Способ и устройство для распределения ресурсов в коммуникационной системе с множественными входами и множественными выходами

Способ и устройство для распределения ресурсов в коммуникационной системе с множественными входами и множественными выходами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится в целом к передаче данных, а более точно к способам распределения ресурсов нисходящей линии связи в коммуникационной системе с множественными входами и множественными выходами (MIMO).

Уровень техники

Беспроводные коммуникационные системы широко используются для обеспечения различных типов связи, такой как голосовая, передача данных и т.п., для ряда пользователей. Такие системы могут быть основаны на множественном доступе с кодовым разделением (CDMA), множественном доступе с временным разделением (TDMA), множественном доступе с частотным разделением (FDMA), или каком-либо другом способе множественного доступа.

Коммуникационная система с множественными входами и множественными выходами (MIMO) использует для передачи множества независимых потоков данных множество (N_T) передающих антенн и множество (N_R) приемных антенн. В одном из обычных вариантов осуществления системы MIMO все потоки данных в данный момент времени передаются на один терминал. Однако коммуникационные системы с множественным доступом, имеющие базовую станцию с множеством антенн, могут также одновременно связываться с рядом терминалов. В этом случае базовая станция использует несколько антенн, и каждый терминал использует N_R антенн для приема одного или более из множества потоков данных.

Соединение между многоантенной базовой станцией и одним многоантенным терминалом называется каналом MIMO. Канал MIMO, сформированный этими N_T передающими и N_R приемными антеннами, может быть разложен на NC независимых каналов, с N_C≤min{N_T,N_R}. Каждый из N_C независимых каналов также называется пространственным подканалом канала MIMO и соответствует размерности. Система MIMO может обеспечить улучшенную эффективность (например, увеличение емкости при передаче), если используются дополнительные размерности данных подканалов, созданные множеством передающих и приемных антенн.

Каждый канал MIMO между базовой станцией и терминалом обычно обладает различными характеристиками линии связи и ассоциируется с различной емкостью при передаче, поскольку пространственные подканалы, доступные для каждого терминала, имеют различную эффективную емкость. Эффективное использование доступных ресурсов нисходящей (прямой) линии связи (и более высокая пропускная способность) может быть достигнуто, если N_C доступных пространственных подканалов распределены эффективно, таким образом, что данные передаются по этим подканалам на "соответствующее" множество терминалов в системе MIMO.

Таким образом, существует потребность в способах распределения ресурсов нисходящей линии связи в системе MIMO для улучшения эффективности системы.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Аспекты настоящего изобретения предоставляют способы увеличения эффективности нисходящей линии связи беспроводной коммуникационной системы. В одном из аспектов, данные могут передаваться от базовой станции на один или более терминалов с использованием одного из некоторого количества различных режимов работы. В режиме MIMO все доступные потоки данных по нисходящей линии связи выделяются для одного терминала, использующего множество антенн (т.е. терминал MIMO). В режиме N-SIMO один поток данных выделяется каждому из некоторого количества различных терминалов, причем каждый терминал использует множество антенн (т.е. терминалы SIMO). И в смешанном режиме ресурсы нисходящей линии связи могут быть распределены комбинации терминалов MIMO и SIMO, причем оба типа терминала поддерживаются одновременно. При передаче данных одновременно на множество терминалов SIMO, один или более терминалов MIMO, или на их комбинацию, увеличивается передающая способность системы.

В другом аспекте предоставляются схемы планирования для планирования передачи данных на активные терминалы. Планировщик выбирает наилучшие режимы работы, основываясь на различных факторах, например, таких как услуги, запрошенные терминалами. Дополнительно, планировщик может реализовывать дополнительный уровень оптимизации, выбирая конкретный набор терминалов, для одновременной передачи данных и выделения доступных передающих антенн выбранным терминалам, так что достигается высокая эффективность системы, и другие требования. Ниже представлено и описано несколько схем планирования и схем распределения антенн.

Конкретный вариант осуществления изобретения предоставляет способ планирования передачи данных по нисходящей линии связи ряду терминалов в беспроводной коммуникационной системе. В соответствии с данным способом, для возможной передачи данных формируются один или более наборов терминалов, причем каждый набор терминалов включает в себя уникальную комбинацию одного или более терминалов, соответствующую гипотезе, которая подлежит оценке. Для каждой гипотезы могут быть сформированы одна или более подгипотез, причем каждая подгипотеза соответствует конкретному назначению некоторого количества передающих антенн одному или более терминалов в гипотезе. Затем оценивается эффективность каждой подгипотезы, и выбирается одна из оцененных подгипотез, исходя из их эффективности. Затем терминал (терминалы) в выбранной подгипотезе планируются для передачи данных, и после этого данные передаются на запланированный для передачи терминал через одну или более передающих антенн, назначенных терминалу.

