АДАПТИВНЫЕ КОНФИГУРАЦИИ КОДОВОЙ КНИГИ ЦИФРОВОГО ПРЕКОДЕРА ДЛЯ СВЯЗИ В ДИАПАЗОНЕ МИЛЛИМЕТРОВЫХ ВОЛН НА ОСНОВЕ ГИБРИДНОГО ФОРМИРОВАНИЯ ЛУЧА Российский патент 2021 года по МПК H04B7/456 

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Настоящая заявка представляет собой обычную заявку и испрашивает преимущество, согласно разделу 35 Свода законов США, §119(e), по предварительной заявке на патент США № 62/477,183, поданной 27 марта 2017 г., озаглавленной ADAPTIVE DIGITAL PRECODER CODEBOOK CONFIGURATIONS FOR mmWAVE COMMUNICATION BASED ON HYBRID BEAMFORMING, которая полностью включена в настоящий документ путем ссылки.

Предпосылки создания изобретения

Для достижения высокой скорости передачи данных, необходимой для систем сотовой связи следующего поколения, беспроводная отрасль и научные круги изучают способы использования больших полос пропускания, доступных на частоте выше 6 ГГц (например, на частотах сантиметровых волн (СМВ) и миллиметровых волн (ММВ)). Одна из проблем, связанных с использованием этих частот выше 6 ГГц, может заключаться в распространении сигнала, который считается неблагоприятным для беспроводной связи, особенно во внешней среде.

Распространение более высоких частот, таких как эти, может привести к большим потерям в свободном пространстве. Дождь и атмосферные газы (например, кислород, азот и водород) могут способствовать дальнейшему затуханию частот выше 6 ГГц. Кроме того, листва может вызывать затухание и деполяризацию. Затухание при проникновении и дифракции также может стать более сильным. В результате потери на трассе распространения вне пределов прямой видимости (NLOS) могут быть значительными на частотах выше 6 ГГц. Например, на частотах ММВ потери на трассе NLOS могут быть более чем на 20 дБ выше, чем потери на трассе в пределах прямой видимости (LOS).

Наружные сотовые сети, работающие в диапазоне ММВ, могут быть реализованы путем применения технологий формирования луча. В частности, одним из подходов к реализации связи в диапазоне миллиметровых волн в будущих беспроводных сетях может быть гибридное аналого-цифровое формирование луча. Таким образом, может быть желательно разработать механизм для повышения эффективности эксплуатации сотовой системы, работающей в диапазоне миллиметровых волн, на основе гибридной структуры формирования луча.

Изложение сущности изобретения

Предложены способы, устройства и системы для адаптивной настройки кодовой книги цифрового прекодера для гибридного формирования луча на основе миллиметровых волн.

В соответствии с одним примером предлагаются способы, устройства и системы для передачи сигнала с использованием гибридного формирования луча, включая адаптивное применение цифрового формирования луча и аналогового формирования луча, причем цифровое формирование луча включает адаптивную настройку разрешения кодовой книги цифрового прекодера.

Способы, устройства и системы могут дополнительно включать определение по меньшей мере одного аналогового формирователя луча и объединителя, определение самого низкого разрешения кодовой книги для цифрового предварительного кодирования, которое может быть использовано для достижения по меньшей мере одного параметра производительности, а также передачу определенной самого низкого разрешения кодовой книги для цифрового предварительного кодирования в сеть.

В одном варианте осуществления способ для пользовательского терминала, работающего в диапазоне миллиметровых волн и выполненного с возможностью аналогового формирования луча и цифрового формирования луча, может включать: прием от узла доступа опорного сигнала нисходящей линии связи с использованием параметра аналогового формирования луча; измерение с использованием полученного опорного сигнала нисходящей линии связи, эффективного канала на основе параметра аналогового формирования луча; прием от узла доступа параметра вспомогательного параметра, относящегося к достижимому повышению производительности с использованием цифрового предварительного кодирования; определение на основании измеренного эффективного канала и полученного вспомогательного параметра минимального разрешения кодовой книги цифрового прекодера; и отправку определенного минимального разрешения кодовой книги цифрового прекодера узлу доступа.

Краткое описание графических материалов

Более подробное объяснение содержится в представленном ниже описании, приведенном в качестве примера, в сочетании с прилагаемыми графическими материалами, причем:

фиг. 1A — это схема иллюстративной системы связи, в которой может быть реализован один или несколько раскрытых вариантов осуществления;

фиг. 1B — это схема иллюстративного беспроводного приемопередающего блока (WTRU), который может использоваться в системе связи, изображенной на фиг. 1A;

фиг. 1C — это схема иллюстративной сети радиодоступа и иллюстративной базовой сети, которые могут использоваться в системе связи, изображенной на фиг. 1A;

на фиг. 2 представлена блок-схема приемопередающей архитектуры для гибридного формирования луча в соответствии с одним или более вариантами осуществления;

на фиг. 3 представлен график сравнения достижимой скорости между схемами гибридного формирования лучей с цифровым предварительным кодированием и без него в канале LoS;

на фиг. 4 представлена схематическая блок-схема системы для гибридного формирования луча в соответствии с одним или более вариантами осуществления;

на фиг. 5 представлена блок-схема иллюстративного системного процесса в соответствии с одним или более вариантами осуществления;

на фиг. 6 представлена блок-схема первого иллюстративного процесса пользовательского терминала, показанного на фиг. 5, в соответствии с одним или более вариантами осуществления;

на фиг. 7 представлена блок-схема второго иллюстративного процесса пользовательского терминала, показанного на фиг. 5, в соответствии с одним или более вариантами осуществления;

на фиг. 8 представлена блок-схема другого иллюстративного системного процесса в соответствии с одним или более вариантами осуществления;

на фиг. 9 представлена блок-схема процесса пользовательского терминала, показанного на фиг. 8, в соответствии с одним или более вариантами осуществления;

на фиг. 10 представлена блок-схема другого иллюстративного системного процесса в соответствии с одним или более вариантами осуществления;

на фиг. 11 представлена блок-схема процесса пользовательского терминала, показанного на фиг. 10, в соответствии с одним или более вариантами осуществления.

Примеры сетей в соответствии с вариантами осуществления

На фиг. 1A представлена схема примера системы 100 связи, в которой может быть реализован один или более раскрытых вариантов осуществления. Система 100 связи может представлять собой систему многостанционного доступа, которая предоставляет содержимое, такое как голосовая информация, данные, видео, обмен сообщениями, широковещание и т.п., множеству пользователей беспроводной связи. Система 100 связи может быть выполнена с возможностью обеспечения множества пользователей беспроводной связи доступом к такому содержимому посредством совместного использования системных ресурсов, включая ширину полосы пропускания беспроводного соединения. Например, в системе 100 может быть использован один или более способов доступа к каналу, таких как множественный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA), множественный доступ с временным разделением каналов (TDMA), множественный доступ с частотным разделением каналов (FDMA), множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA), множественный доступ с частотным разделением каналов и передачей на одной несущей (SC-FDMA) и т.п.

Как показано на фиг. 1A, система 100 связи может включать в себя модули беспроводной передачи/приема (WTRU) 102a, 102b, 102c, 102d, сеть 104 радиодоступа (RAN), базовую сеть 106, коммутируемую телефонную сеть 108 общего пользования (PSTN), сеть 110 Интернет и другие сети 112, хотя следует понимать, что описанные варианты осуществления предполагают любое число WTRU, базовых станций, сетей и/или сетевых элементов. Каждый из WTRU 102a, 102b, 102c, 102d может представлять собой устройство любого типа, выполненное с возможностью функционирования и/или взаимодействия в среде беспроводной связи. В качестве примера WTRU 102a, 102b, 102c, 102d могут быть выполнены с возможностью передачи и/или приема радиосигналов и могут включать в себя оборудование пользователя (UE), мобильную станцию либо фиксированный или мобильный абонентский блок, пейджер, сотовый телефон, карманный компьютер (PDA), смартфон, портативный персональный компьютер, нетбук, персональный компьютер, беспроводный датчик, бытовую электронику и т.п.

Системы 100 связи также могут включать в себя базовую станцию 114a и базовую станцию 114b. Каждая из базовых станций 114a, 114b может быть устройством любого типа, выполненным с возможностью беспроводного взаимодействия по меньшей мере с одним из WTRU 102a, 102b, 102c, 102d для облегчения доступа к одной или более сетям связи, таким как базовая сеть 106, сеть 110 Интернет и/или другие сети 112. В качестве примера, базовые станции 114a, 114b могут представлять собой базовую приемопередающую станцию (BTS), станцию Node-B (eNB), станцию eNode B, станцию Home Node B, станцию Home eNode B, контроллер пункта связи, точку доступа (AP), беспроводной маршрутизатор и т.п. Хотя базовые станции 114a, 114b показаны как отдельный элемент, следует понимать, что базовые станции 114a, 114b могут включать в себя любое количество взаимно соединенных базовых станций и/или элементов сети.

Базовая станция 114a может являться частью RAN 104, которая может также включать другие базовые станции и/или сетевые элементы (не показаны), такие как контроллер базовой станции (BSC), контроллер радиосети (RNC), ретрансляционные узлы и т.п. Базовая станция 114a и/или базовая станция 114b может быть выполнена с возможностью передачи и/или приема радиосигналов в пределах определенного географического региона, который может называться сотой (не показана). Сота может быть дополнительно разделена на секторы соты. Например, сота, связанная с базовой станцией 114a, может быть разделена на три сектора. Таким образом, в одном варианте осуществления базовая станция 114a может включать в себя три приемопередатчика, т.е. один для каждого сектора соты. В другом варианте осуществления базовая станция 114a может использовать технологию многоканального входа — многоканального выхода (MIMO) и, следовательно, может использовать множество приемопередатчиков для каждого сектора соты.

Базовые станции 114a, 114b могут обмениваться данными с одним или более из WTRU 102a, 102b, 102c, 102d по радиоинтерфейсу 116, который может являться любой подходящей беспроводной линией связи (например, для передачи сигналов в радиочастотном (РЧ) спектре, в микроволновом спектре, инфракрасном (ИК) спектре, ультрафиолетовом (УФ) спектре, спектре видимого света и т.д.). Радиоинтерфейс 116 может быть установлен с использованием любой подходящей технологии радиодоступа (RAT).

