СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО КОДИРОВАНИЯ НА ОСНОВЕ КОДОВОЙ КНИГИ В СИСТЕМАХ СО МНОГИМИ ВХОДАМИ И МНОГИМИ ВЫХОДАМИ Российский патент 2013 года по МПК H04B7/04 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к способу, устройству и, в частности (но не исключительно), к устройству и способу для использования в беспроводной сети связи со многими входами и многими выходами.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Ранее было предложено улучшать покрытие и емкость связи путем использования пространственного разнесения или пространственного мультиплексирования. При использовании пространственного мультиплексирования скорость передачи данных может быть увеличена путем передачи независимых потоков информации от различных антенн, но с использованием одного и того же канала, определенного частотным и временным ресурсом и, возможно, кодом расширения спектра.

Эти системы могут быть названы системами со многими входами и многими выходами (MIMO). Такие системы требуют сложных контроллеров для управления блоками передачи и приема мобильной станции и базовой станции.

Многопотоковая однопользовательская передача MIMO была предложена и стала частью стандартов WCDMA (широкополосный множественный доступ с кодовым разделением), 3GPP LTE (совместный проект третьего поколения - долговременная эволюция) и системы WiMax. В однопользовательской системе со многими входами и многими выходами (SU-MIMO) приемник MIMO с множеством антенн и приемной схемой принимает множество потоков, разделяет множество потоков и определяет передаваемые символы, отправленные в каждом из пространственно мультиплексированных потоков данных.

В форуме 3GPP была предложена система LTE-Advanced ("продвинутая LTE"), как эволюция системы LTE 8-го релиза, для реализации требований ITU-R (Международный союз электросвязи - Сектор радиосвязи) к системам IMT-Advanced (продвинутые международные мобильные телекоммуникации). 3GPP утвердил новый пункт исследования в области LTE-Advanced в публикации RAN №39 (март 2008). Было предложено, чтобы режим SU-MIMO с 2-4-мя передающими антеннами на одно оборудование пользователя (UE) был частью LTE-Advanced [TR 36.913 v8.00]. Было предложено, чтобы передачи по восходящему каналу (UL) SU-MIMO включали предварительное кодирование передачи и чтобы это предварительное кодирование использовало фиксированные кодовые книги.

В предложении, направленном в 3GPP в документе R1-090915, фирма Ericsson предложила кодовую книгу предварительного кодирования 4Тх (Тх - передача), которая пытается сохранить наилучшие свойства PAPR (соотношение пиковой мощности к средней мощности) передаваемого сигнала. Тем не менее, изобретатели определили, что это предложение ограничено передачами ранга 2.

В предложении R1-090590, направленном в 3GPP, фирма Texas Instruments отметила, что большие наборы кодовой книги при полном ранге передачи не обеспечивают существенный выигрыш.

Дисбаланс антенн был рассмотрен при разработке кодовой книги, предложенной для 3GPP в документе R1-062355 фирмой Nokia. Однако изобретатели определили, что эти разработки были сфокусированы на схемах 2 Тх.

Кодовая книга Хаусхолдера, используемая в нисходящем канале (DL) LTE 8-го релиза увеличивает PAPR, но изобретатели определили, что эта схема не принимает во внимание потенциальный дисбаланс передающих антенн (например, из-за перемещения оборудования пользователя в руке пользователя).

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно одному аспекту настоящего изобретения, предлагается способ, содержащий использование кодовой книги предварительного кодирования для управления передачами от четырех антенн устройства, при этом указанная кодовая книга содержит множество элементов, таких что каждой выбранной антенне назначен один уровень, причем указанные элементы кодовой книги содержат различные комбинации пар антенн, и для передачи выбирают одну или две пары антенн.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, предлагается устройство, содержащее процессор, сконфигурированный для использования кодовой книги предварительного кодирования для управления передачами от четырех антенн устройства, при этом указанная кодовая книга содержит множество элементов, таких что каждой выбранной антенне назначается один уровень, причем указанные элементы кодовой книги содержат различные комбинации пар антенн, и для передачи выбирается одна или две пары антенн.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предлагается устройство, содержащее процессор, сконфигурированный для выбора одного из множества элементов в кодовой книге предварительного кодирования для управления передачами от четырех антенн устройства, при этом указанные элементы являются такими, что каждой выбранной антенне назначен один уровень, причем указанные элементы кодовой книги содержат различные комбинации пар антенн, и одна или две пары антенн сконфигурированы с возможностью их выбора для передачи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Различные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны далее, только в качестве примеров, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 - схематический вид системы, включающей схематическую конфигурацию базовой станции и оборудования пользователя, в которой могут быть реализованы варианты осуществления данного изобретения;

Фиг.2 (а, б) - кодовая книга, реализованная в настоящем изобретении, ранг 1;

Фиг.3 - кодовая книга, реализованная в настоящем изобретении, ранг 2;

Фиг.4 - кодовая книга, реализованная в настоящем изобретении, ранг 3;

Фиг.5 - блок-схема этапов, осуществляющихся в мобильной станции; и

Фиг.6 - блок-схема этапов, осуществляющихся в базовой станции.

ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Варианты осуществления настоящего изобретения описаны здесь на конкретных примерах и, в частности, со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления. Специалистам будет понятно, что данное изобретение не ограничено подробностями конкретных приведенных здесь вариантов осуществления.

На фиг.1 показана сеть 30 связи, в которой могут быть реализованы некоторые варианты осуществления настоящего изобретения. В частности, некоторые варианты осуществления настоящего изобретения могут относиться к реализации модуляторов/демодуляторов (модемов) радиосвязи для ряда устройств, которые могут содержать: оборудование 201 пользователя, ретрансляторы, точки доступа или базовые станции 101, которые осуществляют связь по беспроводной среде 151.

Варианты осуществления настоящего изобретения могут быть применимы в сетях связи, реализованных в соответствии с рядом стандартов и их эволюции, в том числе в приемниках WCDMA (широкополосный множественный доступ с кодовым разделением), 3GPP LTE (долговременная эволюция), WiMax (глобальное взаимодействие для СВЧ доступа), UMB (ультрамобильная широкополосная связь), CDMA (множественный доступ с кодовым разделением), 1xEV-DO (оптимизированная эволюция данных), WLAN (беспроводная локальная сеть) и UWB (ультраширокополосная связь).

На фиг.1 показан схематический вид системы, в которой могут быть реализованы варианты осуществления данного изобретения. Система 30 связи показана с базовой станцией 101, которая может быть узлом В (NB), расширенным узлом В (ENB) или любым сервером доступа, подходящим для обеспечения доступа оборудования 201 пользователя к системе связи беспроводным способом.

На фиг.1 показана система, в которой базовая станция (BS) 101 может вести передачу сигнала в оборудование 201 пользователя (UE) посредством канала 151 связи беспроводной среды, который называют нисходящим каналом (DL), а оборудование 201 пользователя (UE) может вести передачу сигнала на базовую станцию (BS) 101 посредством канала 151 связи беспроводной среды, который называют восходящим каналом (UL).

Базовая станция 101 может содержать процессор 105, который может быть сконфигурирован для управления работой схемы 103 приемника/передатчика. Процессор может быть сконфигурирован для выполнения программного обеспечения, хранящегося в памяти 106.

Память 106 может быть также сконфигурирована для хранения данных и/или передаваемой информации и/или получаемой информации. Память 106 также может быть использована для хранения параметров конфигурации, использующихся процессором 105 при работе базовой станции 101.

Схема 103 передатчика/приемника может быть сконфигурирована для работы в качестве настраиваемого передатчика и/или приемника, осуществляющего преобразование между радиочастотными сигналами конкретного протокола для передачи по беспроводной среде (или приема посредством беспроводной среды) и цифровыми сигналами в основной полосе частот. Схема 103 передатчика/приемника может быть сконфигурирована для использования памяти 106 в качестве буфера данных и/или информации, передаваемой по беспроводной среде 151 (или полученной от нее).

Схема 103 передатчика/приемника также может быть сконфигурирована для подключения по меньшей мере к одной антенне для приема и передачи радиочастотных сигналов посредством беспроводной среды в оборудование 201 пользователя и от него. На фиг.1 показана базовая станция, содержащая 2 антенны - первая антенна 1071 и вторая антенна 1072, обе сконфигурированные для передачи и приема сигналов. В других вариантах осуществления данного изобретения базовая станция может иметь больше антенн, что представлено пунктирной антенной 107m на фиг.1. В одном предпочтительном варианте осуществления m может быть равно 4. Четыре приемных антенны необходимы для поддержки передачи ранга 4.

Базовая станция 101 может быть подключена к другим элементам сети посредством канала 111 связи. Канал 111 связи может принимать данные, передаваемые в оборудование 201 пользователя по нисходящему каналу, и передавать данные, полученные от оборудования 201 пользователя, по восходящему каналу. Эти данные могут содержать данные для оборудования всех пользователей в пределах соты или зоны беспроводной связи, управляемой базовой станцией 101. Канал 111 связи показан на фиг.1 как проводной канал. Однако нужно понимать, что канал связи может быть также беспроводным каналом связи.

На фиг.1 показано два экземпляра оборудования 201 пользователя, находящихся в зоне действия базовой станции 101. Однако нужно понимать, что в зоне действия базовой станции 101 может быть большее или меньшее число экземпляров оборудования 201 пользователя. Оборудование пользователя может быть мобильной станцией или любым другим аппаратом или электронным устройством, подходящим для связи с базовой станцией. Например, в других вариантах осуществления данного изобретения оборудование пользователя может быть личными органайзерами данных или портативными компьютерами, подходящими для беспроводной связи в среде, описанной ниже. Следует заметить, что варианты осуществления данного изобретения также могут быть применены к ретрансляционной станции.

