УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ ДЛЯ НИСХОДЯЩЕЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ В СИСТЕМЕ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ Российский патент 2024 года по МПК H04B7/04 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится, в общем, к беспроводной связи и, более конкретно, к устройствам и способам формирования диаграммы направленности для передачи данных в нисходящей линии связи.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

На современном этапе имеет место все более и более активное развертывание сетей беспроводной связи 5-го поколения (5G) стандарта New Radio (NR), преимущества и возможности которых широко известны.

На базовых станциях (BS) в системе 5G NR используются массивные антенные решетки, содержащие множественные приемопередающие антенные элементы (АЕ), которые позволяют эффективно реализовать технологию MIMO ("многоканальный вход -многоканальный выход"), когда для передачи данных (например, физического нисходящего совместно используемого канала (PDSCH)) формируется ряд одновременно передаваемых пространственных MIMO-потоков или MIMO-слоев (MIMO-layers).

Обобщенно говоря, цифровой сигнал передается или принимается с помощью одного или нескольких цифровых портов, связанных с антенными элементами базовой станции, с помощью радиочастотного блока, выполняющего функцию преобразования цифрового сигнала в аналоговый и обратно. Так, для диапазона частот 3.5 ГГц могут задействоваться до 64 цифровых антенных портов, позволяющих на базовых станциях использовать различные схемы пространственной цифровой обработки сигнала (прекодинга). Например, с помощью технологии пространственного мультиплексирования (SM) обеспечивается возможность повторного использования одних и тех же частотно-временных ресурсов для передачи множественных сигналов (MIMO-слоев) на одно или несколько пользовательских устройств (UE), а с помощью технологии адаптивного формирования диаграммы направленности (beamforming) обеспечивается динамическое фокусирование мощности передаваемого сигнала в одном или более заданных направлениях. За счет применения передовых методов модуляции, таких как модуляция с ортогональным частотным разделением и мультиплексированием (OFDM), обеспечивается эффективная широкополосная передача сигнала.

Более конкретно, одна из основных технологий пространственной цифровой обработки сигнала, поддерживаемых в 5G NR, основывается на использовании кодовой книги (code book), которая, в общем, является представлением совокупного набора пространственных лучей, в которых с базовой станции могут передаваться MIMO-слои.

Ниже в целях обеспечения понимания технического контекста настоящего изобретения дается краткое изложение отвечающей 5G NR методики формирования диаграммы направленности на основе использования кодовой книги в нисходящей (DL) линии связи. Детали данной технологии отражены в спецификации TS 38.214, v.17.4.0, которая во всей своей полноте включена в настоящее описание посредством ссылки.

На Фиг. 1 проиллюстрирован пример части двумерной антенной решетки базовой станции, в которой антенные элементы (условно обозначенные как х на данной фигуре), виртуализированы в N₁=2 антенных порта по горизонтали и N₂=2 антенных порта по вертикали. Как видно из иллюстрации, каждому антенному порту в данном случае соответствует поднабор из трех смежных антенных элементов. Также учитывается возможность каждого порта излучать сигнал с одной из двух разных, ортогональных поляризаций (Р=2). Этими ортогональными поляризациями могут быть линейные (вертикальная и горизонтальная) поляризации, а также круговые (правая и левая) поляризации. В результате, рассматриваемая подрешетка антенны поддерживает N₁×N₂×P=8 цифровых антенных портов. По сути, N₁ соответствует размерности по одному (здесь горизонтальному) пространственному направлению, N₂ соответствует размерности по другому (здесь вертикальному) пространственному направлению, и Р соответствует размерности по поляризации. Естественно, аналогичное рассмотрение применимо к подрешеткам с другими требующимися размерами (N₁, N₂).

Для информирования пользовательских устройств о цифровых антенных портах с базовой станции передаются опорные сигналы (RS) информации состояния канала (CSI), т.е. CSI-RS. В зависимости от реализации, каждый CSI-RS может соответствовать одному цифровому антенному порту, либо выполняется дополнительная виртуализация, так что каждый CSI-RS может соответствовать более чем одному (например, двум) цифровому антенному порту. Иными словами, учитывая данную дополнительную виртуализацию, в конечном итоге задействуется виртуализованное представление антенных элементов антенной решетки базовой станции в виде антенных портов CSI-RS. Следует отметить, что при сообщении с базовой станцией пользовательское устройство не должно быть осведомлено о фактической структуре антенной решетки базовой станции - данное сообщение, по сути, осуществляется на уровне антенных портов CSI-RS базовой станции, т.е. каждый антенный порт CSI-RS рассматривается как единый излучающий элемент, безотносительно охватываемых им антенных элементов.

На Фиг. 2 показано иллюстративное представление кодовой книги со ссылкой на подрешетку, рассмотренную выше со ссылкой на Фиг. 1.

Каждый из возможных пространственных лучей, в которых базовая станция может осуществлять направленную передачу данных, представлен в кодовой книге диаграммо-образующим вектором дискретного преобразования Фурье (DFT-вектором). По сути, кодовая книга иллюстрируется на Фиг. 2 двумерной (по горизонтали и вертикали) сеткой лучей. Каждый луч, и, следовательно, соответствующий ему DFT-вектор, показан кружком на данной сетке. Светло-серыми кружками условно показаны DFT-вектора, непосредственно соответствующие N₁×N₂=4 (т.е. двум по горизонтали, двум по вертикали) антенным портам,

проиллюстрированным на Фиг. 1. Эти DFT-векторы являются взаимно ортогональными. Помимо этого, за счет использования коэффициентов (O₁, O₂) передискретизации обеспечивается последовательный линейный сдвиг фазы на каждый DFT-вектор в направлениях N₁, N₂, соответственно; как следствие, общая плотность рассматриваемой структуры лучей значительно повышается. В результате размерность кодовой книги есть N₁×O₁ по горизонтали и N₂×O₂ по вертикали, т.е. общее количество DFT-векторов в кодовой книге равно (N₁×O₁)×(N₂×O₂). Соответственно, DFT-векторы в кодовой книге индексируются по горизонтали индексом и по вертикали индексом m, m=0, …, (N₂×O₂)) - 1. В рассматриваемом на Фиг. 2 случае O₁=O₂=4. То, каким конкретно образом вычисляются DFT-векторы кодовой книги, будет описано ниже. Следует отметить, что схему по Фиг. 2 следует рассматривать без учета поляризации, то есть так, что каждый из DFT-векторов используется с одной поляризацией.

В целях иллюстрации, на Фиг. 2 черным кружком условно показан конкретный луч (т.е. конкретное направление передачи), выбранный из кодовой книги.

Проиллюстрированная на Фиг. 2 кодовая книга, по существу, соответствует кодовой книге Типа 1 (Туре 1) 5G NR. Возможные поддерживаемые конфигурации кодовой книги Туре 1 можно установить из нижеприведенной Таблицы 5.2.2.2.1-2 из вышеуказанной спецификации:

Соответственно, на базовой станции может быть обеспечена поддержка максимум 8 MIMO-слоев из расчета на UE.

На Фиг. 3 иллюстративно показана обобщенная схема взаимодействия между сетью беспроводной связи (NW) и пользовательским устройством для обеспечения выполнения пространственной цифровой обработки сигнала (прекодинга) на базовой станции, являющейся частью этой сети.

Базовая станция рассылает конфигурационную информацию, содержащую конфигурацию CSI (действие 1). Также базовой станцией передаются (например, на периодической основе) CSI-RS со всех своих антенных портов CSI-RS (действие 2), и в отношении принимаемых CSI-RS пользовательское устройство выполняет измерения (действие 3). По приему от базовой станции запроса на указание (обратную связь) CSI (CSI feedback indication) (действие 4), пользовательское устройство осуществляет вычисления для формирования CSI на основе выполненных измерений и полученной конфигурации (действие 5).

На пользовательском устройстве вычисляется ряд параметров, которые включаются в формируемую CSI. Так, пользовательское устройство выбирает предпочтительное количество L MIMO-слоев, соответствующее числу одновременно передаваемых с базовой станции потоков данных, которое пользовательское устройство намеревается принимать. Данное количество L MIMO-слоев отражается параметром RI в составе CSI. Также пользовательское устройство формирует матрицу пространственной цифровой обработки сигнала (матрицу прекодинга или РМ матрицу) из DFT-векторов, соответствующих рекомендуемым пользовательским устройством пространственным лучам для передачи на него упомянутого количества L MIMO-слоев. DFT-векторы выбираются при этом из кодовой книги, параметры которой (см. Таблицу 5.2.2.2.1-2 выше) могут быть сообщены на пользовательское устройство в составе конфигурации CSI. Сформированная РМ матрица отражается параметром PMI в составе CSI. Формат представления PMI описан в вышеупомянутой спецификации. Помимо этого, пользовательское устройство определяет показатель качества канала (CQI), также включаемый в CSI.

Сформированная CSI, включающая в себя, помимо прочего, RI, PMI, CQI, передается с пользовательского устройства на базовую станцию в ответ на упомянутый запрос обратной связи (действие 6 по Фиг. 3). По приему CSI базовая станция, в частности, использует CQI для выбора схемы модуляции и кодирования (MCS) и применяет полученную РМ матрицу для выполнения прекодинга, с формированием соответствующей диаграммы направленности (действие 7) для осуществления передачи (например, PDSCH) на пользовательское устройство (действие 8).

Далее со ссылкой на Фиг. 4а, 4b дается иллюстрация вычисления РМ матрицы W на стороне UE для кодовой книги Туре 1 5G NR.

Каждый DFT-вектор представляет собой произведение Кронекера вектор-столбца где

на вектор-столбец u_m, где

т.е.

В уравнениях (1), (2) j - мнимая единица, Г обозначает транспонирование.

Количество элементов в векторе v_i равно числу антенных портов по одной пространственной размерности (в данном случае по горизонтали), т.е. N₁, а количество элементов в векторе u_m равно числу антенных портов по другой пространственной размерности (в данном случае по вертикали), т.е. N₂; при этом, должно быть больше или равно N₂, что определяет выбор конкретной пространственной размерности в качестве упомянутых одной и другой размерностей (см. Фиг. 1, 2 для иллюстрации).

Соответственно, количество элементов в любом DFT-векторе будет N₁×N₂. Касаемо возможных значений параметров N₁, O₁, N₂, O₂ см. Таблицу 5.2.2.2.1-2.

