DE102015111638A1

DE102015111638A1 - Strahlformungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102015111638A1
Application number: DE102015111638.3A
Authority: DE
Inventors: Honglei Miao; Bernhard Raaf; Michael Faerber
Original assignee: Intel IP Corp
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2015-07-17
Filing date: 2015-07-17
Publication date: 2017-01-19
Anticipated expiration: 2035-07-18
Also published as: CN107852206B; US10615853B2; CN107852206A; WO2017012803A1; US20180212653A1; DE102015111638B4

Abstract

Die Offenbarung betrifft eine Strahlformungsvorrichtung (200), die Folgendes enthält: einen ersten Strahlformungsschaltkreis (201), der dafür konfiguriert ist, einen ersten Strahl (211) auf der Basis eines ersten Satzes von Strahlformungskoeffizienten zu erzeugen; einen zweiten Strahlformungsschaltkreis (202), der dafür konfiguriert ist, einen zweiten Strahl (212) auf der Basis eines zweiten Satzes von Strahlformungskoeffizienten zu erzeugen; und einen Disponierungsschaltkreis (203), der dafür konfiguriert ist, einen ersten Satz von Frequenzressourcen, einen zweiten Satz von Frequenzressourcen, den ersten Satz von Strahlformungskoeffizienten und den zweiten Satz von Strahlformungskoeffizienten zu mehreren Mobilstationen (UE0, UE1, UE2) auf der Basis eines Optimalitätskriteriums, das zu einer Zieldisponierungsmessgröße in Beziehung steht, zuzuweisen (204, 206).

Description

GEBIET
Die Offenbarung betrifft eine Strahlformungsvorrichtung sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zuweisen mehrerer Strahlformer zu mehreren Mobilstationen. Insbesondere betrifft die Offenbarung Techniken für Strahl-Frequenz-Disponierung für Millimeterwellen-Downlink-Multiplexierung.
HINTERGRUND
Die Millimeterwellen(mmW)-Kommunikation wird als eine bedeutende Technologie angesehen, die für moderne Kommunikationsstandards wie zum Beispiel das zukünftige 5G-Mobilsystem Anwendung finden. Zum Mindern des enormen Pfadverlustes aufgrund der sehr hohen Frequenz wird die Strahlformungstechnik zu einer maßgeblichen Technik zum Erreichen brauchbarer Leistungsübertragungsbilanzen. Es wird gemutmaßt, dass sogenannte Nadelstrahlen mit sehr schmalen Strahlbreiten, zum Beispiel 5 bis 15 Grad, die eine hohe Strahlformungsverstärkung ermöglichen, weithin verwendet werden müssen. Aufgrund der Tatsache, dass die digitale Strahlformung möglicherweise zu teuer ist oder zu viel Leistung verlangt, um in praktikablen mmW-Systemen implementiert zu werden, werden außerdem in der Regel analoge Strahlformer verwendet, die aus Netzwerken von Phasenschiebern und eventuell variablen Dämpfern oder Verstärkern bestehen. Je mehr Strahlen erzeugt werden sollen, desto mehr Phasenschieber, Kombinierer und eventuell Dämpfer sind erforderlich, so dass es möglicherweise unwirtschaftlich ist, ebenso viele Strahlen wie UEs bereitzustellen. Um mehrere parallele Strahlen parallel zu übertragen, können mmW-Zugangspunkte (Access Points, AP) mit mehreren Strahlformern ausgestattet werden, von denen jeder eine andere Strahlrichtung beleuchtet. Zusätzlich zu einem höheren Durchsatz zielen moderne Kommunikationsstandards wie zum Beispiel das zukünftige 5G-Mobilsystem auch auf eine geringere Latenz und eine bessere Spektrumeffizienz ab.
Darum besteht Bedarf an einer verbesserten Strahlformung mit Bezug auf eine hohe Strahlformungsverstärkung, geringe Latenz und hohe Spektrumeffizienz. Insbesondere für Fälle, wo es mehr UEs als verfügbare Strahlen gibt, ist das Reduzieren der Latenz eine entscheidende Problematik.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beiliegenden Zeichnungen sind zu dem Zweck aufgenommen, das Verständnis der Ausführungsformen zu vertiefen, und sie sind in diese Beschreibung integriert und bilden einen Teil von ihr. Die Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der Prinzipien der Ausführungsformen. Weitere Ausführungsformen und viele der beabsichtigten Vorteile von Ausführungsformen weiß der Fachmann ohne Weiteres zu würdigen, wenn er sie anhand der folgenden detaillierten Beschreibung besser versteht.
1 ist ein Schaubild, das ein Strahlformungssystem 100 veranschaulicht.
2 ist ein Blockschaubild, das eine beispielhafte Strahlformungsvorrichtung 200 veranschaulicht.
3 ist ein Blockschaubild, das eine beispielhafte Strahlformungsvorrichtung 300 veranschaulicht, die mehr UEs disponiert, als Strahlformer verfügbar sind.
4 veranschaulicht schematisch ein beispielhaftes Verfahren 400 zum Zuweisen mehrerer Strahlformer zu mehreren Mobilstationen.
5 ist ein Blockschaubild einer beispielhaften Disponierungsvorrichtung 500, die mehrere Strahlformer zu mehreren Mobilstationen zuweist.
6 veranschaulicht schematisch einen beispielhaften Algorithmus 600 eines Strahl-Frequenz-Disponierers.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In der folgenden detaillierten Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil von ihr bilden und in denen zur Veranschaulichung konkrete Aspekte gezeigt sind, in denen die Erfindung praktiziert werden kann. Es versteht sich, dass auch anderen Aspekte verwendet werden können und dass strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende detaillierte Beschreibung darf daher nicht in einem einschränkenden Sinn verstanden werden, und der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die beiliegenden Ansprüche definiert.
Es ist anzumerken, dass sich der Terminus „Strahl” in dieser Offenbarung auf die analoge Strahlrichtung und nicht auf den „Eigenstrahl” bezieht, der durch die digitale Strahlformungstechnik erhalten wird.
Im vorliegenden Text werden die folgenden Begriffe, Abkürzungen und Bezeichnungen verwendet:

3GPP:: 3rd Generation Partnership Project
LTE:: Long Term Evolution
LTE-A:: LTE Advanced Release 10 und höhere Versionen von 3GPP LTE
HF:: Hochfrequenz
mmW:: Millimeterwelle
TTI:: Transmission Time Interval (Übertragungszeitintervall)
UE:: User Equipment (Benutzervorrichtung) oder Mobilstation
eNodeB:: Basisstation
MIMO:: Multiple Input Multiple Output
AP:: Access Point (Zugangspunkt)
MAC:: Medium Access Control (Medienzugangssteuerung)
LOS:: Line Of Sight (Sichtlinie)
FDMA:: Frequency Division Multiple Access
SDMA:: Space Division Multiple Access
CQI:: Channel Quality Index (Kanalqualitätsindex)
CSI:: Channel State Information (Kanalzustandsinformationen)

Die im vorliegenden Text beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen können auf Strahlformern und Strahlformungsschaltkreisen in Netzwerkknoten wie zum Beispiel eNBs, Basisstationen, Relaisstationen und Mobilstationen basieren. Es versteht sich, dass Anmerkungen, die in Verbindung mit einem beschriebenen Verfahren gemacht werden, auch für eine entsprechende Vorrichtung gelten können, die dafür konfiguriert ist, das Verfahren auszuführen, und umgekehrt. Wenn zum Beispiel ein konkreter Verfahrensschritt beschrieben wird, so kann eine entsprechende Vorrichtung eine Einheit enthalten, um den beschriebenen Verfahrensschritt auszuführen, selbst wenn eine solche Einheit nicht explizit in den Figuren beschrieben oder veranschaulicht ist. Des Weiteren versteht es sich, dass die Merkmale der verschiedenen im vorliegenden Text beschriebenen beispielhaften Aspekte miteinander kombiniert werden können, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angemerkt ist.
Die im vorliegenden Text beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen können in Drahtloskommunikationsnetzen implementiert werden, insbesondere in Kommunikationsnetzen auf der Basis von Mobilkommunikationsstandards wie zum Beispiel LTE, insbesondere 5G. Die unten beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen können in Netzwerkknoten und Basisstationen implementiert werden. Die beschriebenen Vorrichtungen können integrierte Schaltkreise und/oder passive Bauelemente enthalten und können gemäß verschiedenen Technologien hergestellt werden. Zum Beispiel können die Schaltkreise als logische integrierte Schaltkreise, analoge integrierte Schaltkreise, integrierte Schaltkreise für gemischte Signale, optische Schaltkreise, Speicherschaltkreise und/oder integrierte passive Bauelemente ausgelegt sein.
Die im vorliegenden Text beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen können dafür konfiguriert sein, Funksignale zu senden und/oder empfangen. Funksignale können Hochfrequenzsignale sein oder enthalten, die durch eine Funksendevorrichtung (oder einen Funksender) mit einer Hochfrequenz im Bereich von etwa 3 Hz bis 300 GHz abgestrahlt werden. Der Frequenzbereich kann Frequenzen von elektrischen Wechselstromsignalen entsprechen, die dafür verwendet werden, Funkwellen zu erzeugen und zu detektieren.
Die im vorliegenden Text beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen können dafür konfiguriert sein, Millimeterwellen(mmW)-Signale zu senden und/oder zu empfangen. Millimeterwellen sind Funkwellen im elektromagnetischen Spektrum von etwa 30 GHz bis etwa 300 GHz. Hochfrequenzen in diesem Band haben Wellenlängen von etwa zehn bis einem Millimeter, was ihnen den Namen Millimeterband oder Millimeterwelle gegeben hat.
Die im Folgenden beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen können gemäß Mobilkommunikationsstandards wie zum Beispiel dem Long Term Evolution(LTE)-Standard oder seiner weiterentwickelten Version LTE-A ausgelegt sein. LTE (Long Term Evolution), als 4G LTE und 5G LTE auf den Markt gebracht, ist ein Standard für die drahtlose Übermittlung von Hochgeschwindigkeitsdaten für Mobiltelefone und Datenendgeräte.
Die im Folgenden beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen können in OFDM-Systemen Anwendung finden. OFDM ist ein Regime zum Codieren von Daten auf mehreren Trägerfrequenzen. Eine große Anzahl dicht nebeneinanderliegender orthogonaler Subträgersignale können zum Transportieren von Daten verwendet werden. Aufgrund der Orthogonalität der Subträger kann ein Übersprechen zwischen Subträgern unterdrückt werden.
Die im Folgenden beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen können in MIMO-Systemen und Diversity-Empfängern Anwendung finden. Multiple-Input Multiple-Output(MIMO)-Drahtloskommunikationssysteme verwenden mehrere Antennen im Sender und/oder im Empfänger, um die Systemkapazität zu erhöhen und eine bessere Servicequalität zu erreichen. Im räumlichen Multiplexierungsmodus können MIMO-Systeme höhere Spitzendatenraten erreichen, ohne die Bandbreite des Systems zu vergrößern, indem mehrere Datenströme parallel in denselben Frequenzressourcen gesendet werden. Ein Diversity-Empfänger verwendet zwei oder mehr Antennen, um die Qualität und Zuverlässigkeit einer drahtlosen Verbindungsstrecke zu verbessern.