Фиг.1 показывает, в частности, первое оборудование UE₁ 201₁ пользователя и второе оборудование UE₂201₂ пользователя. Кроме того, фиг.1 показывает более подробно первое оборудование UE₁ 201₁ пользователя. Первое оборудование 201₁ пользователя может содержать процессор 205, сконфигурированный для управления работой схемы 203 приемника/передатчика. Этот процессор может быть сконфигурирован для выполнения программного обеспечения, хранящегося в памяти 207. Процессор также может управлять любыми операциями и выполнять любые операции, необходимые в оборудовании пользователя, например, операции с дисплеем оборудования пользователя, аудио- и/или видеокодирование и декодирование, с целью сокращения использования спектра, и т.д.

Память 207 также может быть настроена для хранения данных и/или передаваемой/принимаемой информации. Память 207 также может быть использована для хранения параметров конфигурации, используемых процессором 205 для операций в оборудовании 201₁ пользователя. Память может быть твердотельной памятью, оптической памятью (такой как, например, диски данных формата CD или DVD), магнитной памятью (например, дискеты или жесткие диски), или любой средой, подходящей для хранения программ работы процессора, данных конфигурации или данных передачи/приема.

Схема 203 передатчика/приемника может быть сконфигурирована для работы в качестве настраиваемого передатчика и/или приемника, осуществляющего преобразование между радиочастотными сигналами конкретного протокола для передачи по беспроводной среде (или приема посредством нее) и цифровыми сигналами в основной полосе частот. Схема 203 передатчика/приемника может быть сконфигурирована для использования памяти 207 в качестве буфера данных, передаваемых по беспроводной среде 151 (или получаемых от нее).

Схема 203 передатчика/приемника сконфигурирована для подключения по меньшей мере к одной антенне для приема и передачи радиочастотных сигналов посредством беспроводной среды на базовую станцию 101. На фиг.1 показано оборудование пользователя, содержащее 4 антенны, с первой антенны 251₁₁ по четвертую антенну 251₁₄.

Хотя фиг.1 и примеры, приведенные далее, описывают оборудование пользователя и базовую станцию, имеющие процессор, выполненный с возможностью осуществления операций, описанных ниже, нужно понимать, что в вариантах осуществления данного изобретения соответствующие процессоры могут содержать один процессор или множество процессоров. Эти процессоры могут быть реализованы одной или более интегральной схемой.

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения могут быть использованы в системе LTE-Advanced, которая может быть частью системы 3GPP LTE 10-го релиза. Однако следует иметь в виду, что это только пример, и варианты осуществления данного изобретения могут быть использованы в альтернативных системах.

Здесь обсуждается схема предварительного кодирования канала PUSCH (совместный физический восходящий канал) для однопользовательского режима MIMO (SU-MIMO) с разработкой кодовой книги предварительного кодирования для 4 Тх (передающих) антенн. В другом варианте осуществления эти подходы могут быть применены также к PUCCH формата 2 (например, с предварительным кодированием одного потока). Такие же техники могут быть применены к зондирующим опорным сигналам.

В некоторых вариантах осуществления данного изобретения кодовые книги предварительного кодирования SU-MIMO построены так, чтобы учитывать свойства, характерные для восходящего канала системы LTE-Advanced.

Некоторые варианты осуществления выполнены так, чтобы принимать во внимание:

- Дисбаланс между антеннами Тх в UE, например, из-за захвата рукой и изменения ориентации антенн, что приводит к различным откликам на вертикальную и горизонтальную компоненты поляризации.

- уменьшение энергоэффективности в связи с увеличением PAPR.

В системе М1МО характеристики радиосистемы улучшаются благодаря использованию пространственного предварительного кодирования в передатчике и пространственного пост-кодирования в приемнике. Пространственное предварительное кодирование может содержать пространственное формирование луча и пространственное кодирование. Пространственное предварительное кодирование выполняется для повышения мощности сигнала в месте назначения, а также для уменьшения мощности помех.

При одноуровневом формировании луча один и тот же сигнал излучается каждой из передающих антенн с соответствующей фазой (и, опционально, усилением), взвешенной так, что мощность сигнала на входе приемника максимизируется. Преимуществами формирования луча является увеличение усиления сигнала благодаря конструктивному суммированию и уменьшение эффекта многолучевого замирания. Когда приемник имеет несколько антенн, формирование передаваемого луча не может одновременно максимизировать уровень сигнала на всех приемных антеннах, и используется предварительное кодирование. Предварительное кодирование требует знания информации о состоянии канале (CSI) в передатчике.

Некоторые варианты осуществления данного изобретения используют кодовую книгу предварительного кодирования для одновременной передачи до 2-х кодовых слов. В этом варианте осуществления кодовое слово можно рассматривать как транспортный блок, который содержит данные, кодированные, например, турбо-кодом. В дальнейшем будет использоваться терминология транспортного блока. Транспортные блоки передаются 4-мя передающими антеннами. В некоторых вариантах осуществления данного изобретения, кодовая книга предварительного кодирования разработана на основе одного или более из следующих критериев:

- Предварительное кодирование содержит матрицы предварительного кодирования, которые сохраняют параметр PAPR при передаче SC-FDMA (одна несущая - множественный доступ с частотным разделением). Так, для каждой антенны назначается только один уровень.