Более конкретно, как указано выше, система 100 связи может представлять собой систему многостанционного доступа и может использовать одну или более схем доступа к каналу, таких как CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA, SC-FDMA и т.п. Например, базовая станция 114a в RAN 104 и WTRU 102a, 102b, 102c могут реализовывать технологию радиосвязи, такую как универсальный наземный доступ (UTRA) для универсальной мобильной телекоммуникационной системы (UMTS), которая может устанавливать радиоинтерфейс 116 с использованием широкополосного CDMA (WCDMA). Технология широкополосного множественного доступа с кодовым разделением (WCDMA) может включать в себя протоколы связи, такие как высокоскоростной пакетный доступ (HSPA) и/или улучшенный HSPA (HSPA+). Протокол HSPA может включать в себя высокоскоростной пакетный доступ по нисходящей линии связи (HSDPA) и/или высокоскоростной пакетный доступ по восходящей линии связи (HSUPA).

В другом варианте осуществления базовая станция 114a и WTRU 102a, 102b, 102c могут реализовывать технологию радиосвязи, такую как расширенный универсальный наземный радиодоступ в систему UMTS (E-UTRA), которая может устанавливать радиоинтерфейс 116 с использованием стандарта долгосрочного развития (LTE) и/или стандарта LTE-Advanced (LTE-A).

В других вариантах осуществления базовая станция 114a и модули WTRU 102a, 102b, 102c могут реализовать технологии радиосвязи, такие как IEEE 802.16 (т.е. глобальная совместимость для микроволнового доступа (WiMAX)), CDMA2000, CDMA2000 1X, CDMA2000 EV-DO, временный стандарт 2000 (IS-2000), временный стандарт 95 (IS-95), временный стандарт 856 (IS-856), глобальная система мобильной связи (GSM), усовершенствованные скорости передачи данных для эволюции сетей GSM (EDGE), GSM EDGE (GERAN) и т.п.

Базовая станция 114b, показанная на фиг. 1А, может представлять собой, например, беспроводной маршрутизатор, станцию Home Node B, станцию Home eNode B или точку доступа, и она может использовать любую подходящую технологию радиодоступа (RAT) для упрощения возможности беспроводной связи в локализованной области, такой как предприятие, жилое помещение, транспортное средство, территория учебного заведения и т.п. В одном варианте осуществления базовая станция 114b и модули WTRU 102c, 102d могут реализовывать технологию радиосвязи, такую как IEEE 802.11, для организации беспроводной локальной сети (WLAN). В другом варианте осуществления базовая станция 114b и модули WTRU 102c, 102d могут реализовывать технологию радиосвязи, такую как IEEE 802.15, для организации персональной беспроводной сети (WPAN). В другом варианте осуществления базовая станция 114b и WTRU 102c, 102d могут использовать RAT на основе сот (например, WCDMA, CDMA2000, GSM, LTE, LTE-A и т.д.) для организации пикосоты или фемтосоты. Как показано на фиг. 1A, базовая станция 114b может иметь прямое соединение с сетью Интернет 110. Таким образом, базовая станция 114b может не требовать доступа к сети 110 Интернет посредством базовой сети 106.

RAN 104 может обмениваться данными с базовой сетью 106, которая может быть сетью любого типа, выполненной с возможностью предоставления услуг передачи голосовой информации, данных, приложений и/или голосовой связи по протоколу (VoIP) Интернета одному или более из WTRU 102a, 102b, 102c, 102d. Например, базовая сеть 106 может обеспечивать управление вызовами, услуги биллинга, услуги мобильной связи на основе местоположения, предварительно оплаченные вызовы, возможность связи с сетью Интернет, распределение видеосигналов и т.п. и/или реализовывать функции высокоуровневой защиты, такие как аутентификация пользователей. Хотя на фиг. 1A это не показано, следует понимать, что RAN 104 и/или базовая сеть 106 могут прямо или косвенно обмениваться данными с другими RAN, которые используют такую же RAT, что и RAN 104, или другую RAT. Например, в дополнение к соединению с RAN 104, которая может использовать технологию радиосвязи Е-UTRA, базовая сеть 106 также может обмениваться данными с другой RAN (не показана) с использованием технологии радиосвязи GSM.

Базовая сеть 106 также может служить в качестве шлюза для WTRU 102a, 102b, 102c, 102d для обеспечения доступа к сети PSTN 108, сети 110 Интернет и/или другим сетям 112. PSTN 108 может включать в себя телефонные сети с коммутацией каналов, которые предоставляют традиционные услуги телефонной связи (POTS). Интернет 110 может включать в себя глобальную систему взаимно соединенных компьютерных сетей и устройств, которые используют распространенные протоколы связи, такие как протокол управления передачей данных (TCP), протокол пользовательских дейтаграмм (UDP) и протокол Интернета (IP) в наборе протоколов Интернета TCP/IP. Сети 112 могут включать в себя проводные или беспроводные сети связи, которые принадлежат другим поставщикам услуг и/или предоставляются ими для использования. Например, сети 112 могут включать в себя другую базовую сеть, соединенную с одной или более RAN, которые могут использовать такую же RAT, что и RAN 104, или другую RAT.

Некоторые или все из модулей WTRU 102a, 102b, 102c, 102d в системе 100 связи могут включать в себя многорежимные возможности, т.е. модули WTRU 102a, 102b, 102c, 102d могут включать в себя множество приемопередатчиков для взаимодействия с различными беспроводными сетями по различным беспроводным линиям связи. Например, WTRU 102c, показанный на фиг. 1A, может быть выполнен с возможностью взаимодействия с базовой станцией 114a, которая может использовать технологию радиосвязи на основе сот, а также с базовой станцией 114b, которая может использовать технологию радиосвязи IEEE 802.

На фиг. 1B представлена системная схема примера модуля WTRU 102. Как показано на фиг. 1B, WTRU 102 может включать в себя процессор 118, приемопередатчик 120, передающий/приемный элемент 122, динамик/микрофон 124, клавиатуру 126, дисплей/сенсорную панель 128, несъемное запоминающее устройство 130, съемное запоминающее устройство 132, источник 134 питания, набор 136 микросхем глобальной системы определения местоположения (GPS) и другие периферийные устройства 138. Следует понимать, что WTRU 102 может включать в себя любую подкомбинацию вышеперечисленных элементов.

Процессор 118 может представлять собой процессор общего назначения, процессор специального назначения, стандартный процессор, цифровой сигнальный процессор (DSP), множество микропроцессоров, один или более микропроцессоров, связанных с ядром DSP, контроллер, микроконтроллер, специализированные интегральные схемы (ASIC), схемы программируемых пользователем вентильных матриц (FPGA), интегральную микросхему (IC) любого другого типа, конечный автомат и т.п. Процессор 118 может выполнять кодирование сигналов, обработку данных, управление питанием, обработку ввода/вывода и/или любые другие функциональные возможности, которые позволяют WTRU 102 работать в среде беспроводной связи. Процессор 118 может быть соединен с приемопередатчиком 120, который может быть сопряжен с передающим/приемным элементом 122. Хотя на фиг. 1B процессор 118 и приемопередатчик 120 показаны в виде отдельных компонентов, следует понимать, что процессор 118 и приемопередатчик 120 могут быть совместно встроены в электронный блок или микросхему.

Передающий/приемный элемент 122 может быть выполнен с возможностью передачи сигналов на базовую станцию или приема сигналов от нее (например, базовой станции 114a) по радиоинтерфейсу 116. Например, в одном варианте осуществления передающий/приемный элемент 122 может представлять собой антенну, выполненную с возможностью передачи и/или приема РЧ-сигналов. В другом варианте осуществления передающий/приемный элемент 122 может быть излучателем/детектором, выполненным с возможностью передачи и/или приема, например, сигналов в ИК-спектре, УФ-спектре или спектре видимого света. В другом варианте осуществления передающий/приемный элемент 122 может быть выполнен с возможностью передачи и приема сигналов как в РЧ-спектре, так и в спектре видимого света. Следует понимать, что передающий/приемный элемент 122 может быть выполнен с возможностью передачи и/или приема любой комбинации радиосигналов.

Кроме того, хотя на фиг. 1B передающий/приемный элемент 122 показан как отдельный элемент, WTRU 102 может включать в себя любое число передающих/приемных элементов 122. Более конкретно, WTRU 102 может использовать технологию MIMO. Таким образом, в одном варианте осуществления WTRU 102 может включать в себя два или более передающих/приемных элементов 122 (например, множество антенн) для передачи и приема радиосигналов по радиоинтерфейсу 116.

Приемопередатчик 120 может быть выполнен с возможностью модуляции сигналов, которые подлежат передаче посредством передающего/приемного элемента 122, а также демодуляции сигналов, которые принимают посредством передающего/приемного элемента 122. Как указано выше, WTRU 102 может иметь многорежимные возможности. Таким образом, приемопередатчик 120 может включать в себя множество приемопередатчиков для обеспечения модулю WTRU 102 возможности взаимодействия посредством множества RAT, таких как, например, UTRA и IEEE 802.11.

Процессор 118 WTRU 102 может быть соединен и может принимать данные, вводимые пользователем через динамик/микрофон 124, клавиатуру 126 и/или дисплей/ сенсорную панель 128 (например, жидкокристаллический дисплей (LCD) или дисплей на органических светодиодах (OLED)). Процессор 118 может также выводить пользовательские данные на динамик/микрофон 124, клавиатуру 126 и/или дисплей/ сенсорную панель 128. Кроме того, процессор 118 может осуществлять доступ к информации с любого подходящего запоминающего устройства, такого как несъемное запоминающее устройство 130 и/или съемное запоминающее устройство 132, и хранить на нем данные. Несъемное запоминающее устройство 130 (ЗУ) может включать в себя оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), жесткий диск или запоминающее устройство любого другого типа. Съемное запоминающее устройство 132 может включать в себя карту модуля идентификации абонента (SIM), карту памяти, безопасную цифровую карту памяти (SD) и т.п. В других вариантах осуществления процессор 118 может осуществлять доступ к информации с запоминающего устройства, которое физически не размещено в WTRU 102, как, например, на сервере или домашнем компьютере (не показано), и хранить на нем данные.

Процессор 118 может получать питание от источника 134 питания и может быть выполнен с возможностью управления питанием и/или распределения питания на другие компоненты в WTRU 102. Источник 134 питания может представлять собой любое подходящее устройство для подачи питания на WTRU 102. Например, источник 134 питания может включать в себя одну или более сухих батарей (например, никель-кадмиевых (NiCd), никель-цинковых (NiZn), гибридных никелевых (NiMH), литий-ионных (Li-ion) батарей и т.д.), солнечных элементов, топливных элементов и т.п.

