СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРЕКОДЕРА В СЕТИ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ Российский патент 2019 года по МПК H04B7/417 

Перекрёстные ссылки на родственные заявки

Настоящая заявка на патент испрашивает приоритет:

1) предшествующей предварительной заявки на патент США, озаглавленной «ФАКТОРИРОВАННАЯ СТРУКТУРА ПРЕКОДЕРА ДЛЯ КОДОВЫХ КНИГ ПРЕКОДЕРА ПРИ МНОГОЛУЧЕВОЙ ПЕРЕДАЧЕ», заявка № 62/316820, поданной 1 апреля 2016 года от имени Sebastian FAXER и Svante BERGMAN;

2) предшествующей предварительной заявки на патент США, озаглавленной «ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ ПОВЕРНУТОГО В ПРОСТРАНСТВЕ ЛУЧА ДЛЯ КОДОВЫХ КНИГ ПРЕКОДЕРА ПРИ МНОГОЛУЧЕВОЙ ПЕРЕДАЧЕ», заявка № 62/315972, поданной 31 марта 2016 года от имени Sebastian FAXER и Svante BERGMAN;

3) предшествующей предварительной заявки на патент США, озаглавленной «ЧАСТОТНАЯ ПАРАМЕТРИЗАЦИЯ СИНФАЗИРОВАНИЯ ЛУЧА ДЛЯ КОДОВЫХ КНИГ ПРЕКОДЕРА ПРИ МНОГОЛУЧЕВОЙ ПЕРЕДАЧЕ», заявка № 62/316857, поданной 1 апреля 2016 года от имени Sebastian FAXER и Svante BERGMAN.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к беспроводной связи и, в частности, к факторизованной структуре прекодера для кодовых книг прекодера при многолучевой передаче.

Уровень техники

Технологии с использованием многолучевой антенны могут значительно повысить скорость передачи данных и надежность системы беспроводной связи. Особенно эффективность может быть повышена в случае использования передатчиком и приемником нескольких антенн, что позволяет применять технологию многоканальный вход-многоканальный выход (MIMO). Такие системы и/или относящиеся к ним технологии обычно называют MIMO.

В настоящее время совершенствуют стандарт «Долгосрочное развитие» (LTE) посредством усовершенствованной поддержки MIMO. Компонент в LTE является поддержкой схемы развертывания MIMO антенн и технологий, относящихся к MIMO. В настоящее время LTE-Advanced поддерживает режим 8-уровневого пространственного мультиплексирования для 8 передающих (Tx) антенн с канальным зависимым предварительным кодированием. Режим пространственного мультиплексирования предназначен для высоких скоростей передачи данных в благоприятных условиях канала. На фиг. 1 представлена иллюстрация операции 100 пространственного мультиплексирования, где используют N_T антенные порты 110 и N_T быстрые обратные преобразования Фурье (IFFTs) 120.

Как проиллюстрировано, информационные вектора s 130 символа умножают на матрицу W 140 прекодера N_T x r, которая служит для распределения энергии передачи в подпространстве N_T (соответствующего N_T антенным портам) размерности векторного пространства. Матрицу W 140 прекодера обычно выбирают из кодовой книги возможных матриц предварительного кодирования и обычно указывают с помощью индикатора (PMI) матрицы прекодера, который задает уникальную матрицу предварительного кодирования в кодовой книге для данного количества потоков символов. Символы r в s 130 каждый соответствуют уровню 150, и r обозначает ранг передачи. Таким образом, реализуют пространственное мультиплексирование, поскольку могут быть передано множество символов одновременно на одном и том же временном/частотном ресурсном элементе (TFRE). Как правило, количество символов r адаптируют для соответствия текущим свойствам канала.

LTE использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM) в канале нисходящей линии связи (и дискретное преобразование Фурье (DFT) с предварительно кодированным OFDM в канале восходящей линии связи) и, следовательно, принятый N_R x 1 вектор y_n для конкретного TFRE на поднесущей n (или, альтернативно, количество n TFRE данных) таким образом, представлен как

уравнение 1

при этом, e_n является вектором шума/интерференции, полученный как реализация случайного процесса, и N_R представляет собой количество приемных антенн. Прекодер W может быть широкополосным прекодером, который является постоянным по частоте или частотно-избирательным.

Матрицу W прекодера часто выбирают так, чтобы соответствовать характеристикам N_RxN_T MIMO-канальной матрицы Hn, что приводит к так называемому канально зависимому предварительному кодированию. Также обычно называют предварительным кодированием в замкнутом контуре и, по существу, сосредотачивает энергию передачи в подпространстве, которое является мощным в смысле передачи большей части передаваемой энергии устройству беспроводной связи. Кроме того, матрица прекодера также может быть выбрана так, чтобы стремиться к ортогонализации канала, а это означает, что после надлежащего линейного выравнивания на устройстве беспроводной связи, снижают межуровневую интерференцию.

Одним из примеров способа выбора для устройства беспроводной связи матрицы W прекодера может быть выбор W_k, который максимизирует норму Фробениуса гипотетического эквивалентного канала:

уравнение 2

при этом является оценкой канала, возможно, полученной из опорного сигнала-информации состояния канала (CSI-RS), как описано ниже;

W_k является гипотетической матрицей прекодера с индексом k; и

является гипотетическим эквивалентным каналом.

В LTE канале нисходящей линии связи при выполнении предварительного кодирования с замкнутым контуром устройство беспроводной связи передает на основании измерений канала в прямой линии связи (нисходящей линии связи) рекомендации использования соответствующего прекодера базовой станцией, например, eNodeB (eNB). Базовая станция конфигурирует устройство беспроводной связи предоставить обратную связь в соответствии с режимом передачи устройства беспроводной связи и может передавать CSI-RS и конфигурировать устройство беспроводной связи использовать измерения CSI-RS в обратной связи рекомендованных матрицах прекодера, которые устройство беспроводной связи выбирает из кодовой книги. Предполагают, что может быть предоставлена обратная связь одного прекодера, который должен покрывать большую полосу пропускания (широкополосное предварительное кодирование). Также может быть выгодно сопоставить частотные вариации канала и вместо отчета частотно-избирательного предварительного кодирования обратной связи, например, несколько прекодеров на один поддиапазон. Что иллюстрирует пример более общего случая информации состояния канала (CSI) обратной связи, которая также включает в себя предоставление другой информации, чем рекомендуемые прекодеры для обеспечения функционирования базовой станции в последующих передачах, устройству беспроводной связи. Такая другая информация может включать в себя индикаторы качества канала (CQIs), а также индикатор ранжирования передачи (RI).

Предоставленная CSI обратной связи из устройства беспроводной связи, обеспечивает базовой станции возможность определять параметры передачи, которые предполагают использовать для передачи в устройство беспроводной связи, включающие в себя матрицу предварительного кодирования, ранг передачи, схему модуляции и кодирования (MCS). Эти параметры передачи могут отличаться от рекомендаций устройства беспроводной связи. В этой связи, индикатор ранга и MCS могут быть сигнализированы в управляющей информации нисходящей линии связи (DCI), и матрица предварительного кодирования может быть сигнализирована в DCI, или базовая станция может передавать опорный сигнал демодуляции, из которого можно измерить эквивалентный канал. Ранг передачи и, следовательно, количество пространственно мультиплексированных уровней отражают на количество столбцов прекодера W. Для эффективной производительности важно, чтобы был выбран ранг передачи, который соответствует свойствам канала.

В LTE релиз 10 (Rel-10) была введена новая последовательность опорных символов для оценки информации состояния канала нисходящей линии связи, CSI-RS. CSI-RS предоставляет несколько преимуществ перед, лежащими в основе CSI обратной связи, общими опорными символами (CRS), которые были использованы для этой цели в предшествующих релизах. Во-первых, CSI-RS не используют для демодуляции сигнала данных и, следовательно, не требует такой же плотности (т.е. объем служебной сигнализации CSI-RS существенно меньше). Во-вторых, CSI-RS предоставляет гораздо более гибкое средство для конфигурации измерений CSI обратной связи (например, для устройства беспроводной связи возможно для измерения конфигурировать определенным образом ресурс CSI-RS).

Измеряя CSI-RS, передаваемый из базовой станции, устройство беспроводной связи может оценить эффективный канал, по которому передают CSI-RS, включающий себя канал радиопередачи и коэффициент усиления антенны. Более точно предполагают, что если передают известный CSI-RS сигнал x, то устройство беспроводной связи может оценивать взаимосвязь между переданным сигналом и принятым сигналом (то есть, эффективный канал). Следовательно, если в передаче не выполняют виртуализацию, принятый сигнал y может быть выражен как

Y=Hx+e уравнение 3

и устройство беспроводной связи может оценить эффективный канал H.

В LTE Rel-10 можно конфигурировать до восьми CSI-RS портов, то есть устройство беспроводной связи может оценить канал от восьми передающих антенн.

Относящийся к CSI-RS концепт представляет собой концепт CSI-RS ресурсов с нулевой мощностью (также известный как блокированный CSI-RS), которые конфигурированы как обычные CSI-RS ресурсы, так что устройство беспроводной связи имеет информацию о том, что передачу данных сопоставляют на ресурсы. CSI-RS ресурсы с нулевой мощностью предназначены для предоставления возможности сети блокировать передачи на соответствующих ресурсах с целью повышения отношения сигнал-смесь помехи с шумом (SINR) соответствующего ненулевой мощности CSI-RS, возможно, переданной в соседней соте/точке передачи. В релизе 11 (Rel-11) LTE был введен специальный CSI-RS с нулевой мощностью, который предоставляют устройству беспроводной связи для измерения уровня помехи с шумом. Устройство беспроводной связи может предполагать, что представляющие интерес точки передачи (TPs), не передают на CSI-RS ресурсе с нулевой мощностью, и в этой связи принятая мощность может быть использована как метрика уровня помехи с шумом.

На основании указанного CSI-RS ресурса и конфигурации измерения помех (например, CSI-RS ресурса с нулевой мощностью) устройство беспроводной связи может оценивать эффективный канал и уровень шума плюс помеха и, следовательно, также определять ранг, матрицу прекодера и MCS для рекомендации наилучшего соответствия конкретному каналу.

Некоторые приспособления оснащены двухмерными антенными решетками и некоторые из представленных вариантов осуществления используют такие антенны. Такие антенные решетки могут (частично) быть описаны количеством столбцов антенны, соответствующих горизонтальной размерности N_h, количеством рядов антенны, соответствующих вертикальной размерности N_v, и количеством размерностей, соответствующих различным поляризациям N_p. Таким образом, общее количество антенн равно N = N_h N_v N_p. Следует отметить, что концепция антенны не ограничена в отношении наличия любой виртуализации (например, линейному отображению) физических антенных элементов. Например, пары физических под-элементов могут быть поставлены одним и тем же сигналом и, следовательно, могут совместно использовать один и тот же виртуальный антенный порт.

На фиг. 2 проиллюстрирован пример 4x4 решетки с антенными элементами 200 с поперечной поляризацией, при этом горизонтальная размерность «l» представляет собой N_h и вертикальная размерность «m» представляет собой N_v.

Предварительное кодирование может быть интерпретировано как произведение сигнала на различные весовые коэффициенты формирования луча для каждой антенны до передачи. Типичный подход заключается в адаптации прекодера к форм-фактору антенны, то есть, при разработке кодовой книги прекодера учитывают N_h, N_v и N_p.

Общим типом предварительного кодирования является использование DFT-прекодера, где вектор прекодера, используемый для предварительного кодирования одноуровневой передачи с использованием однополяризованной прямолинейной равноамплитудной антенной решетки (ULA) с N антеннами, определяется как

при этом k = 0,1, ... QN-1 является индексом прекодера, и Q является целочисленным коэффициентом избыточной дискретизации. Соответствующий вектор прекодера для двумерной прямолинейной равноамплитудной антенной решетки (ULA) может быть образован посредством произведения Кронекера из двух векторов прекодера как . Расширение прекодера для двухполяризованной ULA может быть выполнено как

, где является коэффициентом синфазирования, который может быть выбран, например, из QPSK алфавита . Матрица прекодера для многоуровневой передачи может быть сформирована путем добавления столбцов DFT векторов прекодера в виде

,

при этом R является количеством уровней передачи, то есть рангом передачи. В общем частном случае для ранга-2 DFT прекодера , что означает, что

При использовании многопользовательской MIMO технологии, два или более пользователя в одной и той же соте совместно запланированы для работы на одном и том же частотно-временном ресурсе. То есть, два или более независимых потоков данных одновременно передают на разные устройства беспроводной связи, и для разделения соответствующих потоков используют пространственный домен. Путем одновременной передачи нескольких потоков емкость системы может быть увеличена. Однако это связано с уменьшением SINR для каждого потока, поскольку мощность должна быть разделена между потоками и потоки могут вызвать взаимные помехи.

