RU2392751C2 - Поддержка предварительного кодирования и sdma - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в сотовых системах связи. Технический результат состоит в обеспечении помехоустойчивого декодирования в системах с множеством антенн. Для этого способ включает в себя прием пользовательских предпочтений для режима передачи, ассоциативное связывание пользовательских предпочтений с записью или записями в таблице кодирования и назначение пользователя режиму передачи, соответствующему записи или записям. Режимом передачи может быть один из следующих: предварительное кодирование, множественный доступ с пространственным разделением каналов (SDMA), предварительное кодирование SDMA со многими входами и многими выходами (MIMO), предварительное MIMO-кодирование, MIMO-SDMA и разнесение. Каждая запись может соответствовать режиму передачи. 6 н. и 16 з.п. ф-лы, 12 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Нижеприведенное описание, в общем, относится к беспроводной связи и, помимо прочего, к поддержке предварительного кодирования и множественного доступа с пространственным разделением каналов (SDMA) для систем беспроводной связи.

Уровень техники

Беспроводные сетевые системы стали доминирующим средством, посредством которого значительное количество людей по всему миру обменивается данными. Устройства беспроводной связи стали более компактными и мощными, так чтобы удовлетворять потребительские потребности, которые включают в себя улучшенную портативность и удобство. Пользователи обнаружили множество вариантов использования для устройств беспроводной связи, таких как сотовые телефоны, персональные цифровые устройства (PDA) и т.п., и требуют надежного предоставления услуг и расширенных зон покрытия.

Производительность системы беспроводной связи может быть повышена посредством использования передач с формированием лучей в рамках области, чтобы передавать данные от базовой станции или точки доступа в мобильное устройство(а). Этой областью может быть зона обслуживания, и она может включать в себя подобласти, или секторы. Несколько передающих антенн, размещенных в базовой станции, могут быть использованы для того, чтобы формировать передачи с формированием лучей, которые используют "лучи", которые обычно охватывают более узкую зону, чем передачи с помощью одной передающей антенны. Отношение "сигнал-помехи-и-шум" (SINR) повышается в пределах зоны или сектора, покрываемых лучами. Части сектора, не покрываемые лучом, упоминаются как нулевая область. Мобильные устройства в этой нулевой области, в общем, имеют очень низкий SINR, приводящий к пониженной производительности и возможной потере данных. Система связи может использовать управление лучами, при котором лучи динамически направляются в конкретные пользовательские устройства. В ходе управления лучами лучи перенаправляются по мере того, как пользовательское устройство(а) изменяет местоположение.

Проблема в системах связи заключается в том, что мобильное устройство или приемное устройство находится в конкретной части зоны, обслуживаемой посредством точки доступа или передающего устройства. В таких случаях, когда передающее устройство имеет несколько передающих антенн, сигналы, предоставляемые из каждой антенны, не должны комбинироваться, чтобы предоставлять максимальную мощность в приемном устройстве. В этих случаях могут возникать проблемы с декодированием сигналов, принимаемых в приемном устройстве.

Чтобы преодолеть вышеописанное, есть потребность в методиках для того, чтобы повышать соотношение "сигнал-шум" (SNR) линии беспроводной связи с несколькими антеннами. Улучшенный SNR также позволяет улучшить декодирование сигналов посредством приемного устройства.

Сущность изобретения

Далее представлена упрощенная сущность одного или нескольких вариантов осуществления, для того чтобы предоставить базовое понимание некоторых аспектов этих вариантов осуществления. Эта сущность не является всесторонним обзором одного или нескольких вариантов осуществления, и она не предназначена ни для того, чтобы определять ключевые или важнейшие элементы вариантов осуществления, ни для того, чтобы обрисовать объем этих вариантов осуществления. Ее единственная цель - представить некоторые понятия описанных вариантов осуществления в упрощенной форме в качестве вступления в более подробное описание, которое представлено далее.

В соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления и их соответствующим раскрытием различные аспекты описаны в связи с беспроводной связью и повышением производительности этой связи. Согласно варианту осуществления предусмотрен способ повышения производительности в среде беспроводной связи. Способ включает в себя этап, на котором принимают пользовательские предпочтения для режима передачи. Способ дополнительно включает в себя этапы, на которых ассоциативно связывают пользовательские предпочтения с записью или записями в таблице кодирования (кодовой книге) и назначают пользователя режиму передачи, соответствующему записи или записям. Режим передачи - это одно из следующего: предварительное кодирование, множественный доступ с пространственным разделением каналов (SDMA), предварительное кодирование SDMA со многими входами и многими выходами (MIMO), предварительное MIMO-кодирование, MIMO-SDMA и разнесение. Каждая запись может соответствовать режиму передачи.

Согласно некоторым вариантам осуществления предусмотрен способ определения пользовательских предпочтений для режима передачи. Способ включает в себя этапы, на которых определяют характеристики канала пользователя, выбирают режим или режимы передачи, для применения, из таблицы кодирования, и передают идентификатор выбранного режима или режимов. Определение характеристик канала пользователя может включать в себя определение посредством использования CQI, сдвигов мощности, уровней сигнала и информации о помехах других секторов. Режимом может быть одно из следующего: предварительное кодирование, множественный доступ с пространственным разделением каналов (SDMA), предварительное кодирование SDMA со многими входами и многими выходами (MIMO), предварительное MIMO-кодирование, MIMO-SDMA и разнесение.

Согласно некоторым вариантам осуществления предусмотрено устройство связи, которое включает в себя процессор и запоминающее устройство, соединенное с процессором. Процессор может быть сконфигурирован с выбора режима передачи из множества режимов передачи из таблицы кодирования. Режимом передачи может быть одно из следующего: предварительное кодирование, множественный доступ с пространственным разделением каналов (SDMA), предварительное кодирование SDMA со многими входами и многими выходами (MIMO), предварительное MIMO-кодирование, MIMO-SDMA и разнесение. Каждая запись таблицы кодирования может соответствовать режиму передачи. В некоторых вариантах осуществления процессор автоматически осуществляет доступ к другой таблице кодирования по мере того, как устройство перемещается между различными базовыми станциями, или процессор принимает другую таблицу кодирования, из которой следует выбирать режим передачи, по мере того как устройство перемещается между различными базовыми станциями.

Согласно некоторым вариантам осуществления предусмотрено устройство беспроводной связи, которое включает в себя средство для приема пользовательских предпочтений для режима передачи. Кроме того, в устройство включено средство ассоциативного связывания предпочтений с записью или записями в таблице кодирования для назначения пользователя режиму передачи, соответствующему записи или записям. Каждая запись может соответствовать режиму передачи. Режимом передачи может быть одно из следующего: предварительное кодирование, множественный доступ с пространственным разделением каналов (SDMA), предварительное кодирование SDMA со многими входами и многими выходами (MIMO), предварительное MIMO-кодирование, MIMO-SDMA и разнесение.

Согласно некоторым вариантам осуществления предусмотрено устройство беспроводной связи, которое включает в себя средство определения характеристик канала пользователя, средство выбора режима или режимов передачи для применения из таблицы кодирования и средство передачи идентификатора выбранного режима или режимов. Средство определения характеристик канала пользователя содержит определение посредством использования CQI, сдвигов мощности, уровней сигнала и информации о помехах других секторов. Режимом может быть одно из следующего: предварительное кодирование, множественный доступ с пространственным разделением каналов (SDMA), предварительное кодирование SDMA со многими входами и многими выходами (MIMO), предварительное MIMO-кодирование, MIMO-SDMA и разнесение.

Для решения вышеуказанных и связанных задач один или несколько вариантов осуществления содержат признаки, далее полностью описанные и конкретно указанные в формуле изобретения. Последующее описание и прилагаемые чертежи подробно излагают определенные иллюстративные аспекты и указывают некоторые из множества способов, которыми могут быть использованы принципы вариантов осуществления. Другие преимущества и новые признаки должны стать очевидными из следующего подробного описания, если рассматривать их вместе с чертежами, и раскрытые варианты осуществления предназначены для того, чтобы включать в себя все эти аспекты и их эквиваленты.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 иллюстрирует систему беспроводной связи в соответствии с различными вариантами осуществления, представленными в данном документе.

Фиг.2 иллюстрирует систему беспроводной связи с множественным доступом согласно различным вариантам осуществления.

Фиг.3 иллюстрирует систему беспроводной связи согласно одному или более вариантам осуществления, представленным в данном документе.

Фиг.4 иллюстрирует диаграмму формирования лучей для сектора, использующего раскрытые методики по улучшению связи в беспроводной среде.

Фиг.5 иллюстрирует функциональные блоки в соответствии с различными вариантами осуществления.