На Фиг. 4а показана общая структура формируемой РМ матрицы. Число векторов прекодинга, составляющих РМ матрицу (в данном случае - ее столбцов), равно количеству L MIMO-слоев, выбранному пользовательским устройством (см. действие 5, описанное выше со ссылкой на Фиг. 3). Множитель ϕ_n, где

применяемый к DFT-вектору, характеризует фазировку, соответствующую одной из поляризаций. Число элементов в каждом столбце РМ матрицы будет, соответственно, равно количеству цифровых антенных портов, более конкретно, N₁×N₂×2.

Из Фиг. 4а также видно, что вся РМ матрица умножается на нормировочный множитель где N_CSI-RS - число антенных портов CSI-RS, что по сути соответствует равномерному разделению мощности передачи базовой станции на все L MIMO-слоев. То есть, использование каждого нового MIMO-слоя в любом случае пропорционально сокращает выделение мощности из расчета на MIMO-слой.

На Фиг. 4b приведены примеры РМ матрицы, построенной на основе кодовой книги Туре 1 5G NR, последовательно для выбранного количества MIMO-слоев от L, равного 1 (верхний левый угол), до максимального числа, равного 8 (верхний правый угол, направление обхода показано стрелками). Из приведенной иллюстрации виден общий принцип, положенный в основу данного построения: а именно, сначала по максимуму используется размерность поляризации, и лишь затем привлекается новый DFT-вектор из кодовой книги (т.е. размерность DFT). К примеру, в РМ матрице для двух MIMO-слоев (L=2) используется один DFT-вектор с двумя разными поляризациями, что соответственно отражается фазировочными множителями ϕ_n и -ϕ_n. это по факту означает, что оба MIMO-слоя будут передаваться с базовой станции на пользовательское устройство в одном пространственном луче, но с разными, ортогональными поляризациями.

Данный принцип виден на Фиг. 4b и для других значений L. Последовательность приоритетного задействования поляризации показана на Фиг. 4b в кружках. При этом на данной фигуре ортогональные поляризации показаны как вертикальная и горизонтальная исключительно в качестве неограничивающего примера.

Как было сказано ранее, сформированная таким образом РМ матрица, сообщаемая пользовательским устройством на базовую станцию посредством PMI в составе CSI, используется на базовой станции для формирования соответствующей диаграммы направленности для передачи данных. Данный аспект отображен на Фиг. 5, где схематично показано применение пространственной цифровой обработки сигнала в передатчике базовой станции. В качестве иллюстрации контурами проиллюстрированы возможные лучи, в которых может осуществляться передача потоков данных от базовой станции, а также показан сформированный луч, который соответствует одному из DFT-векторов в сообщенной РМ матрице. Например, таким пространственным лучом может быть луч для случая L=2, рассмотренного со ссылкой на Фиг. 4b выше.

Хотя развертывание систем 5G NR в мире только начинает набирать обороты, уже сейчас ведутся активные исследования в различных направлениях по стандартизации систем беспроводной связи следующего поколения, т.н. 6G, которые буду обладать характеристиками, превосходящими 5G NR.

В частности, для рабочего диапазона 6G 10-13 ГГц (UPPER MID BAND) на базовых станциях планируется поддержка сверхбольших антенных решеток (например, состоящих из 3072 антенных элементов) с гибридным аналоговым и цифровым формированием диаграммы направленности с большим количеством антенных портов (<256). Таким образом, с поддержкой, в частности, до 64 одновременно передаваемых пространственных MIMO-слоев в системах связи UPPER MID BAND диапазона концепция радиоинтерфейса со сверхбольшой антенной решеткой (xMIMO) будет выведена на принципиально новый уровень. При этом, в 6G планируется поддержка набора опорных сигналов, аналогичного используемому в 5G NR, таких как DM-RS, CSI-RS, SRS, PT-RS, PSS/SSS.

В то же время, подходы, применяемые в 5G NR, далеко не всегда могут быть непосредственно экстраполированы на системы беспроводной связи следующего поколения.

Так, как следует из вышеприведенного рассмотрения, существующая кодовая книга Туре 1 5G NR поддерживает максимум 32 антенных порта CSI-RS и 8 MIMO-слоев из расчета на UE, тогда как для системы беспроводной связи 6G необходима поддержка вплоть до 256 цифровых антенных портов и 16 MIMO-слоев из расчета на UE.

Помимо этого, возникает следующая проблема. 3072 антенных элемента в антенной решетке базовой станции обеспечивают очень узкую диаграмму направленности с высоким коэффициентом усиления антенны. При этом большую роль приобретает контроль мощности, излучаемой базовой станцией в различных направлениях.

Параметром, посредством которого контролируется излучаемая мощность, является EIRP (Effective Isotropic Radiated Power). EIRP представляет максимальную мощность, излучаемую антенной в заданном направлении с наивысшим коэффициентом усиления антенны, и определяется следующим образом:

где G_a - коэффициент усиления антенны в заданном направлении, P_Tx - суммарная мощность передачи от базовой станции, С коэффициент, которым учитываются издержки (в контексте настоящей заявки может быть без ограничения общности положен равным 0). Единица измерения EIRP - дБ.

Соответственно, мощность, испускаемая базовой станцией в любом направлении, не должна превышать порог по EIRP, т.е. заданную величину maxEIRP. Следовательно, в ряде случаев (например, при передаче в одном пространственном луче) может потребоваться значительное снижение мощности P_Tx базовой станции, чтобы удовлетворять требованиям по EIRP. Данный аспект проиллюстрирован на Фиг. 6.

В то же время, указанная необходимость снижения мощности передачи на базовой станции вследствие ограничений по EIRP не учитывается существующей структурой кодовой книги 5G NR.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В ввиду вышеописанных недостатков предшествующего уровня техники, одной задачей настоящего изобретения является создание структуры кодовой книги, обеспечивающей поддержку более 32 антенных портов CSI-RS и более 8 MIMO-слоев из расчета на UE; другой задачей настоящего изобретения является адаптация используемой РМ матрицы для оптимизации использования доступной на базовой станции мощности передачи в виду имеющихся ограничений.

В контексте решения этих задач, согласно первому аспекту настоящего изобретения предложен способ формирования диаграммы направленности для DL передачи в системе беспроводной связи.

Предложенный способ содержит этап на котором на базовой станции системы беспроводной связи формируют конфигурационную информацию, требующуюся чтобы пользовательское устройство могло сообщать CSI на базовую станцию. В конфигурационную информацию включаются, по меньшей мере, параметры кодовой книги и параметр N_DFT. Кодовая книга определяет совокупный набор пространственных лучей, в которых с базовой станции могут передаваться потоки данных, при этом каждый пространственный луч представляется DFT-вектором в кодовой книге. N_DFT указывает максимальное количество DFT-векторов с одной поляризацией в РМ матрице. Конфигурационная информация передается с базовой станции на пользовательское устройство, предпочтительно с использованием сигнализации DCI, MAC, RRC или их сочетания.

Затем, предложенный способ содержит этапы, на которых, на пользовательском устройстве, на основе CSI-RS, принимаемых с базовой станции: выбирают количество (L) MIMO-слоев, соответствующее количеству одновременно передаваемых с базовой станции потоков данных, которое пользовательское устройство готово принимать; и формируют РМ матрицу на основе DFT-векторов, выбираемых из кодовой книги, причем количество векторов прекодинга, образующих РМ матрицу, равно L. Формирование РМ матрицы содержит этапы, на которых:

если L≤N_DFT, то формируют L векторов прекодинга используя L разных DFT-векторов, каждый из которых используется с одной поляризацией, или

если N_DFT<L≤2N_DFT, то формируют N_DFT векторов прекодинга используя N_DFT разных DFT-векторов, каждый из которых используется с одной поляризацией, и формируют дополнительные N_next векторов прекодинга, где N_next=L - N_DFT, используя N_next DFT-векторов из N_DFT DFT-векторов, при этом каждый из N_next DFT-векторов используется с поляризацией, отличающейся от упомянутой одной поляризации, с которой этот DFT-вектор уже был использован в РМ матрице, или

если L>2N_DFT, то формируют L векторов прекодинга используя N_DFT=ceil (L/2) разных DFT-векторов, при этом для формирования 2⋅floor(L/2) векторов прекодинга каждый из floor(L/2) DFT-векторов из N_DFT DFT-векторов используется с двумя разными поляризациями, и, если mod(L,2)=1, оставшийся DFT-вектор из N_DFT DFT-векторов используется с одной поляризацией для формирования соответствующего вектора прекодинга.

Согласно предпочтительному варианту осуществления, упомянутые разные DFT-векторы являются ортогональными DFT-векторами, и упомянутые разные поляризации являются ортогональными поляризациями сигнала.

Далее, предложенный способ содержит этап, на котором на пользовательском устройстве формируют CSI, включающую в себя, по меньшей мере, указание (RI) выбранного количества L MIMO-слоев и указание (PMI) РМ матрицы, и передают сформированную CSI на базовую станцию.

Наконец, предложенный способ содержит этап, на котором на базовой станции выполняют прекодинг с формированием диаграммы направленности на основе RI и PMI из состава CSI, принятой от пользовательского устройства.

Согласно варианту осуществления, в конфигурационную информацию дополнительно включается информация для нормировки РМ матрицы по мощности. В этом случае способ дополнительно содержит этапы, на которых, после упомянутого формирования РМ матрицы, на пользовательском устройстве: определяют параметры нормировки для сформированной РМ матрицы с использованием упомянутой информации для нормировки, причем эти определенные параметры нормировки содержат общий параметр нормировки, применяемый ко всей РМ матрице, и один или более индивидуальных параметров нормировки, соответственно применяемых к отдельным векторам прекодинга или группам векторов прекодинга РМ матрицы; и применяют к сформированной РМ матрице упомянутые определенные параметры нормировки.

Согласно варианту осуществления, L выбирается из совокупности заданных значений, где максимальное значение L равно 16. Способ дополнительно содержит этапы, на которых, на базовой станции: для каждого значения L из упомянутой совокупности заданных значений вычисляют соответствующий общий параметр нормировки на основе, по меньшей мере, заранее заданного ограничения по EIRP, коэффициента усиления антенны базовой станции, мощности передачи базовой станции и данного значения L; и включают вычисленные общие параметры нормировки в упомянутую информацию для нормировки. Упомянутое определение параметров нормировки содержит этап, на котором выбирают, из вычисленных общих параметров нормировки, общий параметр нормировки, соответствующий упомянутому выбранному количеству L MIMO-слоев, для применения к сформированной РМ матрице. При упомянутом применении общего параметра нормировки РМ матрица предпочтительно умножается на нормировочный множитель, который включает в себя этот общий параметр нормировки.