Процессор 118 может также быть соединен с набором микросхем GPS 136, который может быть выполнен с возможностью предоставления информации о местоположении (например, долготы и широты) относительно текущего местоположения WTRU 102. Дополнительно или вместо информации от набора микросхем GPS 136 WTRU 102 может принимать информацию о местоположении по радиоинтерфейсу 116 от базовой станции (например, от базовых станций 114a, 114b) и/или определять свое местоположение на основе синхронизации сигналов, принимаемых от двух или более соседних базовых станций. Следует понимать, что WTRU 102 может получать информацию о местоположении посредством любого подходящего способа определения местоположения.

Процессор 118 может быть дополнительно соединен с другими периферийными устройствами 138, которые могут включать в себя один или более программных и/или аппаратных модулей, которые обеспечивают дополнительные признаки, функциональные возможности и/или возможности по установлению проводной или беспроводной связи. Например, периферийные устройства 138 могут включать в себя акселерометр, электронный компас, спутниковый приемопередатчик, цифровую камеру (для осуществления фото- и видеосъемки), порт универсальной последовательной шины (USB), вибрационное устройство, телевизионный приемопередатчик, гарнитуру связи hands free, модуль Bluetooth®, модуль FM-радиовещания (радиовещания с частотной модуляцией), цифровой проигрыватель музыки, мультимедийный проигрыватель, модуль воспроизводящего устройства для видеоигр, Интернет-браузер и т.п.

На фиг. 1C представлена системная схема RAN 104 и базовой сети 106 в соответствии с вариантом осуществления. Как отмечено выше, RAN 104 может использовать технологию радиосвязи E-UTRA для взаимодействия с модулями WTRU 102a, 102b, 102c по радиоинтерфейсу 116. RAN 104 также может взаимодействовать с базовой сетью 106.

RAN 104 может включать в себя станции eNode-B 140a, 140b, 140c, хотя следует понимать, что RAN 104 может включать в себя любое количество станций eNode-B. Каждая станция eNode-B 140a, 140b, 140c может включать в себя один или более приемопередатчиков для взаимодействия с WTRU 102a, 102b, 102c по радиоинтерфейсу 116. В одном варианте осуществления станции eNode-B 140a, 140b, 140c могут реализовывать технологию MIMO. Таким образом, например, станция eNode-B 140a может использовать множество антенн для передачи радиосигналов на WTRU 102a и прием радиосигналов от него.

Каждая из станций eNode-B 140a, 140b, 140c может быть связана с конкретной сотой (не показана) и может быть выполнена с возможностью обработки решений, связанных с управлением ресурсами радиосвязи, решений, связанных с передачей обслуживания, планирования пользователей в восходящей линии связи и/или нисходящей линии связи и т.п. Как показано на фиг. 1C, станции eNode-B 140a, 140b, 140c могут взаимодействовать друг с другом по интерфейсу X2.

Базовая сеть 106, показанная на фиг. 1C, может включать в себя узел 142 управления мобильностью (MME), обслуживающий шлюз 144 и шлюз 146 сети с пакетной передачей данных (PDN). Хотя каждый из вышеперечисленных элементов показан как часть базовой сети 106, следует понимать, что любой один из этих элементов может принадлежать субъекту, отличному от оператора базовой сети, и/или быть предоставленным им для использования.

MME 142 может быть подключен к каждой станции eNode-B 140a, 140b, 140c в RAN 104 посредством интерфейса S1 и может служить в качестве узла управления. Например, MME 142 может отвечать за аутентификацию пользователей WTRU 102a, 102b, 102c, активацию/деактивацию переноса информации, выбор конкретного обслуживающего шлюза во время начального соединения WTRU 102a, 102b, 102c и т.п. MME 142 может также обеспечивать функцию панели управления для коммутации между сетью RAN 104 и другими сетями RAN (не показаны), которые используют другие технологии радиосвязи, например GSM или WCDMA.

Обслуживающий шлюз 144 может быть подключен к каждой станции eNode B 140a, 140b, 140c в RAN 104 посредством интерфейса S1. Обслуживающий шлюз 144 может по существу направлять и пересылать пакеты данных пользователя на модули WTRU 102a, 102b, 102c и от них. Обслуживающий шлюз 144 также может выполнять другие функции, например привязку плоскостей пользователя во время передачи обслуживания между станциями eNode-B, инициирование пейджинга, когда данные в нисходящем канале доступны для WTRU 102a, 102b, 102c, управление и хранение контекста WTRU 102a, 102b, 102c и т.п.

Обслуживающий шлюз 144 может быть также подключен к PDN-шлюзу 146, который может предоставлять WTRU 102a, 102b, 102c доступ к сетям с коммутацией пакетов, таким как Интернет 110, для облегчения взаимодействия между WTRU 102a, 102b, 102c и устройствами с поддержкой протокола IP.

Базовая сеть 106 может облегчать взаимодействие с другими сетями. Например, базовая сеть 106 может предоставлять модулям WTRU 102a, 102b, 102c доступ к сетям с коммутацией каналов, таким как PSTN 108, для облегчения взаимодействия между модулями WTRU 102a, 102b, 102c и традиционными устройствами наземной линии связи. Например, базовая сеть 106 может включать в себя или может обмениваться данными с IP-шлюзом (например, сервером мультимедийной IP-подсистемы (IMS)), который служит в качестве интерфейса между базовой сетью 106 и сетью PSTN 108. Кроме того, базовая сеть 106 может предоставлять WTRU 102a, 102b, 102c доступ к сетям 112, которые могут включать в себя другие проводные или беспроводные сети связи, которые принадлежат другим поставщикам услуг и/или предоставляются ими для использования.

Другая сеть 112 может быть дополнительно подключена к беспроводной локальной сети 160 на основе IEEE 802.11 (WLAN). WLAN 160 может включать в себя маршрутизатор 165 доступа. Маршрутизатор доступа может включать функции шлюза. Маршрутизатор 165 доступа может обмениваться данными со множеством точек 170a, 170b доступа (AP). Связь между маршрутизатором 165 доступа и точками 170a, 170b доступа может осуществляться посредством протокола проводной связи Ethernet (стандарты IEEE 802.3) или протокола беспроводной связи любого типа. AP 170a находится в беспроводной связи с WTRU 102d по радиоинтерфейсу.

Подробное описание

Далее приведено подробное описание иллюстративных вариантов осуществления со ссылкой на различные фигуры. Несмотря на то что в настоящем описании приведены подробные примеры возможных вариантов реализации, следует отметить, что подробные детали приведены в качестве примера и ни в коей мере не ограничивают объем применения.

Следует отметить, что различные аппаратные элементы одного или более описанных вариантов осуществления называются «модулями», которые выполняют (т.е. осуществляют, задействуют и т.п.) различные функции, описанные в настоящем документе применительно к соответствующим модулям. В контексте данного документа модуль включает в себя аппаратное обеспечение (например, один или более процессоров, один или более микропроцессоров, один или более микроконтроллеров, одну или более микросхем, одну или более специализированных интегральных микросхем (ASIC), одну или более программируемых пользователем вентильных матриц (FPGA), одно или более устройств памяти), которое считается подходящим для данного варианта осуществления специалистами в данной области. Каждый описанный модуль может также включать в себя инструкции, исполняемые для выполнения одной или более функций, описанных как выполняемые соответствующим модулем, и отмечено, что эти инструкции могут иметь форму аппаратных (т.е. запрограммированных) команд, инструкций встроенного программного обеспечения, программных команд и/или т. п или включать их в себя и могут храниться на любом подходящем энергонезависимом машиночитаемом носителе или носителях, которые принято называть RAM, ROM и т.д.

По меньшей мере одна базовая станция (BS, или узел доступа) и по меньшей мере одно пользовательское устройство/пользовательский терминал (например, WTRU) могут быть использованы в системе работающей в частотном диапазоне миллиметровых волн, причем пользовательский терминал (WTRU) может представлять собой либо человеческое устройство (например, смартфон), либо устройство машинного типа (например, датчик). Кроме того, при использовании технологий формирования луча с обширным антенным массивом передатчик каждого устройства может генерировать по меньшей мере один узкий направленный луч, что эффективно повышает усиление сигнала к целевому приемнику и в то же время снижает потенциальные помехи для других приемников. Более того, посредством разделения луча множество пользователей могут одновременно обслуживаться в одном и том же временном/частотном ресурсе (MU-MIMO), что улучшает спектральную эффективность системы.

При гибридном формировании луча применяют как цифровое формирование луча (т.е. в домене основной полосы частот), так и аналоговое формирование луча (т.е. в РЧ-домене) для достижения баланса между производительностью и сложностью (как описано в публикации S. Kutty and D. Sen, “Beamforming for millimeter wave communications: an inclusive survey”, IEEE Communications Survey & Tutorials, том 18, № 2, апрель 2016 г., стр. 949–973). В некоторых вариантах осуществления цифровое формирование луча может включать в себя цифровое предварительное кодирование с помощью одной или более кодовых книг цифрового прекодера.

На фиг. 2 показана иллюстративная архитектура гибридного формирования луча. В частности, иллюстративная архитектура показывает, что потоки (202) данных N_s ≥ 1 сопоставляют в домене основной полосы частот с РЧ-цепями (206) N_t^RF ≥ 1 посредством цифрового прекодера (204) N_t^RF-по-N_s (F_BB). РЧ-выход дополнительно сопоставляют в РЧ-домене с физическими антенными элементами (210) посредством аналогового прекодера (208) N_t-по-N_t^RF (F_RF), где фазовращатели применяют к весовым коэффициентам для аналогового формирования луча. Аналогичным образом, на стороне приемника, вектор сигнала, полученный на массиве (214), содержащем физические антенных элементы N_r, обрабатывают с помощью аналогового объединителя (216) (W_RF) в РЧ-домене с последующим применением цифрового объединителя (218) (W_BB) в домене основной полосы частот перед демодуляцией символов (220) данных N_s ≥ 1. Кроме того, существуют два типа схем аналогового формирования луча, а именно архитектуры полного соединения и подмассива.