- Предварительное кодирование принимает во внимание потенциальный дисбаланс передающих антенн согласно одному или более из следующих параметров:

- наличие выбора антенны или поляризации в кодовой книге для передачи ранга 1.

- обеспечение того, что каждый транспортный блок передается от множества антенн, которые могут быть выбраны в соответствии с текущим состоянием канала, когда ранг передачи меньше числа передающих антенн.

- наличие элементов разнесения при передаче, с выбором антенны или группированием антенн в кодовой книге, для минимизации размера кодовой книги.

На основе этих критериев, кодовая книга для конкретного ранга разрабатывается в соответствии со следующими этапами:

Для однопотоковой передачи:

- передающие антенны объединяют в две группы, по 2 антенны на группу.

- После этого создается список всех возможных назначений групп антенна-антенна.

- Создается список различных комбинаций сдвига фазы между антеннами в группе антенн, и эти комбинации являются элементами (записями) кодовой книги.

- Кроме того, в кодовую книгу включен выбор одной группы антенн для передачи. Включены различные варианты групп антенна-антенна, и между антеннами в группе антенн применяется либо сдвиг фазы, либо разнесение передачи Тх.

Для многопотоковой передачи

- Количество передающих антенн на уровень выбирается так, что каждый транспортный блок передается несколькими антеннами.

- После этого создается список всех возможных назначений уровень-антенна (т.е. формируются группы антенн для каждого уровня), с тем ограничением, что каждой антенне назначается только один уровень.

- Когда уровень назначается множеству антенн (т.е. группе антенн), создается список различных комбинаций сдвига фазы между антеннами в группе антенн, эти комбинации являются элементами кодовой книги.

- Альтернативно, между антеннами в группе антенн может быть применен способ разнесения передачи Тх.

Следует отметить, что разработка кодовой книги, содержащей обе опции предварительного кодирования - сохранение PAPR и выбор антенны, не является противоречивой. Предварительное кодирование с сохранением PAPR используется, когда передача UE ограничена по мощности, в то время как предварительное кодирование с выбором антенны (и, таким образом, повышением мощности оставшихся передающих антенн) может быть использовано, когда передача UE не ограничена по мощности.

Кодовая книга может содержать матрицы предварительного кодирования с сохранением PAPR. Тем не менее, кодовая книга может также содержать матрицы предварительного кодирования, которые не сохраняют PAPR.

Если посмотреть на конкретную разработку кодовой книги, следует отметить, что варианты осуществления данного изобретения могут быть использованы с передачами ранга 1, 2 и 3. Ранг 4 далее не рассматривается. Кодовая книга ранга 4 может быть получена с использованием известных способов. Ранг можно рассматривать как число различных потоков передачи.

В случае, если пилот-сигналы предварительно кодированы обычным образом, и кодовая книга содержит элементы со способом разнесения передачи Тх, требующим конкретного пилот-сигнала для антенны, в UE должны быть выделены две последовательности пилот-сигнала. Вторая последовательность пилот-сигнала используется только при использовании разнесения передачи Тх.

Ранг 1

Приведенные в таблице значения представляют амплитуды и фазы, когда уровень Х назначен антенне Y.

Антенны сгруппированы в две группы с 2-мя антеннами на группу. После этого формируются векторы предварительного кодирования с комбинациями сдвига фазы QPSK между антеннами в группах антенн. Дополнительно включены векторы предварительного кодирования для выбора группы антенн. В случае выбора группы антенн может быть использован либо сдвиг фазы, например, BPSK (двоичная фазовая манипуляция), между передающими антеннами, либо просто разнесение передачи Тх, например, пространственно-временное блочное кодирование (STBC).

Преимущество использования разнесения передачи Тх состоит в том, что оно позволяет иметь более компактную (меньшего размера) структуру кодовой книги. Такая структура кодовой книги приводит к 22-м или 16-и индексам матрицы предварительного кодирования, если используется BPSK или STBC. Пример вариантов получаемой кодовой книги показан на фиг.2 (а, б). Показаны три таблицы. Первая таблица - используется STBC, вторая таблица - используется BPSK. В третьей таблице кодовая книга разработана с принятием во внимание пространственной корреляции, то есть поляризации или положения антенн. При разработке кодовой книги векторы предварительного кодирования с элементами выбора антенн сформированы так, что могут быть выбраны антенны с высокой пространственной корреляцией, то есть с одинаковым направлением поляризации или смежными положениями антенн. Таким образом, в одном варианте осуществления данного изобретения в кодовую книгу включено только подмножество возможных комбинаций выбора антенны.

В показанном примере применяется сдвиг фазы 3-PSK между выбранными антеннами (для тех индикаторов матрицы предварительного кодирования (PMI), где присутствует выбор антенны). Следует отметить, что могут быть использованы другие созвездия сдвигов фаз, основанные, например, на модуляции QPSK или 8-PSK.

В одном альтернативном варианте осуществления данного изобретения элементы 11-16 (т.е. элементы выбора антенны) взяты из таблицы 3, а элементы 1-10 выбирают из векторов предварительного кодирования Хаусхолдера. использованных, например, в кодовой книге 3GPP LTE, релиз 8, DL, 4Тх.