Согласно варианту осуществления, способ дополнительно содержит этап, на котором на пользовательском устройстве определяют L индивидуальных параметров нормировки, причем индивидуальные параметры нормировки являются соответственно индивидуальными для упомянутых L MIMO-слоев. Упомянутое применение параметров нормировки дополнительно содержит этап, на котором умножают векторы прекодинга РМ матрицы на соответствующие определенные индивидуальные параметры нормировки.

При упомянутом определении индивидуальных параметров нормировки, индивидуальный параметр нормировки может быть определен для каждого вектора прекодинга РМ матрицы в зависимости от того, используется или нет для MIMO-слоя, соответствующего данному вектору прекодинга, совместно с MIMO-слоем, соответствующим другому вектору прекодинга РМ матрицы, один и тот же DFT-вектор с разными поляризациями сигнала.

При упомянутом определении индивидуальных параметров нормировки, индивидуальный параметр нормировки для каждого вектора прекодинга РМ матрицы может быть определен равным 1.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения предложен способ формирования диаграммы направленности для DL передачи в системе беспроводной связи.

Предложенный способ содержит этап на котором на базовой станции системы беспроводной связи формируют конфигурационную информацию, требующуюся чтобы пользовательское устройство могло сообщать CSI на базовую станцию. В конфигурационную информацию включаются, по меньшей мере, параметры кодовой книги и информация для нормировки РМ матрицы по мощности. Кодовая книга определяет совокупный набор пространственных лучей, в которых с базовой станции могут передаваться потоки данных, при этом каждый пространственный луч представляется DFT-вектором в кодовой книге. Конфигурационная информация передается с базовой станции на пользовательское устройство, предпочтительно с использованием сигнализации DCI, MAC, RRC или их сочетания.

Затем, предложенный способ содержит этапы, на которых, на пользовательском устройстве, на основе CSI-RS, принимаемых с базовой станции: выбирают количество (L) MIMO-слоев, соответствующее количеству одновременно передаваемых с базовой станции потоков данных, которое пользовательское устройство готово принимать, и формируют РМ матрицу на основе DFT-векторов, выбираемых из кодовой книги, причем количество векторов прекодинга, образующих РМ матрицу, равно L. На пользовательском устройстве определяют параметры нормировки для сформированной РМ матрицы с использованием упомянутой информации для нормировки из состава принятой конфигурационной информации, причем эти определенные параметры нормировки содержат общий параметр нормировки, применяемый ко всей РМ матрице, и один или более индивидуальных параметров нормировки, соответственно применяемых к отдельным векторам прекодинга или группам векторов прекодинга РМ матрицы, и применяют к сформированной РМ матрице упомянутые определенные параметры нормировки.

Далее, предложенный способ содержит этап, на котором на пользовательском устройстве формируют CSI, включающую в себя, по меньшей мере, указание (RI) выбранного количества L MIMO-слоев и указание (PMI) РМ матрицы, и передают сформированную CSI на базовую станцию.

Наконец, предложенный способ содержит этап, на котором на базовой станции выполняют прекодинг с формированием диаграммы направленности на основе RI и PMI из состава CSI, принятой от пользовательского устройства.

Согласно варианту осуществления, L выбирается из совокупности заданных значений, где максимальное значение L равно 16. Способ дополнительно содержит этапы, на которых, на базовой станции: для каждого значения L из упомянутой совокупности заданных значений вычисляют соответствующий общий параметр нормировки на основе, по меньшей мере, заранее заданного ограничения по EIRP, коэффициента усиления антенны базовой станции, мощности передачи базовой станции и данного значения L; и включают вычисленные общие параметры нормировки в упомянутую информацию для нормировки. Упомянутое определение параметров нормировки содержит этап, на котором выбирают, из вычисленных общих параметров нормировки, общий параметр нормировки, соответствующий упомянутому выбранному количеству L MIMO-слоев, для применения к сформированной РМ матрице. При упомянутом применении общего параметра нормировки РМ матрица предпочтительно умножается на нормировочный множитель, который включает в себя этот общий параметр нормировки.

Согласно варианту осуществления, способ дополнительно содержит этап, на котором на пользовательском устройстве определяют L индивидуальных параметров нормировки, причем индивидуальные параметры нормировки являются соответственно индивидуальными для упомянутых L MIMO-слоев. Упомянутое применение параметров нормировки дополнительно содержит этап, на котором умножают векторы прекодинга РМ матрицы на соответствующие определенные индивидуальные параметры нормировки.

При упомянутом определении индивидуальных параметров нормировки, индивидуальный параметр нормировки может быть определен для каждого вектора прекодинга РМ матрицы в зависимости от того, используется или нет для MIMO-слоя, соответствующего данному вектору прекодинга, совместно с MIMO-слоем, соответствующим другому вектору прекодинга РМ матрицы, один и тот же DFT-вектор с разными поляризациями сигнала.

При упомянутом определении индивидуальных параметров нормировки, индивидуальный параметр нормировки для каждого вектора прекодинга РМ матрицы может быть определен равным 1.

Согласно варианту осуществления, в конфигурационную информацию дополнительно включается параметр N_DFT, указывающий максимальное количество DFT-векторов с одной поляризацией сигнала в РМ матрице. В этом случае, упомянутое формирование РМ матрицы содержит этапы, на которых:

если L≤N_DFT, то формируют L векторов прекодинга используя L ортогональных DFT-векторов, каждый из которых используется с одной поляризацией сигнала, или

если N_DFT<L≤2N_DFT, то формируют N_DFT векторов прекодинга используя N_DFT ортогональных DFT-векторов, каждый из которых используется с одной поляризацией сигнала, и формируют дополнительные N_next векторов прекодинга, где N_next=L - N_DFT, используя N_next DFT-векторов из N_DFT DFT-векторов, при этом каждый из N_next DFT-векторов используется с поляризацией сигнала, ортогональной по отношению к упомянутой одной поляризации сигнала, с которой этот DFT-вектор уже был использован в РМ матрице, или

если L>2N_DFT, то формируют L векторов прекодинга используя N_DFT=ceil (L/2) ортогональных DFT-векторов, при этом для формирования 2•floor(L/2) векторов прекодинга каждый из floor (L/2) DFT-векторов из N_DFT DFT-векторов используется с двумя ортогональными поляризациями сигнала, и, если mod(L, 2)=1, оставшийся DFT-вектор из N_DFT DFT-векторов используется с одной поляризацией сигнала для формирования соответствующего вектора прекодинга.

Вышеуказанные первый и второй аспекты настоящего изобретения могут быть реализованы как по отдельности, так и совместно. В контексте такой совместной реализации предложен способ формирования диаграммы направленности для DL передачи в системе беспроводной связи.

Предложенный способ содержит этап на котором на базовой станции системы беспроводной связи формируют конфигурационную информацию, требующуюся чтобы пользовательское устройство могло сообщать CSI на базовую станцию. В конфигурационную информацию включаются, по меньшей мере, параметры кодовой книги, параметр N_DFT и информацию для нормировки РМ матрицы по мощности. Кодовая книга определяет совокупный набор пространственных лучей, в которых с базовой станции могут передаваться потоки данных, при этом каждый пространственный луч представляется DFT-вектором в кодовой книге. N_DFT указывает максимальное количество DFT-векторов с одной поляризацией в РМ матрице. Конфигурационная информация передается с базовой станции на пользовательское устройство.

Согласно предложенному способу, пользовательское устройство осуществляет измерения CSI-RS, принимаемых с базовой станции. Затем, по приему от базовой станции запроса указания CSI, предложенный способ содержит этапы, на которых, на основе измерений CSI-RS, на пользовательском устройстве выбирают количество (L) MIMO-слоев, соответствующее количеству одновременно передаваемых с базовой станции потоков данных, которое пользовательское устройство готово принимать, и формируют РМ матрицу на основе DFT-векторов, выбираемых из кодовой книги, причем количество векторов прекодинга, образующих РМ матрицу, равно L. Формирование РМ матрицы содержит этапы, на которых:

если L≤N_DFT, то формируют L векторов прекодинга используя L ортогональных DFT-векторов, каждый из которых используется с одной поляризацией сигнала, или

если N_DFT<L<2N_DFT, то формируют N_DFT векторов прекодинга используя N_DFT ортогональных DFT-векторов, каждый из которых используется с одной поляризацией сигнала, и формируют дополнительные N_next векторов прекодинга, где N_next=L-N_DFT, используя N_next DFT-векторов из N_DFT DFT-векторов, при этом каждый из N_next DFT-векторов используется с поляризацией сигнала, ортогональной по отношению к упомянутой одной поляризации сигнала, с которой этот DFT-вектор уже был использован в РМ матрице, или

если L>2N_DFT, то формируют L векторов прекодинга используя N_DFT=ceil (L/2) ортогональных DFT-векторов, при этом для формирования 2•floor(L/2) векторов прекодинга каждый из floor (L/2) DFT-векторов из N_DFT DFT-векторов используется с двумя ортогональными поляризациями сигнала, и, если mod(L, 2)=1, оставшийся DFT-вектор из N_DFT DFT-векторов используется с одной поляризацией сигнала для формирования соответствующего вектора прекодинга.

После этого, на пользовательском устройстве определяют параметры нормировки для сформированной РМ матрицы с использованием упомянутой информации для нормировки по мощности из состава принятой конфигурационной информации, причем эти определенные параметры нормировки содержат общий параметр нормировки, применяемый ко всей РМ матрице, и один или более индивидуальных параметров нормировки, соответственно применяемых к отдельным векторам прекодинга или группам векторов прекодинга РМ матрицы, и применяют к сформированной РМ матрице упомянутые определенные параметры нормировки.

Далее, предложенный способ содержит этап, на котором на пользовательском устройстве формируют CSI, включающую в себя, по меньшей мере, указание (RI) выбранного количества L MIMO-слоев и указание (PMI) РМ матрицы, и передают сформированную CSI на базовую станцию.

Наконец, предложенный способ содержит этап, на котором на базовой станции выполняют прекодинг с формированием диаграммы направленности на основе RI и PMI из состава CSI, принятой от пользовательского устройства.