Общая математическая модель принятого сигнала y основной полосы частот в равномерном затухании может быть записана следующим образом:

Ур. 1

где x представляет передаваемые символы, а n обозначает аддитивный шум. Гибридное формирование луча можно проводить с помощью двухэтапной процедуры (как описано в публикации Alkhateeb, et al., “Limited feedback hybrid precoding for multi-user millimeter wave systems”, IEEE Trans. Wireless Commun., том 14, ноябрь 2015 г., стр. 6481–6494) таким образом, что в первом состоянии аналоговые формирователи луча TX/RX (F_RF и W_RF) определяют на основании, например, углов выхода и/или прихода преобладающей трассы радиосигнала как на базовой станции, так и на пользовательском терминале. Затем на втором этапе цифровой прекодер (F_BB) может быть выбран пользовательским терминалом из заданной кодовой книги на основе эффективного канала (т.е. канала, который захватывает эффекты аналогового формирования луча), измеряемого с помощью опорных сигналов нисходящей линии связи. Кодовая книга представляет собой набор матриц, которые могут использоваться для представления F_BB. Выбранный индекс прекодера (например, индекс матрицы предварительного кодирования (PMI)) может сообщаться пользовательским терминалом с помощью специального механизма обратной связи.

В свете изложенного выше эффективный канал H_eff может быть записан следующим образом:

Ур. 2

Путем измерения опорных сигналов нисходящей линии связи (например, опорного сигнала информации о состоянии канала (CSI Rs)), которые проходят через такие эффективные каналы, пользовательский терминал может выбрать PMI для цифрового предварительного кодирования путем оценки того, какая матрица предварительного кодирования в кодовой книге C обеспечивает максимальное повышение производительности при применении:

Ур. 3

где функция G выводит определенные показатели производительности, такие как пропускная способность или отношение сигнал/(помеха+шум) (SINR). При этом, пользовательский терминал может вычислять цифровой объединитель W_BB на основании выбора индекса из кодовой книги прекодера.

В целом кодовая книга цифрового прекодера с более высоким разрешением (т.е. большим размером кодовой книги) может позволять передатчику захватывать пространственный канал с более высокой степенью детализации, что, в свою очередь, обеспечивает лучшую производительность. Однако в то же время это увеличивает нагрузку, связанную с затратами ресурсов на обратную связь для приемника, поскольку число битов для обратной связи с цифровым прекодером (PMI) увеличивается с разрешением кодовой книги. При гибридном формировании луча возможно, что только аналогового формирования луча достаточно для захвата преобладающих трасс в канале распространения. Таким образом, дополнительное преимущество, обеспечиваемое кодовой книгой цифрового прекодера с высоким разрешением, может быть ограничено. Для пользовательских терминалов, расположенных в среде с интенсивным рассеянием, цифровое предварительное кодирование может быть полезным, так как можно использовать усиление при разнесении и/или мультиплексировании в канале. Тем не менее, в некоторых случаях преимущества цифрового предварительного кодирования могут быть незначительными для пользовательского терминала с устойчивой трассой в пределах прямой видимости (LoS), и в этом случае может быть достаточно только аналогового формирования луча.

На фиг. 3 представлен график сравнения достижимой скорости между схемами гибридного формирования лучей с цифровым предварительным кодированием и без него в канале LoS. Как показано в результатах моделирования на фиг. 3, можно заметить, что цифровое предварительное кодирование (в котором используется взаимно-несмещенная (MUB) кодовая книга) не обеспечивает дальнейшего повышения до достижимой скорости в канале LoS, если уже применяется аналоговое формирование луча (на основе кодовой книги с дискретным преобразованием Фурье (DFT)).

Предложен пользовательский терминал (например, WTRU), который оснащен по меньшей мере одним радиоприемопередатчиком и по меньшей мере одной вычислительной единицей, которые позволяют пользовательскому терминалу измерять эффективные ответы канала нисходящей линии связи, связанные с аналоговым формированием луча миллиметровых волн, и выполнять по меньшей мере одно из следующих действий: (1) определение минимального разрешения кодовой книги цифрового кодера для достижения желаемого качества линии связи в дополнение к аналоговому формированию луча, (2) определение, требуется ли цифровое предварительное кодирование для достижения желаемого качества линии связи в дополнение к аналоговому формированию луча, (3) получение информации, относящейся к вспомогательным параметрам (например, порог повышения производительности (PIT) и/или абсолютный порог производительности (APT)), от базовой станции и/или (4) передача решения о выборе разрешения кодовой книги цифрового прекодера и/или решения об активации/деактивации цифрового предварительного кодирования (например, путем активации или деактивации обратной связи с цифровом прекодером на пользовательском терминале) базовой станции.

Предложена базовая станция, оснащенная по меньшей мере одним радиоприемопередатчиком и по меньшей мере одной вычислительной единицей, которые позволяют базовой станции выполнять по меньшей мере одно из следующих действий: (1) определение по меньшей мере одного вспомогательного параметра (например, PIT и/или APT) и передача информации об этих вспомогательных параметрах по меньшей мере одному пользовательскому терминалу, (2) получение информации, относящейся к решению о выборе разрешения кодовой книги цифрового прекодера и активации/деактивации цифрового предварительного кодирования, от пользовательского терминала (например, путем активации или деактивации обратной связи с цифровым прекодером на пользовательском терминале) и/или (3) настройка модуля передачи по нисходящему каналу связи в зависимости от разрешения кодовой книги цифрового прекодера согласно соответствующей информации, полученной от пользовательского терминала.

На фиг. 4 представлена блок-схема варианта осуществления системы для адаптивной настройки кодовой книги цифрового предварительного кодирования для гибридного формирования луча на основе миллиметровых волн. В частности, разрешение кодовой книги цифрового прекодера, в дополнение к аналоговому формированию луча, может регулироваться по разным радиоресурсам (например, по времени/частоте), что, в свою очередь, может оптимизировать эффективность обратной связи для пользовательского терминала.

Система, показанная на фиг. 4, включает в себя двухэтапную процедуру, как описано выше. Таким образом, в начале как базовая станция 402, так и пользовательский терминал 404 могут определять аналоговые формирователи луча (414)/объединители (424) F_RF и W_RF, которые могут быть сконструированы или выбраны из «РЧ лучевой книги» на основе оценок характеристик пространственного канала, таких как угол прихода (AoA) и/или угол выхода (AoD), которые представляют собой угловые элементы разрешения, в которых может восприниматься самый высокий уровень энергии. Существует несколько различных способов выбора РЧ-формирователей луча/объединителей для аналогового формирования луча, известных обычным специалистам в соответствующей области (например, описанные в публикации J. Singh and S. Ramakrishna, “On the feasibility of codebook-based beamforming in millimeter wave systems with multiple antenna arrays”, IEEE Trans. Wireless Commun., том 14, май 2015 г., стр. 2670–2683), ни один из которых не имеет ограничительного характера в настоящем документе.

Базовая станция 402 может содержать TX 410 и RX 412 и может выполнять РЧ-формирование 414 луча. Пользовательский терминал 404 может содержать TX 426 и RX 428 и может выполнять РЧ-объединение 424. Как базовая станция, так и пользовательский терминал могут иметь антенну(-ы) 416.

Учитывая, что используется аналоговое формирование луча, такое как вышеописанный способ (или сопоставимые способы, известные обычным специалистам в соответствующей области), пользовательский терминал 404 может оценивать самое низкое разрешение кодовой книги цифрового предварительного кодирования (434), которое может использоваться для достижения желаемой производительности с целью обеспечения надежного канала радиосвязи с сетью, при этом сводя к минимуму нагрузку обратной связи для цифрового предварительного кодирования.

Для этого базовая станция 402 может сначала определять по меньшей мере один вспомогательный параметр (406), который может совместно использоваться пользовательским терминалом в рамках одноадресной/многоадресной/широковещательной сигнализации (420) управления нисходящей линии связи (например, в сигнализации верхнего уровня, такой как сигнализация управления ресурсами радиосвязи (RRC), или сигнализации физического управления) с целью содействия определению (434) разрешения цифровой кодовой книги на пользовательском терминале 404. Вспомогательный параметр может представлять собой PIT и/или APT, но не ограничивается ими.

PIT представляет собой пороговый уровень разности определенного показателя производительности для условий с цифровым предварительным кодированием и без него. Показатель производительности может представлять собой коэффициент усиления SINR (в дБ), показатель качества канала (CQI), пропускную способность (в битах/с) или любой другой показатель, который может использоваться для измерения качества линии связи.

APT представляет собой пороговый уровень абсолютного значения определенного показателя производительности. Показатель производительности может представлять собой коэффициент усиления SINR (в дБ), показатель качества канала (CQI), пропускную способность (в битах/с) или любой другой показатель, который может использоваться для измерения качества линии связи.

Вспомогательные параметры, полученные на пользовательском терминале от базовой станции или узла доступа, могут указывать целевой или желаемый порог производительности, который может быть или не быть достижим между базовой станцией и пользовательским терминалом без цифрового предварительного кодирования. Как правило, указанный порог производительности может требовать использования цифрового предварительного кодирования. В различных вариантах осуществления оцененная производительность пользовательского терминала при одном или более разрешениях цифрового прекодера может сравниваться с целевым порогом производительности для определения того, какое разрешение кодовой книги, при ее наличии, может удовлетворять целевому порогу производительности. В некоторых вариантах осуществления наименьшее разрешение кодовой книги (например, наименьший доступный размер кодовой книги), при котором целевой порог производительности удовлетворен, может быть выбран в качестве минимального разрешения кодовой книги прекодера.

Помимо вспомогательных параметров (420) базовая станция (например, узел доступа или Node B) может также передавать опорные сигналы (418) нисходящей линии связи (например, опорные сигналы на основе РЧ-формирования луча), (такие как специфический для соты опорный сигнал CRS или CSI-RS) на пользовательский терминал. Опорные сигналы могут передаваться посредством изначально настроенного аналогового формирования луча. Таким образом, пользовательский терминал (например, WTRU) способен измерять эффективный канал (430) H_eff, в котором был принят во внимание эффект аналогового формирования луча. Кроме того, пользовательский терминал также может получать информацию о вспомогательных параметрах, передаваемых базовой станцией (432). Используя измеренный эффективный канал H_eff и/или вспомогательные параметры, полученные от базовой станции, пользовательский терминал может вычислять разрешение (434) кодовой книги цифрового предварительного кодирования, которое позволяет ему поддерживать канал радиосвязи (с базовой станцией) с достаточно высоким качеством для обеспечения желаемой скорости передачи данных или другой показатель производительности. Результат оценки разрешения кодовой книги может быть сообщен базовой станции через канал управления восходящей линии связи, такой как сообщение о перенастройке RRC или сигнализация (422) физического управления (например, сообщение о разрешении кодовой книги цифрового предварительного кодирования). Пользовательский терминал может сообщать о более чем одном разрешении кодовой книги цифрового предварительного кодирования, соответствующем множеству радиоресурсов, таких как ресурсные блоки, полосы частот и временные интервалы передачи (TTI).