В столбце 1 указан индикатор матрицы предварительного кодирования. Эти индикаторы находятся в интервале от 1 до 22. Таблицы дают для каждой из четырех антенн требуемый сдвиг фазы или разнесение Тх.

Нули показывают, что соответствующая антенна не используется для передачи. Вместо этого мощность передачи (которая может быть постоянна для UE) сосредоточена в антеннах, имеющих более предпочтительные каналы.

В обеих таблицах первые 10 элементов (строк) показывают, что каждая антенна обеспечивает поворот фазы 0,5, -0,5, 0,5j и -0,5j.

Комбинации представляют пары антенн и сдвиг фаз между парами антенн. Например, в таблице 1 PMI с 1 по 4 представляют следующее группирование антенн: группа антенн номер 1 содержит антенны 1 и 2, и группа антенн номер 2 содержит антенны 3 и 4, со сдвигом QPSK между группами. Таким образом, антенны 3 и 4 имеют одинаковую фазу в этих строках, так как они принадлежат к одной группе антенн. В PMI с 5 до 8, группами антенн являются антенны 1 и 3, и антенны 2 и 4, соответственно.

Как можно видеть, антенны могут рассматриваться как две пары, причем для каждой пары выделен свой сдвиг фазы. (Это вариант для первых 10 элементов).

Для первой таблицы элементы с 11 по 16 имеют STBC на двух выходах четырех антенн. Это используется, когда UE, например, не находится на краю соты, и может иметь запас мощности в усилителях мощности. Тогда может быть лучше сосредоточить мощность передачи в хороших антеннах.

Во второй таблице есть 12 элементов, сдвиг фазы предусмотрен только для двух антенн. В данном примере одно значение сдвига фазы всегда равно 0,5. В одном варианте осуществления это сделано с целью нормализовать общую мощность передачи, приведя ее к 1 (4×0,5:2=1). Однако абсолютное значение может быть разным. В одном варианте осуществления соображения, касающиеся фазы и отношения амплитуд, могут быть более важными. Другим значением поворота фазы является -0,5 или 0,5.

В качестве примера выбран вектор предварительного кодирования, который предположительно максимизирует SINR (отношение сигнала к уровню помех и шума) на выходе эквалайзера в приемнике базовой станции. Это может быть оценено на основе существующих оценок канала, полученных от зондирующих опорных сигналов.

Как уже упоминалось, абсолютные значения в таблице могут быть изменены. Амплитуда может быть одинаковой для всех антенн в данном векторе предварительного кодирования, и амплитуды могут быть увеличены, когда используются только две передающие антенны из четырех, так что одинаковая мощность распределяется между двумя, а не четырьмя антеннами.

Ранг 2

Антенны группируют в две группы с 2-мя антеннами на группу, где каждая группа антенн назначена одному уровню, или потоку данных. После этого формируют векторы предварительного кодирования с комбинациями поворота фазы, например, используя BPSK (двоичная фазовая манипуляция), между антеннами в каждой группе антенн. Альтернативно может быть применено разнесение передачи Тх, например, пространственно-временное блочное кодирование (STBC) между антеннами, назначенными в одну и ту же группу антенн / уровень. Такое построение кодовой книги дает в результате 12 или 3 индекса матрицы предварительного кодирования, в зависимости от того, используется BPSK или STBC. Результирующие варианты кодовой книги показаны на фиг.3.

Преимущество использования разнесения передачи Тх состоит в том, что оно позволяет иметь более компактную (меньшего размера) кодовую книгу.

Первая таблица на фиг.3 - это кодовая книга BPSK, а вторая таблица - кодовая книга STBC. Как и на фиг.2 (а, б), первый столбец представляет индикатор матрицы предварительного кодирования (PMI). Второй столбец указывает номер антенны. Третий столбец представляет уровень 1, а четвертый столбец - уровень 2. Как можно видеть, две из четырех антенн назначены каждому из двух уровней. Различные индикаторы матрицы предварительного кодирования имеют различные варианты назначения антенн, от первой до четвертой, назначенных каждому из первого и второго потоков данных или уровней.

Значениями, присвоенными каждой антенне в первой таблице, являются 0,5 и -0,5. С элементами BPSK и двумя уровнями имеется 12 вариантов. В некоторых вариантах осуществления данного изобретения нет необходимости иметь сдвиг фаз между антеннами, которые назначены разным уровням.

Значения в таблице относятся к используемому сдвигу фазы; здесь используется созвездие BPSK (чтобы размер кодовой книги был приемлемым). Альтернативно может быть использовано созвездие QPSK с соответствующими значениями в таблице, которые также могут включать 0,5j и -0,5j.

Во второй таблице есть три варианта, в которых для каждой антенны применяется STBC, но соответствующим уровням назначены разные антенны.