Im Folgenden werden Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, wobei stets allgemein gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Elemente zu bezeichnen. In der folgenden Beschreibung werden zum Zweck der Erläuterung zahlreiche konkrete Details dargelegt, um ein gründliches Verständnis eines oder mehrerer Aspekte der Ausführungsformen zu ermöglichen. Dem Fachmann leuchtet jedoch ein, dass ein oder mehrere Aspekte der Ausführungsformen auch mit einem geringeren Grad dieser konkreten Details praktiziert werden können. Die folgende Beschreibung darf daher nicht in einem einschränkenden Sinn verstanden werden.
Die verschiedenen zusammengefassten Aspekte können in verschiedenen Formen verkörpert sein. Die folgende Beschreibung zeigt zur Veranschaulichung verschiedene Kombinationen und Konfigurationen, in denen die Aspekte praktiziert werden können. Es versteht sich, dass die beschriebenen Aspekte und/oder Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und dass auch andere Aspekte und/oder Ausführungsformen verwendet werden können und strukturelle und funktionale Modifizierungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
1 ist ein Schaubild, das ein Strahlformungssystem 100 veranschaulicht. Das Strahlformungssystem 100 enthält eine Strahlformungsvorrichtung eNB, die in einem eNodeB, zum Beispiel einer Basisstation, implementiert ist, und mehrere Mobilgeräte, die auch als Mobilstationen oder Benutzervorrichtungen (User Equipments) UE0, UE1, UE2 bezeichnet sind. Die Strahlformungsvorrichtung eNB erzeugt einen ersten Strahl 101 und einen zweiten Strahl 102. Der erste Strahl 101 ist für eine erste Mobilstation UE0 (Zuweisung d0), eine zweite Mobilstation UE1 (Zuweisung D1) und eine dritte Mobilstation UE2 (Zuweisung d21) zugewiesen. Der erste Strahl 101 wird durch eine Wand 111 reflektiert, wodurch ein dritter Strahl 103 erzeugt wird, der für die dritte Mobilstation UE2 zugewiesen ist. Der zweite Strahl 102 ist auch für die dritte Mobilstation UE2 zugewiesen (Zuweisung d22).
1 veranschaulicht somit das in der Offenbarung beschriebene Grundprinzip, das heißt, die gemeinsame Zuweisung der Strahlformer und der Frequenzressourcen zu UEs, um so in vollem Umfang die verfügbaren Strahlformungsfähigkeiten auszunutzen sowie die Zieldisponierungsmessgröße (oder Zieldisponierungsmetrik) zu maximieren. Genauer gesagt, wählen die Strahlformungstechniken gemäß der Offenbarung Strahlformer aus und veranlassen sie, so viel Durchsatz wie möglich zu bewältigen, wodurch es auch möglich wird, dass ein einzelner Strahlformer zwei oder mehr UEs in verschiedenen Subbändern bedient, wenn mehrere UEs im Versorgungsbereich desselben Strahls liegen. Infolgedessen wird das FDMA mehrerer UEs, die denselben Strahl nutzen, und einer einzelnen UE, die mit Mehrfachstrahlen sendet, gleichzeitig unterstützt, um die Gesamtdatenrate zu maximieren und die Latenz zu reduzieren.
Im aktuellen LTE-System wird der Disponiererbetrieb, gemäß bestimmten Disponierungskriterien, wie zum Beispiel der Proportional-Fair-Regel und den Prioritäten der Funkträger, in der Regel in zwei Schritte unterteilt, und zwar den Zeitbereichsdisponierer, gefolgt vom Frequenzbereichsdisponierer und mit möglichen Iterationen dazwischen. Zusätzlich zu den Frequenzressourcen hat das mmW-System auch die Einschränkungen des physischen analogen Strahlformers bei der UE-Trägerdisponierung berücksichtigt. Wenn zum Beispiel der mmW-AP nur mit zwei physischen analogen Strahlformern ausgestattet ist, so ist es problematisch oder sogar unmöglich, mehr als zwei Träger zu völlig verschiedenen bevorzugten Strahlrichtungen zuzuweisen. Infolge dessen müssen die mehreren UEs oder der Disponierer des Trägers in der Medium Access Control(MAC)-Schicht die Beschränkungen mit Bezug sowohl auf die Frequenzressourcen als auch auf die physischen Strahlformer berücksichtigen. Bei der Implementierung des Strahlformungssystems 100 sind die im Folgenden beschriebenen Systembeschränkungen und Voraussetzungen zu beachten.
Eine Systembeschränkung ist, dass ein mmW-AP mit einer begrenzten Anzahl physischer analoger Strahlformer ausgestattet ist, d. h. es kann eine endliche Anzahl von parallelen Strahlen im selben TTI gesendet werden. Eine Voraussetzung ist, dass jeder mmW-AP Kenntnis von der Kanalqualität q jeder angeschlossenen UE an jedem Ressourcenpaar {f, b} hat, wobei f den Frequenzsubbandindex definiert und b den Strahlsektorindex oder Nadelstrahlindex meint. Diese Kanalqualität kann der UE-Rückmeldung entnommen werden. Angesichts der Anzahl der unterstützten Strahlen und UEs mag dies nach einem Übermaß an Wissen klingen. Jedoch sind aufgrund der LOS oder Ray-Tracing-Geometrien nur einige wenige Strahlrichtungen je Benutzervorrichtung (User Equipment, UE) tatsächlich relevant, so dass die erforderlichen Rückmeldungsinformationen realisierbar sind.
Diese Offenbarung zeigt ein effizientes praktisches Disponierungsverfahren zum Zuweisen von Funkträgern oder UEs zum Erreichen einer guten Leistung im Hinblick auf die gewichteten Gesamtsummenraten vorbehaltlich der relevanten physischen Beschränkungen. Infolgedessen erlaubt das System 100 sowohl eine Verkürzung des Übertragungszeitintervalls (Transmit Time Interval, TTI) in der Bitübertragungsschicht und eine Reduzierung der Kodisponierung von UEs innerhalb des TTI unter Verwendung von FDMA und/oder SDMA. Das System 100 erlaubt es, dass mehrere Nutzer im selben TTI mit gemeinsamem FDMA und SDMA disponiert werden können.
Die detaillierte mathematische Modellierung des Strahlformungssystems 100 wird unten mit Bezug auf 6 beschrieben.
2 ist ein Blockschaubild, das eine beispielhafte Strahlformungsvorrichtung 200 veranschaulicht. Die Strahlformungsvorrichtung 200 enthält einen ersten Strahlformungsschaltkreis 201, einen zweiten Strahlformungsschaltkreis 202 und einen Disponierungsschaltkreis 203.
Der erste Strahlformungsschaltkreis 201 erzeugt einen ersten Strahl 211 auf der Basis eines ersten Satzes von Strahlformungskoeffizienten, zum Beispiel analoger Strahlformungskoeffizienten. Der zweite Strahlformungsschaltkreis 202 erzeugt einen zweiten Strahl 212 auf der Basis eines zweiten Satzes von Strahlformungskoeffizienten, zum Beispiel analoger Strahlformungskoeffizienten. Der Disponierungsschaltkreis 203 weist einen ersten Satz von Frequenzressourcen 204, einen zweiten Satz von Frequenzressourcen 206, den ersten Satz von Strahlformungskoeffizienten und den zweiten Satz von Strahlformungskoeffizienten zu mehreren Mobilstationen UE0, UE1, UE2 auf der Basis eines Optimalitätskriteriums, das zu einer Zieldisponierungsmessgröße in Beziehung steht, zu.
Der erste Satz von Frequenzressourcen und der zweite Satz von Frequenzressourcen können sich mindestens teilweise überlappen. Der Disponierungsschaltkreis 203 kann die ersten und zweiten Sätze von Frequenzressourcen und die ersten und zweiten Sätze von Strahlformungskoeffizienten zu den mehreren Mobilstationen UE0, UE1, UE2 gemeinsam zuweisen 204, 206.
Der Disponierungsschaltkreis 203 kann die ersten und zweiten Sätze von Frequenzressourcen und die ersten und zweiten Sätze von Strahlformungskoeffizienten während desselben Übertragungszeitintervalls zu den mehreren Mobilstationen UE0, UE1, UE2 zuweisen.
Der Disponierungsschaltkreis 203 kann den ersten Satz von Frequenzressourcen und den ersten Satz von Strahlformungskoeffizienten zum Erzeugen des ersten Strahls 211 zu einem ersten Satz von Mobilstationen UE1, UE2 zuweisen. Insbesondere können sich der erste und der zweite Satz von Frequenzressourcen überlappen, sie können mehrere Frequenzen gemeinsam enthalten.
Der Disponierungsschaltkreis 203 kann den zweiten Satz von Frequenzressourcen und den zweiten Satz von Strahlformungskoeffizienten zum Erzeugen des zweiten Strahls 212 zu einem zweiten Satz von Mobilstationen UE2 zuweisen. Insbesondere können zwei unabhängige Strahlen und Frequenzen für zwei UEs verwendet werden, oder alternativ kann derselbe Strahl auch für anderen UEs verwendet werden. Es kann jede beliebige Kombination des ersten Strahls und des zweiten Strahls und jede beliebige Kombination der Frequenzressourcen zum Bedienen einer oder mehrerer UEs vorliegen.
Eine oder mehrere selbe Mobilstationen können in dem ersten Satz und in dem zweiten Satz von Mobilstationen enthalten sein. Der erste Strahlformungsschaltkreis und der zweite Strahlformungsschaltkreis können denselben Strahl, d. h. den ersten Strahl bzw. den zweiten Strahl, bereitstellen, die in dieselbe Richtung auf mindestens eine Mobilstation gerichtet sind.
Eine Wellenlänge des ersten Strahls 211 und des zweiten Strahls 212 können in einem Millimeterbereich liegen. Ein Frequenzbereich des ersten Strahls 211 und des zweiten Strahls 212 kann zwischen ungefähr 6 GHz und ungefähr 100 GHz oder zwischen ungefähr 10 GHz und ungefähr 100 GHz liegen.
Der Disponierungsschaltkreis 203 kann die Sätze von Frequenzressourcen und die Sätze von Strahlformungskoeffizienten dergestalt zuweisen, dass der erste Strahl 211 und der zweite Strahl 212 in verschiedene bevorzugte Strahlrichtungen gerichtet sind.
Die Zieldisponierungsmessgröße kann auf einer gewichteten Zieldatenrate basieren, die von einem Kanalqualitätsindikator abgeleitet ist. Das Optimalitätskriterium kann auf der Erreichung der Zieldisponierungsmessgröße basieren.
