(k)D(k)W U Уравнение 3
или
H eff(k)=H(k) W D(k)U, Уравнение 4
где H eff(k) - матрица RxT оценки канала MIMO для поднесущей k.
Уравнение 3 может быть использовано, если узел В выполняет предварительное кодирование и обработку разнесения циклической задержки, как показано в уравнении 1. Уравнение 4 может быть использовано, если узел В выполняет предварительное кодирование и обработку разнесения циклической задержки, как показано в уравнении 2. D(k)W и W D(k) могут быть рассмотрены как расширенные матрицы предварительного кодирования. Модуль 410 затем может вычислять матрицу M(k) пространственного фильтра для каждой поднесущей k на основании H eff(k) и в соответствии с минимальной среднеквадратичной ошибкой (MMSE), линейной MMSE (LMMSE), принудительного обнуления (ZF) или других методов детектирования MIMO.
Детектор 412 MIMO может получать R потоков принятых символов из R демодуляторов с 254а по 254r. Детектор 412 MIMO может выполнять детектирование MIMO в R потоках принятых данных с матрицей M(k) пространственного фильтра для каждой поднесущей k и выдавать L потоков продетектированных символов для L выбранных виртуальных антенн. Устройство 414 обратного отображения уровня может выполнять обратное отображение L потоков продетектированных символов (которые могут включать в себя обратную перестановку) способом, комплементарным к отображению, выполняемому с помощью устройства 332 отображения уровня на фиг.3 или устройства 342 отображения на фиг.3В. Устройство 414 обратного отображения может выдавать S потоков продетектированных символов для S потоков данных.
Процессор 270 данных RX включает в себя S процессоров с 420а по 420s потока для S потоков данных. Каждый процессор 420 потока может выполнять обратное отображение символов, обратное скремблирование, обратное перемежение и декодировать свои продетектированные символы и обеспечивать поток декодированных данных.
Различные типы матрицы предварительного кодирования могут быть использованы для схем, показанных в уравнениях 1 и 2. В одной схеме набор Q матриц предварительного кодирования может быть определен следующим образом:
W i=Λi F, где i=0,…,Q-1, Уравнение 5
где F - матрица Фурье,
Λi - i-я матрица сдвига фазы, а
W i - i-я матрица предварительного кодирования.
Матрица W i предварительного кодирования также может быть обозначена как P i.
Элементы матрицы F ТхТ Фурье могут быть выражены как:
для u = 0,…,T-1 и = 0,…,T-1, Уравнение 6
где fu,v - элемент в u-ой строке и ν-ом столбце матрицы Фурье.
В одной схеме матрица Λi сдвига фазы может быть выражена как:
Уравнение 7
где λi,ν - фаза для ν-ой антенны в i-ой матрице сдвига фазы. Q разных матриц сдвига фазы могут быть определены с разными фазами λi,ν и/или с помощью вращения одной или более базовых матриц.
Для схемы, показанной в уравнении 5, Q разных матриц W i ТхТ предварительного кодирования могут быть определены на основании матрицы F Фурье и Q разных матриц Λi сдвига фазы. Для селективной передачи виртуальной антенны могут быть вычислены разные комбинации столбцов (или подматриц) Q матриц предварительного кодирования и L столбцов матрицы W i предварительного кодирования, которые обеспечивают наилучшую эффективность, могут быть использованы в качестве матрицы W TxL предварительного кодирования, где обычно 1≤L≤T. Выбор W описан ниже.
Для конфигурации MIMO 2×2 с двумя антеннами передачи и двумя антеннами приема W i может быть выражена как:
Уравнение 8
Матрица W предварительного кодирования может включать в себя один или оба столбца W i.
Для конфигурации MIMO 4×4 с четырьмя антеннами передачи и четырьмя антеннами приема W i может быть выражена как:
Уравнение 9
Матрица W предварительного кодирования может включать в себя один, два, три или все четыре столбца W i.
В схеме, показанной в уравнениях с 5 по 9, W i может быть рассмотрена как матрица предварительного кодирования, инвариантная по частоте, основанная на Фурье. Набор матриц предварительного кодирования также может быть определен другими способами, например, W i=F H Λi F, где “H” обозначает сопряженное транспонирование. Набор матриц предварительного кодирования также может быть определен с помощью других единичных и неединичных матриц вместо матрицы Фурье или дополнительно к ней. Набор матриц предварительного кодирования также может включать в себя матрицу I идентичности, которая может быть использована для того, чтобы передавать каждый уровень в одной физической антенне.
В одной схеме набор матриц циклической задержки может быть определен для набора задержек. Для каждой задержки пилообразное изменение нулевой фазы может быть применено к антенне 0, и V-1 пилообразных изменений ненулевой фазы могут быть определены для антенн с 1 по V-1. Если обработку разнесения циклической фазы выполняют до предварительного кодирования, как изображено на фиг.3В, тогда V=L, и V антенн соответствуют L выбранным виртуальным антеннам. Если обработку разнесения циклической фазы выполняют после предварительного кодирования, как изображено на фиг.3А, тогда V=Т, и V антенн соответствуют Т физическим антеннам. Таким образом, размерность матрицы D(k) циклической задержки может зависеть от того, выполняют ли обработку разнесения циклической задержки до или после предварительного кодирования. Для пояснения большая часть следующего описания допускает, что обработку разнесения циклической задержки выполняют до предварительного кодирования, и D(k) имеет размерность L×L.
В одной схеме набор матриц циклической задержки может быть определен как:
Уравнение 10
где θm,ν - пилообразное изменение фазы для ν-ой антенны для m-ой задержки, а
D m(k) - матрица циклической задержки для m-ой задержки.
В схеме, показанной в уравнении 10, пилообразное изменение фазы для каждой антенны может быть основано на произвольном значении циклической задержки. Матрица D m(k) циклической задержки также может быть обозначена как Λm(k) или Λl(k).
В другой схеме множество матриц циклической задержки может быть определено как:
Уравнение 11
где τm - m-я задержка, которая также является шагом задержки между последовательными антеннами. В схеме, показанной в уравнении 11, значение τmν циклической задержки и пилообразное изменение фазы θmν для каждой антенны может быть выражено как:
Уравнение 12
Уравнение 13
Уравнение 11 является специальным случаем уравнения 10 с равномерным шагом τm для значений циклической задержки разных антенн. Равномерный шаг задержки может уменьшить служебную информацию сигнализации, поскольку значения циклической задержки с τm,0 по τm,L-1 всех L антенн могут быть определены на основании одного значения τm.
В одной схеме набор из М=3 задержек может быть определен таким образом, чтобы включать в себя следующее:
τ 0 =0 для нулевой задержки,
Уравнение 14
τ 1 =2 для малой задержки,
Уравнение 15
и
τ 2 =K/L для большой задержки.