Ранг 3

Если принять назначение транспортный блок - уровень из LTE, релиз 8, DL, то транспортный блок №1 назначается уровню №1, а транспортный блок №2 назначается уровням №2 и №3. Чтобы гарантировать, что каждый транспортный блок передается от нескольких антенн, уровень №1 назначается двум антеннам, а уровень №2 и №3 назначаются одной антенне каждый. Таким образом, каждое кодовое слово или транспортный блок назначаются двум передающим антеннам. Кодовая книга предварительного кодирования содержит 6 различных распределений уровень-антенна, и применяет сдвиг фазы BPSK или разнесение передачи Тх (например, STBC) между антеннами, используемыми уровнем №1. Такое построение кодовой книги дает в результате 12 или 6 индексов матрицы предварительного кодирования, в зависимости от того, используется BPSK или STBC. Результирующие варианты кодовой книги показаны на фиг.3.

На фиг.4 первая таблица применяет сдвиг фазы BPSK, а вторая таблица применяет STBC. Первый столбец - это PMI, второй столбец - номер антенны. Следующие столбцы - для первого-третьего уровней. В каждой таблице уровень 1 имеет две назначенные ему антенны, а уровни 2 и 3 имеют по одной антенне на каждый. Последние столбцы указывают, какие именно антенны назначены.

В первой таблице могут быть назначены значения 0,5 и -0,5. Во второй таблице может быть применено STBC или значение 0,5. При ранге 3 уровень 1 использует две антенны. Поскольку одни и те же данные передаются от двух антенн, STBC применяется на антеннах, назначенных уровню 1. Однако уровни 2 и 3 используют одну антенну каждый, и, таким образом, от этих антенн передаются различные данные. Таким образом, STBC не применяется.

Некоторые варианты осуществления данного изобретения могут обеспечивать одно или более из следующих преимуществ:

- Поддерживаются свойства единого носителя, что подходит для LTE-Advanced UL.

- Размер кодовой книги может быть небольшим, это означает, что накладные расходы на сигнализацию в DL будут небольшими.

Объединение антенн в пары полезно для того, чтобы обеспечить небольшой размер кодовой книги. Объединение антенн в пары уменьшает количество комбинаций для сдвигов фазы. Кроме того, ограничивая антенную пару антеннами со значительной пространственной корреляцией, например, с одинаковым направлением поляризации или смежными положениями антенн, можно обеспечить небольшой размер кодовой книги. Наконец, используется разнесение передачи, которое также помогает обеспечить небольшой размер кодовой книги.

Обратимся к фиг.5, где показана блок-схема варианта осуществления настоящего изобретения. Здесь оно осуществляется оборудованием пользователя. Кроме того, выполняется отображение уровней (т.е., как транспортные блоки (кодовые слова), отображаются на пространственные уровни). Это может быть выполнено в UE при соответствующем обратном отображении уровней в базовой станции.

На этапе S1 принимают кодовую книгу или информацию, идентифицирующую кодовую книгу. Также принимают информацию, идентифицирующую один из элементов кодовой книги.

На этапе S2 полученная информация сохраняется в памяти 207.

На этапе S3 поток(и) данных предварительно кодируют в соответствии с информацией выбранного элемента. Предварительно кодированные потоки данных затем передают с помощью соответствующих антенн. При необходимости выбранное предварительное кодирование может быть использовано при любой необходимой ретрансляции.

Обратимся в этой связи к фиг.6, где показаны этапы, которые могут осуществляться базовой станцией.

На этапе Т1 базовая станция конфигурируется с возможностью определения состояния канала. Предпочтительно определяется мгновенное состояние канала. Этот канал является каналом между оборудованием пользователя и базовой станцией.

На этапе Т2 определяется ранг связи. Другими словами, определяется количество потоков данных, которые должны быть переданы одновременно. В обсуждаемом варианте осуществления изобретения число потоков данных может достигать значения m, где m - число антенн, которое имеет UE.

На следующем этапе Т3 базовая станция на основе ранга выбирает кодовую книгу и, на основе состояния канала и/или характера потоков данных, элемент кодовой книги. Предпочтительно элемент кодовой книги выбирается на основе текущего состояния канала.

На этапе Т4 выбранные элементы кодовой книги и кодовую книгу отправляют оборудованию пользователя. Альтернативно, может быть отправлена информация, идентифицирующая кодовую книгу, с элементом кодовой книги.

В альтернативных вариантах осуществления данного изобретения на стороне получателя, например, в случае, если тестовые сигналы демодуляции не являются предварительно кодированными, процессор 105 приемника ВТ8 должен вычислить эффективный канал путем комбинирования выбранной матрицы предварительного кодирования с оценками канала.

Варианты осуществления данного изобретения могут быть использованы с меньшим количеством антенн, чем четыре, или с большим количеством антенн, чем четыре.

Следует отметить, что хотя варианты осуществления изобретения могли быть описаны выше по отношению к оборудованию пользователя или мобильным устройствам, например, мобильным терминалам, варианты осуществления настоящего изобретения могут быть применимы к любому другому подходящему типу устройств, пригодному для связи посредством систем доступа. Мобильное устройство может быть сконфигурировано для возможности использования различных технологий доступа, например, на основе соответствующей реализации мульти-радио.