Фиг.6A иллюстрирует методологию для повышения производительности в среде беспроводной связи.

Фиг.6B иллюстрирует систему для повышения производительности в среде беспроводной связи.

Фиг.7A иллюстрирует методологию для определения и сообщения пользовательских предпочтений по режиму(ам) или методике передач в соответствии с различными вариантами осуществления, представленными в данном документе.

Фиг.7B иллюстрирует систему для определения и сообщения пользовательских предпочтений по режиму(ам) или методике передач в соответствии с различными вариантами осуществления, представленными в данном документе.

Фиг.8 иллюстрирует систему, которая использует раскрытые методики для того, чтобы повышать пропускную способность системы в среде беспроводной связи в соответствии с одним или более вариантами осуществления, представленными в данном документе.

Фиг.9 иллюстрирует систему, которая использует предварительное кодирование и SDMA для повышения пропускной способности системы в окружении беспроводной связи в соответствии с различными вариантами осуществления.

Фиг.10 иллюстрирует передающее устройство и приемное устройство в системе беспроводной связи с множественным доступом в соответствии с различными вариантами осуществления, представленными в данном документе.

Подробное описание изобретения

Различные варианты осуществления описываются далее со ссылками на чертежи. В последующем описании, для целей пояснения, многие конкретные детали объяснены для того, чтобы обеспечить полное понимание одного или более вариантов осуществления. Тем не менее, может быть очевидным, что эти варианты осуществления могут применяться на практике без этих конкретных деталей. В других случаях, на модели блок-схемы показаны распространенные структуры и устройства, чтобы облегчить описание этих вариантов осуществления.

Использованные в данной заявке термины "компонент", "система" и т.п. предназначены для того, чтобы ссылаться на связанный с компьютером объект либо аппаратные средства, микропрограммное обеспечение, сочетание аппаратных средств и программного обеспечения, программное обеспечение или программное обеспечение в ходе исполнения. Например, компонент может быть, но не только, процессом, запущенным на процессоре, процессором, объектом, исполняемым файлом, потоком исполнения, программой или компьютером. В качестве иллюстрации, и приложение, запущенное на вычислительном устройстве, и вычислительное устройство может быть компонентом. Один или более компонентов могут постоянно находиться внутри процесса и/или потока исполнения, и компонент может быть локализован на компьютере и/или распределен между двумя и более компьютерами. Кроме того, эти компоненты могут приводиться в исполнение с машиночитаемых носителей информации, имеющих сохраненными различные структуры данных. Компоненты могут обмениваться данными посредством локальных и/или удаленных процессов, например, в соответствии с сигналом, имеющим один или более пакетов данных (к примеру, данных из одного компонента, взаимодействующего с другим компонентом в локальной системе, распределенной системе и/или по сети, например, по Интернету с другими системами посредством сигнала).

Помимо этого, различные варианты осуществления описываются в данном документе в связи с пользовательским устройством. Пользовательское устройство также можно называть системой, абонентским устройством, абонентской станцией, мобильной станцией, мобильным устройством, удаленной станцией, точкой доступа, базовой станцией, удаленным терминалом, терминалом доступа, пользовательским терминалом, пользовательским агентом или пользовательским оборудованием. Пользовательским устройством может быть сотовый телефон, беспроводной телефон, телефон по протоколу инициирования сеанса (SIP), станция беспроводного абонентского доступа (WLL), PDA, "карманное" устройство с поддержкой беспроводных соединений или другое обрабатывающее устройство, подключенное к беспроводному модему.

Более того, различные аспекты или признаки, описанные в данном документе, могут быть реализованы как способ, устройство или изделие с помощью стандартных методик программирования и/или разработки. Термин "изделие" при использовании в данном документе служит для того, что содержать в себе вычислительную программу, доступную из любого машиночитаемого устройства, носителя или среды. Например, машиночитаемый носитель информации может включать в себя, но не ограничивается этим, магнитные устройства хранения (к примеру, жесткий диск, гибкий диск, магнитную ленту и т.д.), оптические диски (к примеру, компакт-диск (CD), универсальный цифровой диск (DVD) и т.д.), смарт-карты и устройства флэш-памяти (к примеру, карточка, карта, клавишное устройство и т.д.).

Ссылаясь теперь на чертежи, фиг.1 иллюстрирует систему 100 беспроводной связи в соответствии с различными вариантами осуществления, представленными в данном документе. Различные режимы могут быть использованы для того, чтобы улучшать связь в беспроводной системе 100, в том числе предварительное кодирование, SDMA, предварительное SDMA-кодирование со многими входами и многими выходами (MIMO), предварительное MIMO-кодирование и/или MIMO-SDMA и разнесение. Как проиллюстрировано, мобильное устройство 102 поддерживает беспроводную связь с базовой станцией 104. Следует принимать во внимание, что хотя одно мобильное устройство 102 и базовая станция 104 проиллюстрированы для простоты, может быть более одного каждого из них.

Базовая станция 104 включает в себя передающие антенны, которые могут формировать лучи, покрывающие предварительно определенные зоны, приводя к фиксированной диаграмме формирования лучей. Базовая станция 104 поддерживает такие методики, как предварительное кодирование, SDMA, предварительное SDMA-кодирование, MIMO, предварительное MIMO-кодирование и/или MIMO-SDMA. Базовая станция 104 осуществляет предварительную обработку для всех методик, которые применяются. Например, для предварительного кодирования используется конкретный вектор, который может модулировать все пользовательские передачи в течение некоторого периода времени. Для предварительного MIMO-кодирования набор векторов может быть использован для того, чтобы модулировать передачи от базовой станции 104.

Таблица 106 кодирования содержит записи различных векторов и/или матриц, которые могут соответствовать несколькими режимам передачи, и эта информация может быть предварительно задана. Каждая запись может соответствовать режиму передачи или форме пространственной обработки (к примеру, предварительное кодирование, предварительное MIMO-кодирование, SDMA, SDMA с предварительным кодированием, MIMO-SDMA и т.д.). Например, таблица 106 кодирования может содержать набор из шестидесяти четырех записей, тем не менее может быть любое число записей, и шестьдесят четыре является произвольным числом. Таблица 106 кодирования может быть настроена для базовых станций 104 или секторов либо мобильных устройств 102, обменивающихся данными с базовыми станциями 104. Для примера, но не в качестве ограничения, таблица 106 кодирования может поддерживать множество пользователей, применяя режимы передачи, описанные в данном документе. Следует отметить, что хотя показана одна таблица 106 кодирования, может быть несколько таблиц кодирования в системе 100, и несколько таблиц 106 кодирования может быть ассоциативно связано с мобильным устройством 102 и/или базовой станцией 104.

Мобильное устройство 102 может оповещать базовую станцию 104 о записях, которые требуются мобильному устройству 102. Таблица 106 кодирования может быть известна заранее либо одним из, либо обоими из мобильного устройства 102 и базовой станции 104. Например, базовая станция 104 может оповещать мобильное устройство 102 о своей таблице 106 кодирования. По мере того как мобильное устройство 102 перемещается между различными базовыми станциями 104, таблица 106 кодирования должна быть изменена для конкретной базовой станции 104. Это изменение таблицы кодирования может выполняться автоматически посредством мобильного устройства 102 автономно (к примеру, посредством процессора, осуществляющего доступ к другой таблице кодирования), или посредством базовой станции 104, оповещающей мобильное устройство 102 об изменении.

В SDMA несколько пользователей могут быть запланированы (диспетчеризированы) одновременно на одном частотно-временном ресурсе, где их пространственные подписи могут различаться. В SDMA сектор разделен на виртуальные секторы, так что пользовательские устройства в различных областях используют одни канальные ресурсы, тем самым достигая более высокого пространственного многократного использования. Может быть отдельный режим передачи, который потенциально предоставляет надежную передачу сигналов. Этот режим передачи может быть использован для того, чтобы передавать управляющие и/или широковещательные данные. Каждый виртуальный сектор может быть дополнительно подразделен на набор более узких пространственных лучей так, чтобы конкретный луч (или линейная комбинация лучей) в виртуальном секторе мог быть применен к конкретному пользовательскому устройству, тем самым повышая усиление антенны для пользовательского устройства и ограничивая пространственное распространение помех, создаваемых посредством передачи.