Уравнение 16
Малая задержка может быть использована, чтобы улучшить диаграмму направленности и усиление избирательного по частоте планирования, и может быть особенно выгодной для канала низкой мобильности, канала низкой геометрии, канала низкого ранга и т.д. Большая задержка может быть использована, чтобы улучшить усиление разнесения передачи, и может быть подходящей для канала высокой мобильности (например, для мобильной UE, двигающейся со скоростью 30 км/час или большей), канала высокой геометрии, канала высокого ранга, более грубой обратной связи во времени и по частоте и т.д. Большая задержка может обеспечивать такую же эффективность, что и нулевая задержка в канале низкой мобильности, что может увеличить надежность системы, когда информация обратной связи поступает с помехами. Геометрия связана с отношением сигнала к шуму и помехам (SINR). Низкая геометрия может соответствовать малым SINR, а высокая геометрия может соответствовать большим SINR. Ранг относится к числу виртуальных антенн, выбранных для использования, и также упоминается как порядок пространственного мультиплексирования. В одной схеме нулевая задержка или малая задержка может быть использована для передачи ранга-1, а большая задержка может быть использована для передачи ранга-2 или выше. Обработка разнесения циклической задержки с большой задержкой может выравнивать SINR L уровней, используемых для передачи данных.
Обычно матрицы циклической задержки могут быть определены для любого числа задержек и любой конкретной задержки. Например, матрицы циклической задержки могут быть определены для малой задержки τm=1 или некоторого другого значения, для большой задержки, меньшей K/L или большей K/L и т.д. Обычно малая задержка может быть любой задержкой, меньшей длины циклического префикса, а большая задержка может быть любой задержкой, большей длины циклического префикса. Для пояснения большая часть описания, приведенного ниже, относится к схеме, показанной в уравнениях с 14 по 16.
Таблица 1 предоставляет матрицы циклической задержки для нулевой задержки, малой задержки и большой задержки для разного числа уровней, когда матрицы циклической задержки применяют, как показано в уравнении 2. Аналогичная таблица может быть сгенерирована для матриц циклической задержки для нулевой задержки, малой задержки и большой задержки для разного числа физических антенн (Т), когда матрицы циклической задержки применяют, как показано в уравнении 1.
Матрица D(k) циклической задержки может быть применена в частотной области и может быть функцией поднесущей k. Обработка с D(k) в частотной области с равномерным шагом задержки τm может быть эквивалентна выполнению циклического сдвига τm∙ν выборок во временной области для антенны ν.
Для нулевой задержки с τm=0 матрицы D0(k) циклической задержки во втором столбце таблицы 1 являются идентичными матрицами. Следовательно, для каждой антенны не применяют пилообразное изменение фазы или циклическую задержку.
Для малой задержки с τ1=2 каждая матрица D1(k) циклической задержки в третьем столбце таблицы 1 обеспечивает небольшое пилообразное изменение фазы (т.е. небольшой линейный сдвиг фазы) по К поднесущим в каждой антенне. Наклон пилообразного изменения фазы является разным для разных антенн, причем антенна 0 не имеет пилообразного изменения фазы, а антенна L-1 имеет наибольшее пилообразное изменение фазы. Применение пилообразного изменения фазы в частотной области эквивалентно выполнению циклического сдвига выборок в полезной части символа OFDM во временной области. Для τ1=2 выборки в полезной части могут быть циклически сдвинуты на ноль выборок для виртуальной антенны 0, две выборки для виртуальной антенны 1, четыре выборки для виртуальной антенны 2, шесть выборок для виртуальной антенны 3 и т.д.
Для большой задержки с τ2=K/L каждая матрица D2(k) циклической задержки обеспечивает большой линейный сдвиг фазы по К поднесущим в каждой антенне. Эквивалентно выборки в полезной части могут быть циклически сдвинуты на целое, кратное K/L число выборок (или целое, кратное K/L число выборок в полезной части) для каждой антенны.
Фиг.5А изображает разнесение циклической задержки с большой задержкой во временной области, соответствующее обработке с D2(k) в частотной области для L=2 антенн. Полезная часть может быть циклически сдвинута на ноль выборок для антенны 0 и на половину полезной части для антенны 1.
Фиг.5В изображает разнесение циклической задержки с большой задержкой во временной области, соответствующее обработке с D2(k) в частотной области для L=4 антенн. Полезная часть может быть циклически сдвинута на ноль выборок для антенны 0, на четверть полезной части для антенны 1, половину полезной части для антенны 2 и три четверти полезной части для антенны 3.
Фиг.5а и 5В иллюстрируют обработку временной области для разнесения циклической задержки, которая может быть применима, когда обработку разнесения циклической задержки выполняют после предварительного кодирования, как изображено на фиг.3А. Обработка частотной области для разнесения циклической задержки, т.е. как показано в уравнении 2, может применяться, когда обработка разнесения циклической задержки выполняется до предварительного кодирования, как изображено на фиг.3В.
Может быть желательным применять большую задержку в виртуальных антеннах до предварительного кодирования, например, как показано в уравнении 2 и изображено на фиг.3D. Выигрыш от предварительного кодирования может быть потерян, если большая задержка применяется в физических антеннах после предварительного кодирования. Нулевая задержка или малая задержка может быть применена либо в виртуальных антеннах до предварительного кодирования, например, как показано в уравнении 2, либо в физических антеннах после предварительного кодирования, например, как показано в уравнении 1.
Система может поддерживать выборочную перестановку виртуальной антенны (S-VAP), которая является комбинацией выборочной перестановки виртуальной антенны и уровня. Выборочная перестановка виртуальной антенны относится к выбору L наилучших виртуальных антенн для передачи данных из T доступных виртуальных антенн. Перестановка уровня относится к отображению символов данных для каждого уровня из L выбранных виртуальных антенн циклическим способом через К всех поднесущих. Перестановка уровня может обеспечить определенные преимущества, такие как (i) улучшенную эффективности вследствие увеличенного пространственного разнесения на уровень и (ii) уменьшенные служебной информации обратной связи вследствие схожих состояний канала, наблюдаемых всеми L уровнями. Перестановка уровня может достигаться с помощью отображения символов данных для каждого уровня в соответствующие поднесущие и виртуальные антенны, как описано ниже. Перестановка уровня также может быть явно достигнута с помощью выполнения обработки с D 2(k) для большой задержки, показанной в таблице 1.