При увеличении размера антенной решетки, повышенный коэффициент направленного действия антенны приведет к увеличению SINR, однако, поскольку пропускная способность устройства пользователя зависит только логарифмически от SINR (для больших SINRs), вместо этого, выгодно уменьшить SINR для повышения коэффициента мультиплексирования, который линейно растет с количеством мультиплексированных устройств пользователей.

Для обеспечения нулевого соответствия между совместно запланированными пользователями требуется точный CSI. В текущем стандарте LTE релиз 13 (Rel-13) никакого специального режима CSI для MU-MIMO не предусмотрено и, таким образом, MU-MIMO планирование и реализация прекодера должно основываться на существующей CSI отчетности, предназначенной для однопользовательского MIMO (т.е. PMI, указывающий прекодер на основе DFT, RI и CQI). Это может оказаться довольно сложным процессом для MU-MIMO, поскольку сообщаемый прекодер содержит только информацию о самом мощном направлении канала для пользователя и, таким образом, не может содержать достаточную информацию для правильного нулевого соответствия, что может привести к увеличению уровня взаимных помех между совместно запланированными пользователями, снижая преимущество MU-MIMO.

Прекодер для многолучевой передачи может быть определен как линейная комбинация нескольких DFT векторов прекодера, как

при этом {c_i} могут быть обычными комплексными коэффициентами. Такой прекодер для многолучевой передачи может более точно описывать канал устройства беспроводной связи и, таким образом, может иметь дополнительные улучшенные характеристики по сравнению с DFT прекодером, особенно, для MU-MIMO, где желательно иметь канал с богатым информационным наполнением для выполнения нулевого соответствия между совместно запланированными устройствами беспроводной связи.

Используемые в настоящее время решения для MU-MIMO, основанные на неявных CSI отчетах, с прекодерами на основе DFT, имеют недостаточную точность оценки и вызывают высокий уровень взаимных помех при работе совместно запланированных устройств пользователей, что приводит к низкой MU-MIMO производительности.

Схемы прекодера для многолучевой передачи могут обеспечивать высокую эффективность MU-MIMO, но за счет увеличения сложности прекодера устройства беспроводной связи и увеличенного объема CSI служебной сигнализации обратной связи.

Сущность изобретения

Некоторые варианты осуществления предпочтительно предоставляют способ и устройство для определения параметров прекодера в системе беспроводной связи. В соответствии с первым аспектом способ включает в себя выбор подмножества лучей из множества ортогональных лучей, получение уровней мощности для выбранного подмножества лучей для генерирования первого множителя прекодера и получение фаз выбранного подмножества лучей для генерирования второго множителя прекодера; в котором первый множитель и второй множитель являются частью параметров прекодера.

Согласно второму аспекту предлагают устройство беспроводной связи для определения параметров прекодера в системе беспроводной связи. Устройство беспроводной связи включает в себя схему обработки, включающую в себя память и процессор. Схема обработки выполнена с возможностью: выбирать подмножество лучей из множества ортогональных лучей; получать уровни мощности выбранного подмножества лучей для генерирования первого множителя прекодера; и получать фазы выбранного подмножества лучей для генерирования второго множителя прекодера, в котором первый множитель и второй множитель являются частью параметров прекодера.

Согласно третьему аспекту представлен способ отправки параметров прекодера на сетевой узел в системе беспроводной связи. Способ содержит отправку в сетевой узел, подмножество лучей, выбранных из множества ортогональных лучей, и уровней мощности выбранного подмножества лучей, для первой частотной гранулярности; и отправку на сетевой узел фаз выбранного подмножества лучей для второй частотной гранулярности, в котором выбранное подмножество лучей, уровни мощности и фазы выбранного подмножества лучей являются частью параметров прекодера.

Согласно четвертому аспекту предоставляют устройство беспроводной связи для отправки параметров прекодера на сетевой узел в системе беспроводной связи. Устройство беспроводной связи содержит схему обработки, включающую в себя процессор и память. Схема обработки выполнено с возможностью вызывать устройство беспроводной связи: отправлять на сетевой узел подмножество лучей, выбранных из множества ортогональных лучей, и уровни мощности выбранного подмножества лучей, для первой частотной гранулярности; и отправлять на сетевой узел фазы выбранного подмножества лучей для второй частотной гранулярности, в котором выбранное подмножество лучей, уровни мощности и фазы выбранного подмножества лучей являются частью параметров прекодера.

Согласно пятому аспекту представлен способ определения параметров передачи для устройства беспроводной связи в системе беспроводной связи. Способ содержит: в ответ на передачу опорных сигналов в устройство беспроводной связи, прием параметров прекодера, которые включают в себя подмножество лучей, выбранных из множества ортогональных лучей, и уровни мощности выбранного подмножества лучей для первой частотной гранулярности и фазы выбранного подмножество лучей для второй частотной гранулярности; и определение параметров передачи на основании принятых параметров прекодера.

Согласно шестому аспекту предоставляют сетевой узел для определения параметров передачи для устройства беспроводной связи в системе беспроводной связи. Сетевой узел содержит схему обработки, включающую в себя процессор и память. Схема обработки выполнена с возможностью вызывать сетевой узел: в ответ на передачу опорных сигналов в устройство беспроводной связи, принимать параметры прекодера, которые включают в себя подмножество лучей, выбранных из множества ортогональных лучей, и уровни мощности выбранного подмножества лучей для первой частотной гранулярности, и фазы выбранного подмножества лучей для второй частотной гранулярности; и определять параметры передачи на основании принятых параметров прекодера.

Согласно седьмому аспекту предоставляют способ определения параметров передачи для устройства беспроводной связи в системе беспроводной связи. Способ содержит: в ответ на передачу опорных сигналов, прием параметров прекодера, которые включают в себя подмножество лучей, выбранных из множества ортогональных лучей, первый множитель, ассоциированный с уровнями мощности выбранного подмножества лучей, и второй множитель, ассоциированный с фазами выбранного подмножества лучей; и определение параметров передачи на основании принятых параметров прекодера.

Согласно восьмому аспекту предоставляют сетевой узел для определения параметров передачи для устройства беспроводной связи. Сетевой узел содержит схему обработки, выполненную с возможностью вызывать сетевой узел: в ответ на передачу опорных сигналов, принимать параметры прекодера которые включают в себя подмножество лучей, выбранных из множества ортогональных лучей, первый множитель, ассоциированный с уровнями мощности выбранного подмножества лучей, и второй множитель, ассоциированный с фазами выбранного подмножества лучей; и определять параметры передачи на основании принятых параметров прекодера.

Краткое описание чертежей

Далее приведено полное изложение настоящих вариантов осуществления и сопутствующих преимуществ и признаков со ссылкой на следующее подробное описание при рассмотрении в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых:

фиг. 1 представляет собой блок-схему известного передатчика с использованием цифровой обработки данных для формирования луча;

фиг. 2 представляет собой иллюстрацию планарной решетки сополяризованных антенных элементов;

фиг. 3 представляет собой схему системы/сети беспроводной связи;

фиг. 4A-4D представляют собой графики углового расхождения канала для четырех различных множителей отклонения луча при повороте в пространстве;

фиг. 5 представляет собой схему сигнализации между устройством беспроводной связи и сетевым узлом для обмена информацией прекодера;

фиг. 6 представляет собой блок-схема алгоритма способа определения параметров прекодера для устройства беспроводной связи согласно варианту осуществления;

фиг. 7 представляет собой блок-схему устройства беспроводной связи, выполненного с возможностью определять параметры прекодера согласно варианту осуществления;

фиг. 8 представляет собой блок-схему устройства беспроводной связи, выполненного с возможностью определять параметры прекодера согласно с другим вариантом осуществления;

фиг. 9 представляет собой блок-схему сетевого узла, такого как eNodeB, выполненного с возможностью определять параметры для устройства беспроводной связи в соответствии с вариантом осуществления;

фиг. 10 представляет собой блок-схему алгоритма способа для отправки параметров прекодера в системе беспроводной связи согласно варианту осуществления;

фиг. 11 представляет собой блок-схему алгоритма способа определения параметров прекодера в системе беспроводной связи согласно варианту осуществления;

фиг. 12 представляет собой блок-схему алгоритма для определения параметров передачи в системе беспроводной связи согласно варианту осуществления;

фиг. 13 представляет собой блок-схему алгоритма для определения параметров передачи в системе беспроводной связи согласно другому варианту осуществления;

фиг. 14 представляет собой блок-схему сетевого узла, выполненного с возможностью определять параметры для устройства беспроводной связи, согласно другому варианту осуществления;

фиг. 15 представляет собой блок-схему устройства беспроводной связи, выполненного с возможностью определять параметры прекодера согласно другому варианту осуществления;

фиг. 16 представляет собой блок-схему устройства беспроводной связи, выполненного с возможностью определять параметры прекодера согласно другому варианту осуществления;

фиг. 17 представляет собой блок-схему устройства беспроводной связи, выполненного с возможностью определять параметры прекодера согласно другому варианту осуществления; и

фиг. 18 представляет собой блок-схему сетевого узла, выполненного с возможностью определять параметры для устройства беспроводной связи, согласно другому варианту осуществления.

Подробное описание

Необходимо отметить, что подробное изложение примерных вариантов осуществления описывает как компоненты устройства, так и этапы обработки, относящиеся к факторизованной структуре прекодера, для кодовых книг прекодера в условиях многолучевого распространения радиоволн.

Соответственно, компоненты были представлены, если это необходимо, обычными символами на чертежах, показывая только те конкретные детали, которые имеют отношение к описанию вариантов осуществления, с целью упрощения иллюстрации деталей без предоставления излишней информации, которые будут очевидны специалистам данной области техники, для понимания представленных преимуществ в описании настоящего изобретения.

Как используется в настоящем описании, относящиеся термины, такие как «первый» и «второй», «верх» и «вниз» и т.п., могут быть использованы исключительно для отличия одного объекта или элемента от другого объекта или элемента без необходимости установления любых физических или логических связей или порядка взаимодействия между такими объектами или элементами.

Варианты осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы в беспроводной сети, такой как, например, беспроводной сети/системы беспроводной связи, показанной на фиг. 3. Однако варианты осуществления могут быть реализованы в любом подходящем типе системы с использованием любых подходящих компонентов.

Фиг. 3 иллюстрирует пример сети 300 беспроводной связи, которая может быть использована для беспроводной связи. Сеть 300 беспроводной связи включает в себя устройства 310 беспроводной связи (например, устройства пользователя, UE) и множество сетевых узлов 320 (например, eNBs, gNBs, базовые станции и т.д.), подключенные к одному или нескольким сетевым узлам 340 через соединительную сеть 330. Устройства 310 беспроводной связи в зоне обслуживания могут быть способны осуществлять связь непосредственно с сетевыми узлами 320 по беспроводному интерфейсу. В некоторых вариантах осуществления устройства 310 беспроводной связи также могут быть способны осуществлять связь друг с другом посредством связи «устройство-устройство» (D2D). В некоторых вариантах осуществления сетевые узлы 320 также могут быть способны взаимодействовать друг с другом, например, через интерфейс (например, X2 в LTE или другой подходящий интерфейс).

В качестве примера, устройство 310 беспроводной связи может устанавливать связь с сетевым узлом 320 через беспроводной интерфейс. То есть устройство 310 беспроводной связи может передавать сигналы по беспроводной связи и/или принимать сигналы по беспроводной связи от сетевого узла 320. Сигналы беспроводной связи могут содержать речевой трафик, трафик данных, управляющие сигналы и/или любую другую подходящую информацию. В некоторых вариантах осуществления область покрытия сигнала беспроводной связи, ассоциированная с сетевым узлом 320, может упоминаться как сота.