SDMA полезен в сценариях с высоким SNR, когда пропускная способность находится близко к нелинейной области. В этих вариантах осуществления перекрывание нескольких пользователей увеличивает число доступных каналов (размерность) за счет снижения SNR для каждого пользователя. При условии, что при высоком SNR пользователи находятся в нелинейной области пропускной способности, этот подход увеличивает пропускную способность системы. С другой стороны, в режимах работы с низким SNR (линейная область кривой пропускной способности) обычно не выгодно отбирать мощность у пользователя при увеличении измерений. В этих вариантах осуществления выгодно повышать SNR пользователя посредством таких методик, как предварительное кодирование, при этом предварительное кодирование может осуществляться для нескольких потоков или трактов информации (предварительное MIMO-кодирование). Эти варианты осуществления используют заранее заданный набор лучей для того, чтобы осуществлять передачу пользователю. В MIMO-схеме имеется несколько потоков, передаваемых одному пользователю, при этом данные могут передаваться по нескольким направлениям собственных векторов.

Используя раскрытые методики, прозрачная работа предварительного кодирования со многими входами и одним выходом/многими входами и многими выходами (MISO/MIMO) и SDMA предоставляется посредством применения предварительного кодирования в пространстве SDMA-лучей. В частности, если имеется немного виртуальных секторов, где SDMA предоставляется, каждая такая область дополнительно состоит из набора узких пространственных лучей. Эти узкие лучи формируют основу для передач, которые осуществляются в рамках этого виртуального сектора.

Решение о том, какой режим использовать (предварительное кодирование, SDMA, SDMA и предварительное кодирование, MIMO, MIMO и предварительное кодирование или MIMO и SDMA), может быть основано на одном или более режимах каналов. Методика индикатора качества канала (CQI) может быть использована для того, чтобы определять то, какой вектор использовать, к примеру, предоставляет наибольшее или наименьшее значение. Для предварительного кодирования может быть использована конкретная запись, которая предварительно обрабатывает пользовательские передачи. Для предварительного кодирования MIMO набор векторов может быть использован для того, чтобы осуществлять предварительную обработку передач базовой станции. Предварительное кодирование предоставляет более высокий SNR, потенциально приводящий к более оптимальной производительности.

Фиг.2 иллюстрирует систему 200 беспроводной связи с множественным доступом согласно различным вариантам осуществления. Система 200 беспроводной связи с множественным доступом включает в себя несколько сот, к примеру соты 202, 204 и 206. В варианте осуществления по фиг.2 каждая сота 202, 204 и 206 может включать в себя точку 250 доступа, которая включает в себя несколько секторов. Несколько секторов сформируются посредством групп антенн, каждая из которых отвечает за связь с терминалами доступа в части соты. В соте 202 группы 212, 214 и 216 антенн соответствуют различным секторам. В соте 204 группы 218, 220 и 222 антенн соответствуют различным секторам. В соте 206 группы 224, 226 и 228 антенн соответствуют различным секторам.

Каждая сота включает в себя несколько терминалов доступа, которые поддерживают связь с одним или более секторами каждой точки доступа. Например, терминалы 230 и 232 доступа поддерживают связь с базовой станцией или точкой 242 доступа, терминалы 234 и 236 доступа поддерживают связь с точкой 244 доступа, а терминалы 238 и 240 доступа поддерживают связь с точкой 246 доступа.

Как проиллюстрировано на фиг.2, каждый терминал 230, 232, 234, 236, 238 и 240 доступа находится в части соответствующей соты, отличной от всех остальных терминалов доступа в той же соте. Дополнительно, каждый терминал доступа может быть на различном расстоянии от соответствующих групп антенн, с которыми он обменивается данными. Оба этих фактора предоставляют ситуации, также обусловленные окружающей средой и другими условиями в соте, которые могут вызвать различные состояния каналов между каждым терминалом доступа и соответствующей группой антенн, с которой он обменивается данными.

При использовании в данном документе точкой доступа может быть стационарная станция, используемая для обмена данными с терминалами, и она также может упоминаться как базовая станция и включать в себя часть или все функциональные возможности базовой станции, узла B или может называться каким-либо другим термином. Терминал доступа может также упоминаться как абонентское оборудование и включать в себя часть или все функциональные возможности абонентского оборудования (UE), устройства беспроводной связи, терминала, мобильной станции или может называться каким-либо другим термином.

В некоторых вариантах осуществления набор известных ортогональных или квазиортогональных векторов или матриц может быть использован в базовой станции для того, чтобы предоставлять SDMA (к примеру, фиксированные или адаптивные секторы). Если базовая станция знает векторы или лучи для каждого пользователя, она может выделять один и тот же канал для различных пользователей, если они используют ортогональные или квазиортогональные векторы или матрицы. В других вариантах осуществления система 200 может включать в себя всенаправленный луч, который соответствует отсутствию предварительного кодирования. Базовая станция должна использовать этот луч для широковещательной или многоадресной передачи. В дополнительных вариантах осуществления система 200 может использовать предварительное кодирование без SDMA, если эта информация канала сообщается пользователю.

Фиг.3 иллюстрирует систему 300 беспроводной связи согласно одному или более вариантам осуществления, представленным в данном документе. Трехсекторная базовая станция 302 может включать в себя несколько групп антенн. Например, одна группа может включать в себя антенны 304 и 306, другая группа может включать в себя антенны 308 и 310, а третья группа может включать в себя антенны 312 и 314. Две антенны проиллюстрированы для каждой группы антенн, тем не менее большее или меньшее число антенн может быть использовано для каждой группы антенн. Мобильное устройство 316 поддерживает связь с антеннами 312 и 314, где антенны 312 и 314 передают информацию в мобильное устройство 316 по прямой линии 318 связи и принимают информацию от мобильного устройства 316 по обратной линии 320 связи. Мобильное устройство 322 поддерживает связь с антеннами 304 и 306, где антенны 304 и 306 передают информацию в мобильное устройство 322 по прямой линии 324 связи и принимают информацию от мобильного устройства 322 по обратной линии 326 связи.

Каждая группа антенн и/или зона, в которой им назначено обмениваться данными, может упоминаться как сектор базовой станции 302. В одном или более вариантов осуществления группы антенн предназначены для того, чтобы обмениваться данными с мобильными устройствами в секторе зон, покрываемых посредством базовой станции 302. Методики формирования лучей могут быть использованы для того, чтобы предоставлять фиксированные направления передачи в секторах, или могут быть использованы вместо секторов. Например, диаграммы формирования лучей могут предоставлять несколько направлений передачи в секторах трехсекторной базовой станции, приводя к виртуальной шестисекторной базовой станции. Эта возможность подразделять секторы может приводить к увеличению пропускной способности системы.

SDMA, MIMO и/или оппортунистическое формирование лучей может быть использовано для систем с частотным разделением каналов, например системы множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA). OFDMA-система разбивает общую полосу пропускания системы на несколько ортогональных поднесущих. Эти поднесущие также называются тональными сигналами (тонами), несущими, поднесущими, элементами сигнала и/или частотными каналами. Каждая поднесущая ассоциативно связана с поднесущей, которая может быть модулирована с помощью данных. OFDMA-система может использовать мультиплексирование с временным и/или частотным разделением каналов, чтобы достичь ортогональности по нескольким передачам данных для нескольких пользовательских устройств. Группам пользовательских устройств могут выделяться отдельные поднесущие, и передача данных для каждого пользовательского устройства может отправляться по поднесущей(им), выделенной этому пользовательскому устройству. SDMA, MIMO и оппортунистическое формирование лучей может быть реализовано для пользовательских устройств, назначенных различным частотным областям.

В системе передачи с формированием лучей секторы разбиваются на части с использованием отдельных лучей. Пользовательские устройства, обслуживаемые посредством сектора базовой станции, могут указывать предпочтение данному лучу. Базовая станция может выполнять диспетчеризацию передачи с пользовательским устройством по данному лучу с помощью SDMA, MIMO, оппортунистического формирования лучей или любого другого способа диспетчеризации. Помимо этого, формирование лучей с фиксированной диаграммой формирования лучей позволяет базовой станции использовать методики диспетчеризации на основе SDMA, MIMO или оппортунистического формирования лучей одновременно. Например, диспетчеризация пространственно ортогональных пользовательских устройств может выполняться с помощью SDMA, диспетчеризация пользовательских устройств с хорошо обусловленными матричными каналами может выполняться с помощью MIMO, а диспетчеризация дополнительных пользователей может выполняться с помощью оппортунистического формирования лучей.

Система 300 может использовать формирование лучей вместе с методиками предварительного кодирования. Предварительное кодирование - это, в общем, квантованное представление пространства векторов, где различные записи вектора применяются к различным передающим антеннам. В случае MIMO с несколькими потоками данных предварительное кодирование может состоять из набора векторов, где каждый вектор соответствует определенному MIMO-потоку. Следует отметить, что несколько потоков данных могут включать в себя многоуровневую MIMO-передачу с последовательным подавлением, передачу с одним или несколькими кодовыми словами с символами данных, мультиплексированными по нескольким передающим антеннам.