Фиг.6А изображает передачу в четырех уровнях через четыре виртуальные антенны с перестановкой уровней. Четыре виртуальные антенны с 0 по 3 могут быть доступны, и все четыре виртуальные антенны могут быть выбраны для использования. Четыре уровня могут отображаться в четыре виртуальные антенны на основе шаблона отображения, который отображает каждый уровень циклически через четыре виртуальные антенны через К поднесущих. Таким образом, уровень 0 может отображаться в виртуальную антенну 0 на поднесущих 0, 4 и т.д., в виртуальную антенну 1 на поднесущих 1, 5 и т.д., виртуальную антенну 2 на поднесущих 2, 6 и т.д. и в виртуальную антенну 3 в поднесущих 3, 7 и т.д. Каждый остающийся уровень также циклически повторяется через четыре виртуальные антенны по К поднесущим, как изображено на фиг.6А. Каждый уровень отображается по всем четырем виртуальным антеннам с перестановкой уровней и, следовательно, можно наблюдать среднее SINR четырех виртуальных антенн. Перестановка уровня на фиг.6А может быть достигнута с D 2(k) для четырех уровней в таблице 1.
Фиг.6В изображает передачу на трех уровнях с перестановкой уровней. Четыре виртуальные антенны с 0 по 3 могут быть доступны, и один набор из трех виртуальных антенн {0, 1, 2}, {0, 1,3}, {0, 2, 3} или {1, 2, 3} может быть выбран для использования из числа четырех виртуальных антенн. В примере, изображенном на фиг.6В, выбирают виртуальные антенны 0, 1 и 3. Три уровня могут отображаться в три выбранные виртуальные антенны с перестановкой уровней, и каждый уровень может отображаться по трем выбранным виртуальным антеннам циклическим способом. Перестановка уровня на фиг.6В может быть достигнута с D 2(k) для трех уровней в таблице 1.
Фиг.6С изображает передачу на двух уровнях с перестановкой уровней. Четыре виртуальные антенны с 0 по 3 могут быть доступны, и одна пара виртуальных антенн {0, 1}, {0, 2}, {0, 3}, {1, 2}, {1, 3} или {2, 3} может быть выбрана для использования из числа четырех виртуальных антенн. В примере, изображенном на фиг.6С, выбирают виртуальные антенны 1 и 3. Два уровня могут отображаться в две выбранные виртуальные антенны с перестановкой уровней, и каждый уровень может отображаться через обе выбранные виртуальные антенны циклическим способом. Перестановка уровня на фиг.6С может быть достигнута с D 2(k) для двух уровней в таблице 1.
Для простоты фиг.6А по фиг.6С изображают преобразование уровней через К всех поднесущих. Обычно уровни могут отображаться через поднесущие, используемые для передачи, которые могут быть подмножеством К всех поднесущих.
Разные задержки могут быть более подходящими для разных условий канала. Различные схемы могут быть использованы для того, чтобы выбирать подходящую задержку для использования.
В первой схеме узел В может полустатически определять и переключать задержку на долгосрочной основе. В одной схеме, которая может быть упомянута как разнесение циклической задержки на основе соты, узел В может выполнять полустатическое переключение для всех UE в соте и может применять общую задержку для всех UE. Узел В может выбирать задержку, которая может обеспечить хорошую эффективность для всех UE, и может передавать широковещательным способом эту задержку в UE. В другой схеме, которая может быть упомянута как разнесение циклической задержки на основе UE, узел В может выполнять полустатическое переключение независимо для каждого UE и может применять разные задержки для разных UE. Узел В может выбирать задержку, которая может обеспечить хорошую эффективность для каждого UE, и может отправлять эту задержку в UE. Для обеих схем узел В может выбирать структуру предварительного кодирования и разнесения циклической задержки, например уравнение 1 для нулевой задержки и малой задержки и уравнение 2 для большой задержки.
Узел В может выбирать задержку на основании разных критериев. В одной схеме узел В может выбирать большую задержку, когда информация обратной связи из UE считается ненадежной. Максимальная задержка может максимизировать разнесение передачи (независимо от числа уровней) и потенциально может уменьшать число матриц предварительного кодирования и/или обратную связь CQI. Узел В может выбирать малую задержку, когда желательно частотно-избирательное усиление диаграммы направленности.
В одной схеме, которая может быть упомянута как разнесение циклической задержки для определенного ранга, узел В может выбирать задержку на основании ранга передачи. В одной схеме может быть определен набор комбинаций задержки, причем каждая комбинация включает в себя одну задержку для каждого ранга. Одна комбинация задержки может быть выбрана для использования и сигнализирована в задействованное(ые) UE.
В одной схеме для конфигурации MIMO 2×2 множество комбинаций задержек может включать в себя следующее:
(0,0), (0,К/2), (К/2) и (К/2, К/2),
где комбинация (a,b) означает, что задержку а используют для ранга 1, а задержку b используют для ранга 2.
Для комбинации (0,0) узел В не применяет задержку для обоих рангов 1 и 2. Для комбинации (0,К/2) узел В не применяет задержку для ранга 1 и применяет большую задержку для ранга 2. С этой комбинацией достигается перестановка уровней, когда выбирают ранг 2. Для комбинации (К/2,0) узел В применяет большую задержку для ранга 1 и не применяет задержку для ранга 2. Для комбинации (К/2,К/2) узел В применяет большую задержку для обоих рангов 1 и 2.
В одной схеме для конфигурации MIMO 4×4 множество комбинаций задержек может включать в себя следующее:
(0,0,0,0), (0,0,0,К/4), (0,0,К/3,0)…(К/2,К/2,К/3,К/4),
где комбинация (a,b,с,d) означает, что задержку а используют для ранга 1, задержку b используют для ранга 2, задержку с используют для ранга 3 и задержку d используют для ранга 4.
Для комбинации (0,0,0,0), узел В не применяет задержку для всех четырех рангов с 1 по 4. Для комбинации (0,0,0,К/4) узел В не применяет задержку для рангов 1, 2 и 3 и применяет большую задержку для ранга 4. С этой комбинацией достигается перестановка уровней, когда выбирается ранг 4. Для комбинации (0,0,К/3,0) узел В не применяет задержку для рангов 1, 2 и 4 и применяет большую задержку для ранга 3. С этой комбинацией достигается перестановка уровней, когда выбирается ранг 3. Другие комбинации могут быть интерпретированы аналогичным образом.
Во второй схеме UE может выбирать и передавать выбранную задержку в узел В. UE может оценивать разные комбинации матрицы предварительного кодирования и задержки и может выбирать комбинацию матрицы предварительного кодирования и задержки, которая может обеспечить наилучшую эффективность. UE может передавать матрицу предварительного кодирования и задержку в этой комбинации в узел В для использования для передачи данных в UE. UE также может выбирать структуру предварительного кодирования и разнесения циклической задержки, например уравнение 1 для нулевой задержки и малой задержки и уравнение 2 для большой задержки.