Достигаемый настоящим изобретением технический результат заключается в обеспечении реализации прекодинга с расширением на поддержку систем со сверхбольшими антенными решетками, а также в повышении эффективности работы в сценариях с ограничениями по мощности передачи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 - иллюстративный пример двумерной антенной подрешетки базовой станции;

Фиг. 2 - иллюстративное представление кодовой книги;

Фиг. 3 - обобщенная схема взаимодействия между сетью беспроводной связи и пользовательским устройством для обеспечения выполнения пространственной цифровой обработки сигнала на базовой станции;

Фиг. 4а, 4b - иллюстрация вычисления РМ матрицы на стороне пользовательского устройства для кодовой книги 5G NR;

Фиг. 5 - иллюстративная схема применения пространственной цифровой обработки сигнала в передатчике базовой станции;

Фиг. 6 - иллюстрация снижения мощности передачи базовой станции в виду ограничений по EIRP;

Фиг. 7 - иллюстративная схема системы беспроводной связи, в которой могут быть реализованы варианты осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 8а-8с - пример формирования диаграммы направленности согласно подходу 5G NR и согласно подходу, отвечающему настоящему изобретению, в сценарии с ограничением по мощности передачи;

Фиг. 9 - блок-схема способа формирования диаграммы направленности для DL передачи данных согласно настоящему изобретению;

Фиг. 10a-10d, 11а, 11b - иллюстративные примеры РМ матриц, сформированных согласно настоящему изобретению;

Фиг. 12 - иллюстративный пример определения индивидуальных параметров нормировки согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее делается отсылка к примерным вариантам осуществления настоящего изобретения, которые иллюстрируются на сопровождающих чертежах, где одинаковые ссылочные номера обозначают аналогичные элементы. Следует при этом понимать, что варианты осуществления изобретения могут принимать различные формы и не должны рассматриваться как ограниченные приведенными здесь описаниями. Соответственно, иллюстративные варианты осуществления описываются ниже со ссылкой на фигуры чертежей для пояснения существа аспектов настоящего изобретения.

На Фиг. 7 в общем виде проиллюстрирована система беспроводной связи, в которой могут быть реализованы различные аспекты настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 7, пользовательские устройства (UE) 701 осуществляют связь с базовыми станциями (BS) 702 в сети радиодоступа (RAN) 700. UE 701 (например, UE 701-1, 701-2, 701-3, …) распределены по RAN 700, и каждое из UE 701 может быть стационарным или мобильным. Широко известными примерами UE являются смартфоны, планшеты, модемы и т.п.

Базовые станции 702 (например, BS 702-А, 702-В, 702-С) могут обеспечить радиопокрытие для конкретной географической области, зачастую именуемой "сотой". Базовые станции 702, в основном, имеют стационарную конструкцию, но могут быть и в подвижном исполнении. В общем, базовые станции могут представлять собой макро-BS (как иллюстрируется BS 702-А, 702-В, 702-С на Фиг. 7), а также пико-BS для пикосот или фемто-BS для фемтосот. Соты, в свою очередь, могут быть разбиты на сектора.

Координацию и управление работой базовых станций 702 может обеспечивать контроллер сети, находящийся на связи с ними (например, через магистральное соединение (backhaul)). RAN 700 может быть на связи с базовой сетью (CN) (к примеру, через контроллер сети), которая обеспечивает различные сетевые функции, такие как, например, управление доступом и мобильностью, управление сеансами, функция сервера

аутентификации, функция приложений и т.п.При этом, базовые станции 702 в RAN 700 могут также соединяться между собой (например, через прямое физическое соединение).

При перемещении пользовательского устройства в пределах RAN 700 может быть осуществлена передача его обслуживания (handover) от одной BS другой BS. Например, обслуживание UE 701-3 может быть передано от BS 702-В к BS 702-А. При этом осуществляется переконфигурирование соответствующих операционных параметров UE для работы с новой BS. Переключение обслуживания UE может осуществляться и между секторами одной BS.

В системе беспроводной связи 5G NR реализована концепция облачной RAN (Cloud RAN, C-RAN), которая заключается в разделении базовой станции на три части и использовании специального интерфейса, определенного для обмена информацией между этими функциональными частями. Так, BS может быть разделена на радиоблок (RU), который выполняет функции радио приемопередатчика, распределенный блок (DU) для вычислений L1 (физического уровня) и вычислений L2 (уровня управления доступом к среде (MAC)) и централизованный блок (CU) для вычисления L2 и L3 (уровня управления радиоресурсами (RRC)). Такое разделение позволяет централизовать CU-блоки в соответствующем центральном узле сети, тогда как DU могут быть в большей степени распределенными, на сотовых узлах. В этом случае переключения соединений между сотовыми узлами можно проводить на уровне L1, то есть с относительно малыми задержками. Поддержка данной концепции ожидается и в сетях беспроводной связи следующих поколений.

Следует отметить, что описание по Фиг. 7 и сама данная фигура имеют исключительно иллюстративный, неограничивающий характер в целях обрисовки общей рабочей среды настоящего изобретения. Хотя на Фиг. 7 проиллюстрированы лишь известные базовые компоненты системы связи, следует понимать, что система связи может дополнительно включать в себя множество других элементов.

Каждая из BS 702, показанных на Фиг. 7, включает в себя аппаратные и логические средства для реализации соответствующих функций в BS. К аппаратным средствам относятся, в частности, антенная решетка, состоящая из приемопередающих антенных элементов, о которых говорилось выше, различные специальным образом сконфигурированные процессоры, контроллеры, устройства хранения данных, прочие схемные элементы, а также связывающие их шины. К логическим средствам относится программное обеспечение, хранящееся в соответствующих запоминающих устройствах и конфигурирующее соответствующие схемные элементы. К программному обеспечению также относится и микропрограммное обеспечение, непосредственно прошитое в процессорах и контроллерах. Указанные аппаратные средства конфигурируются, в том числе, для выполнения различной обработки в отношении передаваемых и принимаемых сигналов, включая (де)модуляцию, (де)мультиплексирование, (де)кодирование, усиление, фильтрацию, оцифровку, (де)перемежение, распределение ресурсов, планирование приема/передачи.

Аналогичным образом, каждое из UE 701, показанных на Фиг. 7, включает в себя аппаратные и логические средства для реализации соответствующих функций в UE. К аппаратным средствам относятся, в частности, приемопередающие устройства с соответствующими антенными элементами, различные специальным образом

сконфигурированные процессор(ы), контроллеры, устройства хранения данных, прочие схемные элементы, а также связывающие их шины. К логическим средствам относится программное обеспечение, хранящееся в соответствующих запоминающих устройствах и конфигурирующее соответствующие схемные элементы. К программному обеспечению также относится и микропрограммное обеспечение, непосредственно прошитое в контроллерах. Указанные аппаратные средства конфигурируются, в том числе, для выполнения различной обработки в отношении передаваемых и принимаемых сигналов, включая (де)модуляцию, (де)мультиплексирование, (де)кодирование, усиление, фильтрацию, оцифровку, (де)перемежение. Помимо этого, UE содержит средства для взаимодействия с пользователем, включая сенсорный экран, динамики/микрофон, кнопки, а также пользовательские приложения, хранящиеся в памяти UE и исполняющиеся процессором UE в соответствующей операционной системе.

Примеры вышеупомянутых процессоров/контроллеров включают в себя микропроцессоры, микроконтроллеры, устройства цифровой обработки сигналов (DSP), программируемые вентильные матрицы (FPGA), дискретные аппаратные микросхемы и т.п.

(Микро)программное обеспечение, исполняемое процессорами/контроллерами, следует толковать в широком смысле, как означающее машиноисполняемые инструкции, наборы инструкций, программный код, сегменты кода, подпрограммы, программные модули, объекты, процедуры и т.п.Программное обеспечение хранится на соответствующих машиночитаемых носителях, которые могут быть реализованы, на пример, в виде ОЗУ (RAM), ПЗУ (ROM), перепрограммируемого ПЗУ (EEPROM), твердотельных запоминающих устройств, магнитных запоминающих устройств, оптических запоминающих устройств и т.п., на которых могут быть записаны или сохранены соответствующие программные коды и структуры данных, к которым может осуществляться доступ со стороны соответствующих процессоров/контроллеров.

Вышеперечисленные аппаратные и программные элементы BS и UE конфигурируются для обеспечения выполнения в BS и UE способов согласно настоящей заявке, которые описываются ниже. Сама реализация компонентных аппаратных средств BS и UE и их специализированное конфигурирование, в т.ч. посредством соответствующих логических средств, является известным в области техники, к которой относится настоящая заявка. При этом, различные функции согласно способам, отвечающим настоящей заявке, могут выполняться в множестве отдельных элементов либо одном или нескольких интегральных элементах, что определяется проектными конструкционными характеристиками.

Далее, со ссылкой на Фиг. 8а-8с и с учетом вышесказанного при описании предшествующего уровня техники, рассматривается случай формирования диаграммы направленности для осуществления передачи от базовой станции на пользовательское устройство в сценарии с ограничением по EIRP, в качестве иллюстрации предпосылок настоящего изобретения.

На Фиг. 8а, которая аналогична Фиг. 6, контурами проиллюстрированы возможные лучи, в которых может осуществляться передача потоков данных от базовой станции, пунктирной окружностью показано ограничение по мощности передачи с базовой станции (maxEIRP), и на примере одного луча (закрашен серым) показано приведение величины мощности передачи в соответствующем направлении к указанному ограничению (черная стрелка вниз).

Поскольку, как было сказано ранее, для систем связи следующего поколения характерна узкая диаграмма направленности и высокий коэффициент усиления, снижение мощности передачи вследствие данного приведения может быть весьма значительным. В результате такого снижения для соответствия ограничению по EIRP, на базовой станции, по сути, возникает запас в виде неиспользуемой мощности передачи.

Далее для простоты анализируется пример, когда в рассматриваемом окружении с базовой станции требуется передать два MIMO-слоя.

В соответствии с подходом, используемым в 5G NR, который был подробно описан выше, для передачи двух MIMO-слоев предпочтительно будет задействован один диаграммо-образующий DFT-вектор с двумя ортогональными поляризациями (см. Фиг. 8b). Это обусловлено присущим данному подходу приоритетным использованием размерности поляризации при формировании РМ матрицы. РМ матрица, соответствующая рассматриваемому примеру с двумя MIMO-слоями, показана на Фиг. 4b. Итак, передача двух MIMO-слоев в данном случае будет осуществляться в одном пространственном луче.

Как отмечалось ранее, в соответствии с подходом 5G NR мощность передачи равномерно распределяется между всеми передаваемыми MIMO-слоями, что в данном случае обеспечивается множителем на который умножается рассматриваемая РМ матрица. В результате разделения мощности передачи между двумя MIMO-слоями имеет место дополнительное снижение величины мощности из расчета на MIMO-слой в рассматриваемом луче (стрелка вниз на Фиг. 8b). Такое дополнительное снижение мощности может привести к нежелательному уменьшению битовой скорости соответствующего потока данных.