Также отметим, что хотя некоторые варианты осуществления могли быть описаны выше, в качестве примера, со ссылкой на примеры архитектуры некоторых мобильных сетей и беспроводной локальной сети, варианты осуществления изобретения могут быть применены к любым другим подходящим формам коммуникационных систем, вместо тех, которые были проиллюстрированы и описаны. Также отметим, что термин «система доступа» может пониматься как обозначающий любую систему доступа, сконфигурированную с возможностью беспроводной связи для пользовательских приложений доступа.

Описанные выше операции могут потребовать обработки данных в различных элементах. Обработка данных может быть обеспечена с помощью одного или более процессора данных. Аналогичным образом, различные элементы, описанные в вышеуказанных вариантах осуществления, могут быть реализованы в одном или множестве элементов обработки данных и/или процессоров данных. Адаптированный соответствующим образом продукт в виде компьютерного программного кода может быть использован для реализации вариантов осуществления изобретения при его загрузке в компьютер. Продукт в виде программного кода для обеспечения операций может быть сохранен и предоставлен посредством носителя, например, диска, карты или ленты. Может существовать возможность загрузки продукта в виде программного кода посредством сети передачи данных. Такая реализация может быть обеспечена соответствующим программным обеспечением на сервере.

Например, варианты осуществления данного изобретения могут быть реализованы как набор микросхем (чипсет), другими словами, серия интегральных схем, взаимодействующих между собой. Набор микросхем может содержать микропроцессоры, выполненные с возможностью исполнения кода, специализированные интегральные схемы (ASIC) или программируемые цифровые сигнальные процессоры для выполнения операций, описанных выше.

Варианты осуществления изобретения могут быть осуществлены в различных компонентах, таких как модули интегральных схем. Разработка интегральных схем в общем представляет собой высокоавтоматизированный процесс. Для конвертирования проекта логического уровня в проект полупроводниковых схем, готовых для вытравливания и формирования на полупроводниковом материале, существуют сложные и мощные программные средства.

Программы, такие как предлагаемые фирмой Synopsys, Inc. Mountain View, Калифорния, и фирмой Cadence Design, San Jose, Калифорния, могут автоматически разводить проводники и размещать компоненты на полупроводниковом чипе, используя хорошо устоявшиеся правила разработки вместе с библиотеками готовых модулей разработки. Как только разработка полупроводниковой схемы завершена, результаты разработки в стандартизованном формате (например, Opus, GDSII или подобные) могут быть переданы в оборудование для производства полупроводников для производства.

Заметим, что хотя выше описаны примеры осуществления данного изобретения, существуют различные вариации и модификации, которые могут быть применены к описанному решению, без выхода за рамки настоящего изобретения, как определено в формуле изобретения.

Изобретение относится к беспроводной связи. Техническим результатом является уменьшение накладных расходов на сигнализацию в нисходящем канале, за счет небольшого размера кодовой книги. Способ содержит использование кодовой книги предварительного кодирования для управления передачами от четырех антенн устройства, при этом указанная кодовая книга содержит множество элементов, таких что каждой выбранной антенне назначен один уровень, причем указанные элементы кодовой книги содержат различные комбинации пар антенн, и для передачи выбирают одну или две пары антенн. 3 н. и 34 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Способ предварительного кодирования на основе кодовой книги, содержащий:
использование кодовой книги предварительного кодирования для управления передачами от четырех антенн устройства, при этом указанная кодовая книга содержит множество элементов, таких что каждой выбранной антенне назначен один уровень, причем указанные элементы кодовой книги содержат различные комбинации пар антенн, и для передачи выбирают одну или две пары антенн.

2. Способ по п.1, содержащий предоставление множества книг предварительного кодирования, причем каждая из указанных книг предварительного кодирования ассоциирована с соответствующим рангом.

3. Способ по п.2, содержащий предоставление четырех книг предварительного кодирования для рангов от 1 до 4.

4. Способ по п.3, в котором размер кодовой книги одного ранга отличается от размера кодовой книги по меньшей мере одного из других рангов.

5. Способ по п.4, в котором размер кодовой книги одного ранга больше, чем размер кодовой книги более высокого ранга.

6. Способ по любому из пп.2-5, содержащий определение ранга и выбор одной из множества кодовых книг в зависимости от этого ранга.

7. Способ по п.6, содержащий определение того, что ранг равен единице, и выбор соответствующей кодовой книги, которая назначает указанную антенну одному и тому же уровню.

8. Способ по п.6, содержащий определение того, что ранг равен двум, и выбор соответствующей кодовой книги, которая назначает две антенны каждому уровню.

9. Способ по п.6, содержащий определение того, что ранг равен трем, и выбор соответствующей кодовой книги, которая назначает две антенны одному уровню и одну антенну каждому из двух других уровней.

10. Способ по любому из пп.1-5, в котором множество элементов по меньшей мере одной книги предварительного кодирования конфигурировано так, чтобы разделить указанные антенны по меньшей мере на одну пару, причем по меньшей мере одна пара антенн имеет одинаковый сдвиг фазы.