В некоторых вариантах осуществления устройство 310 беспроводной связи может быть взаимозаменяемо упомянуто неограничивающим термином устройством пользователя (UE). Он относится к любому типу устройства беспроводной связи, взаимодействующего с сетевым узлом и/или с другим UE в сотовой или мобильной системе связи. Примерами UE являются целевое устройство, UE «устройство-устройство» (D2D), UE машинного типа или UE, с возможностью связи «машина-машина» (M2M), персональный цифровой помощник (PDA), планшетный компьютер, мобильный терминал, смартфон, встроенный ноутбук (LEE), устройство для подключения ноутбука (LME), универсальная последовательная шина (USB), узкополосного UE интернета вещей (NB-IoT) и т.д. Примерные варианты осуществления устройства 310 беспроводной связи более подробно описаны ниже со ссылкой на фиг. 15-17.

«Сетевой узел» может соответствовать любому типу узла радиосети или любому сетевому узлу, который осуществляет связь с UE и/или с другим сетевым узлом. Примерами сетевых узлов являются базовые станции, например базовая радиостанция (RBS), которые иногда могут упоминаться здесь как, например, усовершенствованные узлы B «eNB», «eNodeB», «NodeB», «B-узел», «gNB» или BTS (базовая приемопередающая станция), в зависимости от используемой технологии. Базовые станции могут быть разных классов, таких как, например, макро eNodeB, абонентский eNodeB или пико базовая станция, на основании мощности передачи и, следовательно, также размера соты. Сота является географической областью, где радиопокрытие обеспечивается базовой станцией на месте базовой станции. Одна базовая станция, расположенная на месте базовой станции, может обслуживать одну или несколько сот. Кроме того, каждая базовая станция может поддерживать одну или несколько технологий связи. Базовые станции обмениваются данными по радио интерфейсу, работающие на радиочастотах, с терминалами в пределах диапазона базовых станций. В контексте настоящего изобретения выражение «нисходящая линия связи» (DL) используют для тракта передачи от базовой станции к мобильной станции. Выражение «восходящая линия связи» (UL) используют для тракта передачи в противоположном направлении, то есть, из мобильной станции к базовой станции.

В некоторых вариантах осуществления сетевые узлы 320 могут взаимодействовать с контроллером радиосети (не показан). Контроллер радиосети может управлять сетевыми узлами 320 и может предоставлять определенные функции управления радиоресурсами, функции управления мобильностью и/или другие подходящие функции. В некоторых вариантах осуществления функции контроллера радиосети могут быть включены в структуру сетевого узла 320. Контроллер радиосети может взаимодействовать с основным сетевым узлом 340. В некоторых вариантах осуществления контроллер радиосети может взаимодействовать с основным сетевым узлом 340 посредством соединительной сети 330.

Соединительная сеть 330 может относиться к любой системе межсоединений, способной передавать аудио, видео, сигналы, данные, сообщения или любую их комбинацию. Соединительная сеть 330 может включать в себя все или часть коммутируемой телефонной сети общего пользования (PSTN), общедоступной или частной сети передачи данных, локальной сети (LAN), городской сети (MAN), глобальной сети (WAN), локальной, региональной или глобальной коммуникационной или компьютерной сети, такой как интернет, проводной или беспроводной сети, корпоративной интрасети или любой другой подходящей линии связи, включающей в себя их комбинации.

В некоторых вариантах осуществления основной сетевой узел 340 может управлять установлением сеансов связи и различными другими функциональными возможностями устройств 310 беспроводной связи. В некоторых вариантах осуществления сетевые узлы 320 могут взаимодействовать с одним или несколькими другими сетевыми узлами по межузловому интерфейсу. Например, сетевые узлы 320 могут взаимодействовать друг с другом по интерфейсу X2.

Хотя фиг. 3 иллюстрирует конкретную схему развертывания сети 300, настоящее изобретение предполагает, что различные описанные варианты осуществления могут быть применимы к множеству сетей, имеющих любую подходящую конфигурацию. Например, сеть 300 может включать в себя любое подходящее количество устройств 310 беспроводной связи и сетевых узлов 320, а также любые дополнительные элементы, подходящие для поддержки связи между устройствами беспроводной связи или между устройством беспроводной связи и другим устройством связи (например, стационарным телефоном). Варианты осуществления могут быть реализованы в любом соответствующем типе телекоммуникационной системы, поддерживающей любые подходящие стандарты связи и с использованием любых подходящих компонентов, и применимы к любой технологии радиодоступа (RAT) или мульти-RAT-системам, в которой устройство беспроводной связи принимает и/или передает сигналы (например, данные). Хотя некоторые варианты осуществления описаны для стандартов «Новое Радио» (NR) и/или LTE, варианты осуществления могут быть применимы к любым RAT, таким как UTRA, E-UTRA, узкополосный интернет вещей (NB-IoT), WiFi, Bluetooth, следующее поколение RAT (NR, NX), 4G, 5G, LTE режим частотного дуплексного разноса (FDD)/временного дуплексного разноса (TDD) и т.д.

Следует отметить, что описанные в настоящем документе функции, будучи выполняемые базовой станцией, могут быть распределены по множеству базовых станций и/или сетевых узлов. Дополнительно, хотя варианты осуществления описаны со ссылкой на базовые станции, понятно, что варианты осуществления могут быть реализованы в любом подходящем сетевом узле или через него, из которых базовые станции являются типом. Кроме того, сеть 300 может обеспечивать многопользовательскую передачу многоканальный вход-многоканальный выход (MU-MIMO). Таким образом, сеть 300 может упоминаться как сеть MU-MIMO беспроводной связи или система.

Варианты осуществления обеспечивают структуру прекодера для обратной связи с прекодера в условиях многолучевого распространения радиоволн, которая использует различные свойства для снижения объема служебной сигнализации обратной связи. В некоторых вариантах осуществления обеспечивают повышенная производительность MU-MIMO по сравнению с известными структурами, благодаря наличию насыщенной обратной связи прекодера с умеренным объемом служебной сигнализации обратной связи. Предоставляют описание кодовых книг прекодеров в условиях многолучевого распространения радиоволн, которые имеют специфические структуры, что позволяет использовать незначительный объем служебной сигнализации обратной связи.

Прежде всего, рассмотрен канал временного домена между сополяризованной прямолинейной равноамплитудной антенной решеткой (ULA) с N-размером с разделением антенного элемента d_λ на длинах волн и одной приемной антенной. Матрица канала может быть выражена в общем виде

т.е. состоящей из суммы M многоканальных компонентов, где c_i является комплексным коэффициентом канала, является вектором управления решетки, θ_i является углом выхода луча (AoD) относительно ULA многоканального компонента i и τ_i является величиной задержки распространения.

Далее получают представление частотного домена матрицы канала как

Далее получают матрицу канала для конкретной частоты f = f₀. Тогда вектор канала становится = , где является еще одним комплексным коэффициентом. Оптимальным прекодером, который идеально инвертирует этот канал, является прекодер максимального коэффициента передачи (MRT), где * обозначает комплексное сопряжение.

D_N определяют как DFT матрицу N × N размера, то есть элементы D_N определяют как . Дополнительно, для получения повернутой матрицы N × N размера, определенной для 0≤q <1. Произведение D_N на R_N(q) слева формирует повернутую DFT матрицу с записями . Повернутая DFT матрица состоит из нормализованных векторов ортогонального столбца, которые, кроме того, охватывают векторное пространство . То есть столбцы для любого q являются ортонормированным базисом

MRT прекодер умножают на повернутую DFT матрицу для выполнения изменения базы с называемого антенного пространства на лучевое пространство. Полученное представление лучевого пространства вектора прекодера может быть затем выражено как

Прежде всего, необходимо отметить, что вектор управления может быть выражен как масштабированный столбец повернутой DFT матрицы , где и . Заметим, что сопряженный вектор ) управления равен другому вектору управления с углом, отраженным на широкой стороне решетки, т.е. .

Далее, вернемся к представлению лучевого пространства вектора прекодера, заметим, что - это внутреннее произведение между сопряженным вектором управления и столбцом повернутой DFT матрицы. Ранее было отмечено, что любой вектор управления может быть выражен как масштабированный столбец повернутой DFT матрицы (с соответствующими значениями, установленными для q = q₀ и l = l₀). В этом случае внутреннее произведение между (сопряженным) вектором управления и d_l будет

Опять же, для этого требуется, чтобы q был установлен соответствующим образом, чтобы лучевое пространство было повернуто так, чтобы идеально соответствовать вектору управления многоканального коэффициента i. Если это не так, то вектор управления будет по-прежнему разрежен в системе координат лучевого пространства, причем один или два коэффициента имеют большую магнитуду, и остальные коэффициенты имеют малую магнитуду. Таким образом, каждый многоканальный компонент будет в значительной степени формировать только один или несколько коэффициентов лучевого пространства. Воздействие поворота лучевого пространства на разреженность лучевого пространства канала проиллюстрировано на фиг. 4A-4D, на котором показан канал прямой видимости (LoS). Фиг. 4А иллюстрирует индекс/множитель поворота q = 0. Фиг. 4B иллюстрирует индекс/множитель поворота q = 2/4. Фиг. 4C иллюстрирует индекс/множитель поворота q = 1/4. Фиг. 4D иллюстрирует индекс/множитель поворота q = 3/4.

Однако, канал частотной области представляет собой сумму M многоканальных компонентов, каждая из которых имеет, возможно, другой угол θ_i выхода луча. Таким образом, разреженность лучевого пространства канала зависит от распределения многоканальных компонентов AoD θ_i. Распространение в этом распределении часто обозначают как угловое расхождение канала. Чистый канал прямой видимости (LoS) имеет малую величину углового расхождения и может не учитываться в лучевом пространстве, как показано на фиг. 4A-4D. С другой стороны, канал с очень большой величиной углового расхождения должен быть представлен в лучевом пространстве, но должен быть представлен многими множителя лучевого пространства. Однако сотовый канал беспроводной связи обычно имеет лишь несколько достаточно мощных многоканальных компонентов и, таким образом, может быть эффективно представлен лишь несколькими коэффициентами лучевого пространства. Т.е. представляет собой представленными в настоящем описании кодовыми книгами, используемыми в условиях многолучевого распространения радиоволн.

С целью пояснения структуры прекодера в некоторых вариантах осуществления (повернутые) DFT матрицы, которые представляли собой подходящие средства преобразования для однополяризованной ULA, были расширены, чтобы соответствовать более общему случаю двухполяризованных 2D прямолинейных равно амплитудных антенных решеток (UPAs).

Повернутую двумерную DFT матрицу определяют как

Столбцы составляют ортонормированный базис векторного пространства . Так, столбец d_i в дальнейшем обозначается (DFT) лучом.

Далее рассмотрена двухполяризованная UPA, в котором матрица является матрицей канала.

Формируют двухполяризованную матрицу

преобразования луча. Столбцы составляют ортонормированный базис векторного пространства . Такой столбец b_i в дальнейшем обозначается однополяризованным лучом (SP-луч), поскольку он сформирован лучом d, переданным на одной поляризации (т.е. ). Также введено обозначение «двухполяризованный луч» для обозначения луча, передаваемого на обеих поляризациях (синфазно с (произвольным) коэффициентом фазирования, т.е. ). Следует отметить, что множители синфазирования могут быть использованы для обеспечения когерентного суммирования (т.е. синфазно) переданных лучей от двух поляризаций в пределах уровня (многоуровневой передачи) в приемнике для увеличения принятой мощности этого уровня, которая, в свою очередь, увеличивает принятый SINR этого уровня. Множители синфазирования также могут принимать данные на ортогональных друг к другу разных уровнях (в случае передачи ранга 2 или выше), чтобы минимизировать межуровневую интерференцию, что также приводит к увеличению принятого SINR уровней.

Используя предположение, что канал несколько разрежен, большая часть энергии канала может быть достаточно захвачена путем выбора подмножества столбцов . То есть достаточно описать пару SP-лучей, которые снижают объем служебной сигнализации обратной связи. Выбирают подмножество столбцов, состоящее из столбцов , для формирования матрицы преобразования уменьшенного лучевого пространства. Другими словами, в качестве одного неограничивающего примера для формирования матрицы преобразования уменьшенного лучевого пространства выбирают номер столбца.