Видно, что для подхода 5G NR, помимо вышеуказанной невозможности поддержки антенных портов и MIMO-слоев в количествах, требующихся для систем связи следующего поколения, характерно отсутствие возможности гибкого использования мощности передачи в виду имеющегося ограничения по EIRP, в частности -отсутствие возможности задействовать образующийся вследствие этого запас по мощности на базовой станции.

В основу настоящего изобретения положен подход, заключающийся в более гибком формировании РМ матрицы, с обеспечением возможности использования в приоритетном порядке разных диаграммо-образующих DFT-векторов в требующемся количестве, до задействования пространства поляризации.

Данный подход обобщенно иллюстрируется на Фиг. 8с в контексте примера, рассматриваемого со ссылкой на Фиг. 8а, 8b. Согласно Фиг. 8с, для формирования РМ матрицы предложено задействовать два разных DFT-вектора, т.е. приоритетным образом использовать не размерность поляризации, а размерность DFT. Соответственно, каждый из двух MIMO-слоев будет передаваться в своем отдельном луче, и причем для этой передачи может быть задействована неиспользованная мощность (т.е. запас) на базовой станции, являющаяся следствием ограничения по EIRP. Как видно из Фиг. 8 с, данный подход позволяет избежать дополнительного снижения мощности передачи из расчета на MIMO-слой, как в случае подхода 5G NR (см. Фиг. 8b), и, соответственно, негативных эффектов, связанных с этим снижением.

Далее со ссылкой на блок-схему по Фиг. 9 приводится описание отвечающего настоящему изобретению способа 900 формирования диаграммы направленности для DL передачи данных в системе беспроводной связи, которой может быть, например, система беспроводной связи следующего поколения.

На этапе 910 на базовой станции (например, такой как BS 702-А, 702-В, 702-С по Фиг. 7) системы беспроводной связи формируется конфигурационная информация, требующаяся для пользовательского устройства (например, такого как UE 701-1, 701-2, … по Фиг. 7), чтобы сообщать CSI на базовую станцию. Данная операция в целом аналогична действию 1 по Фиг. 3, иллюстрирующей соответствующий способ согласно 5G NR. Аналогично случаю 5G NR, конфигурационная информация содержит параметры кодовой книги. Как было описано выше, кодовая книга определяет совокупный набор пространственных лучей, в которых с базовой станции могут передаваться потоки данных (в соответствующих MIMO-слоях), при этом каждый пространственный луч представляется в кодовой книге соответствующим DFT-вектором.

Как и в случае 5G NR, параметры кодовой книги могут содержать количество (N₁) антенных портов базовой станции по первой пространственной размерности (например, по горизонтали) и соответствующий параметр (O₁) передискретизации и количество (N₂) антенных портов базовой станции по второй пространственной размерности (например, по вертикали) и соответствующий параметр (O₂) передискретизации; соответственно, количество DFT-векторов, определяемых кодовой книгой, равно (N₁×O₁)×(N₂×O₂). Опять же, N₁ должно быть больше или равно N₂, и исходя из этого определяется конкретная пространственная размерность в качестве первой или второй.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, в конфигурационную информацию может быть введен новый параметр N_DFT, который указывает максимальное количество DFT-векторов с одной поляризацией в РМ матрице, которая должна быть сформирована. Ниже будет описано применение данного параметра при формировании РМ матрицы в соответствии с настоящим изобретением. Параметр N_DFT конфигурируется на базовой станции в зависимости от ее реализации.

Далее рассматриваются примеры конфигурирования данного параметра. Это рассмотрение ведется в допущении использования передачи MIMO-слоев в одном пространственном луче в качестве эталона и в допущении, что на базовой станции мощность передачи снижается в X раз для соответствия ограничению по EIRP. Здесь следует отметить, что речь о снижении мощности передачи в X раз идет в линейном домене (т.е. не в единицах дБ). В рассматриваемых примерах N_DFT можно положить равным X.

Так, согласно одному примеру, если базовая станция использует 1/4 максимальной мощности передачи для передачи в одном пространственном луче, т.е. мощность передачи снижена в 4 раза (по отношению к максимальной поддерживаемой мощности) для соответствия ограничению по EIRP, то N_DFT может быть установлен равным 4. Как подробно описывалось выше, в этом случае, на стороне пользовательского устройства, для формирования векторов прекодинга, образующих РМ матрицу для передачи четырех MIMO-слоев, могут быть использованы 4 DFT-вектора с одной поляризацией каждый. Поскольку эти 4 DFT-вектора являются ортогональными (направление максимума диаграммы направленности одного DFT-вектора соответствует нулям диаграммы направленности других DFT-векторов) и запас по мощности доступен на базовой станции, нет необходимости выполнять пропорциональное снижение мощности передачи из расчета на каждый MIMO-слой, чтобы удовлетворять ограничениям по EIRP, в отличие от передачи в одном луче. В рассматриваемом примере для более четырех MIMO-слоев (например, 5) целесообразно использовать подход 5G NR, т.е. с приоритетом размерности поляризации (сначала каждый DFT-вектор с двумя ортогональными поляризациями), поскольку на базовой станции нет запаса по мощности для использования DFT-вектора (ов) без снижения мощности.

В другом примере, если базовая станция использует 1/2 максимальной мощности передачи для передачи в одном пространственном луче, то N_DFT может быть установлен равным 2. В этом случае, для формирования векторов прекодинга, образующих РМ матрицу для передачи двух MIMO-слоев, могут быть использованы 2 DFT-вектора с одной поляризацией каждый (см. Фиг. 8с). Поскольку эти 2 DFT-вектора являются ортогональными и запас по мощности доступен на базовой станции, опять же нет необходимости выполнять пропорциональное снижение мощности передачи из расчета на каждый MIMO-слой, чтобы удовлетворять ограничениям по EIRP, в отличие от передачи в одном луче.

Согласно другому, альтернативному или дополнительному варианту осуществления настоящего изобретения, в конфигурационную информацию может быть введена информация для нормировки РМ матрицы по мощности в виду действующих ограничений по EIRP. Варианты осуществления того, как может быть задана информация для нормировки, описываются ниже.

Сформированная конфигурационная информация передается базовой станцией на пользовательское устройство. Данная передача может быть осуществлена с использованием сигнализации DCI, MAC, RRC или их сочетания.

На этапе 920 пользовательское устройство осуществляет измерения CSI-RS, принимаемых от базовой станции. Эта операция в целом аналогична действиям 2, 3 по Фиг. 3. Для специалиста должно быть очевидно, что этап 920 необязательно должен следовать после этапа 910, и выполнение этапа 920 может проходить параллельно с выполнением этапа 910 или даже предшествовать ему.

Как и в случае 5G NR, базовая станция направляет на пользовательское устройство запрос указания CSI, и, по приему данного запроса обратной связи, пользовательское устройство на основе измерений CSI-RS осуществляет следующие этапы.

На этапе 930, аналогично 5G NR, на пользовательском устройстве выбирается предпочтительное количество L MIMO-слоев, соответствующее количеству одновременно передаваемых с базовой станции потоков данных, которое пользовательское устройство намеревается принимать.

На этапе 940 пользовательское устройство формирует РМ матрицу. В общем, РМ матрица формируется на основе DFT-векторов, выбираемых из кодовой книги, параметры которой сообщены на этапе 910. Количество векторов прекодинга, образующих РМ матрицу, равно количеству L MIMO-слоев, выбранному на этапе 930. Векторы прекодинга могут представлять собой столбцы РМ матрицы, и этот вариант будет неограничивающим образом использован в последующих иллюстрациях настоящего изобретения.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения РМ матрица на этапе 940 формируется следующим образом.

i) Если L меньше либо равно N_DFT, то для формирования L векторов прекодинга выбираются L разных DFT-векторов; каждый из выбранных DFT-векторов используется в РМ матрице с одной поляризацией. Разные DFT-векторы согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения являются ортогональными DFT-векторами, и ниже без ограничения общности речь в данном контексте будет идти об ортогональных DFT-векторах.

ii) Если N_DFT<L≤2N_DFT, то сначала выбираются N_DFT ортогональных DFT-векторов, чтобы сформировать N_DFT векторов прекодинга. Каждый из выбранных N_DFT DFT-векторов опять же используется в РМ матрице с одной поляризацией. Затем формируются недостающие N_next=L-N_DFT векторов прекодинга с использованием N_next DFT-векторов из выбранных N_DFT DFT-векторов. Каждый DFT-вектор из N_next DFT-векторов используется с поляризацией, которая отличается от той поляризации, с которой этот DFT-вектор уже был задействован в РМ матрице. Как и в случае разных DFT-векторов, отличающиеся поляризации, с которыми один DFT-вектор может использоваться в РМ-матрице, согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения являются ортогональными поляризациями, о которых говорилось выше, и ниже без ограничения общности речь в данном контексте будет идти об ортогональных поляризациях.

Для опций i, ii четко видно приоритетное использование DFT-размерности по отношению к размерности поляризации.

iii) Если же L>2⋅N_DFT, то N_DFT переопределяется как N_DFT=ceil (L/2), где ceil (а) соответствует округлению числа а до ближайшего большего целого, и для формирования L векторов прекодинга выбираются N_DFT ортогональных DFT-векторов. Сначала формируются 2⋅floor(L/2) векторов прекодинга, где floor(b) соответствует округлению числа b до ближайшего меньшего целого, и для этого каждый из floor (L/2) DFT-векторов из выбранных N_DFT DFT-векторов используется с двумя ортогональными поляризациями. Если L является нечетным, т.е. mod(L,2)=1, то для формирования недостающего вектора прекодинга оставшийся DFT-вектор из N_DFT DFT-векторов используется с одной поляризацией.

Опция iii, по сути, соответствует рассмотренному ранее подходу 5G NR с приоритетным задействованием размерности поляризации. Данной опцией обеспечивается обратная совместимость настоящего изобретения с существующими подходами.

Реализация вычисления каждого конкретного вектора прекодинга для опций i-iii, рассмотренных выше, аналогична таковой для 5G NR, описанной со ссылкой на Фиг. 4а с использованием уравнений (1)-(4).

На этапе 950 на пользовательском устройстве определяются параметры нормировки для сформированной РМ матрицы с использованием информации для нормировки по мощности из состава конфигурационной информации, принятой на этапе 910. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, параметры нормировки содержат общий параметр нормировки, применяемый ко всей РМ матрице целиком, и один или более индивидуальных параметров нормировки, соответственно применяемых к отдельным векторам прекодинга или группам векторов прекодинга РМ матрицы. Затем на данном этапе параметры нормировки применяются к РМ матрице. Варианты осуществления определения и применения параметров нормировки согласно настоящему изобретению будут описаны ниже.

Операции согласно этапам 930-950, описанные выше, в целом соответствуют действиям 4, 5 по Фиг. 3.