Фиг.7 изображает блок-схему конструкции устройства 700 оценки, которое выбирает матрицу предварительного кодирования и задержку на основании метрики суммарной пропускной способности. Устройство 700 может быть осуществлено с помощью процессора 290 в UE 120 или некоторого другого процессора на фиг.2. В модуле 700 оценки контроллер 710 может просматривать набор матриц предварительного кодирования и набор задержек и обеспечивать разные комбинации матрицы предварительного кодирования и задержки для оценки. Например, контроллер 700 может просматривать набор матриц предварительного кодирования первый раз для нулевой задержки, затем второй раз для малой задержки, а затем третий раз для большой задержки. Контроллер 710 может выдавать индекс m задержки и индекс i матрицы предварительного кодирования для комбинации для оценки. Кодовая книга 712 задержек может хранить набор матриц циклической задержки, принимать индекс m задержки и выдавать соответствующую матрицу D m(k) циклической задержки. Кодовая книга 714 предварительного кодера может хранить набор матриц предварительного кодирования, принимать индекс i матрицы предварительного кодирования и выдавать соответствующую матрицу W i предварительного кодирования.
Устройство 720 пространственного отображения может принимать оценку H(k) канала MIMO, матрицу W i предварительного кодирования и матрицу D m(k) циклической задержки и может вычислять эффективную оценку H eff(k) канала MIMO, например, как показано в уравнении 3 или 4. H eff(k) включает в себя Т столбцов для Т антенн для поднесущей k. Могут быть оценены разные гипотезы, причем каждая гипотеза соответствует разной комбинации виртуальных антенн (т.е. разному подмножеству столбцов H eff(k)), которая может быть использована для передачи данных. Для случая с Т=4 могут быть оценены все из 15 гипотез, четыре гипотезы для четырех отдельных виртуальных антенн, шесть гипотез для шести возможных пар виртуальных антенн, четыре гипотезы для четырех возможных наборов из трех виртуальных антенн и одна гипотеза для всех четырех виртуальных антенн. Каждая гипотеза s связана с соответственной подматрицей W i,s предварительного кодирования, которая включает в себя до Т определенных столбцов W i.
Устройство 722 оценки SINR может определять набор SINR для каждой гипотезы на основании H eff(k) и способа детектирования MIMO, используемого UE. Для ранга 1 устройство 722 оценки SINR может оценить SINR для каждой виртуальной антенны на основании соответствующего столбца H eff(k), причем вся мощность передачи назначается для одной виртуальной антенны. Для ранга 2 устройство 722 оценки SINR может оценить SINR для каждой возможной пары виртуальных антенн на основании соответствующей пары столбцов H eff(k), причем мощность передачи распределяется (например, поровну) двум виртуальным антеннам. Для ранга 3 устройство 722 оценки SINR может оценить SINR для каждого возможного набора из трех виртуальных антенн на основании соответствующего набора из трех столбцов H eff(k), причем мощность передачи распределяется на три виртуальные антенны. Для ранга 4 устройство 722 оценки SINR может оценить SINR всех четырех виртуальных антенн на основании четырех столбцов H eff(k), причем мощность передачи распределяется на четыре виртуальные антенны. Для случая с Т=4, устройство 722 оценки SINR может выдать 15 наборов SINR для 15 гипотез, четыре набора из одного SINR для четырех разных виртуальных антенн для ранга 1, шесть наборов из двух SINR для шести разных пар виртуальных антенн для ранга 2, четыре набора из трех SINR для четырех возможных наборов из трех виртуальных антенн для ранга 3 и один набор из четырех SINR для всех четырех виртуальных антенн для ранга 4. Число гипотез может быть разным для матриц предварительного кодирования, зависящих от ранга.
Устройство 724 отображения пропускной способности может отображать каждое SINR в пропускную способность на основании неограниченной функции пропускной способности или ограниченной функции пропускной способности. Затем устройство 724 отображения пропускной способности может накапливать пропускные способности всех К поднесущих для всех виртуальных антенн для каждой гипотезы, чтобы получить суммарную пропускную способность для гипотез. Модуль 726 корректировки может корректировать суммарную пропускную способность для каждой гипотезы на основе штрафного коэффициента для ранга этой гипотезы для получения полной пропускной способности для гипотезы. Больший штрафной коэффициент может быть использован для более высокого ранга, чтобы учитывать потенциально большие потери осуществления для более высокого ранга.
Устройство выбора ранга и генератор 728 CQI может принимать полные пропускные способности для всех гипотез и выбирать гипотезу с наибольшей полной пропускной способностью. Модуль 728 может сохранять существенную информацию для выбранной гипотезы.
Та же самая обработка может быть повторена для каждой возможной комбинации матрицы предварительного кодирования и задержки. Всякий раз, когда полная пропускная способность для наилучшей гипотезы данной комбинации больше, чем сохраненная пропускная способность, модуль 728 может сохранять большую полную пропускную способность и существенную информацию. После того как все комбинации матрицы предварительного кодирования и задержки будут оценены, модуль 728 может выдать матрицу W i,s предварительного кодирования и задержку для наилучшей комбинации в качестве выбранной матрицы W предварительного кодирования и выбранной задержки. Матрица W предварительного кодирования включает в себя L наилучших столбцов матрицы W i предварительного кодирования в наилучшей комбинации и переносит ранг L наилучшей гипотезы. L столбцов W предназначены для L выбранных виртуальных антенн. Выбор ранга также может быть выполнен другими способами. Например, матрица W предварительного кодирования может соответствовать наилучшей матрице предварительного кодирования T×L, зависящей от ранга, доступной в кодовой книге предварительного кодирования.
Модуль 728 также может определять S SINR для S потоков данных, чтобы отправлять в L выбранных виртуальных антеннах, где S≥1. SINR каждого потока данных может быть определено на основании SINR поднесущих и виртуальных антенн для этого потока данных. Затем модуль 728 может определить S значений показателя качества канала (CQI) на основании SINR S потоков данных. Значение CQI может содержать среднее SINR, схему модуляции и кодирования (MSC), формат пакета, транспортный формат, скорость и/или некоторую другую информацию, указывающую качество сигнала или пропускную способность передачи. Модуль 728 может выдавать S значений CQI для S потоков данных. В качестве альтернативы модуль 728 может обеспечивать базовое значение CQI и дифференциальное значение CQI. Базовое значение CQI может представлять SINR потока данных, декодированного первым, и дифференциальное значение CQI может представлять разность между SINR двух потоков данных.
Фиг.7 изображает схему, в которой матрицу W предварительного кодирования и задержку выбирают на основании метрики суммарной пропускной способности. Матрица предварительного кодирования и задержка также могут быть выбраны на основании другого критерия, такого как надежность обратной связи (например, с учетом времени ожидания, ошибки и возможной скорости UE) и/или других факторов.