Die oben beschriebenen Strahlformer können auf den analogen Strahlformungskoeffizienten basieren, unter der Annahme, dass dieselbe Richtung auf allen Frequenzen funktioniert. Jedoch können die Strahlformer frequenzabhängige Strahlrichtungen entweder auf der Basis des Bereitstellens der jeweiligen Strahlen auf der Basis der jeweiligen Sätze von Frequenzressourcen oder durch Steuerung des Disponierungsalgorithmus bereitstellen. Die ersten und zweiten Strahlformer müssen nicht nur auf den jeweiligen ersten und zweiten Frequenzressourcen arbeiten. Die ersten und zweiten Sätze von Frequenzressourcen können sich überlappen oder können einige Frequenzen gemeinsam enthalten.
3 ist ein Blockschaubild, das eine beispielhafte Strahlformungsvorrichtung 300 veranschaulicht, die mehr UEs disponiert, als Strahlformer verfügbar sind. Die Strahlformungsvorrichtung 300 enthält einen ersten Strahlformungsschaltkreis 311 mit einem ersten Satz analoger Strahlformungskoeffizienten 313, einen zweiten Strahlformungsschaltkreis 321 mit einem zweiten Satz analoger Strahlformungskoeffizienten 323, einen Satz Kombinierer 331 und einen Disponierungsschaltkreis (in 3 nicht gezeigt).
Der erste Strahlformungsschaltkreis 311 enthält einen Digital-Analog-Wandler (DAW) und eine Hochfrequenzsektion (HF) zum Bereitstellen mehrerer erster Strahlformungssignale 314 auf der Basis erster Frequenzressourcen 312. Der erste Satz 313 analoger Strahlformungskoeffizienten wird zum Gewichten der mehreren ersten Strahlformungssignale 314 mit jeweiligen Gewichten w₁[0] w₁[1], ..., w₁[n – 1] verwendet, die als die ersten analogen Strahlformungskoeffizienten bezeichnet sind. Diese Gewichte können über variable Phasenschieber oder variable Dämpfern oder Verstärker oder eine Kombination davon angewendet werden.
Der zweite Strahlformungsschaltkreis 321 enthält einen Digital-Analog-Wandler (DAW) und eine Hochfrequenzsektion (HF) zum Bereitstellen mehrerer zweiter Strahlformungssignale 324 auf der Basis zweiter Frequenzressourcen 322. Der zweite Satz 323 analoger Strahlformungskoeffizienten wird zum Gewichten der mehreren zweiten Strahlformungssignale 324 mit jeweiligen Gewichten w₂[0] w₂[1], ..., w₂[n – 1] verwendet, die als die zweiten analogen Strahlformungskoeffizienten bezeichnet sind. Der Satz Kombinierer 331 kombiniert ein jeweiliges gewichtetes erstes Strahlformungssignal 314 mit einem jeweiligen gewichteten zweiten Strahlformungssignal 324 zum Erzeugen mehrerer Strahlen an mehreren Antennenports 333.
In dem Beispiel von 3 enthält ein erster Satz von Frequenzressourcen oder ein erstes Frequenzressourcensignal 312 eine erste Frequenzbandbreite d0, eine zweite Frequenzbandbreite d1 und eine dritte Frequenzbandbreite d21. Ein zweiter Satz von Frequenzressourcen oder ein zweites Frequenzressourcensignal 322 enthält eine vierte Frequenzbandbreite d22. Die Strahlformungsvorrichtung 300 kann eine kleinere Anzahl von Strahlformern enthalten, als Antennenports verfügbar sind. Das heißt, dass die Antennenports Signalkombinationen von jeweiligen Strahlformern, zum Beispiel durch den Kombinierer 331 kombiniert, empfangen können. Der Kombinierer 331 kann eine andere Struktur haben, als in 3 gezeigt ist. Zum Beispiel kann der Kombinierer 331 ein selektives Kombinieren von Signalen von den Strahlformern implementieren. Der Kombinierer 331 kann ein additives Kombinieren der Eingangssignale oder ein gewichtetes Kombinieren oder andere Arten von Kombinationen, wie zum Beispiel Multiplikation oder Division usw., implementieren. In einigen Ausführungsformen brauchen einige oder alle Antennen nur Signale von einem einzigen Strahlformungsschaltkreis 311, 321 zu empfangen, so dass kein Kombinierer benötigt wird.
In einer beispielhaften Disponierung der Strahlformungsvorrichtung 300 kann die erste Frequenzbandbreite d0 des ersten Frequenzressourcensignals 312 der ersten Mobilstation UE0 zugewiesen werden, wie oben mit Bezug auf 1 beschrieben wurde; die zweite Frequenzbandbreite D1 des ersten Frequenzressourcensignals 312 kann der zweiten Mobilstation UE1 zugewiesen werden; und die dritte Frequenzbandbreite d21 des ersten Frequenzressourcensignals 312 und die vierte Frequenzbandbreite d22 des zweiten Frequenzressourcensignals 322 können beide der dritten Mobilstation UE2 zugewiesen werden, wie oben mit Bezug auf 1 beschrieben wurde.
Der Disponierungsschaltkreis, der in 3 nicht gezeigt ist, kann den ersten Satz von Frequenzressourcen 312, den zweiten Satz von Frequenzressourcen 322, den ersten Satz von Strahlformungskoeffizienten 313 und den zweiten Satz von Strahlformungskoeffizienten 323 zu mehreren Mobilstationen, zum Beispiel UE0, UE1 und UE2, wie in 1 gezeigt, gemäß einem Optimalitätskriterium mit Bezug auf eine Zieldisponierungsmessgröße zuweisen.
Bei Verwendung der Strahlformungsvorrichtung 300 in dem in 1 gezeigten Strahlformungssystem 100 werden drei UEs, und zwar UE0, UE1 und UE2, durch den mmW-AP bedient, der mit nur zwei HF-Strahlformern 311, 321 ausgestattet ist. UE0 und UE1 liegen im Versorgungsbereich desselben Strahls 101, und UE2 kann Signale von zwei Strahlen 102, 103 empfangen, von denen einer derselbe ist wie der für UE0 und UE1, d. h. der gemeinsam genutzte Strahl 103. Ein mögliches Ergebnis des Disponierers ist in 3 veranschaulicht, wo zwei Strahlen 101, 102 gesendet werden, wovon einer der gemeinsam genutzte Strahl 101, 103 ist, der die Daten für alle UEs mit FDMA transportiert, und der andere 102 allein für UE2 gedacht ist, die den höchsten Datenratenbedarf in diesem Beispiel hat. Dieses Beispiel zeigt, dass FDMA und SDMA automatisch durch die Strahlformungsvorrichtung 300 unterstützt werden können.
Der Disponierungsschaltkreis kann ein Verfahren 400 implementieren, wie unten mit Bezug auf 4 beschrieben wird, oder kann einen Algorithmus 600 implementieren, wie unten mit Bezug auf 6 beschrieben wird. In einem Beispiel kann der Disponierungsschaltkreis der unten mit Bezug auf 5 beschriebenen Disponierungsvorrichtung 500 entsprechen. In einem Beispiel sind folgende Blöcke in dem Disponierungsschaltkreis der Strahlformungsvorrichtung 300 implementiert:
In einem nullten Block werden alle Strahlformer auf nicht-disponiert eingestellt.
In einem ersten Block wird die Disponierungsmessgröße auf der Basis der gewichteten Summenrate für jede gemeldete Strahlrichtung in den nicht-disponierten Strahlformern bestimmt, wobei die Datenrate für jedes Frequenzsubband so zu einem UE zugewiesen wird, dass die Gesamt-Zieldisponierungsmessgröße maximiert werden kann.
In einem zweiten Block wird die Strahlrichtung mit der maximalen Disponierungsmessgröße ausgewählt, und die Frequenzressource wird gemäß der im ersten Block berechneten Rate für die UE-Zuweisung zugewiesen.
In einem dritten Block wird der zugewiesene Strahlformer aus dem Satz von nicht-disponierten Strahlformern entfernt.
In einem vierten Block wird die Zieldisponierungsmessgröße neu berechnet, indem der Anteil von dem in Block 2 bestimmten disponierten Strahlformer entfernt wird.
In einem fünften Block wird eine Rückkehr zum ersten Block ausgeführt, bis entweder alle Strahlformer disponiert wurden oder die Zieldisponierungsmessgröße erreicht ist.
Die oben beschriebenen beispielhaften Blöcke können entweder kombiniert oder weiter in mehrere Schritte aufgeteilt werden, aber das Grundprinzip und die grundlegende Verfahrensweisen bleiben erhalten.
4 veranschaulicht schematisch ein beispielhaftes Verfahren 400 zum Zuweisen mehrerer Strahlformer zu mehreren Mobilstationen.
Das Verfahren 400 enthält die folgenden Blöcke: Bestimmen 401 einer Zieldisponierungsmessgröße auf der Basis von Kanalqualitätsindex(CQI)-Berichten der mehreren Mobilstationen mit Bezug auf einen Satz gemeldeter Strahlrichtungen und einen Satz von Frequenzressourcen; Auswählen 402 einer Strahlrichtung des Satzes gemeldeter Strahlrichtungen auf der Basis eines Optimalitätskriteriums, das zu der Zieldisponierungsmessgröße in Beziehung steht; Zuweisen 403 des Satzes von Frequenzressourcen zu der ausgewählten Strahlrichtung; und iteratives Wiederholen 404 des Auswählens und des Zuweisens auf der Basis einer Aktualisierung der Zieldisponierungsmessgröße, die auf der Basis der gemeldeten Strahlrichtungen, unter Ausschluss der ausgewählten Strahlrichtungen, bestimmt wird.
Das Verfahren 400 kann das iterative Wiederholen 404 des Auswählens und des Zuweisens auf der Basis der Aktualisierung der Zieldisponierungsmessgröße enthalten, bis die Aktualisierung der Zieldisponierungsmessgröße gleich einem zuvor festgelegten Wert ist oder alle Strahlformer disponiert wurden.
Die Zieldisponierungsmessgröße kann auf einem Kanalqualitätsindikator oder einer gewichteten Zieldatenrate oder Datenrate, die von einem Kanalqualitätsindikator abgeleitet ist, der aus den Kanalqualitätsindex-Berichten abgeleitet sein kann, basieren. Das Optimalitätskriterium kann auf der Erreichung der Zieldisponierungsmessgröße basieren.
Ein jeweiliger Satz von Frequenzressourcen kann jedem Strahlformer zugewiesen werden.
Das Optimalitätskriterium kann der Einschränkung unterliegen, dass nur eine einzige Strahlrichtung durch jeden der mehreren Strahlformer in einem Übertragungszeitintervall übertragen wird.
Das Optimalitätskriterium kann der Einschränkung unterliegen, dass die Frequenzressourcen in dem jeweiligen Frequenzressourcensatz iterativ ausgewählt und derselben oder einer anderen Mobilstation auf der Basis der Erreichung der Zieldisponierungsmessgröße oder auf der Basis der aktualisierten Zieldisponierungsmessgröße zugewiesen werden können.