На этапе 960, как и в случае 5G NR, пользовательское устройство формирует CSI, включающую в себя, среди прочего, указание (RI) выбранного количества L MIMO слоев и указание (PMI) РМ матрицы, и передает сформированную CSI на базовую станцию по восходящей линии связи. Данная операция в целом аналогична действию 6 по Фиг. 3.

На этапе 970, аналогично случаю 5G NR, базовая станция выполняет прекодинг с формированием диаграммы направленности на основе RI и PMI из состава принятой CSI. Данная операция в целом аналогична действию 7 по Фиг. 3.

На Фиг. 10а-10d, в схожем с Фиг. 4b формате, приведены примеры РМ матриц, построенных в соответствии с подходом, отвечающим настоящему изобретению.

Фиг. 10а иллюстрирует РМ матрицы для N_DFT=4, Фиг. 10b иллюстрирует РМ матрицы для N_DFT=6, Фиг. 10 с иллюстрирует РМ матрицы для N_DFT=8, Фиг. 10d иллюстрирует РМ матрицы для N_DFT=1, и на каждой из этих фигур РМ матрицы приводятся для выбранного количества MIMO-слоев, последовательно от L равного 1 (из верхнего левого угла) до L равного 8 (в верхний правый угол).

Как видно из Фиг. 10а-10с, при построении РМ матрицы сначала по максимуму используется размерность DFT, и лишь затем задействуется размерность поляризации. Проиллюстрированные на Фиг. 10а-10c сформированные РМ матрицы по сути соответствуют опциям i, ii по этапу 940, описанному выше.

Сформированные РМ матрицы согласно Фиг. 10d соответствуют вышеуказанному подходу 5G NR, в котором сначала по максимуму используется размерность поляризации, и лишь затем задействуется размерность DFT. РМ матрицы, проиллюстрированные на Фиг. 10d, соответствуют опции iii обратной совместимости согласно этапу 940.

Подходом согласно настоящему изобретению, по существу, обеспечивается расширение кодовой книги Туре 1, речь о которой шла выше, которое проиллюстрировано в нижеследующей таблице, где новые поддерживаемые конфигурации кодовой книги приведены под строкой с многоточиями (сама данная строка и строка(и) выше нее полагаются в точности составляющими Таблицу 5.2.2.2.1-2):

Благодаря данному расширению обеспечивается поддержка вплоть до 256 антенных портов CSI-RS и 16 MIMO-слоев из расчета на UE, что, в частности, отвечает потребностям системы связи 6G xMIMO.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, в целях сокращения для пользовательского устройства пространства поиска среди DFT-векторов и, тем самым, сокращения вычислительной сложности на стороне пользовательского устройства, предложено поддерживать количества N_CSI-RS антенных портов CSI-RS из следующего набора {2, 4, 8, 12, 16, 24, 32, 48, 64, 96, 128, 192, 256}, а также поддерживать количества L MIMO-слоев, выбираемые пользовательским устройством (см. этап 930), из следующего набора {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 14, 16}.

На Фиг. 11а, 11b соответственно приведены примеры РМ матриц, построенных согласно подходу, отвечающему настоящему изобретению, для L=10, 12, 14, 16 MIMO-слоев, т.е. конкретно для количеств MIMO-слоев, которые не могут быть учтены посредством подхода 5G NR. Горизонтальная двунаправленная стрелка на этих фигурах охватывает в каждой из показанных РМ матриц векторы прекодинга, соответствующие MIMO-слоям, поддержка которых обеспечивается благодаря вышеупомянутому расширению согласно настоящему изобретению, иными словами - дополнительные MIMO-слои.

Необходимо подчеркнуть, что на каждой из Фиг. 10a-10d, 11а, 11b ортогональные поляризации показаны как вертикальная и горизонтальная исключительно в качестве неограничивающего примера; также порядок векторов прекодинга в каждой из показанных РМ матриц может быть другим.

В соответствии с подробным изложением, приведенным ранее, в подходе 5G NR не учитывается ограничение по EIRP на базовой станции, и некая i-ая РМ матрица, сформированная в соответствии с данным подходом для L MIMO-слоев, может быть обобщенно выражена как

то есть, с умножением всей РМ матрицы на нормировочный множитель для равномерного разделения мощности передачи базовой станции на все L MIMO-слоев. В выражении (6) , где k=1, 2, …, L, - это k-ый вектор прекодинга в РМ матрице .

Как было отмечено при описании этапа 950 способа 900, согласно варианту осуществления настоящего изобретения параметры нормировки по мощности для сформированной РМ матрицы содержат как общий параметр нормировки, применяемый ко всей РМ матрице целиком, так и один или более индивидуальных параметров нормировки, которые могут соответственно применяться к отдельным векторам прекодинга РМ матрицы или их группам. Так, i-ая РМ матрица, сформированная в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения для L MIMO-слоев, может быть аналогичным образом выражена как

В выражении (7) в нормировочный множитель входит общий параметр нормировки S_i(L), применяемый ко всей матрице прекодинга а также к векторам прекодинга, k=1, 2, …, L, соответственно применяются индивидуальные параметры нормировки.

На Фиг. 10а-10с, 11а, 11b соответственный общий параметр нормировки показан в составе нормировочного множителя, на который умножается каждая из РМ матриц. Значением по умолчанию общего параметра S_i(L) нормировки является L, т.е. по умолчанию S_i(L)=L. Данное значение общего параметра нормировки использовалось для РМ матриц на Фиг. 10d. Затем, на каждой из Фиг. 10a-10d, 11а, 11b все индивидуальные параметры нормировки положены равными 1 для всех РМ матриц, что является значением по умолчанию любого индивидуального параметра нормировки, т.е. по умолчанию

Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, для каждого значения L из их сокращенного набора {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 14, 16} на базовой станции вычисляется соответствующий общий параметр S(L) нормировки на основе заранее заданного ограничения по EIRP (maxEIRP) с использованием уравнения (5) и с учетом этого значения L. Вычисленный набор общих параметров нормировки включается в состав информации для нормировки по мощности, которая в свою очередь включается в состав конфигурационной информации (см. этап 910 способа 900), передаваемой от базовой станции на пользовательское устройство.

Пользовательское устройство, на этапе 950 способа 900, выбирает из набора общих параметров нормировки, полученного от базовой станции, общий параметр нормировки, который соответствует количеству L MIMO-слоев, выбранному на этапе 930, и применяет выбранный общий параметр нормировки в составе нормировочного множителя к РМ матрице, сформированной на этапе 940.

Индивидуальные параметры нормировки в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления настоящего изобретения могут определяться гибким образом.

Во-первых, индивидуальные параметры нормировки могут определяться с разной гранулярностью. Так, параметры нормировки могут определяться индивидуально для каждого MIMO-слоя, т.е. в выражении (7) будут индивидуальными для соответствующих векторов прекодинга в РМ матрице. Параметры нормировки также могут определяться индивидуально для группы или групп MIMO-слоев, и в этом случае в выражении (7) будут одинаковыми для векторов прекодинга, которые соответствуют группе(ам) MIMO-слоев. Естественно, эти две опции могут применяться в отношении одной РМ матрицы как по отдельности, так и в сочетании. Наконец, индивидуальные параметры нормировки могут быть одинаковыми для всех векторов прекодинга в РМ матрице, как в рассмотренных выше примерах с использованием значения по умолчанию, равного 1.

Во-вторых, индивидуальные параметры нормировки могут определяться, по меньшей мере отчасти, непосредственно на пользовательском устройстве и/или они могут определяться, по меньшей мере отчасти, на базовой станции и сообщаться на пользовательское устройство, например, в информации для нормировки по мощности в составе конфигурационной информации.

Далее со ссылкой на Фиг. 12 приводится пример определения на пользовательском устройстве индивидуальных параметров нормировки согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

На Фиг. 12, аналогично Фиг. 6, 8а-8с, контурами проиллюстрированы возможные лучи, в которых может осуществляться передача MIMO-слоев от базовой станции, пунктирной окружностью показано ограничение по мощности передачи с базовой станции (maxEIRP). Со ссылкой на данную фигуру рассматривается пример, когда в рассматриваемом окружении базовой станции рекомендовано передать четыре MIMO-слоя в трех пространственных лучах. Соответственно, РМ матрица сформирована на пользовательском устройстве с использованием трех DFT-векторов, где два DFT-вектора используются с одной поляризацией каждый (на Фиг. 12 соответствующие лучи закрашены серым) и один DFT-вектор используется с двумя ортогональными поляризациями (на Фиг. 12 соответствующий луч закрашен черным).

Как видно из Фиг. 12 и в соответствии со сказанным ранее, такое использование одного пространственного луча (черного) для передачи двух MIMO-слоев приводит к дополнительному (по совокупности двукратному) снижению мощности передачи из расчета на MIMO-слой на базовой станции. В то же время, настоящее изобретение позволяет избежать данного дополнительного снижения мощности передачи для лучей (серых), которые соответствуют DFT-векторам с одной поляризацией. Как подробно описывалось выше, в сценариях, где имеет место ограничение по EIRP, такое использование отдельных лучей для передачи отдельных MIMO-слоев не приводит к указанному дополнительному снижению мощности вследствие задействования запаса по мощности на базовой станции для данной передачи.

В рассматриваемом неограничительном примере индивидуальный параметр нормировки для каждого из векторов прекодинга, соответствующих черному лучу, устанавливается равным 1, тогда как индивидуальный параметр нормировки для каждого из векторов прекодинга, соответствующих серым лучам, устанавливается равным

Следует еще раз подчеркнуть, что подобный гибкий подход к использованию мощности передачи базовой станции в рассматриваемом контексте является нереализуемым в 5G NR, где добавление каждого нового MIMO-слоя приводит к пропорциональному снижению мощности для остальных MIMO-слоев, независимо от действующих ограничений.

Обобщая пример, рассмотренный выше со ссылкой на Фиг. 12, согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения, при определении на пользовательском устройстве индивидуальных параметров нормировки (см. этап 950), индивидуальный параметр нормировки определяется для каждого вектора прекодинга сформированной РМ матрицы в зависимости от того, используется или нет для MIMO-слоя, соответствующего этому вектору прекодинга, совместно с MIMO-слоем, соответствующим другому вектору прекодинга, один и тот же DFT-вектор с ортогональными поляризациями сигнала.

Как следует из вышесказанного, настоящим изобретением обеспечиваются реализация прекодинга с расширением на поддержку систем со сверхбольшими антенными решетками, а также гибкая оптимизация использования мощности передачи базовой станции при формировании диаграммы направленности для DL передачи, что в общем приводит к повышению эффективности работы в сценариях с ограничениями по мощности передачи.