В одной схеме UE может передавать матрицу W предварительного кодирования, задержку и значения CQI в узел В в каждом интервале отчета. В другой схеме UE может передавать матрицу W предварительного кодирования и значения CQI в каждом интервале отчета и может передавать задержку с меньшей частотой. Задержка может быть медленно изменяющейся в большинстве канальных сред. Отправление задержки с меньшей частотой может уменьшить служебную информацию обратной связи, в то же время, крайне влияя на эффективность.
Узел В может выбирать задержку и отправлять выбранную задержку в UE. В этом случае UE может оценивать множество матриц предварительного кодирования в комбинации только с выбранной задержкой. Узел В также может ограничивать множество задержек дифференцированно для каждого ранга, для того чтобы уменьшить вычислительную сложность UE, а также служебную информацию обратной связи. Например, для ранга 1 может быть разрешена только нулевая задержка, для ранга 2 могут быть разрешена как нулевая задержка, так и большая задержка и т.д. UE может оценивать набор матриц предварительного кодирования с каждой разрешенной задержкой для каждого ранга.
Узел В может принимать матрицу W предварительного кодирования и задержку, сообщенные с помощью UE. Узел В может использовать сообщенную матрицу предварительного кодирования и задержку для передачи данных в UE. В качестве альтернативы узел В может выбирать разные матрицы предварительного кодирования и/или разные задержки, отличные от матрицы предварительного кодирования и задержки, сообщенных UE. Узел В может использовать сообщенные или выбранные матрицу предварительного кодирования и задержку для передачи данных в UE. Узел В также может принимать значения CQI из UE и может обрабатывать данные на основании принятых значений CQI. Узел В может передавать данные наряду с управляющей информацией, которая может указывать выбранную матрицу предварительного кодирования, выбранную задержку, MSC для каждого потока данных, частотно-временные ресурсы, используемые для передачи данных, и т.д.
Предварительное кодирование и обработка разнесения циклической задержки, описанные в настоящей заявке, могут быть выполнены для канала передачи данных, управляющего канала и т.д. Управляющий канал может быть использован для того, чтобы передавать управляющую информацию/сигнализацию в разные UE, которые могут быть в разных местоположениях. Большая задержка может быть использована для управляющего канала, чтобы максимизировать разнесение передачи.
Для канала передачи данных схемы, показанные в уравнениях 1 и 2 и изображенные на фиг.3А и 3В, могут поддерживать разные режимы MIMO, такие как пространственное мультиплексирование с обратной связью (для ранга 2 или выше), формирование луча (для ранга 1), пространственное мультиплексирование без обратной связи (для ранга 2 или выше), разнесение передачи без обратной связи (для ранга 1) и т.д. Предварительное кодирование и обработка разнесения циклической задержки могут быть выполнены разными способами для разных режимов. В одной схеме могут поддерживаться один или более из следующих режимов:
- Режим без обратной связи без имеющейся информации матрицы предварительного кодирования (PMI):
1) UE высокой мобильности - использование большой задержки и фиксированной матрицы предварительного кодирования.
- Режим с обратной связью с имеющейся информацией матрицы предварительного кодирования:
1) UE низкой мобильности с большим объемом обратной связи - использование малой задержки и сообщенной матрицы предварительного кодирования,
2) UE от низкой до высокой мобильности с уменьшенной обратной связью - использование большой задержки и сообщенной матрицы предварительного кодирования.
- Режим с обратной связью с имеющейся информацией матрицы предварительного кодирования и задержки:
1) использование сообщенной задержки и сообщенной матрицы предварительного кодирования.
Режимы, описанные выше, могут максимизировать разнесение передачи и/или усиление диаграммы направленности в зависимости от канальных сред.
Поскольку большая задержка больше, чем длина циклического префикса, пилот-символы могут быть вставлены после предварительного кодирования, например, либо на входе модуляторов 232 на фиг.3А и 3В, либо на входе предварительного кодера на фиг.3В. Это может гарантировать, что эффективность оценки канала на основании пилот-символов не ухудшается с помощью обработки разнесения циклической задержки с большой задержкой. UE может получать оценку канала MIMO на основании пилот-символов. Если пилот-символы не вставляются на входе модуляторов 232, тогда UE может применять матрицу предварительного кодирования и матрицу циклической задержки, чтобы получать эффективную оценку канала MIMO. Если пилот-символы вставляются на входе предварительного кодера 348 на фиг.3В, тогда UE может применять матрицу циклической задержки, чтобы получать эффективную оценку канала MIMO. В любом случае UE может использовать эффективную оценку канала MIMO для детектирования MIMO.
Фиг.8 изображает схему процесса 800 обмена данными в системе беспроводной связи. Процесс 800 может выполняться UE, узлом В или некоторым другим объектом. Задержка может быть выбрана из множества задержек (этап 812). Выбранная задержка может передаваться из первого объекта во второй объект (этап 814). Может быть выполнен обмен данными со вторым объектом (например, данные могут быть переданы или приняты) с разнесением циклической задержки на основании выбранной задержки (этап 816).
Множество задержек может включать в себя нулевую задержку, малую задержку, меньшую циклического префикса, большую задержку, большую циклического префикса, другие задержки или их комбинацию. Большая задержка может соответствовать циклической задержке K/L, где К - число выборок для полезной части символа OFDM, а L - число антенн для применения разнесение циклической задержки. Задержка может быть выбрана на основании эффективности данных, ранга, геометрии, мобильности, типа канала, надежности обратной связи и т.д. Например, нулевая задержка может быть выбрана для ранга 1, для низкой геометрии, для низкой мобильности для канала данных и т.д. Большая задержка может быть выбрана для ранга 2, для высокой геометрии, высокой мобильности, для управляющего канала и т.д.
Фиг.9 изображает схему процесса 900, выполняемого узлом В. Процесс 900 является одной схемой процесса 800, в которой первый объект является узлом В, а второй объект является UE. В одной схеме этапов 812 и 814 на фиг.8 узел В может выбирать задержку конкретно для UE (этап 912) и может передавать выбранную задержку в UE (этап 914). В другой схеме этапов 812 и 814 узел В может выбирать задержку для набора UE, обслуживаемых узлом В, и может передавать широковещательным способом выбранную задержку в набор UE. В одной схеме этапа 816, которая может быть использована для отсутствия задержки или для малой задержки, узел В может выполнять предварительное кодирование с матрицей предварительного кодирования (этап 916), а затем выполнять обработку для разнесения циклической задержки на основании выбранной задержки (этап 918), например, как показано в уравнении 1 и изображено на фиг.3А. В другой схеме этапа 816, которая может быть использована для большой задержки, узел В может выполнять обработку для разнесения циклической задержки на основании выбранной задержки (этап 926), а затем выполнять предварительное кодирование с матрицей предварительного кодирования (этап 928), например, как показано в уравнении 2 и изображено на фиг.3В.