Die ausgewählte Strahlrichtung mit Bezug auf die Zieldisponierungsmessgröße kann zu einer oder mehreren Mobilstationen der mehreren Mobilstationen gerichtet werden. Das Verfahren 400 kann das Zuweisen einer einzelnen Frequenzressource des Satzes von Frequenzressourcen und einer einzelnen Strahlrichtung des Satzes gemeldeter Strahlrichtungen zu einem einzelnen Mobilstation der mehreren Mobilstationen enthalten. Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren 400 das Zuweisen einer einzelnen Frequenzressource des Satzes von Frequenzressourcen zu mindestens zwei Mobilstationen über verschiedene Strahlrichtungen enthalten.
Die ausgewählte Strahlrichtung mit Bezug auf die Zieldisponierungsmessgröße und die ausgewählte Strahlrichtung mit Bezug auf die aktualisierte Zieldisponierungsmessgröße können zu verschiedenen Mobilstationen der mehreren Mobilstationen gerichtet werden.
Die ausgewählte Strahlrichtung mit Bezug auf die Zieldisponierungsmessgröße kann zu einer oder mehreren Mobilstationen der mehreren Mobilstationen gerichtet werden. Die ausgewählte Strahlrichtung mit Bezug auf die Zieldisponierungsmessgröße und die ausgewählte Strahlrichtung mit Bezug auf die aktualisierte Zieldisponierungsmessgröße können zu einer oder mehreren gleichen Mobilstationen der mehreren Mobilstationen gerichtet werden.
Das Verfahren 400 stellt eine Kombination aus zwei Strahlformungslösungen bereit, wie im Folgenden beschrieben wird. Die erste Strahlformungslösung soll TDMA nur verwenden, um mehrere UEs zu multiplexieren, wobei nur eine einzige UE in einem TTI disponiert wird. Die andere Strahlformungslösung soll mehrere Strahlformer in dem mmW-AP haben und jede UE zu einem dedizierten Strahlformer zuweisen, so dass SDMA realisiert werden kann. Jedoch begrenzt diese Herangehensweise die UE-Multiplexierungsfähigkeit auf die Anzahl der Bitübertragungsstrahlformer, mit denen der mmW-AP ausgestattet ist.
Die kombinierte Lösung des Verfahrens 400, wie in 4 gezeigt, ist das gemeinsame Zuweisen von Strahlformers und Frequenzressourcen zu allen in Betracht gezogenen UEs, wobei jedes Strahl-Frequenzsubband einem UE zugewiesen ist, so dass der Anteil an der Gesamt-Zieldisponierungsmessgröße maximiert werden kann. Diese kombinierte Lösung maximiert die Auslastungseffizienz der verfügbaren Frequenz-Strahlformer-Ressourcen im Hinblick auf die Zieldisponierungsmessgröße. Sowohl Strahl-selektive als auch Frequenz-selektive Disponierungsgewinne für alle UEs werden realisiert, und eine Multi-Stream-Übertragung für eine UE wird ebenfalls unterstützt.
Folglich ermöglicht es das Verfahren 400, mehrere UEs im selben TTI für das OFDMA-gestützte Downlink-mmW-System zu disponieren, was signifikant die Disponierungsflexibilität des Systems verbessert, die Systemgesamteffizienz verbessert und auch die UE-Kommunikationslatenz reduziert. Es ist zu beachten, dass einige UEs nicht unbedingt über den Strahl versorgt werden müssen, der optimal für sie ist, vielmehr erlaubt es das Verwenden eines Strahls, der bereits für andere UEs disponiert ist, diese UEs zur selben Zeit zu disponieren, wodurch die Latenz für diese UEs reduziert wird, weil sie nicht warten müssen, bis der optimale Strahl disponiert wurde. Zum Beispiel UE2 kann über den Strahl 103 versorgt werden, d. h. über die Reflexion von Strahl 101, selbst wenn der Strahl 102 der optimale Strahl sein kann. Dies erlaubt in einer weiteren Ausführungsform die Verwendung des zweiten Strahlsformungsschaltkreises 202 zum Versorgen einer weiteren UE (nicht in 1 oder 2 gezeigt), wodurch die Latenz für diese weitere UE reduziert wird.
5 ist ein Blockschaubild einer beispielhaften Disponierungsvorrichtung 500, die mehrere Strahlformer zu mehreren Mobilstationen zuweist.
Die Disponierungsvorrichtung 500 enthält einen ersten Schaltkreis 501, einen zweiten Schaltkreis 503, einen dritten Schaltkreis 505 und einen vierten Schaltkreis 507.
Der zweite Schaltkreis 503 bestimmt eine Zieldisponierungsmessgröße auf der Basis von Kanalqualitätsindex(CQI)-Berichten 502 der mehreren Mobilstationen mit Bezug auf einen Satz gemeldeter Strahlrichtungen und einen Satz von Frequenzressourcen.
Der dritte Schaltkreis 505 wählt eine Strahlrichtung des Satzes gemeldeter Strahlrichtungen auf der Basis eines Optimalitätskriteriums mit Bezug auf die Zieldisponierungsmessgröße aus.
Der vierte Schaltkreis 507 weist den Satz von Frequenzressourcen zu der ausgewählten Strahlrichtung zu.
Der erste Schaltkreis 501 wiederholt iterativ 504 das Auswählen und Zuweisen auf der Basis einer Aktualisierung der Zieldisponierungsmessgröße, die auf der Basis der gemeldeten Strahlrichtungen, unter Ausschluss der ausgewählten Strahlrichtungen, bestimmt wird.
Der erste Schaltkreis 501 kann das Auswählen und Zuweisen auf der Basis der Aktualisierung der Zieldisponierungsmessgröße iterativ wiederholen 504, bis die Aktualisierung der Zieldisponierungsmessgröße gleich einem zuvor festgelegten Wert ist oder alle Strahlformer disponiert wurden.
Der zweite Schaltkreis 503 kann die Zieldisponierungsmessgröße auf der Basis einer gewichteten Zieldatenrate bestimmen, die von einem Kanalqualitätsindikator abgeleitet ist, der aus den Kanalqualitätsindex-Berichten abgeleitet sein kann.
Die Disponierungsvorrichtung 500 kann einen fünften Schaltkreis zum Bestimmen des Optimalitätskriteriums auf der Basis der Erreichung der Zieldisponierungsmessgröße enthalten.
6 veranschaulicht schematisch einen beispielhaften Algorithmus 600 eines Strahl-Frequenz-Disponierers, zum Beispiel des Disponierungsschaltkreises 203, der oben mit Bezug auf 2 oder 3 beschrieben wurde, oder der Disponierungsvorrichtung 500, die oben mit Bezug auf 5 beschrieben wurde, oder des Disponierungsverfahrens 400, das oben mit Bezug auf 4 beschrieben wurde.
Nach dem Start 601 werden in einem nullten Block 602 alle gemeldeten Strahlformer auf nicht-disponiert eingestellt. In einem ersten Block 603 wird die Disponierungsmessgröße für jede gemeldete Strahlrichtung bestimmt, die zu nicht-disponierten Strahlformern gehört. In einem zweiten Block 604 werden die Strahlrichtungen mit der maximalen Disponierungsmessgröße ausgewählt, und die Frequenzressourcen werden gemäß den Operationen des ersten Blocks 603 zugewiesen. In einem dritten Block 605 wird der Strahlformer, der für den ausgewählten Strahl in Block 2 verwendet wird, auf disponiert eingestellt. In einem vierten Block 606 wird die Zieldisponierungsmessgröße neu berechnet, indem der Anteil des disponierten Strahls mit der zugewiesenen Datenrate entfernt wird. Wenn eine erste Bedingung 607, dass die Zieldisponierungsmessgröße gleich Null ist, erfüllt ist, so endet 609 der Algorithmus 600, anderenfalls wird eine zweite Bedingung 608 verarbeitet. Wenn die zweite Bedingung 608, dass alle Strahlformer disponiert wurden, erfüllt ist, so endet 609 der Algorithmus 600, anderenfalls springt er zum ersten Block 603.
Im Folgenden wird ein Implementierungsbeispiel des Algorithmus 600 beschrieben.
Im nullten Block 602 stellt der Strahl-Frequenz-Disponierer alle Strahlformer auf nicht-disponiert ein. Unter Definition von p_n = (p_n,1, ..., p_n,M) gemäß den unten beschriebenen mathematischen Strahlformungsmodellen definiert P ~ = U N / n=1 p_n des Weiteren den Satz aller gemeldeten Strahlrichtungen, die durch alle nicht-disponierten Strahlformer gelenkt werden. P ~ kann weiter in N_PB Teilmengen unterteilt werden, und zwar P ~_i, i = 1, 2, ..., N_PB, von denen jede alle gemeldeten Strahlrichtungen enthält, die durch einen bestimmten Strahlformer gelenkt werden.
Im ersten Block 603 bestimmt der Disponierer für jede gemeldete Strahlrichtung p ~ ∊ P ~ die Datenratenzuweisung jedes Frequenzsubbandes zu einer bestimmten UE, um den Anteil an der Zieldisponierungsmessgröße zu maximieren. Unter der Annahme, dass die Strahlrichtung p ~ durch K UEs mit der Disponierungsprioritätsvariable w ~_k, k = 1, ..., K und der Zieldisponierungsrate r ~_T,k gemeldet wurde, sind die Subband-CQI-Berichte dieser UEs in Tabelle 1 angegeben.
Tabelle 1: Subband-CQI-Berichte von K UEs mit Bezug auf die Strahlrichtung p ~.
Die folgende Verfahrensweise kann verwendet werden, um die Zuweisung eines Subbandes zu einer UE zu bestimmen, um die Zieldisponierungsmessgröße zu maximieren.

1. Satz_von_nicht-disponierten_Subbändern ψ = {1, 2, ..., Q};
2. Disponierungs_messgröße Δ = 0;
3. für Index_von_Iterationen_für_Subband_Zuweisung = 1:Q a. für b = 1:|ψ| i. u(b) = argmax_k=1;Kw ~_k·min{r ~_T,k, q ~_k,ψ(b)}; \\ Auswählen der UE mit dem maximalen Disponierungsmessgrößenanteil für das Subband. ii. r(b) = w ~_u(b)·min{r ~_T,u(b), q ~_u(b),ψ(b)}; \\ Speichern der Disponierungsmessgröße für das Subband. b. Ende c. b* = argmax_b=1:|ψ|r(b); \\ Auswählen des Subbandes mit dem maximalen Disponierungsanteil, der mit dem lokalen Index in ψ nummeriert ist. d. b = ψ{b*); \\ Bestimmen des globalen Index des ausgewählten Subbandes. e. u ~(b) = u(b*); \\ Zuweisen des Subbandes b zu der ausgewählten UE. f. r ~(b) = min{r ~_T,u(b*), q ~_u(b*),b}; \\ Bestimmen der Datenrate für das Subband b. g. Δ = Δ + r(b*); \\ Erhöhen der Disponierungsmessgröße des Strahls um den Anteil des zugewiesenen Subbandes. h. ψ = ψ\b; \\ Entfernen des Subbandes b aus dem Satz von nicht-disponierten Subbändern. i. r ~_T,u(b*) = r ~_T,u(b*) – r ~(b); \\ Verringern der Zieldatenrate für die ausgewählte UE um die zugewiesene Datenrate für diese UE.