В некоторых вариантах осуществления весовые коэффициенты предварительного кодирования могут быть выбраны из матриц предварительного кодирования, где каждая строка соответствует определенной передающей антенне, тогда как каждый столбец соответствует MIMO-потоку. Для этого предварительного MIMO-кодирования может быть применено скалярное или векторное квантование. Для скалярного квантования коэффициенты матрицы предварительного кодирования квантуются независимо. Для векторного квантования вся матрица предварительного кодирования ассоциативно связана с конкретным вектором квантования. Следует отметить, что точность пространственного квантования в своей основе связана с объемом обратной связи, требуемой для того, чтобы сообщать необходимый индекс квантования в передающий узел (базовую станцию) посредством приемного узла (пользовательского устройства), которое обычно лучше знает состояния каналов. Векторное квантование может быть более эффективным, когда объем служебной информации большой. В качестве примера - 6-битовое представление индекса квантования (следовательно, 64 матрицы предварительного кодирования) на статический канальный элемент сигнала позволяет достигать производительности оптимальной (непрерывной) обратной связи в MIMO-системе 4x4. Следует отметить, что статический канальный элемент сигнала относится к частотно-временной области, где канал является практически постоянным.

Фиг.4 иллюстрирует диаграмму 400 формирования лучей для сектора 402, использующего раскрытые методики по улучшению связи в беспроводной среде. Сектор 402 включает в себя ряд виртуальных секторов, включающих в себя ряд лучей 404, передаваемых от точки 406 доступа. Проиллюстрированные лучи 404 представляют две отдельные комбинации наборов лучей, имеющие по пять лучей каждая. Следует понимать, что большее или меньшее число комбинаций лучей и/или поднаборов лучей может быть использовано в раскрытых вариантах осуществления. Например, любая комбинация более узких лучей в наборе может быть использована для того, чтобы улучшить направленность. Каждый луч может быть ассоциативно связан с весовыми коэффициентами предварительного кодирования, которые в некоторых вариантах осуществления могут соответствовать единичным матрицам, которые могут быть использованы для предварительного кодирования. В некоторых вариантах осуществления комбинация лучей с весовыми коэффициентами предварительного кодирования в данном виртуальном секторе является квазиортогональной в отношении любой другой комбинации лучей с весовыми коэффициентами предварительного кодирования во всех остальных виртуальных секторах. Следует отметить, что некоторые лучи (к примеру, лучи на границах виртуальных секторов) могут быть защищены от воздействия весовых коэффициентов предварительного кодирования, чтобы избежать проблем помех или утечки. Если используется режим предварительного кодирования, "лучи" передаются и не перекрываются. В MIMO-режиме используется несколько комбинаций "лучей".

В отличие от стандартного предварительного кодирования, при котором весовые коэффициенты предварительного кодирования (к примеру, строки матриц предварительного кодирования) применяются к различным передающим антеннам непосредственно, согласно некоторым вариантам осуществления, коэффициенты предварительного кодирования применяются к лучам. Этот подход позволяет предоставлять произвольную линейную комбинацию лучей, которая должна быть составлена в рамках виртуального сектора на основе знания канала. Следовательно, высокая точность предварительного кодирования может быть достигнута для виртуального сектора при условии, что область является достаточно широкой для того, чтобы захватывать большую часть энергии канала, соответствующей конкретному пользовательскому устройству.

Этот подход также позволяет обеспечить то, что линейные комбинации являются квазиортогональными к линейной комбинации лучей в других виртуальных секторах. Следовательно, пользовательским устройствам могут назначаться одни ресурсы в различных виртуальных секторах, тогда как взаимные (внутрисекторные) помехи поддерживаются на низком уровне.

В других вариантах осуществления виртуальные секторы задаются в отношении средних пространственных ковариационных матриц, и матрицы предварительного кодирования формируются для каждой области как (псевдо)-случайные реализации матриц со средней ковариационной матрицей, заданной для этой области. Посредством выбора квазиортогональных средних ковариационных матриц для различных областей низкий уровень внутрисотовых помех может быть достигнут, когда пользовательским устройствам назначаются одни ресурсы в различных виртуальных секторах.

Решение о том, чтобы переводить конкретное пользовательское устройство в режим использования комбинаций лучей и весовых коэффициентов предварительного кодирования, может быть основано на диспетчеризации тех же ресурсов на другое пользовательское устройство в отличном виртуальном секторе, и это определение может быть сделано посредством точки доступа. Это определение может быть основано на качестве канала, сообщаемого посредством пользовательского устройства для требуемой матрицы предварительного кодирования. Определение также, помимо прочего, может быть основано на интенсивности канала относительно других виртуальных секторов, что может вызывать внутрисекторные помехи в SDMA-режиме.

Для пользовательских устройств, которые не диспетчеризированы использовать комбинацию луча и весовые коэффициенты предварительного кодирования, предварительное кодирование может выполняться в виртуальном секторе, который включает в себя весь сектор. В этом варианте осуществления матрицы предварительного кодирования могут быть заданы либо в отношении передающих антенн, что является классическим подходом, либо в отношении лучей.

Следует отметить, что предварительное кодирование в пространстве лучей может быть преимущественным для того, чтобы поддерживать SDMA, поскольку это предоставляет естественный способ того, чтобы ограничивать помехи между пользователями, диспетчеризированными для одинаковых ресурсов на другом виртуальном секторе. Предварительное кодирование в отношении передающих антенн предоставляет определение семейства матриц предварительного кодирования с тем, чтобы для любой матрицы предварительного кодирования каждая антенна передавала одинаковую мощность. Это может быть преимущественным в средах с тепловыми ограничениями (к примеру, в крупных сотах, при ограниченном энергетическом потенциале линии связи), где может быть желательным выполнять передачу на максимальном уровне мощности. В некоторых вариантах осуществления предварительное кодирование в пространстве передающих антенн используется для не-SDMA пользовательских устройств. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления может отсутствовать предварительное кодирование и/или SDMA, применяемые в широковещательной передаче.

Фиг.5 иллюстрирует функциональные блоки системы 500 в соответствии с различными вариантами осуществления. Эти функциональные блоки представляют функции, реализуемые посредством процессора, программного обеспечения или комбинации вышеозначенного (к примеру, микропрограммного обеспечения). Включены в состав генератор 502 лучей, блок 504 назначения, блок 506 диспетчеризации и блок 508 связи, которые взаимодействуют друг с другом. Хотя показано четыре функциональных блока, может быть большее или меньшее количество функциональных блоков, и некоторые функциональные блоки могут быть комбинированы или разделены согласно различным вариантам осуществления, представленным в данном документе.

Генератор 502 лучей может быть сконфигурирован так, чтобы выполнять предварительную обработку сигналов с одним или более векторами и/или одной или более комбинаций либо наборов векторов. Например, генератор 502 лучей может сформировать первый вектор или набор векторов, имеющих зону покрытия. Генератор 502 лучей дополнительно может сформировать второй (третий, четвертый и т.д.) вектор или набор векторов, которые имеют значительно отличающуюся или немного отличающуюся зону покрытия в сравнении с зоной покрытия первого вектора или набора векторов. Таким образом, сформированный вектор или наборы векторов не должны перекрываться и могут быть ортогональными. В других вариантах осуществления вторые векторы (или наборы векторов) могут иметь такую же зону покрытия, что и первый вектор (или набор векторов).

Блок 504 назначения может быть сконфигурирован так, чтобы назначать одно или более пользовательских устройств первому лучу или набору лучей. Блок 504 назначения может быть ассоциативно связан с таблицей кодирования, которая содержит заранее заданный набор векторов, из которых может выбирать терминал доступа. Каждая запись таблицы кодирования может соответствовать типу векторов. Таким образом, блок 504 назначения может ассоциативно связывать пользовательские предпочтения с записью или записями в таблице кодирования. Например, одной записью может быть вектор, который соответствует предварительному кодированию. Другая запись может соответствовать двум векторам, используемым в предварительном MIMO-кодировании, при этом каждый столбец в матрице должен быть вектором. Еще одной записью может быть набор матриц, причем каждый набор соответствует одному SDMA-кластеру. SDMA-пользователи должны быть разделены посредством наличия достаточно отделенных лучей в передающем устройстве или точке доступа. Если два пользователя перекрываются, они должны перекрываться только в том случае, если они получают лучи из различных кластеров. Например, если двум пользователям требуются передачи из одного кластера, один или оба пользователя отправляются в различные записи таблицы кодирования и SDMA не используется для этих пользователей.