Фиг.10 изображает схему процесса 1000, выполняемого UE. Процесс 1000 является другой схемой процесса 800, в которой первый объект является UE, а второй объект является узлом В. В одной схеме этапа 812 на фиг.8 UE может оценивать множество задержек на основании, по меньшей мере, одной метрики (этап 1010) и может выбирать задержку с наилучшей, по меньшей мере, одной метрикой (этап 1012). UE может оценивать каждую задержку на основании метрики суммарной пропускной способности и может выбирать задержку с наибольшей метрикой суммарной пропускной способности. В другой схеме этапа 812 UE может оценивать множество матриц предварительного кодирования в комбинации с множеством задержек на основании, по меньшей мере, одной метрики. UE может определять комбинацию матрицы предварительного кодирования и задержки с наилучшей, по меньшей мере, одной метрикой и может выбирать матрицу предварительного кодирования и задержку в этой комбинации. Для обеих схем множество задержек может содержать множество наборов задержек для множества рангов. Каждый набор задержек может содержать, по меньшей мере, одну задержку, пригодную для использования для соответствующего ранга и выбранную из всех поддерживаемых задержек. UE может оценивать только, по меньшей мере, одну задержку в наборе задержек для каждого ранга.
UE может отправлять выбранную задержку в узел В (этап 1014). В одной схеме этапа 816 на фиг.8 UE может принимать передачу данных, отправленную узлом В, с разнесением циклической задержки на основании выбранной задержки (этап 1016). UE может получать эффективную оценку канала MIMO на основании выбранной задержки, выбранной матрицы предварительного кодирования и т.д. (этап 1018). Затем UE может выполнять детектированием MIMO для принятой передачи данных на основании эффективной оценки канала MIMO (этап 1020).
Для передачи данных в нисходящей линии связи узел В может выполнять процесс 900 на фиг.9, а UE может выполнять процесс 1000 на фиг.10. Для передачи данных в восходящей линии связи UE может выполнять процесс 900 на фиг.9, а узел В может выполнять процесс 1000 на фиг.10.
Фиг.11 изображает конструкцию устройства 1100 обмена данными в системе беспроводной связи. Устройство 1100 включает в себя средство для выбора задержки из множества задержек (модуль 1112), средство для передачи выбранной задержки из первого объекта во второй объект (модуль 1114) и средство для обмена данными со вторым объектом с разнесением циклической задержки на основании выбранной задержки (модуль 1116). Модули на фиг.11 могут содержать процессоры, электронные устройства, устройства аппаратного обеспечения, логические схемы, запоминающие устройства и т.д. или любые их комбинации.
Специалисты в данной области техники должны понимать, что информация и сигналы могут быть представлены с использованием любого из множества различных технологий и способов. Например, данные, инструкции, команды, информация, сигналы, биты, символы и чипы, которые могут быть упомянуты по всему вышеприведенному описанию, могут быть представлены с помощью напряжений, токов, электромагнитных волн, магнитных полей или частиц, оптических полей или частиц или любых их комбинаций.
Специалисты в данной области техники дополнительно должны понимать, что различные иллюстративные логические блоки, модули, схемы и этапы алгоритмов, описанные в связи с раскрытием, приведенным в настоящей заявке, могут быть осуществлены как электронное аппаратное обеспечение, компьютерное программное обеспечение или комбинации первого и второго. Чтобы понятно проиллюстрировать эту взаимозаменяемость аппаратного обеспечения и программного обеспечения, различные иллюстративные компоненты, блоки, модули, схемы и этапы, описаны выше обычно в понятиях их функционального назначения. Осуществлено ли такое функциональное назначение как аппаратное обеспечение или программное обеспечение, зависит от специфичных ограничений приложения и конструкции, наложенных на всю систему. Опытные изобретатели могут осуществить описанное функциональное назначение различными способами для каждого конкретного приложения, но такие решение осуществления не должны быть интерпретированы как выходящие за рамки объема настоящего раскрытия.
Различные иллюстративные логические блоки, модули и схемы, описанные в связи с раскрытием, приведенным в настоящей заявке, могут быть осуществлены или выполнены с помощью универсального процессора, процессора цифровых сигналов (DSP), специализированной интегральной микросхемы (ASIC), программируемой вентильной матрицы (FPGA) или другого программируемого логического устройства, дискретного вентиля или транзисторной логики, дискретных компонентов аппаратного обеспечения, или любой их комбинации, сконструированной с возможностью выполнения функций, описанных в настоящей заявке. Универсальный процессор может быть микропроцессором, но в качестве альтернативы процессор может быть любым традиционным процессором, контроллером, микроконтроллером или конечным автоматом. Процессор также может быть осуществлен как комбинация вычислительных устройств, например комбинация DSP и микропроцессора, множество микропроцессоров, один или более микропроцессоров в сочетании с ядром DSP или любая другая такая конфигурация.
Этапы способа или алгоритма, описанные в связи с раскрытием, приведенным в настоящей заявке, могут быть осуществлены непосредственно в аппаратном обеспечении, в программном обеспечении, модуле, выполняемом с помощью процессора, или в комбинации первого и второго. Модуль программного обеспечения может находиться в памяти RAM, флэш-памяти, памяти ROM, памяти EPROM, памяти EEPROM, в регистрах, на жестком диске, на сменном диске, CD-ROM или любом другом виде носителей, известном в данной области техники. Иллюстративный носитель соединен с процессором таким образом, что процессор может считывать информацию с носителя и записывать информацию на носитель. В качестве альтернативы носитель может быть неотъемлемой частью процессора. Процессор и носитель хранения могут находиться в ASIC. ASIC может находиться в терминале пользователя. В качестве альтернативы процессор и носитель хранения могут находиться в дискретных компонентах терминала пользователя.