Поскольку вспомогательные параметры могут быть отправлены базовой станцией с помощью сообщения о перенастройке RRC, пользовательский терминал имеет возможность обновить разрешение кодовой книги при получении сообщения о перенастройке RRC. Например, предположив, что сообщение о перенастройке RRC нисходящей линии связи передается с периодичностью 40 мс, как это делается в текущих схемах LTE, тогда пользовательский терминал может выполнять вычисление и передачу сообщений о разрешениях кодовых книг цифрового предварительного кодирования каждые 40 мс. Однако длительность интервала может изменяться в будущих системах, таких как 5G. Сообщенные разрешения кодовой книги могут применяться к частотно-временным радиоресурсам, запланированным для пользовательского терминала, перед следующим обновлением.

После получения сообщенного разрешения кодовой книги от пользовательского терминала с помощью RX 412 базовая станция может настроить модуль основной полосы частот для выполнения передачи данных по нисходящей линии связи в радиоресурсах, запланированных для пользовательского терминала, с использованием сообщенного разрешения кодовой книги. Кроме того, на последующих сеансах базовая станция может получать информацию обратной связи для цифрового предварительного кодирования, такую как PMI, от пользовательского терминала в соответствии с разрешением кодовой книги, сообщенным пользовательским терминалом, поскольку различные разрешения кодовой книги соответствуют различным значениям битовой ширины для обратной связи прекодера. В этом сценарии было указано сопоставление между индексом разрешения кодовой книги и размером кодовой книги (и битовой шириной), и оно известно как базовой станции, так и пользовательскому терминалу. Пример такого сопоставления приведен в таблице 1.

Таблица 1. Иллюстративное сопоставление индекса разрешения кодовой книги и размера кодовой книги

Индекс разрешения кодовой книги, i Размер кодовой книги Сообщенная битовая ширина прекодера (например, PMI) 0 1 0 (обратная связь с прекодером деактивирована) 1 4 2 2 16 4 3 64 6

В некоторых вариантах осуществления, описанных в настоящем документе, индекс разрешения кодовой книги используют в качестве упорядоченного сопоставления от наименьшего к наибольшему разрешению кодовой книги/размеру кодовой книги (например, сообщенной битовой ширины прекодера). В других случаях для индекса разрешения кодовой книги можно использовать альтернативное сопоставление, не упорядоченное от наименьшего к наибольшему разрешению кодовой книги/размера кодовой книги, например, от наиболее часто выбираемого до наиболее редко выбираемого, от наибольшего до наименьшего размера кодовой книги и/или т.п.

На основе ранее рассмотренных систем и способов адаптивной настройки кодовой книги цифрового предварительного кодирования для гибридного формирования луча на основе миллиметровых волн предлагаются несколько различных иллюстративных вариантов осуществления. В некоторых вариантах осуществления (как описано со ссылкой на фиг. 8–11) предложены примеры с бинарной адаптацией, активацией и деактивацией цифрового предварительного кодирования. Когда цифровое предварительное кодирование «деактивировано» (например, путем деактивации обратной связи с цифровым прекодером с пользовательского терминала к базовой станции), в основной полосе частот всегда можно применять матрицу идентичности для сопоставления между потоками данных и антенными портами (RF-цепями), что означает, что размер кодовой книги равен 1 с одной записью (матрица идентичности), поэтому от пользовательского терминала не требуется обратной связи PMI. Таким образом, «деактивация» цифрового предварительного кодирования базовой станцией является ответом на деактивацию обратной связи с цифровым прекодером с пользовательского терминала. Следует отметить, что, хотя схемы многопользовательского MIMO (MU-MIMO) основаны на разделении сигналов посредством цифрового предварительного кодирования, деактивация цифрового предварительного кодирования все еще применяется при условии, что пользователи с предпочтительными матрицами предварительного кодирования, которые являются ортогональными по отношению матрицам идентичности, совместно запланированы для работы MU-MIMO. Например, два пользователя с исключением цифрового предварительного кодирования могут быть сопряжены для MU-MIMO, поскольку любые два столбца матрицы идентичности ортогональны, а разделение сигналов может быть достигнуто только путем аналогового формирования луча.

В одном иллюстративном варианте осуществления базовая станция 502 настраивает по меньшей мере один пользовательский терминал 504 (например, WTRU) с помощью PIT, который может использоваться WTRU для определения разрешения кодовой книги для цифрового предварительного кодирования. Общая процедура такого варианта осуществления показана на блок-схеме, изображенной на фиг. 5. После определения (506) и применения (508, 510) аналогового формирователя луча и объединителя базовая станция может выбрать PIT (520), который будет настроен для по меньшей мере одного пользовательского терминала. Следует отметить, что PIT может представлять собой различные типы показателей производительности. Например, это может быть коэффициент усиления отношения сигнал/шум (в дБ), вероятность ошибки приема или коэффициент усиления пропускной способности (в битах/с). Выбор PIT может определяться базовой станцией на основании одного или более из следующего: наличие ресурсов восходящей линии связи, состояние батареи пользовательского терминала, уровень мобильности пользовательского терминала и/или т.п. Таким образом, один или более вспомогательных параметров, таких как PIT, могут быть определены на основании по меньшей мере одного из состояния сети (такого как нагрузка трафика) или состояния пользовательского терминала (такого как мобильность и/или состояние батареи пользовательского терминала) и/или т.п.

Например, если ресурсы восходящей линии связи для сообщения CSI относительно малы, базовая станция может установить более низкий PIT по сравнению с тем, когда доступно больше ресурсов восходящей линии связи, так что вероятность того, что пользовательский терминал найдет цифровое предварительное кодирование с низким разрешением, обеспечивающее повышение производительности с превышением PIT, выше. Таким образом, это приводит к снижению общих затрат ресурсов на обратную связь между всеми радиоресурсами и всеми активными пользователями. Аналогичным образом, низкий PIT может быть настроен при низком уровне заряда батареи пользовательского терминала, чтобы снизить вероятность того, что пользовательский терминал может расходовать большую вычислительную мощность для выбора PMI из кодовой книги прекодера с более высоким разрешением (большего размера).

После того как базовая станция выбрала значение PIT, оно должно быть отправлено как, например, информация (522) о конфигурации по меньшей мере одному пользовательскому терминалу на основе одноадресной/многоадресной/широковещательной сигнализации в зависимости от того, является ли конфигурация специфической для пользователя или специфической для соты.

Опорные сигналы нисходящей линии связи (такие как CSI-RS) могут передаваться (524) при определенных ранее параметрах аналоговых формирователей луча таким образом, чтобы пользовательский терминал мог измерить эффективный канал H_eff, представляющий собой канальную матрицу N_r^RF-по-N_r^RF. На основании измеренного канала H_eff (526) пользовательский терминал оценивает минимальное разрешение кодовой книги цифрового прекодера, которое обеспечивает возможность повышения производительности c превышением настроенного PIT (528). Иллюстративная процедура, которую может выполнить пользовательский терминал для определения минимального разрешения кодовой книги, показана на блок-схеме, изображенной на фиг. 6, где пользовательский терминал должен определять индекс разрешения кодовой книги (например, в соответствии с таблицей 1) на основании настроенного значения PIT. В этом примере пользовательский терминал рассчитывает пропускную способность канала без цифрового предварительного кодирования C_{NO_DP} и значения пропускной способности канала при различных значениях индекса разрешения кодовой книги цифрового прекодера i (обозначенной как C_{DP, i}), а также определяет значение i, соответствующее наименьшему разрешению/размеру кодовой книги, которое достигает C_{DP, i} - C_{NO_DP} > PIT.

Таким образом, определение минимального разрешения кодовой книги цифрового прекодера может включать расчет значения показателя качества линии связи (например, пропускной способности канала, отношения сигнал/шум или частоты появления ошибочных битов) без цифрового предварительного кодирования (C_{NO_DP}) и значений показателя качества линии связи при различных значениях индекса разрешения кодовой книги цифрового прекодера i (C_{DP, i}), а также определение значения i, которое соответствует наименьшему разрешению/размеру кодовой книги таким образом, что разница в производительности между C_{DP, i} и C_{NO_DP} удовлетворяет PIT, как минимальному разрешению кодовой книги цифрового прекодера.

В этом примере также может приниматься во внимание уровень мобильности и состояние батареи. Когда пользовательский терминал либо перемещается слишком быстро, либо его батарея разряжена, обратная связь с цифровым прекодером может быть исключена независимо от настроенного PIT (например, как в таблице 1, где индекс разрешения кодовой книги i = 0 соответствует сообщенной битовой ширине прекодера, равной 0).

Для каждого пользовательского терминала по меньшей мере одно указание разрешения кодовой книги может быть сообщено базовой станции пользовательским терминалом (530), представляющее собой по меньшей мере один радиоресурс (время/частоту/код), который потенциально может быть запланирован пользовательскому терминалу для последующих служб нисходящей линии связи. То есть, по меньшей мере одним указанием разрешения кодовой книги может быть предложение относительно того, какое разрешение кодовой книги выбрал пользовательский терминал для соответствия указанным выше критериям. Указание разрешения кодовой книги предпочтительно может быть сообщено базовой станции до следующего обновления разрешения кодовой книги.

В другом варианте осуществления на блок-схеме, показанной на фиг. 5, базовая станция настраивает по меньшей мере один пользовательский терминал с помощью APT, а не с помощью PIT. APT может использоваться пользовательским терминалом для определения минимального разрешения цифрового кодера, которое может быть использовано для достижения настроенного APT.

Аналогично предыдущему варианту осуществления, описанному со ссылкой на фиг. 5, сначала определяют (506) и применяют (508, 510) аналоговые формирователи луча как базовой станции 502, так и пользовательского терминала 504. Затем в зависимости от требований к производительности приложения (например, скорости передачи данных, задержки и т.д.) базовая станция может выбрать APT, соответствующий определенному показателю качества линии связи (520). Например, показатель может представлять собой пропускную способность канала, отношение сигнал/шум или схему модуляции и кодирования (MCS) высшего порядка, которая может быть использована для гарантирования частоты ошибок выше определенного значения (подобного CQI в LTE). После выбора значения APT оно может быть передано, например, в виде информации о конфигурации (522) базовой станцией по меньшей мере одному из пользовательских терминалов в зоне покрытия на основе одноадресной/многоадресной/широковещательной сигнализации в зависимости от того, является ли конфигурация специфической для пользователя или специфической для соты.