Методика предварительного кодирования может быть использована для того, чтобы ассоциативно связывать конкретный луч (или набор лучей) с конкретным пользовательским устройством. Блок 504 назначения дополнительно может быть сконфигурирован так, чтобы назначать второе (третье, четвертое и т.д.) пользовательское устройство второму (третьему, четвертому и т.д.) лучу или набору лучей, который может принимать во внимание методику пространственной обработки. В других вариантах осуществления блок 504 назначения может назначать первое пользовательское устройство второму (и последующим) лучу или наборам лучей, если должно быть использовано только предварительное кодирование. Согласно некоторым вариантам осуществления блок 504 назначения может определять характеристики канала пользователя.

Блок 506 диспетчеризации может быть сконфигурирован так, чтобы диспетчеризировать связь для пользовательских устройств на основе методик множественного доступа с пространственным разделением каналов (SDMA), со многими входами и многими выходами (MIMO) и/или диспетчеризации с оппортунистическим формированием лучей или для режима передачи (к примеру, предварительного кодирования, SDMA, предварительного SDMA-кодирования, MIMO, предварительного MIMO-кодирования, MIMO-SDMA, разнесения). Эта диспетчеризация должна быть оптимизирована так, чтобы улучшить производительность в среде беспроводной связи. Блок 506 диспетчеризации может выбирать один или более режимов передачи для применения. Выбор может соответствовать записи или записям в таблице кодирования.

Блок 508 связи (или передающее/приемное устройство) может быть сконфигурирован так, чтобы принимать информацию от каждого пользовательского устройства, касающуюся предпочтения луча или набора лучей. Например, блок 508 связи может принимать пользовательское предпочтение для режима передачи. Блок 508 связи также может быть сконфигурирован так, чтобы передавать идентификатор выбранного режима или режимов. Таким образом, блок 508 связи может взаимодействовать с другими функциональными блоками, чтобы находить два или более пользовательских устройств, которые могут совместно использовать ресурсы общей точки доступа.

Фиг.6A иллюстрирует методологию для повышения производительности в среде беспроводной связи. Способ 600 начинается на этапе 602, где пользовательское предпочтение принимается на основе множества критериев, определенных посредством пользовательского мобильного устройства. Пользовательские предпочтения могут содержать предпочтения, идентифицирующие режим, несколько режимов, наряду со связанными CQI для некоторых или всех режимов, разности между CQI для одного или более режимов, CQI или другую информацию, которая может быть использована для того, чтобы определить это предпочтение.

На этапе 604 таблица кодирования считывается для того, чтобы определить, какой режим и конкретный вектор или векторы, или матрица, или матрицы соответствуют пользовательскому предпочтению, к примеру соответствуют квантованному индексу, который включен в пользовательское предпочтение. Считывание таблицы кодирования может осуществляться посредством ассоциативного связывания принятых предпочтений с записью или записями в таблице кодирования. На этапе 606 пользователь может быть назначен конкретному режиму пространственной обработки или режиму передачи, использующему конкретный вектор, или векторы, или матрицу, или матрицы. Конкретный режим передачи может соответствовать записи или записям в таблице кодирования, которые соответствуют пользовательским предпочтениям.

Ассоциативное связывание записей в таблице кодирования с конкретным режимом пространственной обработки может принимать множество форм. Следует понимать, что нижеследующее описание служит для целей примера, а не ограничения. Например, набор записей может соответствовать предварительному кодированию, которое может быть использовано для множества пользователей, которые находятся в зоне прямой видимости. Чтобы определить это множество пользователей, векторы управления лучами задаются и могут быть использованы для пользователей в зоне прямой видимости.

Еще один набор записей может быть линейной комбинацией векторов управления лучами. Эти векторы управления лучами могут быть направленными в конкретном направлении в секторе. Таким образом, не каждый пользователь находится в зоне прямой видимости и может использовать линейные комбинации этих векторов управления лучами. Другой набор записей в таблице кодирования может соответствовать этим линейным комбинациям, к примеру набору комбинаций, которые включают в себя любое число комбинаций (2, 3, 4 и т.д.) Следует отметить, что первый набор записей может быть назван "лучами", а следующий набор записей может быть линейными комбинациями лучей. Точка доступа может использовать эти предварительно заданные лучи.

Согласно MIMO набор записей может быть задан, в котором каждая запись включает в себя два, три, четыре, пять и т.д. векторов. Каждый столбец матриц может быть линейной комбинацией лучей. Средством для того, чтобы различать столбцы, может быть обнаружение разностей линейной комбинации между столбцами. Например, столбец 1 - это линейная комбинация лучей 1, 2 и 3, а столбец 2 - это линейная комбинация лучей 2, 5 и 6. Третьим набором записей может быть матрица, в которой каждый столбец может быть линейной комбинацией лучей.

Для примера SDMA, заданный первый набор лучей может быть направлен в конкретном направлении в секторе. Чтобы выполнить группировку лучей, все лучи могут быть направлены, например, под углом в 30 градусов. Один сектор может быть разделен на два или более виртуальных сектора, при этом все лучи в виртуальном секторе сгруппированы, и все лучи в другом виртуальном секторе сгруппированы отдельно от первой группы. Эти лучи, по сути, кластеризованы на основе того, в каком направлении они направлены. Таким образом, если два пользователя предпочитают лучи в отдельных кластерах, и пользователь 1 предпочитает лучи в кластере 1, а пользователь 2 предпочитает лучи в кластере 2, SDMA может быть использован для пользователя 1 и пользователя 2. Этим лучам разрешается перекрываться. Предварительное кодирование с SDMA может быть описано как режим, в котором пользователь назначается лучу, который является линейной комбинацией лучей в кластере.

Фиг.6B иллюстрирует систему для повышения производительности в среде беспроводной связи. Средство 610 интерпретации пользовательских предпочтений соединено со средством 612 считывания таблицы кодирования, чтобы определить, какой режим и конкретный вектор, или векторы, или матрица, или матрицы соответствуют пользовательскому предпочтению, к примеру соответствуют квантованному индексу, который включен в пользовательское предпочтение. Считывание таблицы кодирования может осуществляться посредством ассоциативного связывания принятых предпочтений с записью или записями в таблице кодирования. Средство 612 соединено со средством 614 назначения пользователя конкретному режиму пространственной обработки или режиму передачи из таблицы кодирования, использующей конкретный вектор, или векторы, или матрицу, или матрицы.

Фиг.7A иллюстрирует методологию 700 для определения и сообщения пользовательских предпочтений по режиму(ам) или методике передач в соответствии с различными вариантами осуществления, представленными в данном документе. Согласно методологии одна или более характеристик канала для пользователя определяются на этапе 702. Характеристиками канала могут быть один или более CQI для каждого, некоторых или всех методик или режимов передачи и их комбинаций, доступных пользователю. Эти режимы включают в себя SDMA, предварительное SDMA-кодирование, предварительное кодирование, MIMO-SDMA, предварительное MIMO-кодирование, режим разнесения и/или т.п. Дополнительно, характеристики канала могут включать в себя сдвиги мощности передачи, уровни сигнала, информацию о помехах других секторов и/или другие критерии информации канала.

На этапе 704 выполняется определение того, какой режим применять. Определение может быть основано, например, на характеристиках канала. После того как выбор режима(ов) выполнен, идентификатор, включающий в себя режим, передается на этапе 706.

Как описано выше, эти режимы включают в себя SDMA, предварительное SDMA-кодирование, предварительное кодирование, MIMO-SDMA, предварительное MIMO-кодирование и/или т.п. Чтобы выбрать то, следует ли использовать SDMA, предварительное SDMA-кодирование, предварительное кодирование, MIMO-SDMA, предварительное MIMO-кодирование, режим разнесения и/или т.п., определенная информация должна быть предоставлена в базовую станцию или передающее устройство. Эта информация должна сообщать не только выбор, но также информацию в отношении того, какие весовые коэффициенты предварительного кодирования или лучи и весовые коэффициенты предварительного кодирования использовать. Пользователь или пользовательское устройство может включать в себя один или все из следующих показателей в сообщении информации канала, которые затем могут быть использованы для того, чтобы определять то, какой подход следует использовать, а также то, какую линейную комбинацию следует использовать в подходе. Показатели, которые могут быть использованы и сообщены, включают в себя CQI для предварительного кодирования, CQI для SDMA и/или CQI для режима разнесения. Эти показатели могут быть сообщены в любых наборах комбинаций или исключительно друг другу.

Показатель CQI для предварительного кодирования захватывает качество канала (к примеру, SINR), если пользователь должен быть диспетчеризирован для конкретного узла (или матрицы при MIMO). Обычно CQI, соответствующий оптимальному лучу, сообщается вместе с индексом оптимального луча. Могут быть преимущества при передаче обратно CQI (и индексов) предварительного кодирования для второго оптимального луча, третьего оптимального луча и т.п.