Кроме того, следует отметить, что матрица w прекодера может быть получена из собственных значений матрицы H канала. Более конкретно, прекодер w может быть рассчитан как приблизительно равный основным собственным векторам матрицы H канала. Например, в случае одной приемной антенны, которая, таким образом, может поддерживать только одноуровневую передачу, самый мощный собственный вектор (v1) равен MRT прекодеру, то есть .

Общая структура прекодера для предварительного кодирования одного уровня выглядит следующим образом:

.

при этом являются комплексными множителями. Более совершенную структуру прекодера в условиях многолучевого распространения радиоволн получают путем разделения комплексных множителей в мощности (или амплитуде) и фазовой части как

уравнение 4

Поскольку умножение вектора w прекодера на комплексную константу C не изменяет его характеристик формирования луча (поскольку важны только фаза и амплитуда относительно других однополяризованных лучей), можно без потери общности предположить, что множители, соответствующие, например, SP-лучу 1, фиксируют на и , так что параметры для одного меньшего луча могут быть сигнализированы из устройства беспроводной связи в базовую станцию. Кроме того, можно предположить, что прекодер дополнительно рассматривают как произведение на коэффициент нормирования, так что выполняют ограничение суммарной мощности, то есть . Для упрощения описания в приведенных в настоящем документе уравнениях любой такой коэффициент нормирования не учитывают.

Как только устройство беспроводной связи определило матрицу прекодера, следующая информация должна быть возвращена устройством беспроводной связи на базовую станцию, например eNodeB, в CSI отчете обратной связи, например:

• выбранные столбцы , т. е. однополяризованные лучи. Для этого требуется не более бит;

• вертикальные и горизонтальные множители и поворота на DFT основе.

Например, для некоторого значения Q. Соответствующие служебные данные тогда будут битами;

• уровни мощности (относительные) SP-лучей. Если L представляет

собой количество возможных дискретных уровней мощности, то необходимо для обратной связи уровней мощности SP-луча; и

• коэффициенты синфазирования SP-лучей. Например,

, для некоторого значения K. Соответствующий объем служебной сигнализации будет составлять .

В следующих примерах для уменьшения объема CSI служебной сигнализации обратной связи может быть реализована дополнительная оптимизация.

В некоторых вариантах осуществления возможные варианты столбцов ограничены, поэтому, если выбран столбец i = i₀, то равен столбцу . То есть, если выбран SP-луч, соответствующий определенному лучу, отображенному на первую поляризацию, например, , это означало бы, что выбран SP-луч . То есть также выбирают SP-луч, соответствующий упомянутому определенному лучу, отображаемому во вторую поляризацию. Это уменьшило бы объем служебной сигнализации обратной связи, так как только столбцов должны были быть выбраны и переданы обратно на базовую станцию. Другими словами, осуществляют выбор столбцов на уровне луча (или DP-луча), а не на уровне SP-луча. Если некоторый луч имеют высокий уровень мощности на одной из поляризаций, то это обычно означает, что луч будет иметь такой же высокий уровень мощности и на другой поляризации, по меньшей мере, в широкополосном смысле, поэтому потеря ограничения выбора столбца, таким образом, не будет значительно ухудшать производительность.

В одном варианте осуществления лучи сортируют по уровню мощности. Затем квантование относительных мощностей может быть более грубым для лучей со слабой мощностью для сохранения битов обратной связи. В другом варианте осуществления указывают только индекс самого мощного луча, другие лучи приведены в порядке, не зависящем от уровня мощности. Указание лучей неупорядоченным способом может сохранять биты обратной связи.

В некоторых вариантах осуществления прекодер в условиях многолучевого распространения радиоволн факторизуют на два или более множителей, которые выбирают с разной частотной гранулярностью, чтобы уменьшить объем служебной сигнализации обратной связи. В предпочтительном таком варианте осуществления выбор SP-луча (т.е. выбор матрицы ) и относительные мощности/амплитуды SP-луча (т.е. выбор матрицы ) выбирают с определенной частотной гранулярностью, в то время как фазы SP-луча (т.е. выбор матрицы ) выбирают с другой определенной частотной гранулярностью. В одном из таких вариантов осуществления упомянутая определенная частотная гранулярность соответствует широкополосной выборке (то есть одной выборке для всей полосы пропускания несущей), в то время как упомянутая другая определенная частотная гранулярность соответствует выбору подполосы (то есть полоса несущей разделена на несколько поддиапазонов, обычно состоящих из 1-10 физических блоков ресурсов (PRBs), и для каждого поддиапазона выполняют отдельный выбор).

В типичном таком варианте осуществления вектор прекодера в условиях многолучевого распространения радиоволн факторизуют как , где является первым множителем и может быть выбран (или сгенерирован) с определенной частотной гранулярностью, и является вторым множителем и может быть выбран (или сгенерирован) с другой определенной частотной гранулярностью. Вектор прекодера может быть затем выражен как . Используя эту нотацию, если упомянутая определенная частотная гранулярность соответствует широкополосному выбору и упомянутая другая определенная частотная гранулярность соответствует выбору подполосы, вектор прекодера для поддиапазона l может быть выражен как . То есть только является функцией индекса l поддиапазона.

В более общей версии предшествующих наборов вариантов осуществления исключают критерий, согласно которому вектор w прекодера в условиях многолучевого распространения радиоволн состоит из двух или более матричных множителей. Вместо этого, выбор w может быть выражен как выбор двух или более индексов прекодера, то есть где индексы прекодера могут быть выбраны с различной частотной гранулярностью. То есть вектор прекодера может быть выражен как функция двух или более индексов прекодера, так что . В предпочтительном варианте осуществления i₁ может быть выбран по широкополосной основе, тогда как i₂ может быть выбран на основе подполосы, так что вектор прекодера для поддиапазона l может быть выражен как .

Предшествующие варианты осуществления были представлены в предположении, что вектор w прекодера для одноуровневой передачи (то есть передачи ранга-1) применим для многоуровневой передачи (то есть ранг передачи более одного), используя также матрицу W прекодера. Следующие варианты осуществления дополнительно относятся к структуре матрицы прекодера для многоуровневой передачи.

В некоторых вариантах осуществления матрицу прекодера формируют путем сохранения выбора SP-луча и относительных мощностей/амплитуд SP-луча одинаково для всех уровней многоуровневой передачи при изменении только фаз SP-луча для разных уровней. То есть матрица прекодера в условиях многолучевого распространения радиоволн для многоуровневой передачи может быть выражена как , где R количество уровней в многоуровневой передаче, т.е. ранг передачи.

В другом варианте некоторые записи в фазовой матрице могут быть нулевыми, чтобы не использовать все выбранные SP-лучи для передачи всех уровней.

Следует отметить, что предшествующие варианты осуществления, касающиеся многоуровневой передачи, могут быть объединены с вариантами осуществления, относящимися к разной частотной гранулярности множителей прекодера. Например, и , так что первый матричный множитель (или первый множитель) является общим для всех уровней многоуровневой передачи, тогда как второй матричный множитель (или второй множитель) содержит конкретный уровень прекодера.

В некоторых вариантах осуществления рассматривают структуру прекодера для прекодера ранга-2, и предполагают, что выбор столбцов выполняют на основе DP-луча, а не SP-луча как описано в более раннем варианте осуществления. В этих вариантах осуществления выбор фазы для прекодера для второго уровня является функцией выбора фазы для прекодера для первого уровня. В одном из таких вариантов осуществления фазы второго уровня, которые соответствуют первой поляризации, равны фазам первого уровня, которые соответствуют первой поляризации, тогда как фазы второго уровня, которые соответствуют второй поляризации, являются отрицанием фазы для первого уровня, которые соответствуют второй поляризации. Отрицание соответствует фазовому сдвигу на 180 градусов. Построение прекодера таким образом гарантирует, что два уровня являются ортогональными.

Следующие варианты осуществления описывают операцию квантования относительных уровней мощности SP-лучей. Можно отметить, что относительные уровни мощности могут быть больше нуля и меньше единицы, поскольку можно предположить, что первый выбранный SP-луч соответствует самому мощному SP-лучу. В одном варианте осуществления мощности луча равномерно квантуют между , где соответствует минимальному уровню мощности (который может быть равен нулю). В одном варианте осуществления монотонная функция мощности луча равномерно квантуют. В одном из таких вариантов осуществления равномерно квантуют квадратный корень мощности лучей (то есть ).

В другом таком варианте осуществления квантование выполняют в dB-области, так что вместо этого значения равномерно квантуют в интервале dB. При этом .

Следующие варианты осуществления описывают способ вычисления упомянутой в настоящей документе обратной связи устройством беспроводной связи, то есть, они являются вариантами реализации устройства беспроводной связи.

В этих вариантах осуществления устройство беспроводной связи выбирает фазы SP-лучей, где каждая фаза может быть выбрана из набора возможных значений, например, для некоторого значения K. Таким образом, возможны комбинации, которые могут быть очень большими, если K или велико, и поэтому устройство беспроводной связи не может реализовать полный поиск всех возможностей. Вместо этого, устройство беспроводной связи может выполнять последовательное синфазирование. То есть устройство беспроводной связи сначала осуществляет поиск по K возможностям для первого коэффициента синфазирования (например, путем вычисления принятой мощности гипотезы прекодера), в то же время устанавливая все остальные коэффициенты синфазирования равными нулю. Затем просматривают K возможности для второго коэффициента синфазирования, устанавливая при этом остальные коэффициенты синфазирования на ноль и т.д. Вместо поиска всех возможных комбинаций, устройство беспроводной связи должно искать только гипотезы.

Устройство беспроводной связи может также выбирать, какие SP-лучи должны быть включены в состав прекодера, т.е. как выбирать столбцы из матрицы преобразования двухполяризационного лучевого пространства для формирования матрицы преобразования уменьшенного лучевого пространства. Во-первых, устройство беспроводной связи может формировать усредненную корреляционную матрицу канала путем усреднения по частоте, соответствующей частотной гранулярности выбора луча (например, по всей ширине полосы), как . Затем возможно рассчитывать широкополосную принятую мощность каждого SP-луча, учитывая диагональные элементы матричного произведения . Затем устройство беспроводной связи может выбирать лучи, которые имеют наибольшую широкополосную принятую мощность. Принятая мощность (гипотетических) лучей i задана: . Относительные уровни р мощности (гипотетических) лучей в прекодере могут быть установлены в соответствии с относительными уровнями принятой мощности лучей, то есть: .

Один вариант осуществления относится к способу вычисления множителей и поворота устройством беспроводной связи. Предполагают, что множители поворота могут быть выбраны из фиксированного набора возможных значений, например, для некоторого значения Q. Устройство беспроводной связи может затем для каждого возможного значения множителей ( и ) поворота вычислить принятую мощность самых мощных лучей, соответствующих поворотной матрице преобразования лучевого пространства согласно предшествующему варианту осуществления «способа выбора луча». Затем устройство беспроводной связи может выбрать гипотезу поворота, которая максимизирует принимаемую мощность в области уменьшенном лучевом пространстве.

Следует отметить, что при выборе лучей лучи не являются лучами, передаваемыми сетевым узлом, но они представляют собой гипотетические передачи, которые оценивает устройство беспроводной связи. Сетевой узел/базовая станция передает набор незашифрованных CSI-RS (из, например, каждого антенного элемента антенной решетки), который измеряется устройством беспроводной связи, который затем может быть использован для определения оценки H канала. На основании данной оценки канала, устройство беспроводной связи будет выбирать оптимальный прекодер (который состоит из суммы ортогональных DFT лучей). Например, чтобы выбрать лучшие лучи, устройство беспроводной связи выполнит поиск по по-разному повернутой ортогональной DFT-базиса/матрице для:

1) выбора наилучшего повернутого ортогонального DFT базиса/матрицы и соответствующих множителей ( и ) поворота; и

2) выбора наилучших лучей из базиса/матрицы .

Фиг. 5 иллюстрирует схему 500 сигнализации между сетевым узлом 320, таким как eNB, и устройством 310 беспроводной связи, в сети/системе 300 беспроводной связи, например, для сообщения CSI обратной связи из устройства беспроводной связи в eNB.

Сетевой узел 320 сначала отправляет опорные сигналы в устройство 310 беспроводной связи, такие как CSI-RS или CRS, или любые другие сигналы, которые позволяют определять или предоставлять информацию относительно канала (этап 510).