Опорные сигналы нисходящей линии связи (такие как CSI-RS) могут передаваться (524) при определенных ранее параметрах аналоговых формирователей луча таким образом, чтобы пользовательский терминал мог измерить эффективный канал (526) H_eff, представляющий собой канальную матрицу N_r^RF-по-N_r^RF. На основе измеренного канала H_eff пользовательский терминал оценивает минимальное разрешение (528) кодовой книги прекодера, которое позволяет результирующей производительности достичь настроенного APT. Иллюстративная процедура, которую может выполнить пользовательский терминал для определения минимального разрешения кодовой книги, показана на блок-схеме, изображенной на фиг. 7, где пользовательский терминал должен определять значение индекса разрешения кодовой книги (например, в соответствии с таблицей 1) на основании настроенного значения APT. В этом примере пользовательский терминал может рассчитать значения пропускной способности канала при различных значениях индекса разрешения кодовой книги цифрового прекодера i (обозначенной как C_{DP, i}), а также определить значение i, соответствующее наименьшему разрешению/размеру кодовой книги, которое достигает C_{DP, i} ≥ APT.

Таким образом, определение минимального разрешения кодовой книги цифрового прекодера может включать расчет значений показателя качества линии связи (например, пропускной способности канала, отношения сигнал/шум или частоты появления ошибочных битов) при различных значениях индекса разрешения кодовой книги цифрового прекодера i (C_{DP, i}), а также определение значения i, которое соответствует наименьшему разрешению/размеру кодовой книги таким образом, что C_DP,i удовлетворяет APT, как минимальному разрешению кодовой книги цифрового прекодера.

В этом примере также может приниматься во внимание уровень мобильности и состояние батареи. То есть, один или более вспомогательных параметров, таких как APT, могут быть определены на основании по меньшей мере одного из состояния сети, такого как нагрузка трафика, или состояния пользовательского терминала, такого как мобильность и/или состояние батареи пользовательского терминала. Когда пользовательский терминал (такой как мобильный телефон, планшет или другое мобильное устройство) либо перемещается слишком быстро, либо его батарея разряжена, обратная связь с цифровым прекодером может быть исключена независимо от настроенного APT (например, как в таблице 1, где индекс разрешения кодовой книги i = 0 соответствует сообщенной битовой ширине прекодера, равной 0).

Следует отметить, что для каждого пользовательского терминала по меньшей мере одно указание разрешения кодовой книги может быть сообщено базовой станции пользовательским терминалом (530), представляющее собой по меньшей мере один радиоресурс (время/частоту/код), который потенциально может быть запланирован пользовательскому терминалу для последующих служб нисходящей линии связи. То есть, по меньшей мере одним указанием разрешения кодовой книги может быть предложение относительно того, какое разрешение кодовой книги выбрал пользовательский терминал для соответствия указанным выше критериям. Указание разрешения кодовой книги предпочтительно может быть сообщено базовой станции до следующего обновления разрешения кодовой книги.

В другом иллюстративном варианте осуществления основные процедуры аналогичны вариантам осуществления, описанным со ссылкой на фиг. 5-7, за исключением того, что пороговые уровни (например, PIT или APT) не настраиваются сетью (например, базовой станцией), а определяются самим пользовательским терминалом. Таким образом, базовая станция в данном случае не предоставляет информацию ни о каких вспомогательных параметрах пользовательскому терминалу(-ам). В более общем случае при измерении эффективного канала пользовательский терминал может рассчитывать и определять минимальное разрешение кодовой книги цифрового прекодера, которое он предлагает использовать при последующих сеансах служб нисходящей линии связи. Предложение(-я) по минимальному разрешению кодовой книги цифрового прекодера может быть сообщено базовой станции.

Следует отметить, что для каждого пользовательского терминала по меньшей мере одно указание разрешения кодовой книги может быть сообщено базовой станции пользовательским терминалом, представляющее собой по меньшей мере один радиоресурс (время/частоту/код), который потенциально может быть запланирован пользовательскому терминалу для последующих служб нисходящей линии связи. То есть, по меньшей мере одним указанием разрешения кодовой книги может быть предложение относительно того, какое разрешение кодовой книги выбрал пользовательский терминал для соответствия указанным выше критериям. Указание разрешения кодовой книги предпочтительно может быть сообщено базовой станции до следующего обновления разрешения кодовой книги.

На фиг. 8 представлена блок-схема иллюстративной процедуры в соответствии с другим вариантом осуществления. В предыдущих иллюстративных вариантах осуществления, описанных со ссылкой на фиг. 5–7, пользовательский терминал определяет разрешение кодовой книги цифрового прекодера. В варианте осуществления блок-схемы, показанной на фиг. 8, адаптация разрешения кодовой книги включает в себя переключение между активацией и деактивацией цифрового предварительного кодирования (например, путем активации или деактивации обратной связи с прекодером на пользовательском терминале). Например, если цифровое предварительное кодирование деактивировано, в домене основной полосы частот всегда применяется матрица идентичности для сопоставления между потоками данных и антенными портами (РЧ-цепями), что означает, что размер кодовой книги равен 1 с одной записью (матрица идентичности). Соответственно, «деактивация» цифрового предварительного кодирования базовой станцией является ответом на деактивацию обратной связи с цифровым прекодером с пользовательского терминала. Таким образом, вместо предложения подходящего разрешения кодовой книги пользовательский терминал может просто передавать одно или более бинарных указаний (для множества радиоресурсов) базовой станции для сообщения о необходимости (в смысле ДА или НЕТ) цифрового предварительного кодирования в дополнение к аналоговому формированию луча.

После определения (806) и применения (808, 810) аналоговых формирователей луча базовая станция 802 может выбрать PIT, который будет настроен для по меньшей мере одного пользовательского терминала 804 (820). Следует отметить, что PIT может представлять собой различные типы показателей производительности. Например, это может быть коэффициент усиления отношения сигнал/шум (в дБ) или коэффициент усиления пропускной способности (в битах/с). Выбор PIT может определяться на основании по меньшей мере одного из следующих параметров: наличие ресурсов восходящей линии связи, состояние батареи пользовательского терминала и/или уровень мобильности пользовательского терминала.

Например, если ресурсы восходящей линии связи для сообщения CSI относительно малы, базовая станция может стремиться к установлению более низкого PIT, поэтому вероятность того, что пользовательский терминал найдет цифровое предварительное кодирование с низким разрешением, обеспечивающее повышение производительности с превышением PIT, выше, и, следовательно, это приводит к снижению общих затрат ресурсов на обратную связь между всеми радиоресурсами и всеми активными пользователями. Аналогичным образом, низкий PIT может быть настроен при низком уровне заряда батареи пользователя, чтобы снизить вероятность того, что пользовательский терминал может расходовать большую вычислительную мощность для выбора PMI из кодовой книги прекодера с более высоким разрешением (большего размера). После выбора значения PIT оно должно быть отправлено по меньшей мере одному пользовательскому терминалу на основе одноадресной/многоадресной/широковещательной сигнализации в зависимости от того, является ли конфигурация специфической для пользователя или специфической для соты.

Опорные сигналы нисходящей линии связи (такие как CSI-RS) могут передаваться (824) при определенных ранее параметрах аналоговых формирователей луча таким образом, чтобы пользовательский терминал мог измерить эффективный канал (826) H_eff, представляющий собой канальную матрицу N_r^RF-по-N_r^RF. На основании измеренного эффективного канала пользовательский терминал может оценить предполагаемую производительность при цифровом предварительном кодировании (828) и без него. Например, пользовательский терминал может рассчитывать значения показателя качества линии связи C_DP и C_{NO_DP}, который может представлять собой пропускную способность (или другой показатель качества линии связи) с цифровым предварительным кодированием и без него соответственно. Затем пользовательский терминал должен сравнить разницу между этими двумя пропускными способностями с настроенным значением PIT.

Если улучшение, связанное с цифровым предварительным кодированием, удовлетворяет настроенному PIT (например, если разница выше PIT или ниже PIT, в зависимости от используемого показателя качества линии связи), пользовательский терминал может сообщить положительное указание о необходимости применения цифрового предварительного кодирования. В противном случае, если улучшение, связанное с цифровым предварительным кодированием, не удовлетворяет настроенному PIT, пользователь может сообщить отрицательное указание о необходимости применения цифрового предварительного кодирования и/или предложить распределение цифрового предварительного кодирования, что позволяет пользовательскому терминалу избежать затрат ресурсов, например, на выбор PMI и обратную связь.

Иллюстративная логическая схема принятия решений пользовательского терминала, показанного на фиг. 8, представлена на фиг. 9.

По меньшей мере одно указание должно быть сообщено базовой станции пользовательским терминалом, представляющее собой по меньшей мере один радиоресурс (время/частоту/код), который потенциально может быть запланирован пользовательскому терминалу для последующих служб нисходящей линии связи. Например, пользовательский терминал может передавать битовую карту с M ≥ 1 битов для представления необходимости цифрового предварительного кодирования в M радиоресурсах (например, ресурсных блоках), где 0 и 1 указывают на желательность цифрового предварительного кодирования или нет соответственно, или наоборот.

На фиг. 10 представлена блок-схема иллюстративной процедуры в соответствии с другим иллюстративным вариантом осуществления. В данном варианте осуществления базовая станция настраивает по меньшей мере один пользовательский терминал с помощью APT, который может использоваться пользовательским терминалом для определения того, требуется ли цифровое предварительное кодирование в дополнение к аналоговому формированию луча.

Аналогично процессу, описанному в предыдущем иллюстративном варианте осуществления, сначала определяют аналоговые формирователи луча/объединители как базовой станции, так и пользовательского терминала. Затем в зависимости от требований к производительности приложения (например, скорости передачи данных, задержки) базовая станция может выбрать APT, соответствующий определенному показателю качества линии связи. Например, показатель может включать в себя пропускную способность канала, отношение сигнал/шум или схему модуляции и кодирования (MCS) высшего порядка, которая может быть использована для гарантирования частоты ошибок выше определенного значения. После выбора значения этого APT оно должно быть отправлено по меньшей мере одному пользовательскому терминалу на основе одноадресной/многоадресной/широковещательной сигнализации в зависимости от того, является ли конфигурация специфической для пользователя или специфической для соты.

Опорные сигналы нисходящей линии связи (такие как CSI-RS) могут передаваться при определенных ранее параметрах аналоговых формирователей луча таким образом, чтобы пользовательский терминал мог измерить эффективный канал H_eff, представляющий собой канальную матрицу N_r^RF-по-N_r^RF. На основании измеренного эффективного канала пользовательский терминал должен оценить предполагаемую производительность без цифрового предварительного кодирования. Например, пользовательский терминал может сначала оценить значение C_{NO_DP}, которое может представлять собой пропускную способность (или другой показатель качества линии связи) без цифрового предварительного кодирования. Затем пользовательский терминал может сравнить значение C_{NO_DP} с настроенным APT.