4. Ende

Die Verfahrensweise kann als ein Verfahren zum Zuweisen eines Satzes von Strahlformer-Subbändern zu mehreren Mobilstationen dargestellt, wobei das Verfahren die folgenden Punkte enthält: Bereitstellen eines Satzes von nicht-disponierten Strahlformer-Subbändern; Einstellen einer Disponierungsmessgröße auf einen anfänglichen Wert; Wiederholen der folgenden Instruktionen aus einem anfänglichen Iterationsindex zu einer Größe des Satzes von nicht-disponierten Strahlformer-Subbändern; Auswählen, für jedes Subband des Satzes von nicht-disponierten Strahlformer-Subbändern, einer Mobilstation der mehreren Mobilstationen, für die eine Disponierungsmessgröße das Maximum hat, und Speichern der Disponierungsmessgröße: Auswählen eines Maximums der gespeicherten Disponierungsmessgrößen und Zuweisen eines Subbandes der maximalen gespeicherten Disponierungsmessgröße zu der ausgewählten Mobilstation; Berechnen einer Datenrate für das zugewiesene Subband; Erhöhen der Disponierungsmessgröße um einen Anteil des zugewiesenen Subbandes; Entfernen des zugewiesenen Subbandes aus dem Satz von nicht-disponierten Subbändern; und Verringern einer Zieldatenrate für die ausgewählte Mobilstation um die für das zugewiesene Subband berechnete Datenrate.
Diese Verfahrensweise erbringt die folgenden Resultate: a) die Subband-UE-Abbildung; b) die jedem Subband zugewiesene UE-Datenrate; c) die Disponierungsmessgröße dieser Abbildung; und d) die Rest-Zieldatenrate jeder zugewiesenen UE.
Im zweiten Block 604 wird, nachdem die Ausgabe jeder Strahlrichtung im ersten Block 603 berechnet wurde, die Strahlrichtung mit der maximalen Disponierungsmessgröße ausgewählt. Und seine Subband-zu-UE-Zuweisung und die Datenratenzuweisung von ausgewählten UE in dem entsprechenden Subband sowie die Rest-Zieldatenrate jeder zugewiesenen UE werden durch das Ergebnis des Verfahrensablaufs im ersten Block 603 bestimmt.
Im dritten Block 605 wird der Strahlformer, der die ausgewählte Strahlrichtung im zweiten Block 604 lenkt, als disponierter Strahlformer markiert, und alle gemeldeten Strahlrichtungen, die allein durch diesen disponierten Strahlformer gelenkt werden, werden aus dem Satz P ~ von nicht-disponierten Strahlrichtungen entfernt. Wird der disponierte Strahlformer für weitere Schritten außer Acht gelassen, so hilft dies, die Diversität zu maximieren.
Im vierten Block 606 wird die Gesamt-Zieldisponierungsmessgröße unter Verwendung der Rest-Zieldatenraten für zugewiesene UEs aktualisiert.
Im fünften Block 607 beendet der Disponierer die Operation, wenn die Gesamt-Zieldisponierungsmessgröße 0 ist oder alle Strahlformer disponiert wurden. Anderenfalls kehrt der Disponierer zum ersten Block 603 zurück und arbeitet weiter, bis eine der beiden oben genannten Beendigungsbedingungen erfüllt ist.
Der oben erwähnte dritte Block 605 entfernt nur jene Strahlen, die allein durch den disponierten Strahlformer gelenkt werden. Wenn alle analogen Strahlformer denselben Strahlraum lenken, dann wird nur der ausgewählte Strahl im zweiten Block 604 aus dem Satz von nicht-disponierten Strahlrichtungen entfernt.
In den folgenden Sektionen wird eine mathematische Modellierung der oben mit Bezug auf die 1 bis 6 beschriebenen Strahlformungstechniken beschrieben.
N soll die Anzahl der UEs oder Träger definieren, die in der kleinen mmW-Zelle bedient werden. Die Zieldatenrate für die n-te UE/den n-ten Träger wird durch r_T,n definiert, und der zugehörige Disponierungsprioritätsgewichtsfaktor wird durch w_n bezeichnet. Der Disponierungsprioritätsgewichtsfaktor bestimmt die Priorität der im momentanen TTI zu disponierenden UE, und er stellt sicher, dass die Funkressourcen gerecht unter den mehreren in dem System bedienten UEs aufgeteilt werden. Zum Beispiel kann er durch eine Regel erhalten werden, wie zum Beispiel ein Proportional-Fair-Disponierungsverfahren.
N_B soll die Anzahl von Strahlen definieren, die von einer kleinen mmW-Zelle verarbeitet werden können (eventuell ein Strahlennetz), und N_PB soll die Anzahl von parallelen Strahlen definieren, die gleichzeitig durch den mmW-AP übertragen werden können. Der Satz unterstützter Strahlindizes ist als B = (1, 2, ..., N_B) definiert, und der durch den i-ten analogen Strahlformer erfasste Strahlraum wird als B_i, 1 ≤ i ≤ N_PB bezeichnet. Zum Beispiel ist der mmW-AP mit drei analogen Strahlformen ausgestattet, von denen jeder in der Lage ist, einen Nadelstrahl mit einer Strahlbreite von 10° innerhalb eines dedizierten Sektors von 120° zu übertragen. Diese Auslegung führt zu den Definitionen von N_B = 36 und N_PB = 3. Oder anders ausgedrückt: Jeder physische analoge Strahlformer kann nur 10 Strahlrichtungen innerhalb seines Sektors übertragen, und nur eine Strahlrichtung wird in einem TTI beleuchtet. Infolge dessen sind die Strahlraumsätze in dieser Auslegung B = (1, 2, ..., 36) und B_i = (12(i – 1) + 1, ..., 1, ..., 12i), i = 1, 2, 3.
Die Kanalzustandsinformations(Channel State Information, CSI)-Rückmeldung des n-ten UE enthält den Satz von bevorzugten Strahlindizes p_n = (p_n,1, ..., p_n,M), wobei M die maximale Anzahl der durch eine UE gemeldeten bevorzugten Strahlindizes definiert, und p_n,j, 1 ≤ p_n,j ≤ 36 in der oben beschriebenen Auslegung für den bevorzugten Strahlindex steht. Für jeden Strahlindex p_n,j meldet die UE des Weiteren den Kanalqualitätsindex(Channel Quality Index, CQI)-Vektor q_n,j,i, 1 ≤ j ≤ M; 1 ≤ i ≤ Q, wobei Q die Anzahl von Subbändern bezeichnet, die durch die UE-CQI-Rückmeldung gemeldet werden, und q_n,j,i, 1 ≤ j ≤ M; 1 ≤ i ≤ Q die Kanalqualität der n-ten UE mit Bezug auf den j-ten gemeldeten Strahlindex im i-ten Subband der Systembandbreite definiert. Der CQI kann auf die erreichbare Datenrate bei einer bestimmten Zielblockfehlerrate bezogen werden. Die gemeldete CQI-Matrix des n-ten UE kann weiter als Q_n = (q_n,1; ...; q_n,M) ∊ R^M×Q definiert werden.
Der Strahl-Frequenz-Disponierer bestimmt die Strahlratenzuweisungsmatrix R_n für jede UE, die folgendermaßen ausgedrückt werden kann:
wobei r_n,j,i für die Datenrate steht, die für die n-te UE zugewiesen wurde, die mit dem Strahlindex p_n,j auf dem i-ten Frequenzsubband übertragen wurde; sie ist innerhalb des folgenden Bereichs begrenzt: 0 ≤ r_n,j,i ≤ q_n,j,i (A-2) und r_n,j,i = 0 anzeigt, dass keine Daten für die UE in der zugehörigen Strahlrichtung und in dem zugehörigen Frequenzsubband zugewiesen sind. In der Regel ist dies für die meisten der Strahlen der Fall, d. h. R_n ist eine dünn besetzte Matrix. Die zugewiesene Summenrate jeder UE ist als r_n = Σ M / j=1Σ 0 / i=1r_n,j,i , definiert, und sie muss folgende Beschränkung erfüllen: r_n ≤ r_T,n (A-3)
Die optimale Strahl-Frequenz-Disponierungslösung ist jene für das folgende Optimierungsproblem oder Disponierungsproblem:
Die machbare Lösung für (A-1) muss die physischen Beschränkungen der Strahl- und Frequenzbereiche beachten, dass die Frequenzressource eines bestimmten Subbandes, die aus einer bestimmten Strahlrichtung übertragen wird, einer einzelnen UE zugewiesen werden kann und dass in einem einzelnen TTI maximal N_PB parallele Strahlen gesendet werden können. Darüber hinaus muss die machbare Lösung auch die Einschränkung berücksichtigen, dass nur eine einzige Strahlrichtung durch einen analogen Strahlformer in einem TTI übertragen werden kann. b_n ⊆ p_n soll die ausgewählten Strahlrichtungen für die n-te UE definieren, und eine weitere definiert die Abbildung von p_n[j] = b_n[i], i = 1, 2, ..., |b_n| und ihre inverse Abbildung j = p –1 / n(b_n[i]) . Mit diesen Definitionen können die oben beschriebenen Beschränkungen folgendermaßen formuliert werden: U N / n=1b_n| ≤ N_PB (A-5) wobei |·| die Größe des Satzes definiert. |(U N / n=1b_n) ⋂ B_i| ≤ 1, i = 1, 2, ..., N_PB (A-6)
Für jeweils zwei UEs, und zwar die l-ten und m-ten UEs, wird der gemeinsame zugewiesene Strahlsatz als c_l,m = b_l ∩ b_m bezeichnet. Die Beschränkung, dass jedes Frequenzsubband in der gemeinsam genutzten Strahlrichtung nur einer einzigen UE zugewiesen werden kann, führt zu folgendem Ausdruck:
wobei j = 1, 2, ..., |c_l,m|, i = 1, 2, ..., Q.
Kurz gesagt, soll der Strahl-Frequenz-Disponierer das in Gleichung (A-4) beschriebene Optimierungsproblem vorbehaltlich der in den Gleichungen (A-2), (A-3), (A-5), (A-6) und (A-7) definierten Beschränkungen lösen. Es wird in Betracht gezogen, dass dem Disponierungsproblem aufgrund weiterer Einschränkungen bezüglich der Ratenzuweisung aufgrund der UE-Fähigkeit oder des Verwaltungsaufwands der Steuerungszeichengabe eventuell noch weitere Beschränkungen hinzugefügt werden können. Aber in dieser Erfindung konzentrieren wir uns vor allem auf das momentane Problem, und das vorgeschlagene Verfahren kann ohne Weiteres auf Szenarios ausgedehnt werden, die weiteren Einschränkungen unterliegen.
Die im vorliegenden Text beschriebenen Verfahren, Systeme und Vorrichtungen können als Software in einem digitalen Signalprozessor (DSP), in einem Mikro-Controller oder in einem beliebigen anderen Nebenprozessor oder als Hardware-Schaltkreis auf einem Chip oder innerhalb eines anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreises (ASIC) implementiert werden.