На основании принятых опорных сигналов устройство 310 беспроводной связи определяет параметры прекодера (этап 520). Например, устройство беспроводной связи может определять оптимальный прекодер для условий/оценки канала на основании принятых опорных сигналов.

После определения параметров прекодера устройство 310 беспроводной связи отправляет CSI отчет сетевому узлу, при этом, CSI отчет включает в себя определенные параметры прекодера (этап 530).

Как только сетевой узел 320 принимает CSI отчет, определяют параметры передачи на основе принятой информации (например, параметров прекодера). Например, сетевой узел 320 может решить использовать прекодер, рекомендованный устройством беспроводной связи, для определения схемы модуляции и кодирования (MCS) и использовать схему предварительного кодирования прекодера для передачи данных устройства беспроводной связи. Однако, на основании принятой информации, сетевой узел 320 может принять решение использовать другой прекодер и определить схему MCS и предварительного кодирования на основании этого прекодера (этап 540).

Следует отметить, что схема 500 сигнализации известна в данной области техники. Варианты осуществления настоящего изобретения направлены на то, как устройство 310 беспроводной связи определяет параметры прекодера, чтобы рекомендовать сетевому узлу 320. В качестве примера, устройство 310 беспроводной связи может выбирать некоторые лучи, которые имеют наибольшую принимаемую мощность, например, из множества ортогональных лучей. Для расчета уровня мощности лучей устройство беспроводной связи использует диагональные элементы матричного произведения , где , как описано выше. Устройство беспроводной связи также определяет фазы выбранных лучей. Для определения фаз устройство 310 беспроводной связи может использовать последовательный способ синфазирования, как описано выше. Устройство беспроводной связи также может вычислять множителей ( и ) поворота, которые используют для получения ортогональных лучей (d) и вычисляют матрицу преобразования лучевого пространства. Могут быть использованы и другие способы определения уровней мощности. Например, устройство беспроводной связи потенциально может провести полный исчерпывающий поиск по всем гипотезам прекодера и рассчитать оценку пропускной способности, достигаемой каждым прекодером.

После определения параметров прекодера устройство беспроводной связи отправляет CSI отчет на базовую станцию, при этом, CSI отчет включает в себя параметры прекодера. Согласно некоторым вариантам осуществления параметры прекодера включают в себя индексы, соответствующие выбранным лучам, их уровни мощности и фазы и множители поворота.

В одном варианте осуществления на фиг. 6 показана блок-схема последовательности операций примерного процесса, выполняемого в устройстве 310 беспроводной связи для определения параметров, позволяющих сформировать структуру кодовой книги прекодера в системе беспроводной связи согласно варианту осуществления. Процесс включает в себя выбор подмножества столбцов матрицы преобразования лучевого пространства, причем каждый столбец соответствует одиночному поляризованному лучу (этап 610). Этот процесс также включает в себя факторизацию каждого столбца, по меньшей мере, двумя множителями, первым множителем, имеющим первую частотную гранулярность, и вторым множителем, имеющим вторую частотную гранулярность (этап 620).

На фиг. 7 показана блок-схема примерного устройства 310 беспроводной связи, выполненного с возможностью определять информацию прекодера, чтобы обеспечить возможность построения структуры кодовой книги прекодера в системе беспроводной связи согласно варианту осуществления.

Устройство 310 беспроводной связи имеет схему 700 обработки. В некоторых вариантах осуществления схема 700 обработки может включать в себя память 710 и процессор 720, причем память 710 содержит инструкции, которые при выполнении процессором 720 конфигурируют процессор 720 выполнить одну или несколько описанных в настоящем документе функций, таких как этапы способа 600. В дополнение к традиционному процессору и памяти схема 700 обработки может содержать интегральную схему для обработки и/или управления, например, один или несколько процессоров и/или процессорных ядер и/или FPGAs (программируемая логическая интегральная схема) и/или ASICs (специализированная интегральная схема).

Память 710 выполнена с возможностью хранить информацию 730 прекодера, при этом, информация прекодера включает в себя частотные гранулярности множителей одиночных поляризованных лучей. Процессор выполнен с возможностью выбирать (740) подмножество столбцов матрицы преобразования лучевого пространства, причем каждый столбец соответствует SP-лучу, при этом, SP-луч имеет фазы. Процессор 720 также выполняет факторизацию (750) каждого столбца, по меньшей мере, на два множителя, причем первый множитель имеет первую частотную гранулярность и второй множитель имеет вторую частотную гранулярность. Устройство 310 беспроводной связи дополнительно включает в себя передатчик 760, выполненный с возможностью передавать информацию о множителях и частотной гранулярности на базовую станцию.

Фиг. 8 иллюстрирует блок-схему альтернативного варианта осуществления устройства 310 беспроводной связи, выполненного с возможностью определять параметры, позволяющие сформировать структуру кодовой книги прекодера в системе беспроводной связи согласно другому варианту осуществления. Устройство 310 беспроводной связи включает в себя модуль 800 памяти (аналогично 710 на фиг. 7), который хранит информацию 730 прекодера. Устройство беспроводной связи также включает в себя модуль 810 селектора луча, выполненный с возможностью выбирать подмножество столбцов матрицы преобразования лучевого пространства, при этом, каждый столбец соответствует SP-лучу, причем SP-луч имеет фазы. Устройство беспроводной связи также включает в себя модуль 820 факторизации, выполненный с возможностью разлагать каждый столбец, по меньшей мере, на два множителя, причем первый множитель имеет первую частотную гранулярность и второй множитель имеет вторую частотную гранулярность. Устройство 310 беспроводной связи дополнительно включает в себя модуль 830 передатчика, выполненный с возможностью передавать информацию о множителях и частотной гранулярности на базовую станцию.

Фиг. 9 иллюстрирует блок-схему базовой станции 320, такой как eNodeB или сетевой узел, выполненный с возможностью передавать в устройство беспроводной связи в соответствии с параметрами передачи на основании информации, принятой из устройства беспроводной связи, согласно варианту осуществления. Базовая станция 320 имеет схему 900 обработки, имеющую память 910 и процессор 920. Память 910 выполнена с возможностью хранить информацию 930 прекодера, содержащуюся в CSI отчете, принятом из устройства беспроводной связи. Процессор 920 выполнен с возможностью определять параметры 940 передачи, включающие в себя индикатор ранга, схему модуляции и кодирования. Базовая станция 320 имеет приемник 950, выполненный с возможностью принимать из устройства беспроводной связи информацию прекодера, включающую в себя: подмножество столбцов матрицы преобразования лучевого пространства, при этом, каждый столбец соответствует сигналу поляризованного, SP, луча, причем SP-лучи имеют фазы и амплитуды и частотные гранулярности множителей SP-лучей. Базовая станция дополнительно содержит передатчик 960, выполненный с возможностью передавать параметры передачи в устройство беспроводной связи.

Фиг. 10 иллюстрирует блок-схему последовательности операций способа 1000 для отправки параметров прекодера устройством беспроводной связи в сетевой узел в системе беспроводной связи, такой как 300.

Способ начинают с отправки в сетевой узел подмножества лучей, выбранных из множества ортогональных лучей и уровней мощности выбранного подмножества лучей, для первой частотной гранулярности (этап 1010).

Затем этот способ продолжают отправкой на сетевой узел фаз выбранного подмножества лучей для второй частотной гранулярности (этап 1020), в котором выбранное подмножество лучей, уровни мощности и фазы выбранного подмножества лучей являются частью параметров прекодера. Следует отметить, что параметры прекодера, отправленного в сетевой узел 320, могут также содержать множители поворота и другую информацию.

Например, подмножество лучей выбирают, как описано выше, для формирования матрицы преобразования уменьшенного лучевого пространства. Например, множество ортогональных лучей соответствует столбцам . Первая частотная гранулярность соответствует (всей) частотной полосе пропускания (несущей), и вторая частотная гранулярность соответствует частотному поддиапазону в пределах полосы частот. Кроме того, уровни мощности одинаковы для всех уровней многоуровневой передачи, и фазы являются специфичными для каждого отдельного уровня многоуровневой передачи, например, фазы назначают независимо для каждого отдельного уровня.

Следует отметить, что выбранное подмножество лучей, уровни мощности и фазы могут быть отправлены на сетевой узел в одном сообщении или в нескольких сообщениях, как будет понятно специалисту в данной области техники.

Фиг. 11 иллюстрирует блок-схему последовательности операций способа 1100 для определения параметров прекодера в системе беспроводной связи, такой как система связи многопользовательского многоканального входа-многоканального выхода (MU-MIMO), согласно другому варианту осуществления. Способ выполняют, например, устройством беспроводной связи, например, таким как 310. Следует отметить, что способ 1100 аналогичен способу 600 на фиг. 6, причем описанный этап 620 факторинга является иным.

Способ 1100 начинают с этапа 1110 путем выбора подмножества лучей из множества ортогональных лучей. Множество ортогональных лучей может соответствовать столбцам повернутой 2D DFT матрицы, такой как Выбранное подмножество лучей может, например, соответствовать столбцам .

Способ 1100 продолжают посредством получения уровней мощности выбранного подмножества лучей для генерирования первого множителя (этап 1120). Уровни мощности могут быть рассчитаны, например, устройством 310 беспроводной связи или облачными вычислениями. Первый множитель соответствует, например, .

Затем способ 1100 получает фазы выбранного подмножества лучей для генерирования второго множителя, причем первый множитель и второй множитель являются частью параметров прекодера (этап 1130). Фазы могут быть рассчитаны устройством 310 беспроводной связи или облачными вычислениями. Второй множитель соответствует . Прекодер w задают следующим образом: .

Параметры прекодера затем отправляют, например, в сетевой узел 320 в CSI отчете обратной связи. Следует отметить, что параметры прекодера, отправленные в сетевой узел 320, могут также содержать множители поворота и другую информацию.

В некоторых вариантах осуществления выбранное подмножество лучей представляет собой однополяризованные лучи, соответствующие передаче по одной поляризации. В некоторых других вариантах осуществления подмножество лучей выбирают в поляризационных парах, при этом, каждая пара поляризации соответствует лучам с двойной поляризацией (DP).

В некоторых вариантах осуществления выбор подмножества лучей осуществляют путем определения лучей, которые имеют наибольшую широкополосную принятую мощность.

При расчете широкополосной принятой мощности устройство 320 беспроводной связи фактически вычисляет коэффициенты мощности или уровни мощности. Коэффициенты мощности подмножества лучей могут быть выражены как первая матрица, которая соответствует . Уровни мощности (или коэффициенты мощности или мощности) выбирают или получают, например, на широкополосной базе (что соответствует первой частотной гранулярности). Кроме того, уровни мощности могут быть получены с одинаковыми (или общими) для всех уровнями многоуровневой передачи, что означает, что уровни мощности луча распределяют между всеми уровнями и поляризациями. Получают конкретные для каждого уровня многоуровневой передачи значения фаз, например, что означает, что фазы назначают независимо для каждого отдельного уровня.

Кроме того, выбранное подмножество лучей можно сортировать по порядку уровней мощности или мощности. Кроме того, первый луч, который имеет меньшую мощность, чем второй луч, может быть квантован более крупным значением квантования, чем второй луч. Таким образом, при представлении параметров прекодера сетевому узлу может быть сохранено количество бит. Следует отметить, что первый луч, имеющий меньшую мощность, чем второй луч, означает, что уровень мощности первого луча ниже уровня мощности второго луча.

С целью снижения объема CSI служебной сигнализации обратной связи, мощности выбранных лучей могут быть квантованы при первом разрешении квантования, и фазы выбранных лучей могут быть квантованы при втором разрешении квантования. Чтобы дополнительно снизить объем CSI служебной сигнализации обратной связи, в отчете сетевому узлу указывают индекс самого мощного луча (например, имеющий наивысший уровень мощности) выбранного подмножества лучей, и остальные лучи в выбранном подмножестве задают неупорядоченным образом с учетом мощности. Кроме того, уровни мощности могут быть равномерно квантованы между первым значением и вторым значением, причем первое значение является минимальным уровнем мощности.

В некоторых вариантах осуществления первый множитель генерируют для первой частотной гранулярности, и второй множитель генерируют для второй частотной гранулярности, при этом, первая частотная гранулярность соответствует всей частотной полосе пропускания (несущей), и вторая частотная гранулярность соответствует частотному поддиапазону в полосе частот.