Если значение C_{NO_DP} удовлетворяет настроенному значению APT (например, больше или равно APT или меньше APT, в зависимости от используемого показателя качества линии связи), пользовательский терминал может сообщить отрицательное указание о необходимости применения цифрового предварительного кодирования и/или предложить распределение цифрового предварительного кодирования, что может позволить пользовательскому терминалу избежать затрат ресурсов, например, на выбор PMI и обратную связь. В противном случае, если настроенный APT не удовлетворяется, пользовательский терминал может сообщить положительное указание о необходимости применения цифрового предварительного кодирования таким образом, что цифровое предварительное кодирование может быть применено для достижения порога производительности (или по меньшей мере повышения производительности по сравнению с неприменением цифрового предварительного кодирования).

По меньшей мере одно указание должно быть сообщено пользовательским терминалом, представляющее собой по меньшей мере один радиоресурс (время/частоту/код), который потенциально может быть запланирован пользовательскому терминалу для последующих служб нисходящей линии связи. Например, пользовательский терминал может передавать битовую карту с M ≥ 1 битов для представления необходимости цифрового предварительного кодирования в M радиоресурсах (например, ресурсных блоках), где 0 и 1 указывают на желательность цифрового предварительного кодирования или нет соответственно, или наоборот.

В другом иллюстративном варианте осуществления основные процедуры аналогичны двум предыдущим иллюстративным вариантам осуществления, за исключением того, что пороговые уровни (PIT или APT) не настраиваются сетью (например, базовой станцией), а определяются самим пользовательским терминалом. Таким образом, базовая станция в данном случае не предоставляет информацию ни о каких вспомогательных параметрах пользовательскому терминалу. В более общем случает при измерении эффективного канала пользовательский терминал может рассчитывать и определять, следует ли использовать цифровое предварительное кодирование в по меньшей мере одном радиоресурсе при последующих сеансах службы нисходящей линии связи. Указания и/или предложения относительно необходимости цифрового предварительного кодирования могут сообщаться базовой станции пользовательским терминалом. По меньшей мере одно указание должно быть сообщено пользовательским терминалом, представляющее собой по меньшей мере один радиоресурс (время/частоту/код), который потенциально может быть запланирован пользовательскому терминалу для последующих служб нисходящей линии связи.

В одном иллюстративном варианте может использоваться кодовая книга прекодера с несколькими разрешениями на основе LTE-A. В 3GPP LTE-A для случаев с восемью антенными портами была принята структура двойной кодовой книги. При таком подходе предварительное кодирование W получают как продукт долгосрочного предварительного кодирования W₁ и краткосрочного предварительного кодирования W₂:

Ур. 4

В этом варианте осуществления указано несколько вариантов такой двойной кодовой книги, и каждый из нескольких вариантов связан с разрешением кодовой книги i. Используя системы и способы, описанные в настоящем документе, разрешение кодовой книги можно регулировать в любом или обоих из долгосрочных (W₁) и краткосрочных (W₂) компонентов, как описано ниже.

Что касается долгосрочной кодовой книги W₁, то структура долгосрочного предварительного кодирования W₁ представляет собой блочно-диагональную матрицу, которую можно записать следующим образом:

Ур. 5

где подматрицы X₁ и X₂, выделенные для двух различных поляризаций антенны, представляют собой набор векторов-столбцов DFT (например, группу лучей). В спецификациях 3GPP LTE-A присутствует только случай с X₁ = X₂, поэтому в этом случае обе поляризации антенны могут использовать одну группу лучей.

Для увеличения разрешения кодовой книги в соответствии с настоящим описанием число записей W₁ в кодовой книге можно увеличить, добавив случаи, в которых X₁ ≠ X₂. Таким образом, кодовая книга может также охватывать случаи, в которых две разные группы лучей используются двумя различными поляризациями антенны. В таких случаях возможность содержимого W₁ может стать более разнообразным, и для захвата этой кодовой книги с более высоким разрешением может потребоваться больше битов обратной связи.

Например, существует 16 возможных записей X_P (P=1,2), при этом два иллюстративных разрешения кодовой книги W₁ приведены ниже в таблице 2.

Таблица 2. Иллюстративная кодовая книга с несколькими разрешениями для W₁

W₁ Индекс разрешения кодовой книги, i W₁ Размер кодовой книги W₁ Битовая ширина (биты) 0 (Х₁ = Х₂) 16 4 1 (Х₁ ≠ Х₂) 256 8

Кроме того, разрешение кодовой книги W₁ также можно изменить путем регулировки коэффициента избыточной дискретизации для векторов DFT в группе лучей X_P.

Что касается краткосрочной кодовой книги W₂, то структуру краткосрочного предварительного кодирования W₂ можно рассматривать как набор двух векторов выбора (для двух антенных поляризаций соответственно), которая записывается как:

Ур. 6

где Y_P (P = 1,2) имеет только одну отличную от нуля запись, которая выбирает вектор-столбец из X_P в сообщенном W₁. Учитывая, что каждая из групп лучей X_P имеет четыре вектора-столбца, вероятность Y_P следующая:

Это приводит к размеру кодовой книги, равному 16 для W₂. Для увеличения разрешения кодовой книги W₂ можно рассмотреть случаи линейных комбинаций одинакового усиления пары лучей в группе лучей X_P. Таким образом, вероятность Y_P становится:

Размер кодовой книги W₂ теперь равен 100. Таким образом, могут существовать два иллюстративных разрешения кодовой книги W₂, как приведено ниже в таблице 3.

Таблица 3. Иллюстративная кодовая книга с несколькими разрешениями для W₂

W₂ Индекс разрешения кодовой книги, i W₂ Размер кодовой книги W₂ Битовая ширина (биты) 0 16 4 1 100 7

Соответственно, в одном или более вариантах осуществления, описанных в настоящем документе, любая кодовая книга с несколькими разрешениями может применяться только к W₁, только к W₂ или как к W₁, так и к W₂. Кроме того, помимо приведенных выше примеров, описанные системы и способы применимы к любой структуре кодовой книги прекодера.

В одном варианте осуществления предлагается способ беспроводной связи, включающий: передачу сигнала с использованием гибридного формирования луча, включая адаптивное применение цифрового формирования луча и аналогового формирования луча, причем цифровое формирование луча включает: адаптивную настройку разрешения кодовой книги цифрового прекодера. Способ может дополнительно включать: определение по меньшей мере одного аналогового формирователя луча и объединителя; определение самого низкого разрешения кодовой книги цифрового предварительного кодирования, которое требуется для достижения по меньшей мере одного параметра производительности; и передачу определенного самого низкого разрешения кодовой книги цифрового предварительного кодирования в сеть. Способ также может дополнительно включать: прием опорных сигналов нисходящей линии связи, которые указывают конфигурацию аналогового формирования луча на основе определенного аналогового формирователя луча и объединителя; измерение эффективного канала на основе указанной конфигурации аналогового формирования луча; и определение самого низкого разрешения кодовой книги цифрового предварительного кодирования, которое необходимо для достижения по меньшей мере одного параметра производительности и измеренного эффективного канала. Способ также может дополнительно включать: определение по меньшей мере одного вспомогательного параметра в качестве по меньшей мере одного параметра эффективности; и передачу по меньшей мере одного вспомогательного параметра модулю беспроводной передачи/приема (WTRU). Способ может отличаться тем, что по меньшей мере один вспомогательный параметр представляет собой порог повышения производительности (PIT) или абсолютный порог производительности (APT). Способ может отличаться тем, что по меньшей мере один вспомогательный параметр определяют на основании по меньшей мере одного из состояния сети, такого как нагрузка трафика, или состояния WTRU, такого как мобильность и/или состояние батареи. Способ может дополнительно включать: расчет на основании по меньшей мере одного из измеренного эффективного канала или вспомогательного параметра по меньшей мере одного разрешения кодовой книги цифрового предварительного кодирования, которое позволяет поддерживать канал радиосвязи с базовой станцией с достаточно высоким качеством для обеспечения желаемой производительности; и передачу по меньшей мере одного рассчитанного разрешения кодовой книги цифрового предварительного кодирования базовой станции. Способ может дополнительно включать: настройку модуля основной полосы частот для передачи данных по нисходящей линии связи в радиоресурсах, запланированных для WTRU, в соответствии с разрешением кодовой книги цифрового предварительного кодирования, принятым от WTRU; и передачу посредством настроенного модуля основной полосы частот данных нисходящей линии связи. Способ может отличаться тем, что определение минимального разрешения кодовой книги цифрового прекодера включает: расчет пропускной способности канала без цифрового предварительного кодирования (C_{NO_DP}) и значений пропускной способности канала при различных значениях индекса разрешения кодовой книги цифрового прекодера i (C_{DP, i}); определение значения i, соответствующего наименьшему разрешению/размеру кодовой книги, которое достигает C_{DP, i} - C_{NO_DP} > PIT, как минимальному разрешению кодовой книги цифрового прекодера. Способ может отличаться тем, что определение минимального разрешения кодовой книги цифрового прекодера включает: расчет значения показателя качества линии связи без цифрового предварительного кодирования (C_{NO_DP}) и значений показателя качества линии связи при различных значениях индекса разрешения кодовой книги цифрового прекодера i (C_{DP, i}); определение значения i, соответствующего наименьшему разрешению/размеру кодовой книги таким образом, что разница в производительности между C_{DP, i} и C_{NO_DP} удовлетворяет PIT, как минимальному разрешению кодовой книги цифрового прекодера. Способ может отличаться тем, что определение минимального разрешения кодовой книги цифрового прекодера включает: расчет значений пропускной способности канала при различных значениях индекса разрешения кодовой книги цифрового прекодера i (C_{DP, i}); определение значения i, соответствующего наименьшему разрешению кодовой книги, которое достигает C_{DP, i} > APT, как минимальному разрешению кодовой книги цифрового прекодера. Способ может отличаться тем, что определение минимального разрешения кодовой книги цифрового прекодера включает: расчет значений показателя качества линии связи при различных значениях индекса разрешения кодовой книги цифрового прекодера i (C_{DP, i}); определение значения i, соответствующего наименьшему разрешению/размеру кодовой книги таким образом, что C_{DP, i} удовлетворяет APT, как минимальному разрешению кодовой книги цифрового прекодера. Способ может дополнительно включать: определение посредством WTRU по меньшей мере одного вспомогательного параметра; определение по меньшей мере одного минимального разрешения кодовой книги цифрового прекодера на основе определенного по меньшей мере одного вспомогательного параметра; и передачу по меньшей мере одного минимального разрешения кодовой книги цифрового прекодера базовой станции. Способ может дополнительно включать: определение необходимости активации или деактивации цифрового предварительного кодирования; переключение между активацией и деактивацией обратной связи с цифровым прекодером на основании определения необходимости активации или деактивации цифрового предварительного кодирования; и передачу отчета о том, активно ли цифровое предварительное кодирование. Способ может дополнительно включать: определение необходимости активации или деактивации цифрового предварительного кодирования; передачу отчета о том, активно ли цифровое предварительное кодирование; и переключение между активацией и деактивацией обратной связи с прекодером на основе отчета. Способ может отличаться тем, что определение необходимости активации или деактивации цифрового предварительного кодирования основано на проверке порогового значения, причем пороговое значение представляет собой PIT или APT. Способ может дополнительно включать: регулировку разрешения цифрового прекодера, включая регулировку по меньшей мере одного из компонента разрешения краткосрочной кодовой книги или компонента разрешения долгосрочной кодовой книги для разрешения кодовой книги цифрового прекодера.