Было проведено компьютерное моделирование в контексте системы 6G xMIMO с использованием стандартных методик и соответствующих наборов параметров в отношении аспектов настоящего изобретения, раскрытых выше, - как по отдельности, так и совместно. Результаты моделирования показывают улучшение рабочих характеристик системы, в том числе - пропускной способности на стороне пользовательского устройства.

Следует также понимать, что проиллюстрированные примерные варианты осуществления являются всего лишь предпочтительными, а не единственно возможными вариантами реализации настоящего изобретения. Точнее, объем настоящего изобретения определяется нижеследующей формулой изобретения и ее эквивалентами.

Изобретение относится к области беспроводной связи. Техническим результатом является обеспечение реализации прекодинга с расширением на поддержку систем со сверхбольшими антенными решетками, а также гибкая оптимизация использования мощности передачи базовой станции при формировании диаграммы направленности для DL передачи, что в общем приводит к повышению эффективности работы в сценариях с ограничениями по EIRP (Effective Isotropic Radiated Power, эквивалентная изотропно излучаемая мощность). Упомянутый технический результат за счет создания структуры кодовой книги, обеспечивающей поддержку более 32 антенных портов CSI-RS (опорных сигналов (RS) информации состояния канала (CSI)) и более 8 MIMO-слоев из расчета на UE и адаптации используемой PM матрицы (матрицы прекодинга) для оптимизации использования доступной на базовой станции мощности передачи ввиду имеющихся ограничений. 4 н. и 28 з.п. ф-лы, 19 ил., 2 табл.

1. Способ формирования диаграммы направленности для передачи данных в нисходящей линии связи в системе беспроводной связи, содержащий этапы, на которых:

формируют на базовой станции (BS) системы беспроводной связи конфигурационную информацию, требующуюся, чтобы сообщать информацию состояния канала (CSI) на базовую станцию, причем конфигурационная информация содержит по меньшей мере:

параметры кодовой книги, причем кодовая книга определяет совокупный набор пространственных лучей, в которых с базовой станции могут передаваться потоки данных, при этом каждый пространственный луч представляется вектором дискретного преобразования Фурье (DFT-вектором) в кодовой книге,

параметр (N_DFT), указывающий максимальное количество DFT-векторов с одной поляризацией сигнала в матрице пространственной цифровой обработки сигналов (прекодинга);

передают с базовой станции на пользовательское устройство (UE) конфигурационную информацию;

на пользовательском устройстве на основе опорных сигналов CSI (CSI-RS), принимаемых с базовой станции:

выбирают количество (L) MIMO-слоев, соответствующее количеству одновременно передаваемых с базовой станции потоков данных, которое пользовательское устройство готово принимать,

формируют матрицу прекодинга на основе DFT-векторов, выбираемых из кодовой книги, причем количество векторов прекодинга, образующих матрицу прекодинга, равно L, при этом формирование матрицы прекодинга содержит этапы, на которых:

если L≤N_DFT, то формируют L векторов прекодинга, используя L разных DFT-векторов, каждый из которых используется с одной поляризацией сигнала, или

если N_DFT<L≤2N_DFT, то формируют N_DFT векторов прекодинга, используя N_DFT разных DFT-векторов, каждый из которых используется с одной поляризацией сигнала, и формируют дополнительные N_next векторов прекодинга, где N_next=L-N_DFT, используя N_next DFT-векторов из N_DFT DFT-векторов, при этом каждый из N_next DFT-векторов используется с поляризацией сигнала, отличающейся от упомянутой одной поляризации сигнала, с которой этот DFT-вектор уже был использован в матрице прекодинга, или

если L>2N_DFT, то формируют L векторов прекодинга, используя N_DFT=ceil (L/2) разных DFT-векторов, при этом для формирования 2⋅floor(L/2) векторов прекодинга каждый из floor(L/2) DFT-векторов из N_DFT DFT-векторов используется с двумя разными поляризациями сигнала и, если mod(L,2)=1, оставшийся DFT-вектор из N_DFT DFT-векторов используется с одной поляризацией сигнала для формирования соответствующего вектора прекодинга;

на пользовательском устройстве формируют CSI, включающую в себя по меньшей мере указание (RI) выбранного количества L MIMO-слоев и указание (PMI) матрицы прекодинга, и передают сформированную CSI на базовую станцию; и

на базовой станции выполняют прекодинг с формированием диаграммы направленности на основе RI и PMI из состава CSI, принятой от пользовательского устройства.

2. Способ по п. 1, в котором параметры кодовой книги содержат по меньшей мере количество (N₁) антенных портов базовой станции по первой пространственной размерности и соответствующий параметр (O₁) передискретизации и количество (N₂) антенных портов базовой станции по второй пространственной размерности и соответствующий параметр (O₂) передискретизации, при этом количество DFT-векторов, определяемых кодовой книгой, равно (N₁×O₁)×(N₂×O₂).

3. Способ по п. 1 или 2, в котором конфигурационная информация дополнительно содержит информацию для нормировки матрицы прекодинга по мощности, при этом способ дополнительно содержит этапы, на которых, после упомянутого формирования матрицы прекодинга, на пользовательском устройстве:

определяют параметры нормировки для сформированной матрицы прекодинга с использованием упомянутой информации для нормировки, причем эти определенные параметры нормировки содержат общий параметр нормировки, применяемый ко всей матрице прекодинга, и один или более индивидуальных параметров нормировки, соответственно применяемых к отдельным векторам прекодинга или группам векторов прекодинга матрицы прекодинга; и

применяют к сформированной матрице прекодинга упомянутые определенные параметры нормировки.

4. Способ по п. 2 или 3, в котором L выбирается из совокупности заданных значений, при этом максимальное значение L равно 16,

при этом способ дополнительно содержит этапы, на которых на базовой станции:

для каждого значения L из упомянутой совокупности заданных значений вычисляют соответствующий общий параметр нормировки на основе по меньшей мере заранее заданного ограничения по EIRP, коэффициента усиления антенны базовой станции, мощности передачи базовой станции и данного значения L и

включают вычисленные общие параметры нормировки в упомянутую информацию для нормировки,

при этом упомянутое определение параметров нормировки содержит этап, на котором выбирают из вычисленных общих параметров нормировки общий параметр нормировки,

соответствующий упомянутому выбранному количеству L MIMO-слоев, для применения к сформированной матрице прекодинга.

5. Способ по п. 4, в котором при упомянутом применении общего параметра нормировки умножают матрицу прекодинга на нормировочный множитель, который включает в себя этот общий параметр нормировки.

6. Способ по п. 5, дополнительно содержащий этап, на котором на пользовательском устройстве определяют L индивидуальных параметров нормировки, причем индивидуальные параметры нормировки являются соответственно индивидуальными для упомянутых L MIMO-слоев.

7. Способ по п. 6, в котором, при упомянутом определении индивидуальных параметров нормировки, индивидуальный параметр нормировки определяют для каждого вектора прекодинга матрицы прекодинга в зависимости от того, используется или нет для MIMO-слоя, соответствующего данному вектору прекодинга, совместно с MIMO-слоем, соответствующим другому вектору прекодинга матрицы прекодинга, один и тот же DFT-вектор с разными поляризациями сигнала.

8. Способ по п. 6, в котором, при упомянутом определении индивидуальных параметров нормировки, индивидуальный параметр нормировки для каждого вектора прекодинга матрицы прекодинга определяют равным 1.

9. Способ по п. 7 или 8, в котором упомянутое применение параметров нормировки дополнительно содержит этап, на котором умножают векторы прекодинга матрицы прекодинга на соответствующие определенные индивидуальные параметры нормировки.

10. Способ по любому одному из предшествующих пунктов, в котором

упомянутые разные DFT-векторы являются ортогональными DFT-векторами и

упомянутые разные поляризации сигнала являются ортогональными поляризациями сигнала.

11. Способ по любому одному из предшествующих пунктов, в котором упомянутая передача конфигурационной информации осуществляется с использованием сигнализации DCI, MAC, RRC или их сочетания.

12. Способ формирования диаграммы направленности для передачи данных в нисходящей линии связи в системе беспроводной связи, содержащий этапы, на которых:

формируют на базовой станции (BS) системы беспроводной связи конфигурационную информацию, требующуюся, чтобы сообщать информацию состояния канала (CSI) на базовую станцию, причем конфигурационная информация содержит по меньшей мере:

параметры кодовой книги, причем кодовая книга определяет совокупный набор пространственных лучей, в которых с базовой станции могут передаваться потоки данных, при этом каждый пространственный луч представляется вектором дискретного преобразования Фурье (DFT-вектором) в кодовой книге,

информацию для нормировки матрицы пространственной цифровой обработки сигналов (прекодинга) по мощности;

передают с базовой станции на пользовательское устройство (UE) конфигурационную информацию;

на пользовательском устройстве на основе опорных сигналов CSI (CSI-RS), принимаемых с базовой станции:

выбирают количество (L) MIMO-слоев, соответствующее количеству одновременно передаваемых с базовой станции потоков данных, которое пользовательское устройство готово принимать,

формируют матрицу прекодинга на основе DFT-векторов, выбираемых из кодовой книги, причем количество векторов прекодинга, образующих матрицу прекодинга, равно L;

на пользовательском устройстве определяют параметры нормировки для сформированной матрицы прекодинга с использованием упомянутой информации для нормировки из состава принятой конфигурационной информации, причем эти определенные параметры нормировки содержат общий параметр нормировки, применяемый ко всей матрице прекодинга, и один или более индивидуальных параметров нормировки, соответственно применяемых к отдельным векторам прекодинга или группам векторов прекодинга матрицы прекодинга, и применяют к сформированной матрице прекодинга упомянутые определенные параметры нормировки;

на пользовательском устройстве формируют CSI, включающую в себя по меньшей мере указание (RI) выбранного количества L MIMO-слоев и указание (PMI) матрицы прекодинга, и передают сформированную CSI на базовую станцию;

на базовой станции выполняют прекодинг с формированием диаграммы направленности на основе RI и PMI из состава CSI, принятой от пользовательского устройства.

13. Способ по п. 12, в котором параметры кодовой книги содержат по меньшей мере количество (N₁) антенных портов базовой станции по первой пространственной размерности и соответствующий параметр (O₁) передискретизации и количество (N₂) антенных портов базовой станции по второй пространственной размерности и соответствующий параметр (O₂) передискретизации, при этом количество DFT-векторов, определяемых кодовой книгой, равно (N₁×O₁)×(N₂×O₂).