В некоторых вариантах осуществления для прекодера ранга-2 фазы выбранного подмножества лучей для первого уровня являются функцией фаз выбранного подмножества лучей для второго уровня.

Следует отметить, что в настоящем изобретении термины «уровень мощности», «коэффициент мощности» и «амплитуда» взаимозаменяемы для описания характеристик лучей, которые содержат уровень мощности/амплитуды и фазу.

Фиг. 12 иллюстрирует блок-схему последовательности операций способа 1200 для определения параметров передачи в системе беспроводной связи, такой как 300, согласно варианту осуществления. Способ выполняют, например, сетевым узлом, таким как 320.

Способ 1200 начинают с этапа 1210, на котором, в ответ на передачу опорных сигналов в устройство беспроводной связи, принимают параметры прекодера, которые включают в себя подмножество лучей, выбранных из множества ортогональных лучей, и уровни мощности выбранного подмножества лучей для первого частотной гранулярности и фазы выбранного подмножества лучей для второй частотной гранулярности. Опорные сигналы могут содержать CSI-RS, RS, или любые другие сигналы, которые позволяют определить оценку канала.

Способ 1200 продолжают посредством определения параметров передачи на основе принятых параметров прекодера (этап 1220). Например, на основании принятой информации, сетевой узел определяет параметры передачи, такие как схема кодирования модуляции и схема предварительного кодирования для передачи данных устройства беспроводной связи. Основываясь на принятой информации, сетевой узел может решить/выбрать использовать ли прекодер, предлагаемый устройством беспроводной связи, или может решить/выбрать другой прекодер. Затем, сетевой узел отправляет определенные параметры передачи в устройство беспроводной связи для передачи данных.

Фиг. 13 иллюстрирует блок-схему последовательности операций способа 1300 для определения параметров передачи в системе беспроводной связи, такой как 300, согласно другому варианту осуществления. Способ выполняют, например, сетевым узлом, таким как 320.

Способ 1300 начинают с этапа 1310, на котором, в ответ на передачу опорных сигналов в устройство беспроводной связи, принимают параметры прекодера, которые включают в себя подмножество лучей, выбранные из множества ортогональных лучей, первый множитель, ассоциированный с уровнями мощности выбранного подмножества лучей, и второй множитель, ассоциированный с фазами выбранного подмножества лучей. Опорные сигналы могут содержать CSI-RS, RS, или любые другие сигналы, которые позволяют определить оценку канала.

Способ 1300 продолжает определять параметры передачи на основании принятых параметров прекодера (этап 1320). Например, на основании принятой информации сетевой узел определяет параметры передачи, такие как схема кодирования модуляции и схема предварительного кодирования для передачи данных устройства беспроводной связи. Основываясь на принятой информации, сетевой узел может решить/выбрать использовать ли прекодер, предлагаемый устройством беспроводной связи, или может решить/выбрать другой прекодер. Затем сетевой узел отправляет определенные параметры передачи в устройство беспроводной связи для передачи данных.

На фиг. 14 показана блок-схема базовой станции 320, такой как eNodeB, выполненная с возможностью определять параметры передачи на основании информации, принятой из устройства беспроводной связи, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Базовая станция 320 имеет схему 1410 обработки, имеющую память 1450 и процессор 1440. Базовая станция 320 дополнительно содержит сетевой интерфейс 1430 и один или несколько приемопередатчиков 1420. В некоторых вариантах осуществления приемопередатчик 1420 обеспечивает передачу сигналов беспроводной связи и прием сигналов беспроводной связи из устройства 310 беспроводной связи (например, через антенну), один или несколько процессоров 1440 выполняют инструкции для предоставления некоторых или всех функциональных возможностей, описанных выше, будучи предоставляемых сетевым узлом 320, память 1450 хранит инструкции для выполнения одним или более процессорами 1440, сетевой интерфейс 1430 передает сигналы на основные сетевые компоненты, такие как шлюз, коммутатор, маршрутизатор, интернет, коммутируемая телефонная сеть общего пользования (PSTN), основные сетевые узлы или контроллеры радиосети и т. д. Сетевой интерфейс 1430 подключен к процессору и/или памяти.

В качестве примера, процессор 1440 выполнен с возможностью выполнять способы 1200 и 1300. Один или несколько процессоров 1440 могут включать в себя любую подходящую комбинацию аппаратного и программного обеспечения, реализованную в одном или нескольких модулях, для выполнения инструкций и управления данными для выполнения некоторых или всех описанных функций сетевого узла 320, такие как те, которые описаны в способах 1200 и 1300. В некоторых вариантах осуществления один или несколько процессоров 1440 могут включать в себя, например, один или несколько компьютеров, один или несколько центральных блоков обработки (CPU), один или несколько микропроцессоров, одно или несколько приложений, одну или несколько специализированных интегральных схем (ASIC), один или несколько программируемых пользователем вентильных матриц (FPGA) и/или другую логику. В некоторых вариантах осуществления один или несколько процессоров 1440 могут содержать один или несколько модулей, описанных ниже со ссылкой на фиг. 18. Следует отметить, что схема 1410 обработки аналогична схеме 900 обработки. Процессор 1440 аналогичен процессору 920 и память 1450 аналогичная памяти 910.

Память 1450, как правило, выполнена с возможностью хранить инструкции, такие как компьютерная программа, программное обеспечение, приложение, включающее в себя одну или несколько логик, правил, алгоритмов, код, таблиц и т.д. и/или другие инструкции, которые могут быть выполнены одним или несколькими процессорами 1440. Примеры памяти 1450 включают в себя память компьютера (например, оперативное запоминающее устройство (RAM) или постоянное запоминающее устройство (ROM)), носители информации (например, жесткий диск), съемные носители данных (например, компакт-диск (CD) или цифровой видеодиск (DVD)) и/или любые другие энергозависимые или энергонезависимые, непереходные компьютерно-считываемые и/или исполняемые компьютером устройства памяти, которые хранят информацию.

На фиг. 15 показано примерное устройство 310 беспроводной связи, выполненное с возможностью определять параметры прекодера в системе беспроводной связи, например, 300.

Устройство 310 беспроводной связи включает в себя антенну 1520, радиочастотную схему 1530, схему 1510 обработки, компьютерно-считываемый носитель 1540, интерфейс 1560 ввода и интерфейс 1570 вывода. Антенна 1520 может включать в себя одну или несколько антенн или антенные решетки и выполнена с возможностью передавать и/или принимать сигналы беспроводной связи и подключена к радиочастотной схеме 1530. Радиочастотная схема 1530 может содержать различные фильтры и усилители, соединена с антенной 1520 и схемой 1510 обработки и выполнена с возможностью обеспечивать условия передачи сигналов между антенной 1520 и схемой 1510 обработки. В некоторых альтернативных вариантах осуществления UE 310 может не включать в себя радиочастотную схему 1530 и схема 1510 обработки может вместо этого быть подключена к антенне 1520 без радиочастотной схемы 1530.

В некоторых вариантах осуществления схема 1510 обработки может содержать процессор 1580 и память, такую как хранилище/память 1540, причем процессор 1580 подключен к интерфейсам 1560 и 1570 ввода/вывода. Память 1540 содержит инструкции, которые при выполнении процессором, конфигурируют процессор выполнить одну или нескольких функций, описанных, например, в способе 1000 на фиг. 10 и 1100 на фиг. 11. Схема 1510 обработки аналогична схеме 700, показанной на фиг. 7.

Схема 1510 обработки может содержать и/или быть подключена и/или может быть адаптирована для доступа (например, записи и/или считывания из) памяти 1540. Такая память 1540 может быть выполнена с возможностью хранить код, выполняемый схемой управления, и/или другие данные, например данные, относящиеся к связи, например, данные конфигурации и/или адреса узлов и т.д. Схема 1510 обработки может быть выполнена с возможностью управлять процессом выполнения любого из ранее описанных способов, и/или для обеспечения выполнения таких способов, например, процессором. Соответствующие инструкции могут быть сохранены в памяти 1540, которая может быть считываемой и/или с возможностью считывания подключена к схеме 1510 обработки. Память 1540 аналогична памяти 1450 на фиг. 14.

Антенна 1520, радиочастотная схема 1530, схема 1510 обработки и/или интерфейс 1560 ввода и интерфейс 1570 вывода могут быть выполнены с возможностью выполнять любые из описанных в настоящем документе операций передачи, выполняемых устройством беспроводной связи. Любая информация, данные и/или сигналы могут быть переданы сетевому узлу и/или другому устройству беспроводной связи. Интерфейс 1560 ввода и интерфейс 1570 вывода могут совместно упоминаться как сетевой интерфейс, который подключен к процессору и/или памяти.

На фиг. 16 показана блок-схема примерного варианта осуществления устройства 310 беспроводной связи, согласно другому варианту осуществления, при этом, устройство 310 беспроводной связи выполнено с возможностью определять параметры прекодера в системе беспроводной связи. Устройство 310 беспроводной связи включает в себя модуль 1610 выбора, первый модуль 1620 получения и второй модуль 1630 получения. Модуль 1610 выбора выполнен с возможностью выбирать подмножества лучей из множества ортогональных лучей (например, соответствующих столбцам матрицы преобразования лучевого пространства). Первый модуль 1620 получения выполнен с возможностью получать уровни мощности выбранного подмножества лучей для генерирования первого множителя. Второй модуль 1630 получения выполнен с возможностью получать фазы выбранного подмножества лучей для генерирования второго множителя. Устройство 310 беспроводной связи может дополнительно включать в себя модуль передачи (не показан), выполненный с возможностью передавать/отправлять параметры прекодера в базовую станцию или сетевой узел.

На фиг. 17 показана блок-схема примерного варианта осуществления устройства 310 беспроводной связи в соответствии с другим вариантом осуществления, при этом, устройство 310 беспроводной связи выполнено с возможностью отправлять параметры прекодера в сетевой узел в системе беспроводной связи. Устройство 310 беспроводной связи включает в себя первый модуль 1710 отправки и второй модуль 1720 отправки. Первый модуль 1710 отправки выполнен с возможностью отправлять в сетевой узел подмножество лучей, выбранных из множества ортогональных лучей, и уровни мощности выбранного подмножества лучей для первой частотной гранулярности. Второй модуль 1720 отправки выполнен с возможностью отправлять фазы выбранного подмножества лучей для второй частотной гранулярности. В некоторых вариантах осуществления первый и второй модули могут быть объединены для формирования одного модуля отправки.

На фиг. 18 показана блок-схема примерного варианта осуществления сетевого узла 320, такого как eNB или базовая станция, согласно другому варианту осуществления, при этом, сетевой узел 320 выполнен с возможностью определять параметры передачи для устройства беспроводной связи в системе беспроводной связи. Сетевой узел 320 содержит модуль 1810 приема и модуль 1820 определения.

Модуль 1810 приема выполнен с возможностью принимать параметры прекодера в ответ на передачу опорных сигналов в устройство беспроводной связи. Параметры прекодера могут включать в себя подмножество лучей, выбранных из множества ортогональных лучей, и уровни мощности выбранного подмножества лучей для первой частотной гранулярности, и фазы выбранного подмножества лучей для второй частотной гранулярности. Параметры прекодера могут также включать в себя подмножество лучей, выбранных из множества ортогональных лучей, первого множителя, ассоциированного с уровнями мощности выбранного подмножества лучей, и второго множителя, ассоциированного с фазами выбранного подмножества лучей.

Модуль 1820 определения выполнен с возможностью определять параметры передачи на основании принятых параметров прекодера.

Ниже представлено описание дополнительных иллюстративных вариантов осуществления:

Вариант 1 осуществления. Способ в устройстве беспроводной связи для определения параметров, позволяющих формировать структуру кодовой книги прекодера в системе беспроводной связи, причем способ содержит: выбор подмножества столбцов матрицы преобразования лучевого пространства, причем каждый столбец соответствует однополяризованному, SP, лучу, при этом, каждый SP-луч имеет фазу и амплитуду; и факторизация каждого столбца, по меньшей мере, на два множителя, при этом, первый множитель имеет первую частотную гранулярность и, по меньшей мере, второй множитель имеет вторую частотную гранулярность.

Вариант 2 осуществления. Способ по варианту 1 осуществления, в котором первым множителем является амплитуда SP-луча и второй множитель представляет собой фазу SP-луча.