In dieser Offenbarung beschriebene Ausführungsformen können in digitalen elektronischen Schaltungen oder in Computer-Hardware, -Firmware, -Software oder in Kombinationen davon implementiert werden, zum Beispiel in verfügbarer Hardware von Mobilgeräten oder in neuer Hardware, die speziell für die Verarbeitung der im vorliegenden Text beschriebenen Verfahren ausgelegt ist.
Die vorliegende Offenbarung unterstützt auch ein Computerprogrammprodukt, das Computer-ausführbaren Code oder Computerausführbare Instruktionen enthält, die, wenn sie ausgeführt werden, mindestens einen Computer veranlassen, das Ausführen und Berechnen der im vorliegenden Text beschriebenen Blöcke auszuführen, insbesondere das Verfahren 400 oder den Algorithmus 600, wie oben mit Bezug auf die 4 und 6 beschrieben wurde. Ein solches Computerprogrammprodukt kann ein lesbares Speichermedium enthalten, auf dem Programmcode zur Verwendung mit einem Prozessor gespeichert ist, wobei der Programmcode Instruktionen zum Ausführen des Verfahrens 400 oder des Algorithmus 600, die oben beschrieben wurden, umfasst.
BEISPIELE
Die folgenden Beispiele betreffen weitere Ausführungsformen. Beispiel 1 ist eine Strahlformungsvorrichtung, die Folgendes umfasst: einen ersten Strahlformungsschaltkreis, der dafür konfiguriert ist, einen ersten Strahl auf der Basis eines ersten Satzes von Strahlformungskoeffizienten zu erzeugen; einen zweiten Strahlformungsschaltkreis, der dafür konfiguriert ist, einen zweiten Strahl auf der Basis eines zweiten Satzes von Strahlformungskoeffizienten zu erzeugen; und einen Disponierungsschaltkreis, der dafür konfiguriert ist, einen ersten Satz von Frequenzressourcen, einen zweiten Satz von Frequenzressourcen, den ersten Satz von Strahlformungskoeffizienten und den zweiten Satz von Strahlformungskoeffizienten zu mehreren Mobilstationen auf der Basis eines Optimalitätskriteriums, das zu einer Zieldisponierungsmessgröße in Beziehung steht, zuzuweisen.
In Beispiel 2 kann der Gegenstand von Beispiel 1 optional enthalten, dass der erste Satz von Frequenzressourcen und der zweite Satz von Frequenzressourcen sich mindestens teilweise überlappen.
In Beispiel 3 kann der Gegenstand von Beispiel 1 oder Beispiel 2 optional enthalten, dass der Disponierungsschaltkreis dafür konfiguriert ist, die ersten und zweiten Sätze von Frequenzressourcen und die ersten und zweiten Sätze von Strahlformungskoeffizienten gemeinsam den mehreren Mobilstationen zuzuweisen.
In Beispiel 4 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1–3 optional enthalten, dass der Disponierungsschaltkreis dafür konfiguriert ist, die ersten und zweiten Sätze von Frequenzressourcen und die ersten und zweiten Sätze von Strahlformungskoeffizienten den mehreren Mobilstationen während desselben Übertragungszeitintervalls zuzuweisen.
In Beispiel 5 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1–3 optional enthalten, dass der Disponierungsschaltkreis dafür konfiguriert ist, den ersten Satz von Frequenzressourcen und den ersten Satz von Strahlformungskoeffizienten zum Erzeugen des ersten Strahls zu einem ersten Satz von Mobilstationen zuzuweisen; und dass der Disponierungsschaltkreis dafür konfiguriert ist, den zweiten Satz von Frequenzressourcen und den zweiten Satz von Strahlformungskoeffizienten zum Erzeugen des zweiten Strahls zu einem zweiten Satz von Mobilstationen zuzuweisen; und dass eine oder mehrere Mobilstationen sowohl in dem ersten Satz als auch in dem zweiten Satz von Mobilstationen enthalten sind.
In Beispiel 6 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1–4 optional enthalten, dass der erste Strahlformungsschaltkreis und der zweite Strahlformungsschaltkreis dafür konfiguriert sind, einen einzelnen Strahl zu mindestens einer Mobilstation der mehreren Mobilstationen zu erzeugen.
In Beispiel 7 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1–6 optional enthalten, dass eine Wellenlänge des ersten Strahls und des zweiten Strahls in einem Millimeterbereich liegt oder ein Frequenzbereich des ersten Strahls und des zweiten Strahls zwischen etwa 6 GHz und etwa 100 GHz liegt.
In Beispiel 8 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1–7 optional enthalten, dass der Disponierungsschaltkreis dafür konfiguriert ist, die ersten und zweiten Sätze von Frequenzressourcen und die ersten und zweiten Sätze von Strahlformungskoeffizienten zuzuweisen, um den ersten Strahl und den zweiten Strahl in verschiedene bevorzugte Strahlrichtungen zu richten.
In Beispiel 9 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1–8 optional enthalten, dass die Zieldisponierungsmessgröße auf einer gewichteten Zieldatenrate basiert, die von einem Kanalqualitätsindikator abgeleitet ist.
In Beispiel 10 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1–9 optional enthalten, dass die ersten und zweiten Sätze von Strahlformungskoeffizienten analoge Strahlformungskoeffizienten sind.
Beispiel 11 ist ein Verfahren zum Zuweisen mehrerer Strahlformer zu mehreren Mobilstationen, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bestimmen einer Zieldisponierungsmessgröße auf der Basis von Kanalqualitätsindex(CQI)-Berichten der mehreren Mobilstationen mit Bezug auf einen Satz gemeldeter Strahlrichtungen und einen Satz von Frequenzressourcen; Auswählen einer Strahlrichtung des Satzes gemeldeter Strahlrichtungen auf der Basis eines Optimalitätskriteriums, das zu der Zieldisponierungsmessgröße in Beziehung steht; Zuweisen des Satzes von Frequenzressourcen zu der ausgewählten Strahlrichtung; und iteratives Wiederholen des Auswählens und des Zuweisens auf der Basis einer Aktualisierung der Zieldisponierungsmessgröße, die auf der Basis der gemeldeten Strahlrichtungen, unter Ausschluss der ausgewählten Strahlrichtungen, bestimmt wird.
In Beispiel 12 kann der Gegenstand von Beispiel 11 optional enthalten: iteratives Wiederholen des Auswählens und des Zuweisens auf der Basis der Aktualisierung der Zieldisponierungsmessgröße, bis die Aktualisierung der Zieldisponierungsmessgröße gleich einem zuvor festgelegten Wert ist oder alle Strahlformer disponiert wurden.
In Beispiel 13 kann der Gegenstand eines der Beispiele 11–12 optional enthalten, dass die Zieldisponierungsmessgröße auf einer gewichteten Zieldatenrate basiert, die aus den Kanalqualitätsindex-Berichten abgeleitet ist.
In Beispiel 14 kann der Gegenstand eines der Beispiele 11–13 optional enthalten, dass das Optimalitätskriterium auf der Erreichung der Zieldisponierungsmessgröße basiert.
In Beispiel 15 kann der Gegenstand eines der Beispiele 11–14 optional enthalten, dass ein jeweiliger Satz von Frequenzressourcen jedem Strahlformer zugewiesen wird.
In Beispiel 16 kann der Gegenstand eines der Beispiele 11–15 optional enthalten, dass das Optimalitätskriterium der Einschränkung unterliegt, dass nur eine einzige Strahlrichtung durch jeden der mehreren Strahlformer während eines Übertragungszeitintervalls übertragen wird.
In Beispiel 17 kann der Gegenstand eines der Beispiele 11–16 optional enthalten, dass das Optimalitätskriterium der Einschränkung unterliegt, dass die Frequenzressourcen in dem jeweiligen Frequenzressourcensatz iterativ ausgewählt und derselben oder einer anderen Mobilstation auf der Basis der Erreichung der Zieldisponierungsmessgröße oder aktualisierten Zieldisponierungsmessgröße zugewiesen werden.
In Beispiel 18 kann der Gegenstand eines der Beispiele 11–17 optional enthalten, dass die ausgewählte Strahlrichtung mit Bezug auf die Zieldisponierungsmessgröße und die ausgewählte Strahlrichtung mit Bezug auf die aktualisierte Zieldisponierungsmessgröße zu verschiedenen Mobilstationen der mehreren Mobilstationen gerichtet werden.
In Beispiel 19 kann der Gegenstand eines der Beispiele 11–18 optional enthalten: Zuweisen einer Frequenzressource des Satzes von Frequenzressourcen zu mindestens zwei Mobilstationen über verschiedene Strahlrichtungen.
Beispiel 20 ist ein Verfahren zum Zuweisen eines Satzes von Strahlformer-Subbändern zu mehreren Mobilstationen, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen eines Satzes von nicht-disponierten Strahlformer-Subbändern; Einstellen einer Disponierungsmessgröße auf einen anfänglichen Wert; Wiederholen der folgenden Instruktionen aus einem anfänglichen Iterationsindex zu einer Größe des Satzes von nicht-disponierten Strahlformer-Subbändern; Auswählen, für jedes Subband des Satzes von nicht-disponierten Strahlformer-Subbändern, einer Mobilstation der mehreren Mobilstationen, für die eine Disponierungsmessgröße das Maximum hat, und Speichern der Disponierungsmessgröße der ausgewählten Mobilstation; Auswählen eines Maximums der gespeicherten Disponierungsmessgrößen und Zuweisen eines Subbandes des Satzes von nicht-disponierten Strahlformer-Subbändern zu der Mobilstation, der dem Maximum der gespeicherten Disponierungsmessgrößen zugeordnet ist; Berechnen einer Datenrate für das zugewiesene Subband; Erhöhen der Disponierungsmessgröße um einen Anteil des zugewiesenen Subbandes; Entfernen des zugewiesenen Subbandes aus dem Satz von nicht-disponierten Subbändern; und Verringern einer Zieldatenrate für die ausgewählte Mobilstation um die für das zugewiesene Subband berechnete Datenrate.
In Beispiel 21 kann der Gegenstand von Beispiel 20 optional das Erzeugen der folgenden Resultate enthalten: eine Abbildung zugewiesener Subbänder auf Mobilstationen, eine Disponierungsmessgröße der Abbildung, Datenraten für Mobilstationen, die jedem Subband zugewiesen sind, und eine Rest-Zieldatenrate jeder zugewiesenen Mobilstation.