Показатель CQI для SDMA фиксирует качество канала, к примеру, SINR, если пользователь должен быть диспетчеризирован с помощью SDMA. Мощность сигнала вычисляется при допущении, что пользователь диспетчеризирован для оптимального луча. В общем, помехи являются суммой двух величин. Первое количество - это сумма тепловых и межсотовых помех. Вторая величина соответствует помехам, обусловленным пользователем, диспетчеризированным на одном из лучей в другом кластере. Могут быть способы вычисления этого, и будут описаны два неограничивающих варианта осуществления (усреднение по противоположным лучам и одному мешающему (создающему помеху) лучу).

При усреднении в режиме противоположных лучей оцениваются помехи, обусловленные совместным SDMA-пользователем. Эта оценка предполагает, что пользователь может быть диспетчеризирован для любого из лучей в другом кластере и что пользователь диспетчеризирован в пространственном кластере. Величина помех, формируемых от другого кластера, является средним помех, создаваемых посредством лучей, принадлежащих этому кластеру. Следовательно, совокупные помехи являются суммой помех, обусловленных другими кластерами.

В режиме одного мешающего луча SDMA-пользователь предполагает, что конкретный луч назначается пользователю в мешающем SDMA-кластере. Помехи - это, следовательно, просто помехи от этого одного луча. Посредством использования описанных или других помех пользовательский терминал имеет доступную информацию канала с вычисленным сигналом и помехами. Она может быть отправлена обратно вместе с индексом оптимального (сигнального) луча и индексом мешающего луча, если использует режим одного мешающего луча.

Еще один показатель - это CQI для передачи в режиме разнесения. Этот показатель фиксирует качество канала, если ни предварительное кодирование, ни SDMA не используется для того, чтобы диспетчеризировать пользователя. Этот показатель позволяет системе предоставлять минимальный уровень производительности для данного пользователя. Идея здесь заключается в том, что предварительное кодирование/SDMA используется только в том случае, если CQI предварительного кодирования/SDMA больше CQI режима разнесения. Следует отметить, что это сообщает качество канала, содержащего информацию режима разнесения.

Фиг.7B иллюстрирует систему для определения и сообщения пользовательских предпочтений по режиму(ам) или методике передач в соответствии с различными вариантами осуществления, представленными в данном документе. Средство 710 определения одной или более характеристик канала соединено со средством 712 определения режима для применения из таблицы кодирования на основе одной или более характеристик канала. Характеристиками канала может быть один или более CQI для каждого, некоторых или всех из методик и режимов передачи и их комбинаций, доступных пользователю. Эти режимы включают в себя SDMA, предварительное SDMA-кодирование, предварительное кодирование, MIMO-SDMA, предварительное MIMO-кодирование, режим разнесения и/или т.п. Дополнительно, характеристики канала могут включать в себя сдвиги мощности передачи, уровень сигнала, информацию о помехах других секторов и/или другие критерии информации канала. Средство 712 соединено со средством 714 формирования идентификатора режима, который затем может быть передан в точку доступа.

Фиг.8 иллюстрирует систему 800, которая использует раскрытые методики для того, чтобы повышать пропускную способность системы в среде беспроводной связи, в соответствии с одним или более вариантами осуществления, представленными в данном документе. Система 800 может размещаться в базовой станции и/или в пользовательском устройстве, как должны признавать специалисты в данной области техники. Система 800 включает в себя приемное устройство 802, которое принимает сигнал, к примеру, от одной или более приемных антенн, и выполняет типичные действия (например, фильтрует, усиливает, преобразует с понижением частоты и т.д.) с принимаемым сигналом, а также оцифровывает приведенный к требуемым параметрам сигнал, чтобы получить выборки. Демодулятор 804 может демодулировать и предоставлять принимаемые символы пилот-сигнала в процессор 806 для оценки канала.

Процессором 802 может быть процессор, специально предназначенный для анализа информации, принимаемой посредством приемного устройства 806, и/или формирования информации для передачи посредством передающего устройства 814. Процессором 800 может быть процессор, который контролирует один или более компонентов пользовательского устройства 802, и/или процессор, который анализирует информацию, принимаемую посредством приемного устройства 800, формирует информацию для передачи посредством передающего устройства 814 и управляет одним или более компонентов пользовательского устройства 700. Процессор 806 может быть сконфигурирован так, чтобы выбирать режим передачи из множества режимов передачи из таблицы кодирования. Пользовательское устройство 800 может включать в себя блок 808 оптимизации, который координирует назначение лучей. Блок 808 оптимизации может быть встроен в процессор 806. Следует принимать во внимание, что блок 808 оптимизации может включать в себя код оптимизации, который осуществляет анализ полезности в связи с назначением пользовательских устройств лучам. Код оптимизации может использовать способы на основе искусственного интеллекта в связи с осуществлением дедуктивных и/или вероятностных определений и/или статистические определения в связи с оптимизацией назначения лучей для пользовательских устройств.

Пользовательское устройство 800 дополнительно может содержать запоминающее устройство 810, которое функционально соединено с процессором 806 и которое сохраняет информацию, связанную с информацией диаграммы формирования лучей, таблицы поиска, содержащие информацию, связанную с ними, и любую другую надлежащую информацию, связанную с формированием лучей, как описано в данном документе. Запоминающее устройство 810 дополнительно может сохранять протоколы, ассоциативно связанные с формированием таблиц поиска и т.д., с тем, чтобы пользовательское устройство 800 могло использовать сохраненные протоколы и/или алгоритмы для того, чтобы повышать пропускную способность системы. Следует принимать во внимание, что компоненты хранения данных (к примеру, запоминающие устройства), описанные в данном документе, могут быть энергозависимым запоминающим устройством или энергонезависимым запоминающим устройством либо могут включать в себя и энергозависимое, и энергонезависимое запоминающее устройство. В качестве иллюстрации, но не ограничения, энергонезависимое запоминающее устройство может включать в себя постоянное запоминающее устройство (ROM), программируемое ПЗУ (PROM), электрически программируемое ПЗУ (EPROM), электрически стираемое ПЗУ (EEPROM) или флэш-память. Энергозависимое запоминающее устройство может включать в себя оперативное запоминающее устройство (RAM), которое выступает в качестве внешнего кэша. В качестве иллюстрации, но не ограничения, ОЗУ доступно во многих формах, например синхронное ОЗУ (SRAM), динамическое ОЗУ (DRAM), синхронное ДОЗУ (SDRAM), SDRAM с двойной скоростью передачи данных (DDR SDRAM), улучшенное SDRAM (ESDRAM), Synchlink DRAM (SLDRAM) и direct Rambus RAM (DRRAM). Запоминающее устройство 810 настоящих систем и способов предназначено для того, чтобы содержать (но не только) эти и другие подходящие типы запоминающих устройств. Процессор соединен 806 с модулятором 812 символов и передающим устройством 814, которое передает модулированный сигнал.

Фиг.9 иллюстрирует систему, которая использует предварительное кодирование и SDMA для того, чтобы повышать пропускную способность системы в окружении беспроводной связи в соответствии с различными вариантами осуществления. Система 900 содержит базовую станцию 902 с приемным устройством 910, которое принимает сигнал(ы) от одного или более пользовательских устройств 904 посредством одной или более приемных антенн 906 и передает в одно или более пользовательских устройств 904 посредством множества передающих антенн 908. В одном или более вариантов осуществления приемные антенны 906 и передающие антенны 908 могут быть реализованы с помощью одного набора антенн. Приемное устройство 910 может принимать информацию от приемных антенн 906, и оно функционально ассоциативно связано с демодулятором 912, который демодулирует принимаемую информацию. Приемным устройством 910 может быть, например, многоотводное когерентное приемное устройство (к примеру, методика, которая отдельно обрабатывает компоненты многолучевого сигнала с помощью множества корреляторов основной полосы частот, и т.д.), MMSE-приемное устройство или какое-либо другое надлежащее приемное устройство для разделения пользовательских устройств, назначенных ему, как следует принимать во внимание специалистам в данной области техники. Согласно различным аспектам несколько приемных устройств может быть использовано (к примеру, по одному на приемную антенну), и эти приемные устройства могут обмениваться данными друг с другом, чтобы предоставлять улучшенные оценки пользовательских данных. Демодулированные символы анализируются посредством процессора 914, который аналогичен процессору, описанному выше со ссылкой на фиг.8, и соединен с запоминающим устройством 916, которое сохраняет информацию, связанную с назначениями пользовательских устройств, таблицы поиска, связанные с ними, и т.п. Вывод приемного устройства для каждой антенны может быть совместно обработан посредством приемного устройства 910 и/или процессора 914. Модулятор 918 может мультиплексировать сигнал для передачи с помощью передающего устройства 920 посредством передающих антенн 908 в пользовательские устройства 904.