Вариант 3 осуществления. Способ по варианту 2 осуществления, в котором амплитуду SP-луча квантуют при первом разрешении квантования; и фазу SP-луча квантуют при втором разрешении квантования.

Вариант 4 осуществления. Способ по варианту 1 осуществления, в котором столбцы выбирают в поляризационных парах столбцов, каждая пара поляризации соответствует двойному поляризованному, DP-лучу.

Вариант 5 осуществления. Способ по варианту 1 осуществления дополнительно содержит сортировку SP-лучей в порядке уровней мощности и грубое квантование первого SP-луча, который имеет меньший уровень мощности, чем второй SP-луч.

Вариант 6 осуществления. Способ по варианту 1 осуществления, в котором первую гранулярность применяют по всей частотной полосе пропускания, и вторая гранулярность является функцией частотных поддиапазонов в пределах полосы пропускания.

Вариант 7 осуществления. Способ по варианту 1 осуществления дополнительно содержит передачу множителей и частотной гранулярности на базовую станцию.

Вариант 8 осуществления. Устройство беспроводной связи для определения параметров, позволяющих сформировать структуру кодовой книги прекодера в системе беспроводной связи, причем устройство беспроводной связи содержит: схему обработки, включающую в себя память и процессор, при этом, память выполнена с возможностью хранить информацию прекодера, причем информация прекодера включает в себя частоту гранулярности множителей однополяризованных, SP, лучей; процессор, выполненный с возможностью: выбирать подмножество столбцов матрицы преобразования лучевого пространства, при этом, каждый столбец соответствует SP-лучу; каждый SP-луч имеет фазу и амплитуду; и факторизовать каждый столбец, по меньшей мере, на два множителя, в котором первый множитель имеет первую частотную гранулярность, и, по меньшей мере, второй множитель имеет вторую частотную гранулярность.

Вариант 9 осуществления. Устройство беспроводной связи по варианту 8 осуществления, в котором первым множителем является амплитуда SP-луча и второй множитель является фазой SP-луча.

Вариант 10 осуществления. Устройство беспроводной связи по варианту 9 осуществления, в котором амплитуду SP-луча квантуют при первом разрешении квантования; и фазу SP-луча квантуют при втором разрешении квантования.

Вариант 11 осуществления. Устройство беспроводной связи по варианту 8 осуществления, в котором столбцы выбраны в поляризационных парах столбцов, каждая пара поляризации соответствует двойному поляризованному DP-лучу.

Вариант 12 осуществления. Устройство беспроводной связи по варианту 8 осуществления дополнительно содержит сортировку SP-лучей в порядке уровней мощности и грубое квантование первого SP-луча, который имеет меньшую мощность, чем второй SP-луч.

Вариант 13 осуществления. Устройство беспроводной связи по варианту 8 осуществления, в котором первую гранулярность применяют по всей частотной полосе пропускания, и вторая гранулярность является функцией частотных поддиапазонов в полосе пропускания.

Вариант 14 осуществления. Устройство беспроводной связи по варианту 8 осуществления дополнительно содержит передатчик, выполненный с возможностью передавать информацию о множителях и частотной гранулярности на базовую станцию.

Вариант 15 осуществления. Устройство беспроводной связи для определения параметров, позволяющих сформировать структуру кодовой книги прекодера в системе беспроводной связи, причем устройство беспроводной связи содержит: модуль памяти, выполненный с возможностью хранить информацию прекодера, при этом, информация прекодера включает в себя частотные гранулярности множителей одиночно поляризованных, SP, лучей; модуль выбора столбцов, выполненный с возможностью выбирать подмножество столбцов матрицы преобразования лучевого пространства, при этом, каждый столбец соответствует SP-лучу; каждый SP-луч имеет фазу и амплитуду; и

модуль факторизации, выполненный с возможностью факторизовать каждый столбец, по меньшей мере, на два множителя, котором первый множитель имеет первую частотную гранулярность, и, по меньшей мере, второй множитель имеет вторую частотную гранулярность.

Вариант 16 осуществления. Базовая станция для определения параметров передачи для передачи в устройство беспроводной связи на основании информации, принятой из устройства беспроводной связи, причем базовая станция содержит: схему обработки, включающую в себя память и процессор; при этом, память выполнена с возможностью хранить информацию прекодера: процессор, выполненный с возможностью определять индикатор ранга, схему модуляции и кодирования на основании информации прекодера; передатчик, выполненный с возможностью передавать индикатор ранга, схему модуляции и кодирования в устройство беспроводной связи; и приемник, выполненный с возможностью принимать из устройства беспроводной связи информацию прекодера, включающую в себя: подмножество столбцов матрицы преобразования лучевого пространства, при этом, каждый столбец соответствует сигналу поляризованного, SP, луча, причем SP-лучи имеют фазы и амплитуды; и частотную гранулярность множителей SP-лучей.

Вариант 17 осуществления. Кодовая книга прекодера содержит прекодеры для информации состояния канала, CSI, обратной связи в системе беспроводной связи, причем прекодеры в кодовой книге содержат: взвешенную сумму множества ортогональных лучей, выбранных из поворотной матрицы двумерного дискретного преобразования Фурье, DFT , и где амплитуда и фаза луча разделены разной частотной гранулярностью.

Как будет понятно специалисту в данной области техники, описанные в настоящем документе концепции, могут быть воплощены как способ, система обработки данных и/или компьютерный программный продукт. Соответственно, описанные концепции могут иметь форму полностью варианта осуществления аппаратного обеспечения, полностью варианта осуществления программного обеспечения или варианта осуществления, объединяющего аспекты программного и аппаратного обеспечения, которые в целом упоминаются в настоящем описании, как «схема» или «модуль». Кроме того, изобретение может принимать формы компьютерного программного продукта на материальном носителе, пригодном для использования на компьютере, имеющем код компьютерной программы, воплощенный в среде, который может быть выполнен компьютером. Могут использовать любой подходящий материальный считываемый компьютером носитель, включающий в себя жесткие диски, CD-ROM, электронные запоминающие устройства, оптические запоминающие устройства или магнитные запоминающие устройства.

Некоторые варианты осуществления, описаны в настоящем документе со ссылкой на иллюстрации блок-схем и/или блок-схем алгоритмов способа, систем и компьютерных программных продуктов. Понятно, что каждый проиллюстрированный этап на блок-схеме алгоритма и/или блок-схемы и комбинации этапов на иллюстрациях блок-схемы алгоритма и/или блок-схемах могут быть реализованы с помощью компьютерных программных инструкций. Эти инструкции компьютерной программы могут быть предоставлены процессору компьютера общего назначения (который затем формирует компьютер специального назначения), компьютера специального назначения или другому программируемому устройству обработки данных для изготовления машины для выполнения инструкций процессором компьютера или другим программируемым устройством обработки данных, для формирования средства для реализации функций/действий, указанных в блок-схеме последовательности операций и/или блок-схеме или этапах.

Данные компьютерные программные инструкции также могут быть сохранены в машиночитаемой памяти или на носителе данных, которые могут управлять работой компьютера или другого программируемого устройства обработки данных для работы определенным образом, так что инструкции, хранящиеся в считываемой компьютером памяти, формируют промышленное изделие, включающее в себя средство инструкций, которое реализует функцию/действие, указанные в блок-схеме последовательности операций и/или блок-схеме или этапах.

Инструкции компьютерной программы также могут быть загружены на компьютер или другое программируемое устройство обработки данных, чтобы вызвать ряд рабочих этапов, которые должны быть выполнены на компьютере или другом программируемом устройстве, для формирования процесса, реализованного компьютером, так что инструкции, выполняемые на компьютере или другом программируемом устройстве, обеспечивают этапы для реализации функций/действий, указанных в блок-схеме последовательности операций и/или блок-схеме или этапах.

Следует понимать, что функции/действия, отмеченные на этапах, могут быть выполнены в указанном на рабочих иллюстрациях порядке. Например, два показанные последовательно этапа, могут фактически быть выполнены, по существу, одновременно или этапы могут иногда быть выполнены в обратном порядке, в зависимости от задействованных функциональных возможностей/действий. Хотя некоторые из схем включают в себя стрелки на каналах связи, чтобы показать основное направление выполнения связи, следует понимать, что связь может происходить в противоположном направлении к изображенным стрелкам направлениях.

Компьютерный программный код для выполнения операций концепций, описанных в настоящем документе, может быть записан на объектно-ориентированном языке программирования, таком как Java® или C ++. Однако компьютерный программный код для выполнения операций изобретения может также быть записан на обычных языках программирования, таких как язык программирования «C». Программный код может полностью быть выполнен на компьютере пользователя, частично на компьютере пользователя, в виде автономного программного пакета, частично на компьютере пользователя и частично на удаленном компьютере или полностью на удаленном компьютере. В последнем случае удаленный компьютер может быть подключен к компьютеру пользователя через локальную сеть (LAN) или глобальную сеть (WAN) или соединение может быть установлена с внешним компьютером (например, через интернет, используя провайдер интернета).

В настоящем изобретении представлено много различных вариантов осуществления со ссылкой на чертежи. Очевидно, что описание приведено без чрезмерно повторяющихся деталей каждой комбинации и подкомбинации этих вариантов осуществления. Соответственно, все варианты осуществления могут быть объединены любым способом и/или комбинацией, и настоящая спецификация, включающая в себя чертежи, должна толковаться как полное письменное описание всех комбинаций и подкомбинаций описанных в настоящем документе вариантов осуществления способа и процесса их формирования и использования, и должны находиться в рамках любой такой комбинации или подкомбинации согласно формулы изобретения.

Специалистам в данной области техники будет понятно, что описанные здесь варианты осуществления не ограничиваются тем, что было конкретно показано и описано выше. Кроме того, если не указано обратное, следует отметить, что все прилагаемые чертежи не масштабируются. В свете вышеупомянутой информации, возможны различные модификации и вариации.

Изобретение относится к области связи, в частности к определению параметров прекодера в системе беспроводной связи. Согласно одному аспекту способ включает в себя выбор подмножества лучей, соответствующих множеству ортогональных лучей; получение уровней мощности выбранного подмножества лучей для генерирования первого множителя прекодера и получения фаз выбранного подмножества лучей для генерирования второго множителя, в котором первый множитель и второй множитель являются частью параметров прекодера. 8 н. и 51 з.п. ф-лы, 21 ил.

1. Способ отправки параметров прекодера из устройства беспроводной связи в сетевой узел в системе беспроводной связи, причем способ содержит:

отправку в сетевой узел подмножество лучей, выбранных из множества ортогональных лучей, и уровней мощности выбранного подмножества лучей для первой частотной гранулярности; и

отправку в сетевой узел фаз выбранного подмножества лучей для второй частотной гранулярности,

в котором выбранные лучи, уровни мощности и фазы выбранного подмножества лучей являются частью параметров прекодера и первая частотная гранулярность отличается от второй гранулярности.

2. Способ по п. 1, в котором первая частотная гранулярность соответствует всей частотной полосе пропускания и вторая гранулярность соответствует частотному поддиапазону в пределах полосы пропускания.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором уровни мощности одинаковы для всех уровней многоуровневой передачи и фазы являются конкретными для каждого отдельного уровня многоуровневой передачи.

4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором параметры прекодера отправляют в отчете информации о состоянии канала (CSI) обратной связи на сетевой узел.

5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором выбранное подмножество лучей соответствует передаче по одной поляризации.

6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором выбранное подмножество лучей выбирают в парах поляризации, при этом каждая пара поляризации соответствует лучу с двойной поляризацией (DP).

7. Способ по п. 1, в котором выбранное подмножество лучей выбирают путем определения лучей, которые имеют наибольшую принятую мощность при широкополосной передаче.

8. Способ по любому из пп. 1-7 дополнительно содержит сортировку выбранного подмножества лучей в порядке уровней мощности и квантование первого луча, который имеет меньшую мощность, чем второй луч.

9. Способ по любому из пп. 1-8, в котором уровни мощности выбранного подмножества лучей квантуют при первом разрешении квантования и фазы выбранных лучей квантуют при втором разрешении квантования.

10. Способ по п. 9 дополнительно содержит отправку квантованных уровней мощности и квантованных фаз в сетевой узел.

11. Способ по п. 1, в котором отправка выбранного подмножества лучей содержит отправку индексов, соответствующих выбранному подмножеству лучей.