Beispiel 22 ist eine Vorrichtung zum Zuweisen mehrerer Strahlformer zu mehreren Mobilstationen, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: einen Schaltkreis, der dafür konfiguriert ist, eine Zieldisponierungsmessgröße auf der Basis von Kanalqualitätsindex(CQI)-Berichten der mehreren Mobilstationen mit Bezug auf einen Satz gemeldeter Strahlrichtungen und einen Satz von Frequenzressourcen zu bestimmen; einen Schaltkreis, der dafür konfiguriert ist, eine Strahlrichtung des Satzes gemeldeter Strahlrichtungen auf der Basis eines Optimalitätskriteriums mit Bezug auf die Zieldisponierungsmessgröße auszuwählen; einen Schaltkreis, der dafür konfiguriert ist, den Satz von Frequenzressourcen zu der ausgewählten Strahlrichtung zuzuweisen; und einen Schaltkreis, der dafür konfiguriert ist, das Auswählen und Zuweisen auf der Basis einer Aktualisierung der Zieldisponierungsmessgröße, die auf der Basis der gemeldeten Strahlrichtungen, unter Ausschluss der ausgewählten Strahlrichtungen, bestimmt wird, iterativ zu wiederholen.
In Beispiel 23 kann der Gegenstand von Beispiel 22 optional enthalten, dass der Schaltkreis, der dafür konfiguriert ist, das Auswählen und Zuweisen iterativ zu wiederholen, dafür konfiguriert ist, das Auswählen und Zuweisen auf der Basis der Aktualisierung der Zieldisponierungsmessgröße iterativ zu wiederholen, bis die Aktualisierung der Zieldisponierungsmessgröße gleich einem zuvor festgelegten Wert ist oder alle Strahlformer disponiert wurden.
In Beispiel 24 kann der Gegenstand eines der Beispiele 22–23 optional einen Schaltkreis enthalten, der dafür konfiguriert ist, die Zieldisponierungsmessgröße auf der Basis einer gewichteten Zieldatenrate, die aus den Kanalqualitätsindex-Berichten abgeleitet ist, zu bestimmen.
In Beispiel 25 kann der Gegenstand eines der Beispiele 22–24 optional einen Schaltkreis enthalten, der dafür konfiguriert ist, das Optimalitätskriterium auf der Basis der Erreichung der Zieldisponierungsmessgröße zu bestimmen.
Beispiel 26 ist ein computerlesbares Medium, auf dem Computerinstruktionen gespeichert sind, die, wenn sie durch einen Computer ausgeführt werden, den Computer veranlassen, das Verfahren nach einem der Beispiele 11 bis 20 auszuführen.
Beispiel 27 ist ein Strahlformungssystem, das Folgendes umfasst: eine erste Strahlformungsvorrichtung, die dafür konfiguriert ist, einen ersten Strahl auf der Basis eines ersten Satzes von analogen Strahlformungskoeffizienten bereitzustellen; eine zweite Strahlformungsvorrichtung, die dafür konfiguriert ist, einen zweiten Strahl auf der Basis eines zweiten Satzes von analogen Strahlformungskoeffizienten bereitzustellen; und eine Disponierungsvorrichtung, die dafür konfiguriert ist, einen ersten Satz von Frequenzressourcen, einen zweiten Satz von Frequenzressourcen, den ersten Satz von Strahlformungskoeffizienten und den zweiten Satz von Strahlformungskoeffizienten zu mehreren Mobilstationen gemäß einem Optimalitätskriterium mit Bezug auf eine Zieldisponierungsmessgröße zuzuweisen.
In Beispiel 28 kann der Gegenstand von Beispiel 27 optional enthalten, dass der erste Satz von Frequenzressourcen und der zweite Satz von Frequenzressourcen sich mindestens teilweise überlappen.
In Beispiel 29 kann der Gegenstand von Beispiel 27 oder Beispiel 28 optional enthalten, dass die Disponierungsvorrichtung dafür konfiguriert ist, die Sätze von Frequenzressourcen und die Sätze von Strahlformungskoeffizienten gemeinsam den mehreren Mobilstationen zuzuweisen.
In Beispiel 30 kann der Gegenstand eines der Beispiele 27–29 optional enthalten, dass die Disponierungsvorrichtung dafür konfiguriert ist, die Sätze von Frequenzressourcen und die Sätze von Strahlformungskoeffizienten zu den mehreren Mobilstationen im selben Übertragungszeitintervall zuzuweisen.
In Beispiel 31 kann der Gegenstand eines der Beispiele 27–30 optional enthalten, dass die Disponierungsvorrichtung dafür konfiguriert ist, den ersten Satz von Frequenzressourcen und den ersten Satz von Strahlformungskoeffizienten zuzuweisen, um den ersten Strahl zu einem ersten Satz von Mobilstationen auszugeben; und dass die Disponierungsvorrichtung dafür konfiguriert ist, den zweiten Satz von Frequenzressourcen und den zweiten Satz von Strahlformungskoeffizienten zuzuweisen, um den zweiten Strahl zu einem zweiten Satz von Mobilstationen auszugeben; und dass eine oder mehrere selbe Mobilstationen sowohl in dem ersten Satz als auch in dem zweiten Satz von Mobilstationen enthalten sind.
In Beispiel 32 kann der Gegenstand eines der Beispiele 27–31 optional enthalten, dass die erste Strahlformungsvorrichtung und die zweite Strahlformungsvorrichtung dafür konfiguriert sind, denselben Strahl zu mindestens einer Mobilstation der mehreren Mobilstationen auszugeben.
In Beispiel 33 kann der Gegenstand eines der Beispiele 27–32 optional enthalten, dass das Strahlformungssystem als ein On-Chip-System implementiert ist.
Beispiel 34 ist eine Disponierungsvorrichtung zum Zuweisen mehrerer Strahlformer zu mehreren Mobilstationen, wobei die Disponierungsvorrichtung Folgendes umfasst: ein Mittel zum Bestimmen einer Zieldisponierungsmessgröße auf der Basis von CQI-Berichten der mehreren Mobilstationen mit Bezug auf einen Satz gemeldeter Strahlrichtungen und einen Satz von Frequenzressourcen; ein Mittel zum Auswählen einer Strahlrichtung des Satzes gemeldeter Strahlrichtungen auf der Basis eines Optimalitätskriteriums mit Bezug auf die Zieldisponierungsmessgröße; ein Mittel zum Zuweisen des Satzes von Frequenzressourcen zu der ausgewählten Strahlrichtung; und ein Mittel zum iterativen Wiederholen des Auswählens und des Zuweisens auf der Basis einer Aktualisierung der Zieldisponierungsmessgröße, die auf der Basis der gemeldeten Strahlrichtungen, unter Ausschluss der ausgewählten Strahlrichtungen, bestimmt wird.
In Beispiel 35 kann der Gegenstand von Beispiel 34 optional enthalten: ein Mittel zum iterativen Wiederholen des Auswählens und des Zuweisens auf der Basis der Aktualisierung der Zieldisponierungsmessgröße, bis die Aktualisierung der Zieldisponierungsmessgröße gleich einem zuvor festgelegten Wert ist oder alle Strahlformer disponiert wurden.
In Beispiel 36 kann der Gegenstand eines der Beispiele 34–35 optional enthalten: ein Mittel zum Bereitstellen der Zieldisponierungsmessgröße auf der Basis eines Kanalqualitätsindikators oder auf der Basis einer gewichteten Zieldatenrate, die von einem Kanalqualitätsindikator abgeleitet ist.
Beispiel 37 ist ein Disponierungssystem zum Zuweisen mehrerer Strahlformer zu mehreren Mobilstationen, wobei das Disponierungssystem Folgendes umfasst: eine Vorrichtung, die dafür konfiguriert ist, eine Zieldisponierungsmessgröße auf der Basis von CQI-Berichten der mehreren Mobilstationen mit Bezug auf einen Satz gemeldeter Strahlrichtungen und einen Satz von Frequenzressourcen zu bestimmen; eine Vorrichtung, die dafür konfiguriert ist, eine Strahlrichtung des Satzes gemeldeter Strahlrichtungen auf der Basis eines Optimalitätskriteriums mit Bezug auf die Zieldisponierungsmessgröße auszuwählen; eine Vorrichtung, die dafür konfiguriert ist, den Satz von Frequenzressourcen zu der ausgewählten Strahlrichtung zuzuweisen; und eine Vorrichtung, die dafür konfiguriert ist, das Auswählen und Zuweisen auf der Basis einer Aktualisierung der Zieldisponierungsmessgröße, die auf der Basis der gemeldeten Strahlrichtungen, unter Ausschluss der ausgewählten Strahlrichtungen, bestimmt wird, iterativ zu wiederholen.
In Beispiel 38 kann der Gegenstand von Beispiel 37 optional enthalten, dass die Vorrichtung, die dafür konfiguriert ist, das Auswählen und Zuweisen iterativ zu wiederholen, dafür konfiguriert ist, das Auswählen und Zuweisen auf der Basis der Aktualisierung der Zieldisponierungsmessgröße iterativ zu wiederholen, bis die Aktualisierung der Zieldisponierungsmessgröße gleich einem zuvor festgelegten Wert ist oder alle Strahlformer disponiert wurden.
In Beispiel 39 kann der Gegenstand eines der Beispiele 37–38 optional eine Vorrichtung enthalten, die dafür konfiguriert ist, die Zieldisponierungsmessgröße auf der Basis einer gewichteten Zieldatenrate, die von einem Kanalqualitätsindikator abgeleitet ist, zu bestimmen.
In Beispiel 40 kann der Gegenstand eines der Beispiele 37–39 optional enthalten, dass das Disponierungssystem als ein On-Chip-System implementiert ist.
Des Weiteren kann, auch wenn ein bestimmtes Merkmal oder ein bestimmter Aspekt der Erfindung mit Bezug auf nur eine von verschiedenen Implementierungen offenbart wurde, ein solches Merkmal oder ein solcher Aspekt mit einem oder mehreren anderen Merkmalen oder Aspekten der anderen Implementierungen kombiniert werden, so wie es für eine gegebene oder bestimmte Anwendung gewünscht wird und vorteilhaft ist. Insofern die Begriffe „enthalten”, „aufweisen”, „mit” oder andere Varianten davon entweder in der detaillierten Beschreibung oder in den Ansprüchen verwendet werden, ist es des Weiteren beabsichtigt, dass diese Begriffe in einer Weise ähnlich dem Begriff „umfassen” einschließend sind. Des Weiteren versteht es sich, dass Aspekte der Offenbarung in diskreten Schaltkreisen, teilintegrierten Schaltkreisen oder vollintegrierten Schaltkreisen oder Programmiermitteln implementiert sein können. Außerdem sind die Begriffe „beispielhaft”, „zum Beispiel” und „beispielsweise” lediglich als Beispiel gedacht und bedeuten weder „das Beste” noch „das Optimale”.
Obgleich im vorliegenden Text konkrete Aspekte veranschaulicht und beschrieben wurden, leuchtet dem Durchschnittsfachmann ein, dass eine Vielfalt von alternativen und/oder äquivalenten Implementierungen an die Stelle der konkret gezeigten und beschriebenen Aspekte treten können, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Diese Anmeldung soll sich auch auf sämtliche Adaptierungen oder Variationen der im vorliegenden Text besprochenen konkreten Aspekte erstrecken.
Obgleich die Elemente in den folgenden Ansprüchen in einer bestimmten Reihenfolge mit entsprechender Bezeichnung angeführt sind, sollen diese Elemente nicht unbedingt darauf beschränkt sein, in dieser speziellen Reihenfolge implementiert zu werden, sofern nicht die Angaben in den Ansprüchen eine andere konkrete Reihenfolge für die Implementierung einiger oder aller solcher Elemente nahelegen.