В одном или более иллюстративных вариантах осуществления описанные функции могут быть осуществлены в аппаратном обеспечении, программном обеспечении, программно-аппаратном обеспечении или любой их комбинации. Если осуществлены в программном обеспечении, функции могут быть сохранены как одна или более инструкций или код на машиночитаемом носителе, или переданы посредством машиночитаемого носителя. Машиночитаемый носитель включает в себя как носитель компьютерной памяти, так и носитель передачи, включающий в себя любой носитель, который способствует передаче компьютерной программы из одного места в другое. Носитель хранения может быть любым доступным носителем, доступ к которому может быть осуществлен с помощью компьютера. В качестве примера, а не ограничения, такой машиночитаемый носитель может содержать RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM или другую память на оптическом диске, память на магнитном диске или другие устройства магнитной памяти или любой другой носитель, который может быть использован, чтобы переносить или хранить желаемый программный код в виде инструкций или структур данных, и доступ к которому может быть осуществлен с помощью компьютера. Также любое соединение соответственно называют машиночитаемым носителем. Например, если программное обеспечение передают из web-сайта, сервера или другого дистанционного источника с использованием коаксиального кабеля, волоконно-оптического кабеля, витой пары, цифровой абонентской линии (DSL) или беспроводных технологий, таких как инфракрасное излучение, радиоволны и микроволны, тогда коаксиальный кабель, волоконно-оптический кабель, витая пара, DSL или беспроводные технологии, такие как инфракрасное излучение, радиоволны и микроволны включены в определение носителя. Все производные от понятие «диск», как использованы в настоящей заявке, включают в себя компакт-диск (CD), лазерный диск, оптический диск, цифровой универсальный диск (DVD), гибкий диск и диск blu-ray, где диски обычно воспроизводят данные магнитным способом или оптическим способом с помощью лазера. Комбинации вышеперечисленного также должны быть включены с рамки объема понятия машиночитаемого носителя.
Предыдущее описание раскрытия предоставлено для того, чтобы дать возможность любому специалисту в данной области техники реализовать и использовать настоящее изобретение. Различные модификации в раскрытии будут без труда понятны специалистам в данной области техники, и общие принципы, определенные в настоящей заявке, могут быть применены к другим вариантам, не выходя за рамки сущности и объема изобретения. Таким образом, не подразумевается, что раскрытие ограничено примерами и конструкциями, описанными в настоящей заявке, но должно соответствовать самым широким рамкам, согласующимся с принципами и новыми признаками, раскрытыми в настоящей заявке.
Изобретение относится к связи. Описаны способы отправления передачи MIMO с использованием комбинации разнесения циклической задержки и предварительного кодирования. Могут поддерживаться набор задержек (например, нулевая задержка, малая задержка и большая задержка) для разнесения циклической задержки и набор матриц предварительного кодирования. В одной схеме узел В может выбирать задержку конкретно для пользовательского оборудования (UE) или для набора UE, обслуживаемых узлом В. В другой схеме UE может оценивать разные комбинации матрицы предварительного кодирования и задержки, определять комбинацию с наилучшей эффективностью и передавать эту комбинацию матрицы предварительного кодирования и задержки в узел В. Узел В может выполнять предварительное кодирование с матрицей предварительного кодирования, а затем обработку для разнесения циклической задержки на основании выбранной задержки. В качестве альтернативы узел В может выполнять обработку для разнесения циклической задержки на основании выбранной задержки, а затем предварительное кодирование с матрицей предварительного кодирования. Техническим результатом является повышение надежности и достижение хорошей производительности. 4 н. и 30 з.п. ф-лы, 1 табл., 15 ил.
1. Устройство беспроводной связи, содержащее,
по меньшей мере, один процессор, сконфигурированный с возможностью выбирать задержку из множества задержек для разнесения циклической задержки для передачи с множеством входов и множеством выходов (MIMO), передавать выбранную задержку из первого объекта во второй объект и обмениваться данными со вторым объектом с разнесением циклической задержки на основании выбранной задержки, при этом на основании данных формируется множество потоков символов, переносящих разную информацию, которые задерживаются на разные величины для разнесения циклической задержки; и
память, соединенную, по меньшей мере, с одним процессором.
2. Устройство по п.1, в котором первый объект является пользовательским оборудованием (UE), а второй объект является узлом В.
3. Устройство по п.1, в котором, по меньшей мере, один процессор сконфигурирован с возможностью оценивать множество задержек на основании, по меньшей мере, одной метрики и выбирать задержку с наилучшей, по меньшей мере, одной метрикой.
4. Устройство по п.1, в котором, по меньшей мере, один процессор сконфигурирован с возможностью оценивать каждую из множества задержек на основании метрики суммарной пропускной способности и выбирать задержку с наибольшей метрикой суммарной пропускной способности.
5. Устройство по п.3, в котором множество задержек содержит множество наборов задержек для множества рангов, причем каждый ранг соответствует разному числу виртуальных антенн, и каждый набор содержит, по меньшей мере, одну задержку, пригодную для использования для соответствующего ранга.
6. Устройство по п.1, в котором, по меньшей мере, один процессор сконфигурирован с возможностью оценивать множество матриц предварительного кодирования в комбинации с множеством задержек на основании, по меньшей мере, одной метрики, определять комбинацию матрицы предварительного кодирования и задержки с наилучшей, по меньшей мере, одной метрикой и выбирать матрицу предварительного кодирования и задержку в комбинации с наилучшей, по меньшей мере, одной метрикой.
7. Устройство по п.2, в котором, по меньшей мере, один процессор сконфигурирован с возможностью передавать выбранную задержку из UE в узел В и принимать передачи данных, отправленные узлом В, с разнесением циклической задержки на основании выбранной задержки.
8. Устройство по п.1, в котором, по меньшей мере, один процессор сконфигурирован с возможностью получать эффективную оценку канала MIMO на основании матрицы циклической задержки для выбранной задержки и выполнять детектирование MIMO для принятой передачи данных на основании эффективной оценки канала MIMO.
9. Устройство по п.1, в котором первый объект является узлом В, а второй объект является пользовательским оборудованием (UE).
10. Устройство по п.9, в котором, по меньшей мере, один процессор сконфигурирован с возможностью выбирать задержку конкретно для UE и отправлять выбранную задержку в UE.
11. Устройство по п.9, в котором, по меньшей мере, один процессор сконфигурирован с возможностью выбирать задержку для набора UE, обслуживаемых узлом В, и передавать выбранную задержку набору UE.
12. Устройство по п.1, в котором, по меньшей мере, один процессор сконфигурирован с возможностью выполнять обработку для разнесения циклической задержки на основании выбранной задержки и выполнять предварительное кодирование с матрицей предварительного кодирования после обработки для разнесения циклической задержки.
13. Устройство по п.1, в котором, по меньшей мере, один процессор сконфигурирован с возможностью выполнять предварительное кодирование с матрицей предварительного кодирования и выполнять обработку для разнесения циклической задержки на основании выбранной задержки после предварительного кодирования.
14. Устройство по п.1, в котором множество задержек содержит нулевую задержку и большую задержку, превышающую длину циклического префикса.
15. Устройство по п.14, в котором большая задержка соответствует циклической задержке K/L, где K - число выборок в полезной части символа OFDM, a L - число антенн для применения разнесения циклической задержки.