14. Способ по п. 12 или 13, в котором L выбирается из совокупности заданных значений, при этом максимальное значение L равно 16,

при этом способ дополнительно содержит этапы, на которых на базовой станции:

для каждого значения L из упомянутой совокупности заданных значений вычисляют соответствующий общий параметр нормировки на основе по меньшей мере заранее заданного ограничения по EIRP, коэффициента усиления антенны базовой станции, мощности передачи базовой станции и данного значения L и

включают вычисленные общие параметры нормировки в упомянутую информацию для нормировки,

при этом упомянутое определение параметров нормировки содержит этап, на котором выбирают из вычисленных общих параметров нормировки общий параметр нормировки,

соответствующий упомянутому выбранному количеству L MIMO-слоев, для применения к сформированной матрице прекодинга.

15. Способ по п. 14, в котором при упомянутом применении общего параметра нормировки умножают матрицу прекодинга на нормировочный множитель, который включает в себя этот общий параметр нормировки.

16. Способ по п. 15, дополнительно содержащий этап, на котором на пользовательском устройстве определяют L индивидуальных параметров нормировки, причем индивидуальные параметры нормировки являются соответственно индивидуальными для упомянутых L MIMO-слоев.

17. Способ по п. 16, в котором, при упомянутом определении индивидуальных параметров нормировки, индивидуальный параметр нормировки определяют для каждого вектора прекодинга матрицы прекодинга в зависимости от того, используется или нет для MIMO-слоя, соответствующего данному вектору прекодинга, совместно с MIMO-слоем, соответствующим другому вектору прекодинга матрицы прекодинга, один и тот же DFT-вектор с разными поляризациями сигнала.

18. Способ по п. 16, в котором, при упомянутом определении индивидуальных параметров нормировки, индивидуальный параметр нормировки для каждого вектора прекодинга матрицы прекодинга определяют равным 1.

19. Способ по п. 17 или 18, в котором упомянутое применение параметров нормировки дополнительно содержит этап, на котором умножают векторы прекодинга матрицы прекодинга на соответствующие определенные индивидуальные параметры нормировки.

20. Способ по любому одному из пп. 12-19, в котором конфигурационная информация дополнительно содержит параметр (N_DFT), указывающий максимальное количество DFT-векторов с одной поляризацией сигнала в матрице прекодинга,

при этом упомянутое формирование матрицы прекодинга содержит этапы, на которых:

если L≤N_DFT, то формируют L векторов прекодинга, используя L ортогональных DFT-векторов, каждый из которых используется с одной поляризацией сигнала, или

если N_DFT<L≤2N_DFT, то формируют N_DFT векторов прекодинга, используя N_DFT ортогональных DFT-векторов, каждый из которых используется с одной поляризацией сигнала, и формируют дополнительные N_next векторов прекодинга, где N_next=L-N_DFT, используя N_next DFT-векторов из N_DFT DFT-векторов, при этом каждый из N_next DFT-векторов используется с поляризацией сигнала, ортогональной по отношению к упомянутой одной поляризации сигнала, с которой этот DFT-вектор уже был использован в матрице прекодинга, или

если L>2N_DFT, то формируют L векторов прекодинга, используя N_DFT=ceil (L/2) ортогональных DFT-векторов, при этом для формирования 2⋅floor (L/2) векторов прекодинга каждый из floor (L/2) DFT-векторов из N_DFT DFT-векторов используется с двумя ортогональными поляризациями сигнала и, если mod(L,2)=1, оставшийся DFT-вектор из N_DFT DFT-векторов используется с одной поляризацией сигнала для формирования соответствующего вектора прекодинга.

21. Способ по любому одному из пп. 12-20, в котором упомянутая передача конфигурационной информации осуществляется с использованием сигнализации DCI, MAC, RRC или их сочетания.

22. Способ формирования диаграммы направленности для передачи данных в нисходящей линии связи в системе беспроводной связи, содержащий этапы, на которых:

формируют на базовой станции (BS) системы беспроводной связи конфигурационную информацию, требующуюся чтобы сообщать информацию состояния канала (CSI) на базовую станцию, причем конфигурационная информация содержит по меньшей мере:

параметры кодовой книги, причем кодовая книга определяет совокупный набор пространственных лучей, в которых с базовой станции могут передаваться потоки данных, при этом каждый пространственный луч представляется вектором дискретного преобразования Фурье (DFT-вектором) в кодовой книге,

параметр (N_DFT), указывающий максимальное количество DFT-векторов с одной поляризацией сигнала в матрице пространственной цифровой обработки сигналов (прекодинга),

информацию для нормировки матрицы прекодинга по мощности;

передают с базовой станции на пользовательское устройство (UE) конфигурационную информацию;

на пользовательском устройстве

осуществляют измерения опорных сигналов CSI (CSI-RS), принимаемых с базовой станции;

по приему от базовой станции запроса указания CSI на основе измерений CSI-RS:

выбирают количество (L) MIMO-слоев, соответствующее количеству одновременно передаваемых с базовой станции потоков данных, которое пользовательское устройство готово принимать,

формируют матрицу прекодинга на основе DFT-векторов, выбираемых из кодовой книги, причем количество векторов прекодинга, образующих матрицу прекодинга, равно L, при этом формирование матрицы прекодинга содержит этапы, на которых:

если L≤N_DFT, то формируют L векторов прекодинга, используя L ортогональных DFT-векторов, каждый из которых используется с одной поляризацией сигнала, или

если N_DFT<L≤N_DFT, то формируют N_DFT векторов прекодинга, используя N_DFT ортогональных DFT-векторов, каждый из которых используется с одной поляризацией сигнала, и формируют дополнительные N_next векторов прекодинга, где N_next=L-N_DFT, используя N_next DFT-векторов из N_DFT DFT-векторов, при этом каждый из N_next DFT-векторов используется с поляризацией сигнала, ортогональной по отношению к упомянутой одной поляризации сигнала, с которой этот DFT-вектор уже был использован в матрице прекодинга, или

если L>2N_DFT, то формируют L векторов прекодинга, используя N_DFT=ceil (L/2) ортогональных DFT-векторов, при этом для формирования 2⋅floor (L/2) векторов прекодинга каждый из floor (L/2) DFT-векторов из N_DFT DFT-векторов используется с двумя ортогональными поляризациями сигнала и, если mod(L,2)=1, оставшийся DFT-вектор из N_DFT DFT-векторов используется с одной поляризацией сигнала для формирования соответствующего вектора прекодинга,

определяют параметры нормировки для сформированной матрицы прекодинга с использованием упомянутой информации для нормировки из состава принятой конфигурационной информации, причем эти определенные параметры нормировки содержат общий параметр нормировки, применяемый ко всей матрице прекодинга, и один или более индивидуальных параметров нормировки, соответственно применяемых к отдельным векторам прекодинга или группам векторов прекодинга матрицы прекодинга, и применяют к сформированной матрице прекодинга упомянутые определенные параметры нормировки,

формируют CSI, включающую в себя по меньшей мере указание (RI) выбранного количества L MIMO-слоев и указание (PMI) матрицы прекодинга, и передают сформированную CSI на базовую станцию;

на базовой станции выполняют прекодинг с формированием диаграммы направленности на основе RI и PMI из состава CSI, принятой от пользовательского устройства.

23. Способ по п. 22, в котором параметры кодовой книги содержат по меньшей мере количество (N₁) антенных портов базовой станции по первой пространственной размерности и соответствующий параметр (O₁) передискретизации и количество (N₂) антенных портов базовой станции по второй пространственной размерности и соответствующий параметр (O₂) передискретизации, при этом количество DFT-векторов, определяемых кодовой книгой, равно (N₁×O₁)×(N₂×O₂).

24. Способ по п. 22 или 23, в котором L выбирается из совокупности заданных значений, при этом максимальное значение L равно 16.

25. Способ по п. 24,

при этом способ дополнительно содержит этапы, на которых на базовой станции:

для каждого значения L из упомянутой совокупности заданных значений вычисляют соответствующий общий параметр нормировки на основе по меньшей мере заранее заданного ограничения по EIRP, коэффициента усиления антенны базовой станции, мощности передачи базовой станции и данного значения L и

включают вычисленные общие параметры нормировки в упомянутую информацию для нормировки,

при этом упомянутое определение параметров нормировки содержит этап, на котором выбирают из вычисленных общих параметров нормировки общий параметр нормировки,

соответствующий упомянутому выбранному количеству L MIMO-слоев, для применения к сформированной матрице прекодинга.

26. Способ по п. 25, в котором при упомянутом применении общего параметра нормировки умножают матрицу прекодинга на нормировочный множитель, который включает в себя этот общий параметр нормировки.

27. Способ по п. 26, дополнительно содержащий этап, на котором на пользовательском устройстве определяют L индивидуальных параметров нормировки, причем индивидуальные параметры нормировки являются соответственно индивидуальными для упомянутых L MIMO-слоев.

28. Способ по п. 27, в котором, при упомянутом определении индивидуальных параметров нормировки, индивидуальный параметр нормировки определяют для каждого вектора прекодинга матрицы прекодинга в зависимости от того, используется ли или нет для MIMO-слоя, соответствующего данному вектору прекодинга, совместно с MIMO-слоем, соответствующим другому вектору прекодинга матрицы прекодинга, один и тот же DFT-вектор с ортогональными поляризациями сигнала.

29. Способ по п. 27, в котором, при упомянутом определении индивидуальных параметров нормировки, индивидуальный параметр нормировки для каждого вектора прекодинга матрицы прекодинга определяют равным 1.

30. Способ по п. 28 или 29, в котором упомянутое применение параметров нормировки дополнительно содержит этап, на котором умножают векторы прекодинга матрицы прекодинга на соответствующие определенные индивидуальные параметры нормировки.

31. Способ по любому одному из пп. 22-30, в котором упомянутая передача конфигурационной информации осуществляется с использованием сигнализации DCI, MAC, RRC или их сочетания.

32. Система беспроводной связи, содержащая по меньшей мере базовую станцию (BS), содержащую по меньшей мере: приемопередающие устройства, устройства обработки данных и устройства хранения данных, причем базовая станция выполнена с возможностью осуществления связи с пользовательским устройством (UE), содержащим по меньшей мере: приемопередающие устройства, устройства обработки данных и устройства хранения данных, при этом в устройстве хранения данных базовой станции сохранены машиноисполняемые коды и в устройстве хранения данных пользовательского устройства сохранены машиноисполняемые коды, причем при исполнении машиноисполняемых кодов устройствами обработки данных базовой станции и пользовательского устройства обеспечивается выполнение способа по любому одному из пп. 1-31.