12. Способ устройства беспроводной связи для определения параметров прекодера в системе беспроводной связи, причем способ содержит:

выбор подмножества лучей из множества ортогональных лучей;

получение уровней мощности выбранного подмножества лучей для генерирования первого множителя прекодера; и

получение фаз выбранного подмножества лучей для генерирования второго множителя прекодера;

в котором первый множитель и второй множитель являются частью параметров прекодера и в котором первый множитель генерируют для первой частотной гранулярности и второй множитель генерируют для второй частотной гранулярности, при этом первая частотная гранулярность отличается от второй гранулярности.

13. Способ по п. 12, в котором уровни мощности выбранного подмножества лучей одинаковы для всех уровней многоуровневой передачи и фазы являются конкретными для каждого отдельного уровня многоуровневой передачи.

14. Способ по п. 12 или 13, в котором параметры прекодера отправляют в отчете информации о состоянии канала (CSI) обратной связи на сетевой узел.

15. Способ по любому из пп. 12-14, в котором выбранное подмножество лучей соответствует передаче по одной поляризации.

16. Способ по любому из пп. 12-14, в котором выбранное подмножество лучей выбирают в парах поляризации, при этом каждая пара поляризации соответствует лучам с двойной поляризацией (DP).

17. Способ по п. 12, в котором выбранное подмножество лучей выбирают путем определения лучей, которые имеют наибольшую принятую мощность при широкополосной передаче.

18. Способ по любому из пп. 12-17 дополнительно содержит сортировку выбранного подмножества лучей в порядке уровней мощности и квантование первого луча, который имеет меньшую мощность, чем второй луч, грубым квантованием.

19. Способ по п. 18 дополнительно содержит отправку квантованного первого луча в сетевой узел.

20. Способ по любому из пп. 12-19 дополнительно содержит указание индекса самого мощного луча выбранного подмножества лучей и в котором остальные лучи в выбранном подмножестве задают неупорядоченным образом в отчете сетевому узлу.

21. Способ по п. 12, в котором уровни мощности выбранного подмножества лучей квантуют при первом разрешении квантования и фазы выбранного подмножества лучей квантуют при втором разрешении квантования.

22. Способ по п. 20 дополнительно содержит отправку квантованных уровней мощности и квантованных фаз в сетевой узел.

23. Способ по любому из пп. 12-22, в котором второй множитель является функцией второй частотной гранулярности.

24. Способ по п. 23, в котором первая частотная гранулярность соответствует всей частотной полосе пропускания и вторая частотная гранулярность соответствует частотному поддиапазону в пределах полосы пропускания.

25. Способ по п. 12, в котором для прекодера ранга 2 фазы выбранного подмножества лучей для первого уровня являются функцией фаз выбранного подмножества лучей для второго уровня.

26. Способ по любому из пп. 12-24, в котором уровни мощности равномерно квантуют между первым значением и вторым значением, в котором первое значение представляет собой минимальный уровень мощности.

27. Способ по любому из пп. 12-26, в котором получение уровней мощности содержит получение уровней мощности относительно других лучей в выбранном подмножестве лучей, в котором получение фаз содержит получение множителей синфазирования.

28. Устройство беспроводной связи для отправки параметров прекодера на сетевой узел в системе беспроводной связи, причем устройство беспроводной связи содержит схему обработки, выполненную с возможностью вызывать устройство беспроводной связи:

отправлять на сетевой узел подмножество лучей, выбранных из множества ортогональных лучей, и уровни мощности выбранных подмножеств для первой частотной гранулярности; и

отправлять на сетевой узел фазы выбранного подмножества лучей для второй частотной гранулярности,

в котором выбранные лучи, уровни мощности и фазы выбранного подмножества лучей являются частью параметров прекодера и первая частотная гранулярность отличается от второй гранулярности.

29. Устройство беспроводной связи по п. 28, в которой схема обработки содержит процессор, память и сетевой интерфейс, соединенные с процессором, причем память содержит инструкции, которые при их выполнении вызывают процессор выполнять операции отправки выбранного подмножества лучей с уровнями мощности и отправки фаз выбранного подмножества лучей.

30. Устройство беспроводной связи по п. 28 или 29, в которой первая частотная гранулярность соответствует всей частотной полосе пропускания, и вторая гранулярность соответствует частотному поддиапазону в пределах полосы пропускания.

31. Устройство беспроводной связи по п. 28 или 29, в котором уровни мощности одинаковы для всех уровней многоуровневой передачи и фазы являются конкретными для каждого отдельного уровня многоуровневой передачи.

32. Устройство беспроводной связи по любому из пп. 28-31, в котором выбранное подмножество лучей соответствует передаче на одной поляризации.

33. Устройство беспроводной связи по любому из пп. 29-32, в котором процессор выполнен с возможностью выбирать подмножество лучей в парах поляризации, причем каждая пара поляризации соответствует двойному поляризованному, DP, лучу.

34. Устройство беспроводной связи по п. 29, в котором процессор выполнен с возможностью выбирать подмножество лучей путем определения лучей, которые имеют наибольшую принятую мощность при широкополосной передаче.

35. Устройство беспроводной связи по любому из пп. 29-34, в котором процессор выполнен с возможностью сортировать выбранное подмножество лучей в порядке уровней мощности и квантовать первый луч, который имеет меньшую мощность, чем второй луч.

36. Устройство беспроводной связи по любому из пп. 29-35, в котором процессор выполнен с возможностью квантовать при первом разрешении квантования уровни мощности выбранного подмножества лучей и квантовать при втором разрешении квантования фазы выбранного подмножества лучей.

37. Устройство беспроводной связи для определения параметров прекодера в системе беспроводной связи, при этом устройство беспроводной связи содержит схему обработки, выполненную с возможностью:

выбирать подмножество лучей из множества ортогональных лучей;

получать уровни мощности выбранного подмножества лучей для генерирования первого множителя прекодера; и

получать фазы выбранного подмножества лучей для генерирования второго множителя прекодера;

в котором первый множитель и второй множитель являются частью параметров прекодера и в котором первый множитель генерируют для первой частотной гранулярности и второй множитель генерируют для второй частотной гранулярности, при этом первая частотная гранулярность отличается от второй частотной гранулярности.

38. Устройство беспроводной связи по п. 37, в котором схема обработки содержит процессор, память и сетевой интерфейс, соединенные с процессором, причем память содержит инструкции, которые при их выполнении вызывают процессор выбирать подмножество лучей, чтобы получить уровни мощности и фазы выбранного подмножества лучей.

39. Устройство беспроводной связи по п. 37 или 38, в котором уровни мощности выбранного подмножества лучей одинаковы для всех уровней многоуровневой передачи и фазы являются конкретными для каждого отдельного уровня многоуровневой передачи.

40. Устройство беспроводной связи по любому из пп. 37-39, в котором процессор выполнен с возможностью отправлять параметры прекодера в отчете информации о состоянии канала (CSI) обратной связи на сетевой узел.

41. Устройство беспроводной связи по любому из пп. 37-40, в котором выбранное подмножество лучей соответствует передаче по одной поляризации.

42. Устройство беспроводной связи по любому из пп. 38-40, в котором процессор выполнен с возможностью выбирать подмножество лучей в парах поляризации, причем каждая пара поляризации соответствует двойному поляризованному, DP, лучу.

43. Устройство беспроводной связи по любому из пп. 38-42, в котором процессор дополнительно выполнен с возможностью выбирать подмножество лучей путем определения лучей, которые имеют наибольшую принятую мощность при широкополосной передаче.

44. Устройство беспроводной связи по любому из пп. 38-43, в котором процессор выполнен с возможностью сортировать выбранные подмножества лучей в порядке уровней мощности и квантовать первый луч, который имеет меньшую мощность, чем второй луч, грубым квантованием.

45. Устройство беспроводной связи по п. 44, в котором процессор выполнен с возможностью отправлять квантованный первый луч в сетевой узел.

46. Устройство беспроводной связи по любому из пп. 38-45, в котором процессор выполнен с возможностью указывать индекс самого мощного луча выбранного подмножества лучей и в котором остальные лучи в выбранном подмножестве задают неупорядоченным образом в отчете сетевому узлу.

47. Устройство беспроводной связи по любому из пп. 38-46, в котором процессор выполнен с возможностью квантовать уровни мощности выбранного подмножества лучей при первом разрешении квантования и фазы выбранного подмножества лучей при втором разрешении квантования.

48. Устройство беспроводной связи по п. 47, в котором процессор выполнен с возможностью отправлять квантованные уровни мощности и квантованные фазы в сетевой узел.

49. Устройство беспроводной связи по любому из пп. 37-48, в котором второй множитель является функцией второй частотной гранулярности.

50. Устройство беспроводной связи по п. 49, в котором первая частотная гранулярность соответствует всей частотной полосе пропускания и вторая частотная гранулярность соответствует частотному поддиапазону в пределах полосы пропускания.

51. Устройство беспроводной связи по любому из пп. 37-38, в котором для прекодера ранга 2 фазы выбранного подмножества лучей для первого уровня являются функцией фаз выбранного подмножества лучей для второго уровня.

52. Устройство беспроводной связи по п. 38, в котором процессор выполнен с возможностью равномерно квантовать уровни мощности между первым значением и вторым значением, причем первое значение является минимальным уровнем мощности.

53. Устройство беспроводной связи по любому из пп. 38-52, в котором процессор получает уровни мощности относительно других лучей в выбранном подмножестве лучей.

54. Способ определения параметров передачи в системе беспроводной связи, причем способ содержит:

в ответ на передачу опорных сигналов в устройство беспроводной связи прием параметров прекодера, которые включают в себя подмножество лучей, выбранных из множества ортогональных лучей, и уровни мощности выбранного подмножества лучей для первой частотной гранулярности и фазы выбранного подмножества лучей для второй частотной гранулярности, в котором первая частотная гранулярность отличается от второй частотной гранулярности; и

определение параметров передачи на основании принятых параметров прекодера.

55. Способ определения параметров передачи в системе беспроводной связи, причем способ содержит:

в ответ на передачу опорных сигналов в устройство беспроводной связи прием параметров прекодера, которые включают в себя подмножество лучей, выбранных из множества ортогональных лучей, первый множитель, ассоциированный с уровнями мощности выбранного подмножества лучей, и второй множитель, ассоциированный с фазами выбранного подмножества лучей, в котором первый множитель генерируют для первой частотной гранулярности и второй множитель генерируют для второй частотной гранулярности, при этом первая частотная гранулярность отличается от второй частотной гранулярности; и

определение параметров передачи на основании принятых параметров прекодера.

56. Сетевой узел для определения параметров передачи в системе беспроводной связи, причем сетевой узел содержит схему обработки, выполненную с возможностью вызывать сетевой узел:

в ответ на передачу опорных сигналов в устройство беспроводной связи принимать параметры прекодера, которые включают в себя подмножество лучей, выбранных из множества ортогональных лучей, и уровни мощности выбранного подмножества лучей для первой частотной гранулярности и фазы выбранного подмножества лучей для второй частотной гранулярности, в котором первая частотная гранулярность отличается от второй частотной гранулярности; и

определять параметры передачи на основании принятых параметров прекодера.

57. Сетевой узел по п. 56, в котором схема обработки содержит процессор, память и сетевой интерфейс, соединенные с процессором, причем память содержит инструкции, которые при их выполнении вызывают процессор выполнять операции приема и определения.

58. Сетевой узел для определения параметров передачи в системе беспроводной связи, причем сетевой узел содержит схему обработки, выполненную с возможностью вызывать сетевой узел:

в ответ на передачу опорных сигналов в устройство беспроводной связи принимать параметры прекодера, которые включают в себя подмножество лучей, выбранных из множества ортогональных лучей, первый множитель, ассоциированный с уровнями мощности выбранного подмножества лучей, и второй множитель, ассоциированный с фазами выбранного подмножества лучей, в котором первый множитель генерируют для первой частотной гранулярности и второй множитель генерируют для второй частотной гранулярности, при этом первая частотная гранулярность отличается от второй частотной гранулярности; и

определять параметры передачи на основании принятых параметров прекодера.

59. Сетевой узел по п. 58, в котором схема обработки содержит процессор, память и сетевой интерфейс, соединенные с процессором, причем память содержит инструкции, которые при их исполнении вызывают процессор выполнять операции приема и определения.