16. Устройство по п.14, в котором множество задержек дополнительно содержит малую задержку, меньшую, чем длина циклического префикса.
17. Устройство по п.1, в котором, по меньшей мере, один процессор сконфигурирован с возможностью выбирать задержку на основании эффективности данных или ранга, соответствующего числу виртуальных антенн, или геометрии, соответствующей отношению сигнала к шуму плюс помехи (SINR), или мобильности, или типа канала, или надежности обратной связи, или их комбинации.
18. Устройство по п.16, в котором, по меньшей мере, один процессор сконфигурирован с возможностью выбирать нулевую задержку или малую задержку для ранга 1, соответствующего одной виртуальной антенне, и выбирать большую задержку для ранга 2, соответствующего двум виртуальным антеннам.
19. Устройство по п.16, в котором, по меньшей мере, один процессор сконфигурирован с возможностью выбирать нулевую задержку или малую задержку для низкой геометрии, соответствующей низкому отношению сигнала к шуму плюс помехи (SINR), и выбирать большую задержку для высокой геометрии, соответствующей высокому SINR.
20. Устройство по п.16, в котором, по меньшей мере, один процессор сконфигурирован с возможностью выбирать нулевую задержку или малую задержку для канала данных и выбирать большую задержку для управляющего канала.
21. Устройство по п.1, в котором множество задержек содержит задержку для каждого из множества рангов, причем каждый ранг соответствует разному числу виртуальных антенн, и в котором, по меньшей мере, один процессор сконфигурирован с возможностью выбирать задержку на основании ранга передачи.
22. Способ беспроводной связи, содержащий этапы, на которых: выбирают задержку из множества задержек для разнесения циклической задержки для передачи с множеством входов и множеством выходов (MIMO),
передают выбранную задержку из первого объекта во второй объект и
обмениваются данными со вторым объектом с разнесением циклической задержки на основании выбранной задержки, при этом на основании данных формируется множество потоков символов, переносящих разную информацию, которые задерживаются на разные величины для разнесения циклической задержки.
23. Способ по п.22, в котором этап, на котором выбирают задержку, содержит этапы, на которых
оценивают множество задержек на основании, по меньшей мере, одной метрики и
выбирают задержку с наилучшей, по меньшей мере, одной метрикой.
24. Способ по п.22, в котором этап, на котором выбирают задержку, содержит этапы, на которых
оценивают множество матриц предварительного кодирования в комбинации с множеством задержек на основании, по меньшей мере, одной метрики,
определяют комбинацию матрицы предварительного кодирования и задержки с наилучшей, по меньшей мере, одной метрикой и
выбирают матрицу предварительного кодирования и задержку в комбинации с наилучшей, по меньшей мере, одной метрикой.
25. Способ по п.22, в котором этап, на котором обмениваются данными со вторым объектом, содержит этапы, на которых
принимают передачу данных, отправленную вторым объектом, с разнесением циклической задержки на основании выбранной задержки,
получают эффективную оценку канала MIMO на основании матрицы циклической задержки для выбранной задержки и
выполняют детектирование MIMO для принятой передачи данных на основании эффективной оценки канала MIMO.
26. Способ по п.22, в котором этап, на котором обмениваются данными со вторым объектом, содержит этапы, на которых
выполняют обработку для разнесения циклической задержки на основании выбранной задержки и
выполняют предварительное кодирование с матрицей предварительного кодирования после обработки для разнесения циклической задержки.
27. Способ по п.22, в котором этап, на котором обмениваются данными со вторым объектом, содержит этапы, на которых
выполняют предварительное кодирование с матрицей предварительного кодирования и
выполняют обработку для разнесения циклической задержки на основании выбранной задержки после предварительного кодирования.
28. Устройство беспроводной связи, содержащее:
средство для выбора задержки из множества задержек для разнесения циклической задержки для передачи с множеством входов и множеством выходов (MIMO),
средство для отправления выбранной задержки из первого объекта во второй объект и
средство для обмена данными со вторым объектом с разнесением циклической задержки на основании выбранной задержки, при этом на основании данных формируется множество потоков символов, переносящих разную информацию, которые задерживаются на разные величины для разнесения циклической задержки.
29. Устройство по п.28, в котором средство для выбора задержки содержит
средство для оценки множества задержек на основании, по меньшей мере, одной метрики и
средство для выбора задержки с наилучшей, по меньшей мере, одной метрикой.
30. Устройство по п.28, в котором средство для выбора задержки содержит
средство для оценки множества матриц предварительного кодирования в комбинации с множеством задержек на основании, по меньшей мере, одной метрики,
средство для определения комбинации матрицы предварительного кодирования и задержки с наилучшей, по меньшей мере, одной метрикой и
средство для выбора матрицы предварительного кодирования и задержки в комбинации с наилучшей, по меньшей мере, одной метрикой.
31. Устройство по п.28, в котором средство для обмена данными со вторым объектом содержит
средство для приема передачи данных, отправленной вторым объектом, с разнесением циклической задержки на основании выбранной задержки,
средство для получения эффективной оценки канала MIMO на основании матрицы циклической задержки для выбранной задержки и
средство для выполнения детектирования MIMO для принятой передачи данных на основании эффективной оценки канала MIMO.
32. Устройство по п.28, в котором средство для обмена данными со вторым объектом содержит
средство для выполнения обработки для разнесения циклической задержки на основании выбранной задержки и
средство для выполнения предварительного кодирования с матрицей предварительного кодирования после обработки для разнесения циклической задержки.
33. Устройство по п.28, в котором средство для обмена данными со вторым объектом содержит
средство для выполнения предварительного кодирования с матрицей предварительного кодирования и
средство для выполнения обработки для разнесения циклической задержки на основании выбранной задержки после предварительного кодирования.
34. Машиночитаемый носитель, содержащий инструкции, которые при выполнении с помощью машины побуждают машину выполнять операции, включающие в себя:
выбор задержки из множества задержек для разнесения циклической задержки для передачи с множеством входов и множеством выходов (MIMO);
передачу выбранной задержки из первого объекта во второй объект и
обмен данными со вторым объектом с разнесением циклической задержки на основании выбранной задержки, при этом на основании данных формируется множество потоков символов, переносящих разную информацию, которые задерживаются на разные величины для разнесения циклической задержки.
| Пломбировальные щипцы | 1923 |
|
SU2006A1 |
| УСТРОЙСТВО И СПОСОБ КАНАЛЬНОГО КОДИРОВАНИЯ И МУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЯ В СИСТЕМЕ СВЯЗИ МНОЖЕСТВЕННОГО ДОСТУПА С КОДОВЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ | 2000 |
|
RU2208297C2 |
| Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