11. Способ по любому из пп.1-5, в котором множество элементов по меньшей мере одной книги предварительного кодирования конфигурировано так, чтобы разделить указанные антенны по меньшей мере на одну пару, причем различные антенны по меньшей мере в одной паре имеют различный сдвиг фазы.

12. Способ по любому из пп.1-5, в котором по меньшей мере множество различных элементов по меньшей мере одной книги предварительного кодирования обеспечивает различные соответствующие комбинации сдвига фазы.

13. Способ по любому из пп.1-5, в котором множество элементов по меньшей мере одной книги предварительного кодирования конфигурировано для использования только одной пары указанных антенн.

14. Способ по любому из пп.1-5, содержащий управление мощностью, передаваемой антенной, в соответствии с числом антенн, которые передают в одно и то же время.

15. Способ по любому из пп.1-5, в котором по меньшей мере одна пара антенн конфигурирована в соответствии со свойствами пространственной корреляции указанных антенн.

16. Способ по п.15, в котором указанные различные свойства пространственной корреляции содержат поляризацию антенны и/или положение антенны.

17. Способ по любому из пп.1-5, в котором по меньшей мере один элемент в указанной кодовой книге обеспечивает разнесение передачи, применяемое для двух антенн выбранной пары антенн.

18. Способ по любому из пп.1-5, содержащий передачу по меньшей мере одного транспортного блока множеством антенн.

19. Машиночитаемый носитель, содержащий компьютерную программу со средствами программного кода для выполнения любых этапов по любому из пп.1-18 при выполнении процессором.

20. Устройство для предварительного кодирования на основе кодовой книги, содержащее:
процессор, сконфигурированный для использования кодовой книги предварительного кодирования для управления передачами от четырех антенн устройства, при этом указанная кодовая книга содержит множество элементов, таких что каждой выбранной антенне назначается один уровень, причем указанные элементы кодовой книги содержат различные комбинации пар антенн, и для передачи выбирается одна или две пары антенн.

21. Устройство по п.20, в котором указанный процессор сконфигурирован для управления мощностью, передаваемой антенной, в соответствии с числом антенн, которые передают в одно и то же время.

22. Устройство по п.20 или 21, в котором указанный процессор сконфигурирован для управления передачей по меньшей мере одного транспортного блока посредством множества антенн.

23. Устройство по п.20, в котором указанный процессор сконфигурирован для определения ранга и выбора одной из множества кодовых книг в зависимости от этого ранга.

24. Устройство по п.23, в котором указанный процессор сконфигурирован так, чтобы, когда ранг определен равным единице, осуществлять выбор соответствующей кодовой книги, которая назначает указанную антенну одному и тому же уровню.

25. Устройство по п.23, в котором указанный процессор сконфигурирован так, чтобы, когда ранг определен равным двум, осуществлять выбор соответствующей кодовой книги, которая назначает две антенны каждому уровню.

26. Устройство по п.24, в котором указанный процессор сконфигурирован так, чтобы, когда ранг определен равным трем, осуществлять выбор соответствующей кодовой книги, которая назначает две антенны одному уровню и одну антенну каждому из двух других уровней.

27. Устройство по п.20 или 21, содержащее память, хранящую множество книг предварительного кодирования, причем каждая из указанных книг предварительного кодирования ассоциирована с соответствующим рангом.

28. Устройство по п.27, в котором имеются четыре книги предварительного кодирования для рангов от 1 до 4.

29. Устройство по п.27, в котором размер кодовой книги одного ранга отличается от размера кодовой книги по меньшей мере одного другого ранга.

30. Устройство по п.29, в котором размер кодовой книги одного ранга больше, чем размер кодовой книги более высокого ранга.

31. Устройство по п.20 или 21, в котором множество элементов по меньшей мере одной книги предварительного кодирования конфигурировано так, чтобы разделить указанные антенны по меньшей мере на одну пару, причем по меньшей мере одна пара имеет одинаковый сдвиг фазы.

32. Устройство по п.20 или 21, в котором множество элементов по меньшей мере одной книги предварительного кодирования конфигурировано так, чтобы разделить указанные антенны по меньшей мере на одну пару, причем различные антенны по меньшей мере в одной паре имеют различный сдвиг фазы.

33. Устройство по п.20 или 21, в котором по меньшей мере множество различных элементов по меньшей мере одной книги предварительного кодирования обеспечивает различные соответствующие комбинации сдвига фазы.

34. Устройство по п.20 или 21, в котором множество элементов по меньшей мере одной книги предварительного кодирования конфигурировано для использования только одной пары указанных антенн.

35. Устройство по п.20 или 21, в котором по меньшей мере одна пара антенн конфигурирована в соответствии со свойствами пространственной корреляции указанных антенн.

36. Устройство по п.35, в котором указанные различные свойства пространственной корреляции содержат поляризацию антенны и/или положение антенны.

37. Устройство по п.20 или 21, в котором по меньшей мере один элемент в указанной кодовой книге обеспечивает разнесение передачи, применяемое для двух антенн выбранной пары антенн.