В одном варианте осуществления может использоваться модуль беспроводной передачи/приема (WTRU), выполненный с возможностью выполнения по меньшей мере части любой комбинации способа, как описано выше. В одном варианте осуществления может использоваться сервер, выполненный с возможностью выполнения по меньшей мере части любой комбинации способа, как описано выше. В одном варианте осуществления имеется система, содержащая передатчик и приемник, выполненные с возможностью выполнения по меньшей мере части любой комбинации способа, как описано выше. В одном варианте осуществления имеется по меньшей мере один процессор, выполненный с возможностью выполнения по меньшей мере части любой комбинации способа, как описано выше. В одном варианте осуществления имеется сетевой элемент, выполненный с возможностью выполнения по меньшей мере части любой комбинации способа, как описано выше. В одном варианте осуществления имеется базовая станция, выполненная с возможностью выполнения по меньшей мере части любой комбинации способа, как описано выше. В одном варианте осуществления имеется точка доступа (AP), выполненная с возможностью выполнения по меньшей мере части любой комбинации способа, как описано выше. В одном варианте осуществления имеется станция (STA), выполненная с возможностью выполнения по меньшей мере части любой комбинации способа, как описано выше. В одном варианте осуществления имеется интегральная микросхема, выполненная с возможностью выполнения по меньшей мере части любой комбинации способа, как описано выше. В одном варианте осуществления имеется вычислительное устройство, выполненное с возможностью выполнения по меньшей мере части любой комбинации способа, как описано выше. В одном варианте осуществления имеются команды, хранящиеся на энергонезависимом машиночитаемом носителе, которые при исполнении обрабатывающим устройством обусловливают выполнение обрабатывающим устройством по меньшей мере части любой комбинации способа, как описано выше.

Хотя признаки и элементы описаны выше в конкретных комбинациях, специалисту в данной области будет очевидно, что каждый признак или элемент может быть использован отдельно или в любой комбинации с другими признаками и элементами. Кроме того, описанные в настоящем документе способы могут быть реализованы в компьютерной программе, программном обеспечении или программно-аппаратном обеспечении, встроенном в машиночитаемый носитель и предназначенном для исполнения компьютером или процессором. Примеры машиночитаемого носителя включают в себя электронные сигналы (переданные по проводным или беспроводным соединениям) и машиночитаемые носители информации. Примеры машиночитаемого носителя информации включают в себя, без ограничений, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), регистр, кэш-память, полупроводниковые устройства хранения данных, магнитные носители, такие как внутренние жесткие диски и съемные диски, магнитооптические носители и оптические носители, такие как диски CD-ROM и цифровые универсальные диски (DVD). Процессор в сочетании с программным обеспечением может быть использован для реализации радиочастотного приемопередатчика, предназначенного для применения в составе WTRU, оборудования пользователя, терминала, базовой станции, контроллера RNC и/или любого главного компьютера.

Изобретение относится к системам сотовой связи. Технический результат – разработка механизма для повышения эффективности эксплуатации сотовой системы, работающей в диапазоне миллиметровых волн, на основе гибридной структуры формирования луча. Достигается тем, что базовые станции и пользовательские терминалы адаптивно настраивают кодовую книгу цифрового прекодера для гибридного формирования луча на основе миллиметровых волн путем определения по меньшей мере одного аналогового формирователя луча и объединителя; определения на пользовательском терминале самого низкого разрешения кодовой книги цифрового предварительного кодирования, которое используется для достижения по меньшей мере одного параметра производительности; и сообщения базовой станции определенного самого низкого разрешения кодовой книги цифрового предварительного кодирования. Регулировка разрешения кодовой книги цифрового прекодера, в дополнение к аналоговому формированию луча, по разным радиоресурсам (по времени/частоте) оптимизирует эффективность обратной связи для пользовательского терминала. Пользовательский терминал также принимает от базовой станции вспомогательный параметр, относящийся к достижимому повышению производительности с применением цифрового предварительного кодирования. Пользовательский терминал использует полученный вспомогательный параметр при определении разрешения кодовой книги цифрового прекодера. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 13 ил., 3 табл.

1. Способ беспроводной связи для пользовательского терминала, работающего в диапазоне миллиметровых волн и выполненного с возможностью аналогового формирования луча и цифрового формирования луча, причем способ включает:

прием от узла доступа опорного сигнала нисходящей линии связи с использованием параметра аналогового формирования луча,

измерение с использованием полученного опорного сигнала нисходящей линии связи, эффективного канала на основе параметра аналогового формирования луча,

прием от узла доступа вспомогательного параметра, указывающего целевой порог производительности,

определение минимального разрешения кодовой книги цифрового прекодера для порога производительности с использованием измеренного эффективного канала, и

отправку определенного минимального разрешения кодовой книги цифрового прекодера узлу доступа.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере один вспомогательный параметр представляет собой порог повышения производительности (PIT).

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что определение минимального разрешения кодовой книги цифрового прекодера включает:

расчет пропускной способности канала без цифрового предварительного кодирования (C_{NO_DP}) и значений пропускной способности канала при различных значениях индекса разрешения кодовой книги цифрового прекодера i (C_{DP, i}), и

определение наименьшего разрешения кодовой книги, которое достигает C_{DP, i} - C_{NO_DP}>PIT, как минимального разрешения кодовой книги цифрового прекодера.

4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что определение минимального разрешения кодовой книги цифрового прекодера включает:

расчет значения показателя качества линии связи без цифрового предварительного кодирования (C_{NO_DP}) и значений показателя качества линии связи при различных значениях индекса разрешения кодовой книги цифрового прекодера i (C_{DP, i}), и

определение наименьшего разрешения кодовой книги таким образом, что разница в производительности между C_{DP, i} и C_{NO_DP} удовлетворяет PIT, как минимального разрешения кодовой книги цифрового прекодера.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере один вспомогательный параметр представляет собой абсолютный порог производительности (APT).

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что определение минимального разрешения кодовой книги цифрового прекодера включает:

расчет значений пропускной способности канала при различных значениях индекса разрешения кодовой книги цифрового прекодера i (C_{DP, i}), и

определение наименьшего разрешения кодовой книги, которое достигает C_{DP, i}>APT, как минимального разрешения кодовой книги цифрового прекодера.

7. Способ по п. 5, отличающийся тем, что определение минимального разрешения кодовой книги цифрового прекодера включает:

расчет значений показателя качества линии связи при различных значениях индекса разрешения кодовой книги цифрового прекодера i (C_{DP, i}), и

определение наименьшего разрешения кодовой книги таким образом, что C_{DP, i} удовлетворяет APT, как минимального разрешения кодовой книги цифрового прекодера.

8. Способ по любому из пп. 3, 4 и 6, 7, отличающийся тем, что каждое значение индекса разрешения кодовой книги цифрового прекодера i сопоставляют с одним доступным разрешением кодовой книги цифрового прекодера.

9. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что вспомогательный параметр принимают в сообщении о перенастройке управления радиоресурсами от узла доступа.

10. Способ по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что определенное минимальное разрешение кодовой книги цифрового прекодера указывает на то, что обратная связь с цифровым прекодером деактивирована пользовательским терминалом.

11. Способ по любому из пп. 1-10, дополнительно содержащий получение на пользовательском терминале от узла доступа последующей передачи данных нисходящей линии связи с использованием определенного минимального разрешения кодовой книги цифрового прекодера, отправленного узлу доступа.

12. Способ по любому из пп. 1-11, отличающийся тем, что определение минимального разрешения кодовой книги цифрового прекодера включает:

определение на основании измеренного эффективного канала, принятого вспомогательного параметра и по меньшей мере одного из уровня мобильности пользовательского терминала и состояния батареи пользовательского терминала необходимости деактивации обратной связи с цифровым прекодером на пользовательском терминале, и

определение минимального разрешения кодовой книги цифрового прекодера как 0.

13. Способ по любому из пп. 1-12, дополнительно включающий:

передачу узлу доступа по меньшей мере одного из следующих параметров: i) наличие ресурсов восходящей линии связи, ii) состояние батареи пользовательского терминала и iii) уровень мобильности пользовательского терминала, и

причем полученный вспомогательный параметр основан по меньшей мере частично на по меньшей мере одном из следующих переданных параметров: i) наличие ресурсов восходящей линии связи, ii) состояние батареи пользовательского терминала и iii) уровень мобильности пользовательского терминала.

14. Способ по любому из пп. 1-13, отличающийся тем, что определенное минимальное разрешение кодовой книги цифрового прекодера представляет собой разрешение кодовой книги одного из следующего: (i) компонент краткосрочного предварительного кодирования и (ii) компонент долгосрочного предварительного кодирования.

15. Пользовательский терминал, содержащий процессор и энергонезависимый машиночитаемый носитель, на котором хранятся команды, которые при исполнении процессором обусловливают выполнение следующих функций:

прием от узла доступа опорного сигнала нисходящей линии связи с использованием параметра аналогового формирования луча,

измерение с использованием полученного опорного сигнала нисходящей линии связи, эффективного канала на основе параметра аналогового формирования луча,

прием от узла доступа параметра вспомогательного параметра, относящегося к достижимому повышению производительности с использованием цифрового предварительного кодирования,

определение на основании измеренного эффективного канала и полученного вспомогательного параметра минимального разрешения кодовой книги цифрового прекодера, и

отправку определенного минимального разрешения кодовой книги цифрового прекодера узлу доступа.