Claims

Strahlformungsvorrichtung (200), umfassend: einen ersten Strahlformungsschaltkreis (201), der dazu ausgelegt ist, einen ersten Strahl (211) auf der Basis eines ersten Satzes von Strahlformungskoeffizienten zu erzeugen; einen zweiten Strahlformungsschaltkreis (202), der dazu ausgelegt ist, einen zweiten Strahl (212) auf der Basis eines zweiten Satzes von Strahlformungskoeffizienten zu erzeugen; und einen Disponierungsschaltkreis (203), der dazu ausgelegt ist, einen ersten Satz von Frequenzressourcen, einen zweiten Satz von Frequenzressourcen, den ersten Satz von Strahlformungskoeffizienten und den zweiten Satz von Strahlformungskoeffizienten zu mehreren Mobilstationen (UE0, UE1, UE2) auf der Basis eines Optimalitätskriteriums, das zu einer Zieldisponierungsmetrik in Beziehung steht, zuzuweisen (204, 206).
Strahlformungsvorrichtung (200) nach Anspruch 1, wobei der erste Satz von Frequenzressourcen und der zweite Satz von Frequenzressourcen sich mindestens teilweise überlappen.
Strahlformungsvorrichtung (200) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Disponierungsschaltkreis (203) dazu ausgelegt ist, die ersten und zweiten Sätze von Frequenzressourcen und die ersten und zweiten Sätze von Strahlformungskoeffizienten gemeinsam den mehreren Mobilstationen (UE0, UE1, UE2) zuzuweisen (204, 206).
Strahlformungsvorrichtung (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Disponierungsschaltkreis (203) dazu ausgelegt ist, die ersten und zweiten Sätze von Frequenzressourcen und die ersten und zweiten Sätze von Strahlformungskoeffizienten den mehreren Mobilstationen (UE0, UE1, UE2) während desselben Übertragungszeitintervalls zuzuweisen.
Strahlformungsvorrichtung (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Disponierungsschaltkreis (203) dazu ausgelegt ist, den ersten Satz von Frequenzressourcen und den ersten Satz von Strahlformungskoeffizienten zum Erzeugen des ersten Strahls (211) zu einem ersten Satz von Mobilstationen (UE1, UE2) zuzuweisen; und wobei der Disponierungsschaltkreis (203) dazu ausgelegt ist, den zweiten Satz von Frequenzressourcen und den zweiten Satz von Strahlformungskoeffizienten zum Erzeugen des zweiten Strahls (212) zu einem zweiten Satz von Mobilstationen (UE2) zuzuweisen; und wobei eine oder mehrere Mobilstationen sowohl in dem ersten Satz als auch in dem zweiten Satz von Mobilstationen enthalten sind.
Strahlformungsvorrichtung (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste Strahlformungsschaltkreis und der zweite Strahlformungsschaltkreis dazu ausgelegt sind, einen einzelnen Strahl zu mindestens einer Mobilstation der mehreren Mobilstationen zu erzeugen.
Strahlformungsvorrichtung (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Wellenlänge des ersten Strahls (211) und des zweiten Strahls (212) in einem Millimeterbereich liegt oder wobei ein Frequenzbereich des ersten Strahls (211) und des zweiten Strahls (212) zwischen etwa 6 GHz und etwa 100 GHz liegt.
Strahlformungsvorrichtung (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Disponierungsschaltkreis (203) dazu ausgelegt ist, die ersten und zweiten Sätze von Frequenzressourcen und die ersten und zweiten Sätze von Strahlformungskoeffizienten zuzuweisen, um den ersten Strahl (211) und den zweiten Strahl (212) zu verschiedenen bevorzugten Strahlrichtungen zu richten.
Strahlformungsvorrichtung (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Zieldisponierungsmetrik auf einer gewichteten Zieldatenrate basiert, die von einem Kanalqualitätsindikator abgeleitet ist.
Strahlformungsvorrichtung (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die ersten und zweiten Sätze von Strahlformungskoeffizienten analoge Strahlformungskoeffizienten sind.
Verfahren (400) zum Zuweisen mehrerer Strahlformer zu mehreren Mobilstationen, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen (401) einer Zieldisponierungsmetrik auf der Basis von Kanalqualitätsindex(CQI)-Berichten der mehreren Mobilstationen mit Bezug auf einen Satz gemeldeter Strahlrichtungen und einen Satz von Frequenzressourcen; Auswählen (402) einer Strahlrichtung des Satzes gemeldeter Strahlrichtungen auf der Basis eines Optimalitätskriteriums, das zu der Zieldisponierungsmetrik in Beziehung steht; Zuweisen (403) des Satzes von Frequenzressourcen zu der ausgewählten Strahlrichtung; und iteratives Wiederholen (404) des Auswählens und des Zuweisens auf der Basis einer Aktualisierung der Zieldisponierungsmetrik, die auf der Basis der gemeldeten Strahlrichtungen, unter Ausschluss der ausgewählten Strahlrichtungen, bestimmt wird.
Verfahren (400) nach Anspruch 11, umfassend: iteratives Wiederholen (404) des Auswählens und des Zuweisens auf der Basis der Aktualisierung der Zieldisponierungsmetrik, bis die Aktualisierung der Zieldisponierungsmetrik gleich einem zuvor festgelegten Wert ist oder alle Strahlformer disponiert wurden.
Verfahren (400) nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Zieldisponierungsmetrik auf einer gewichteten Zieldatenrate basiert, die aus den Kanalqualitätsindex-Berichten abgeleitet ist.
Verfahren (400) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Optimalitätskriterium auf der Erreichung der Zieldisponierungsmetrik basiert.
Verfahren (400) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei ein jeweiliger Satz von Frequenzressourcen jedem Strahlformer zugewiesen wird.
Verfahren (400) nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei das Optimalitätskriterium der Einschränkung unterliegt, dass nur eine einzige Strahlrichtung durch jeden der mehreren Strahlformer während eines Übertragungszeitintervalls übertragen wird.
Verfahren (400) nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei das Optimalitätskriterium der Einschränkung unterliegt, dass die Frequenzressourcen in dem jeweiligen Frequenzressourcensatz iterativ ausgewählt und zu einer oder verschiedenen Mobilstationen auf der Basis der Erreichung der Zieldisponierungsmetrik oder aktualisierten Zieldisponierungsmetrik zugewiesen werden.
Verfahren (400) nach einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei die ausgewählte Strahlrichtung mit Bezug auf die Zieldisponierungsmetrik und die ausgewählte Strahlrichtung mit Bezug auf die aktualisierte Zieldisponierungsmetrik zu verschiedenen Mobilstationen der mehreren Mobilstationen gerichtet werden.
Verfahren (400) nach einem der Ansprüche 11 bis 18, umfassend: Zuweisen einer Frequenzressource des Satzes von Frequenzressourcen zu mindestens zwei Mobilstationen über verschiedene Strahlrichtungen.
Verfahren zum Zuweisen eines Satzes von Strahlformer-Subbändern zu mehreren Mobilstationen, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines Satzes von nicht-disponierten Strahlformer-Subbändern; Einstellen einer Disponierungsmetrik auf einen anfänglichen Wert; Wiederholen der folgenden Instruktionen von einem anfänglichen Iterationsindex zu einer Größe des Satzes von nicht-disponierten Strahlformer-Subbändern: Auswählen, für jedes Subband des Satzes von nicht-disponierten Strahlformer-Subbändern, einer Mobilstation der mehreren Mobilstationen, für die eine Disponierungsmetrik das Maximum ist, und Speichern der Disponierungsmetrik der ausgewählten Mobilstation; Auswählen eines Maximums der gespeicherten Disponierungsmetriken und Zuweisen eines Subbandes des Satzes von nicht-disponierten Strahlformer-Subbändern zu der Mobilstation, die dem Maximum der gespeicherten Disponierungsmetriken zugeordnet ist; Berechnen einer Datenrate für das zugewiesene Subband; Erhöhen der Disponierungsmetrik um einen Anteil des zugewiesenen Subbandes; Entfernen des zugewiesenen Subbandes aus dem Satz von nicht-disponierten Subbändern; und Verringern einer Zieldatenrate für die ausgewählte Mobilstation um die für das zugewiesene Subband berechnete Datenrate.
Verfahren nach Anspruch 20, umfassend: Erzeugen der folgenden Resultate: eine Abbildung zugewiesener Subbänder auf Mobilstationen, eine Disponierungsmetrik der Abbildung, Datenraten für Mobilstationen, die jedem Subband zugewiesen sind, und eine Rest-Zieldatenrate jeder zugewiesenen Mobilstation.
Vorrichtung (500) zum Zuweisen mehrerer Strahlformer (506) zu mehreren Mobilstationen, wobei die Vorrichtung (500) umfasst: einen Schaltkreis (503), der dazu ausgelegt ist, eine Zieldisponierungsmetrik auf der Basis von Kanalqualitätsindex(CQI)-Berichten (502) der mehreren Mobilstationen mit Bezug auf einen Satz gemeldeter Strahlrichtungen und einen Satz von Frequenzressourcen zu bestimmen; einen Schaltkreis (505), der dazu ausgelegt ist, eine Strahlrichtung des Satzes gemeldeter Strahlrichtungen auf der Basis eines Optimalitätskriteriums mit Bezug auf die Zieldisponierungsmetrik auszuwählen; einen Schaltkreis (507), der dazu ausgelegt ist, den Satz von Frequenzressourcen zu der ausgewählten Strahlrichtung zuzuweisen; und einen Schaltkreis (501), der dazu ausgelegt ist, das Auswählen und das Zuweisen auf der Basis einer Aktualisierung der Zieldisponierungsmetrik, die auf der Basis der gemeldeten Strahlrichtungen, unter Ausschluss der ausgewählten Strahlrichtungen, bestimmt wird, iterativ zu wiederholen (504).
Vorrichtung (500) nach Anspruch 22, wobei der Schaltkreis (501), der dazu ausgelegt ist, das Auswählen und Zuweisen iterativ zu wiederholen, dazu ausgelegt ist, das Auswählen und das Zuweisen auf der Basis der Aktualisierung der Zieldisponierungsmetrik iterativ zu wiederholen (504), bis die Aktualisierung der Zieldisponierungsmetrik gleich einem zuvor festgelegten Wert ist oder alle Strahlformer disponiert wurden.
Vorrichtung (500) nach Anspruch 22 oder 23, umfassend: einen Schaltkreis, der dazu ausgelegt ist, die Zieldisponierungsmetrik auf der Basis einer gewichteten Zieldatenrate, die aus den Kanalqualitätsindex-Berichten abgeleitet ist, zu bestimmen.
Vorrichtung (500) nach einem der Ansprüche 22 bis 24, umfassend: einen Schaltkreis, der dazu ausgelegt ist, das Optimalitätskriterium auf der Basis der Erreichung der Zieldisponierungsmetrik zu bestimmen.