Базовая станция 902 дополнительно содержит блок 922 назначения, которым может быть процессор, отдельный или неразъемный с процессором 914, и который может оценивать пул из всех пользовательских устройств в секторе, обслуживаемом посредством базовой станции 904, и может назначать пользовательские устройства лучам, по меньшей мере частично, на основе местоположения отдельных пользовательских устройств, схемы предварительного кодирования или схемы совместного использования ресурсов.

Фиг.10 иллюстрирует передающее устройство и приемное устройство в системе 1000 беспроводной связи с множественным доступом согласно различным вариантам осуществления, представленным в данном документе. Система 1000 беспроводной связи показывает одну базовую станцию и одно пользовательское устройство для краткости. Тем не менее, следует принимать во внимание, что система может включать в себя более одной базовой станции и/или более одного пользовательского устройства, при этом дополнительные базовые станции и/или пользовательские устройства могут быть во многом похожими или отличными от примерной базовой станции и пользовательского устройства, описанных ниже. Помимо этого, следует принимать во внимание, что базовая станция и/или пользовательское устройство могут использовать системы и/или способы, описанные в данном документе, чтобы упрощать беспроводную связь друг с другом.

В системе 1010 передающего устройства данные трафика для ряда потоков данных предоставляются из источника 1012 данных в процессор 1014 данных передачи (TX). В некоторых вариантах осуществления каждый поток данных передается по соответствующей передающей антенне. Процессор 1014 TX-данных форматирует, кодирует и перемежает данные трафика для каждого потока данных на основе конкретной схемы кодирования, выбранной для этого потока данных, чтобы предоставлять закодированные данные. В некоторых вариантах осуществления процессор 1014 TX-данных применяет весовые коэффициенты формирования лучей к символам потоков данных на основе пользователя, которому символы передаются, и антенны, из которой символы передаются. В некоторых вариантах осуществления весовые коэффициенты формирования лучей могут быть сформированы на основе информации характеристик каналов, которая указывает состояние трактов передачи между точкой доступа и терминалом доступа. Информация характеристик канала может быть сформирована с помощью CQI-информации или оценок канала, предоставляемых посредством пользователя. Дополнительно, в случаях диспетчеризированных передач процессор 1014 TX-данных может выбирать формат пакета на основе информации ранга, которая передается от пользователя.

Закодированные данные для каждого потока данных могут быть мультиплексированы с данными пилот-сигнала с использованием OFDM-методик. Данные пилот-сигнала обычно являются известным шаблоном данных, который обрабатывается известным способом и может быть использован в системе приемного устройства для того, чтобы оценить характеристику (отклик) канала. Мультиплексированные данные пилот-сигнала и кодированные данные для каждого потока данных затем модулируются (т.е. символьно преобразуются) на основе конкретной схемы модуляции (к примеру, BPSK, QSPK, M-PSK или M-QAM), выбранной для этого потока данных, чтобы предоставить символы модуляции. Скорость передачи данных, кодирование и модуляция для каждого потока данных могут быть определены посредством команд, выполняемых или предоставляемых посредством процессора 1030. В некоторых вариантах осуществления число параллельных пространственных пакетов может варьироваться согласно информации ранга, которая передана от пользователя.

Символы модуляции для всех потоков данных затем предоставляются в TX MIMO-процессор 1020, который может дополнительно обрабатывать символы модуляции (к примеру, для OFDM). TX MIMO-процессор 1020 далее предоставляет N_T символьных потоков в N_T передающих устройств (TMTR) 1022a-1022t. В некоторых вариантах осуществления TX MIMO-процессор 1020 применяет весовые коэффициенты формирования лучей к символам потоков данных на основе пользователя, которому символы передаются, и антенны, из которой символы передаются, из этой информации характеристики пользовательского канала.

Каждое передающее устройство 1022 принимает и обрабатывает соответствующий поток символов, чтобы предоставить один или более аналоговых сигналов, и дополнительно приводит к требуемым параметрам (к примеру, усиливает, фильтрует и преобразует с повышением частоты) аналоговые сигналы, чтобы предоставить модулированный сигнал, подходящий для передачи по MIMO-каналу. N_T модулированных сигналов из передающих устройств 1022a-1022t затем передаются из N_T антенн 1024a-1024t соответственно.

В системе 1050 приемного устройства передаваемые модулированные сигналы принимаются посредством N_R антенн 1052a-1052r, и принимаемый сигнал из каждой антенны 1052 предоставляется в соответствующее приемное устройство (RCVR) 1054. Каждое приемное устройство 1054 приводит к требуемым параметрам (к примеру, фильтрует, усиливает и преобразует с понижением частоты) соответствующий принимаемый сигнал, оцифровывает приведенный к требуемым параметрам сигнал, чтобы предоставить выборки, и дополнительно обрабатывает выборки, чтобы предоставить соответствующий "принимаемый" поток символов.

Процессор 1060 RX-данных затем принимает и обрабатывает N_R принимаемых потоков символов от N_R приемных устройств 1054 на основе конкретной методики обработки приемного устройства, чтобы предоставить номер ранга "обнаруженных" потоков символов. Обработка посредством процессора 1060 RX-данных подробнее описывается ниже. Каждый обнаруженный поток символов включает в себя символы, которые являются оценками символов модуляции, передаваемых для соответствующего потока данных. Процессор 1060 RX-данных после этого демодулирует, обратно перемежает и декодирует каждый обнаруженный поток символов, чтобы восстановить данные трафика для потока данных. Обработка посредством процессора 1060 RX-данных комплементарна обработке, выполняемой TX MIMO-процессором 1020 и процессором 1014 TX-данных в системе 1010 передающего устройства.

Оценка характеристики канала, сформированная посредством RX-процессора 1060, может быть использована для того, чтобы выполнять пространственную, пространственно-временную обработку в приемном устройстве, регулировать уровень мощности, изменять скорости или схемы модуляции либо выполнять другие действия. RX-процессор 1060 дополнительно может оценивать отношения "сигнал-шум-и-помехи" (SNR) обнаруженных потоков символов и, возможно, другие характеристики канала и предоставляет эти значения в процессор 1070. Процессор 1060 RX-данных или процессор 1070 дополнительно может извлекать оценку "действующего" SNR для системы. Далее процессор 1070 предоставляет оцененную информацию канала (CSI), которая может содержать различные типы информации, касающиеся линии связи и/или потока принимаемых данных. Например, CSI может содержать только рабочий SNR. Затем CSI обрабатывается посредством процессора 1038 TX-данных, который также принимает данные трафика для ряда потоков данных из источника 1076 данных, модулированных посредством модулятора 1080, приведенных к требуемым параметрам посредством передающих устройств 1054a-1054r и переданных обратно в систему 1010 передающего устройства.

В системе 1010 передающего устройства модулированные сигналы из системы 1050 приемного устройства принимаются посредством антенн 1024, приводятся к требуемым параметрам посредством приемных устройств 1022, демодулируются посредством демодулятора 1040 и обрабатываются посредством процессора 1042 RX-данных, чтобы восстановить CSI, сообщенный посредством системы приемного устройства. Сообщенный CSI далее предоставляется в процессор 1030 и используется для того, чтобы (1) определять скорости передачи данных и схемы кодирования и модуляции, которые должны быть использованы для потоков данных, и (2) формировать различные средства управления для процессора 1014 TX-данных и TX MIMO-процессора 1020.

В приемном устройстве различные методики обработки могут быть использованы для того, чтобы обрабатывать N_R принимаемых сигналов, чтобы обнаруживать N_T передаваемых потоков символов. Эти методики обработки приемного устройства могут быть сгруппированы в две основные категории: (i) пространственные и пространственно-временные методики обработки приемного устройства (которые также упоминаются как методики коррекции); и (ii) методики обработки приемного устройства с "последовательным формированием провалов/коррекцией и подавлением помех" (которые также упоминаются как методики обработки приемного устройства "с последовательным подавлением помех" или "последовательным подавлением").

MIMO-канал, сформированный посредством N_T передающих и N_R приемных антенн, может быть разложен на N_S независимых каналов, где N_S ≤ min {N_T, N_R}. Каждый из N_S независимых каналов также может упоминаться как пространственный подканал (или канал передачи) MIMO-канала и соответствует измерению.

Следует понимать, что варианты осуществления, описанные в данном документе, могут быть реализованы посредством аппаратных средств, программного обеспечения, микропрограммного обеспечения, промежуточного программного обеспечения, микрокода или любой их комбинации. При реализации в аппаратных средствах блоки обработки, используемые в рамках точки доступа или терминала доступа, могут быть реализованы в одной или более специализированных интегральных схемах (ASIC), процессорах цифровых сигналов (DSP), устройствах цифровой обработки сигналов (DSPD), программируемых логических устройствах (PLD), программируемых пользователем матричных БИС (FPGA), процессорах, контроллерах, микроконтроллерах, микропроцессорах, других электронных блоках, предназначенных для того, чтобы выполнять описанные в данном документе функции, или в их сочетании.

Когда варианты осуществления реализованы в программном обеспечении, микропрограммном обеспечении, промежуточном программном обеспечении или микрокоде, программный код или сегменты кода могут быть сохранены на машиночитаемом носителе информации, таком как компонент хранения. Сегмент кода может представлять процедуру, функцию, подпрограмму, программу, процедуру, вложенную процедуру, модуль, комплект программного обеспечения, класс или любое сочетание команд, структур данных или операторов программы. Сегмент кода может быть связан с другим сегментом кода или аппаратной схемой посредством передачи и/или приема информации, данных, аргументов, параметров или содержимого памяти. Информация, аргументы, параметры, данные и т.д. могут быть переданы, переадресованы или пересланы посредством любого надлежащего средства, в том числе совместного использования памяти, передачи сообщений, эстафетной передачи данных, передачи по сети и т.д.

При реализации в программном обеспечении описанные в данном документе методики могут быть реализованы с помощью модулей (к примеру, процедур, функций и т.п.), которые выполняют описанные в данном документе функции. Программные коды могут быть сохранены в запоминающем устройстве и приведены в исполнение процессором. Запоминающее устройство может быть реализовано в процессоре или внешне по отношению к процессору, причем во втором случае оно может быть функционально подсоединено к процессору с помощью различных средств, известных в данной области техники.

Предшествующее описание включает в себя примеры одного или более вариантов осуществления, чтобы дать возможность любому специалисту в данной области техники создавать или использовать признаки, функции, операции и варианты осуществления, раскрытые в данном документе. Конечно, невозможно описать каждое вероятное сочетание компонентов или методологий в целях описания вышеозначенных вариантов осуществления, но специалисты в данной области техники могут признавать, что многие дополнительные сочетания и перестановки различных вариантов осуществления допустимы. Следовательно, описанные варианты осуществления предназначены для того, чтобы охватывать все подобные преобразования, модификации и разновидности, которые попадают под сущность и объем прилагаемой формулы изобретения. Более того, в пределах того, как термин "включает в себя" используется либо в подробном описании, либо в формуле изобретения, этот термин означает "включающий в себя”, аналогично термину "содержащий", когда "содержащий" интерпретируется при использовании в качестве промежуточного слова в формуле изобретения.

Claims (22)

1. Способ повышения эффективности установления связи в среде беспроводной связи, содержащий этапы, на которых
принимают пользовательские предпочтения для режима передачи, причем пользовательские предпочтения выражают в виде либо скалярного, либо векторного квантования;
ассоциативно связывают пользовательские предпочтения с записью или записями в таблице кодирования; и
назначают пользователю режим передачи, соответствующий записи или записям.

2. Способ по п.1, в котором ассоциативное связывание пользовательских предпочтений с записью или записями в таблице кодирования содержит этап, на котором считывают таблицу кодирования для определения режима и, по меньшей мере, одного вектора или, по меньшей мере, одной матрицы, которая соответствует пользовательскому предпочтению.

3. Способ по п.1, в котором таблица кодирования включает в себя записи для режимов передачи, включающих в себя предварительное кодирование, множественный доступ с пространственным разделением каналов (SDMA), предварительное кодирование SDMA, со многими входами и многими выходами (MIMO), предварительное MIMO-кодирование, MIMO-SDMA и разнесение.

4. Способ по п.1, в котором каждая запись соответствует режиму передачи.

5. Способ по п.1, в котором принимаемые пользовательские предпочтения содержат, по меньшей мере, одно из следующего:
предпочтение, идентифицирующее режим, индикатор качества канала (CQI), несколько режимов наряду со связанными CQI, по меньшей мере, для одного из нескольких режимов, и разности между CQI, по меньшей мере, для этих режимов.

6. Способ повышения эффективности связи посредством определения пользовательских предпочтений для режима передачи, содержащий этапы, на которых
определяют характеристики канала пользователя;
выбирают режим или режимы передачи на основании характеристик канала из таблицы кодирования для применения; и
передают идентификатор выбранного режима или режимов.

7. Способ по п.6, в котором определение характеристик канала пользователя содержит этап, на котором выполняют определение посредством использования CQI, сдвигов мощности, уровней сигнала и информации о помехах других секторов.

8. Способ по п.6, в котором таблица кодирования включает в себя записи для режимов передачи, включающих в себя предварительное кодирование, множественный доступ с пространственным разделением каналов (SDMA), предварительное кодирование SDMA, со многими входами и многими выходами (MIMO-SDMA), предварительное MIMO-кодирование и разнесение.

9. Способ по п.6, в котором информация канала содержит, по меньшей мере, один показатель, который используют для выбора режима или режимов передачи для применения.

10. Способ по п.9, в котором показатель содержит, по меньшей мере, один из следующих индикаторов: CQI для предварительного кодирования, CQI для SDMA и CQI для режима разнесения.

11. Устройство беспроводной связи для повышения эффективности связи, содержащее
процессор, выполненный с возможностью выбора режима передачи из множества режимов передачи на основании характеристик канала из таблицы кодирования; и
запоминающее устройство, соединенное с процессором.

12. Устройство беспроводной связи по п.11, в котором таблица кодирования включает в себя записи для режимов передачи, включающих в себя предварительное кодирование, множественный доступ с пространственным разделением каналов (SDMA), предварительное кодирование SDMA, со многими входами и многими выходами (MIMO), предварительное MIMO-кодирование, MIMO-SDMA и разнесение.

13. Устройство беспроводной связи по п.11, в котором каждая запись таблицы кодирования соответствует режиму передачи.

14. Устройство беспроводной связи по п.11, в котором процессор автоматически осуществляет доступ к другой таблице кодирования по мере того, как устройство перемещается между различными базовыми станциями.

15. Устройство беспроводной связи по п.11, в котором процессор принимает другую таблицу кодирования, из которой следует выбирать режим передачи, по мере того, как устройство перемещается между различными базовыми станциями.

16. Устройство беспроводной связи для повышения эффективности установления связи в среде беспроводной связи, содержащее средство обработки принятых пользовательских предпочтений для режима передачи, причем пользовательские предпочтения выражают в виде либо скалярного, либо векторного квантования; средство ассоциативного связывания пользовательских предпочтений с записью или записями в таблице кодирования; и средство назначения пользователю режима передачи, соответствующего записи или записям.

17. Устройство беспроводной связи по п.16, в котором таблица кодирования включает в себя записи для режимов передачи, включающих в себя предварительное кодирование, множественный доступ с пространственным разделением каналов (SDMA), предварительное кодирование SDMA, со многими входами и многими выходами (MIMO), предварительное MIMO-кодирование, MIMO-SDMA и разнесение.

18. Устройство беспроводной связи по п.16, в котором каждая запись соответствует режиму передачи.

19. Устройство беспроводной связи для повышения эффективности связи, содержащее
средство определения характеристик канала пользователя; средство выбора режима или режимов передачи на основании характеристик канала из таблицы кодирования для применения; и
средство передачи идентификатора выбранного режима или режимов.

20. Устройство беспроводной связи по п.19, в котором средство определения характеристик канала пользователя содержит определение посредством использования CQI, сдвигов мощности, уровней сигнала и информации о помехах других секторов.

21. Устройство беспроводной связи по п.19, в котором таблица кодирования включает в себя записи для режимов передачи, включающих в себя предварительное кодирование, множественный доступ с пространственным разделением каналов (SDMA), предварительное кодирование SDMA, со многими входами и многими выходами (MIMO), предварительное MIMO-кодирование, MIMO-SDMA и разнесение.

22. Машиночитаемый носитель информации, включающий в себя сохраненные на нем команды для повышения эффективности установления связи в среде беспроводной связи, содержащие
команды для обработки принятых пользовательских предпочтений для режима передачи, причем пользовательские предпочтения выражают в виде либо скалярного, либо векторного квантования;
команды для ассоциативного связывания пользовательских предпочтений с записью или записями в таблице кодирования; и
команды для назначения пользователю режима передачи, соответствующего записи или записям.

Images