Каждая антенна может использоваться для передачи независимого потока данных. Для достижения высокой эффективности каждый поток данных может кодироваться и модулироваться, основываясь на выбранной схеме, например, основываясь на оценке отношения сигнал/шум-плюс-помеха (SNR) для антенны, используемой для передачи потока данных.

Терминалам, требующим передачи данных (т.е., активным терминалам) может быть присвоен приоритет, основываясь на различных метриках и факторах. Приоритет активных терминалов затем может быть использован для определения, какой терминал (терминалы) должен быть рассмотрен для планирования и/или назначения доступных антенн для выбранных терминалов. Настоящее изобретение предоставляет способы, системы и устройства, которые реализуют различные аспекты, варианты осуществления и признаки настоящего изобретения, как это более подробно описано ниже.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Признаки, природа и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из нижеследующего детального описания, совместно с чертежами, на которых одинаковые ссылки относятся к одинаковым элементам.

Фиг.1 представляет собой блок-схему коммуникационной системы с множественными входами и множественными выходами (MIMO), которая может быть разработана и функционировать, реализуя различные аспекты и варианты осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 представляет собой блок-схему процесса планирования терминалов для передачи данных, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 представляет собой блок-схему процесса назначения передающих антенн с использованием критерия "max-max", согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 представляет собой блок-схему схемы планирования, основанного на приоритете, в котором для планирования рассматривается набор из одного или более терминалов с наивысшим приоритетом, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5 представляет собой блок-схему базовой станции и ряда терминалов в коммуникационной системе MIMO.

Фиг.6 представляет собой блок-схему варианта осуществления передающей части базовой станции, способной обрабатывать данные для передачи терминалам, основываясь на доступной CSI.

Фиг.7 представляет собой блок-схему варианта осуществления приемной части терминала.

Фиг.8А и 8В представляют собой блок-схемы вариантов осуществления канального процессора MIMO/данных и устройства подавителя помех, соответственно, приемного (RX) процессора MIMO/данных в терминале; и

на Фиг.9 показана средняя пропускная способность для коммуникационной системы MIMO с четырьмя передающими антеннами (т.е. N_T=4) и четырьмя приемными антеннами на каждом терминале (т.е. N_R=4) двух различных режимов работы.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг.1 представляет собой блок-схему коммуникационной системы 100 с множественными входами и множественными выходами (MIMO), которая может быть разработана и функционировать, реализуя различные аспекты и варианты осуществления настоящего изобретения. Система 100 MIMO использует для передачи данных множество (N_T) передающих антенн и множество (N_R) приемных антенн. Система 100 MIMO эффективно формируется для коммуникационной системы с множественным доступом, имеющей базовую станцию (БС) 104, которая может одновременно связываться с некоторым количеством терминалов (Т) 106. В этом случае базовая станция 104 использует множество антенн и представляет множество входов (MI) для передач по нисходящей линии связи от базовой станции к терминалам. Набор из одного или более "связанных" терминалов 106 совместно представляет множественные выходы (MO) для передач по нисходящей линии связи. Как это используется в настоящем описании, термин «обменивающийся терминал» является терминалом, принимающим данные, специфичные для пользователя, от базовой станции, и "активный" терминал является терминалом, требующим передачи данных в наступающем или последующем интервале передачи. Активные терминалы могут включать в себя терминалы, которые являются в настоящее время связанными.

Система 100 MIMO может быть разработана для реализации любого количества стандартов и разработана для CDMA, TDMA, FDMA и других способов множественного доступа. Стандарты CDMA включают в себя стандарты IS-95, cdma2000, и W-CDMA, и стандарт TDMA включает в себя стандарт Глобальная Система Мобильной связи (GSM). Эти стандарты известны в данной области техники и включены в настоящее описание во всей своей полноте в качестве ссылки.

Система 100 MIMO может функционировать для передачи данных через ряд каналов передачи. Каждый терминал 106 связывается с базовой станцией 104 через канал MIMO. Канал MIMO может быть разложен на N_C независимых каналов с N_C≤min{N_T,N_R}. Каждый из N_C независимых каналов также называется пространственным подканалом канала MIMO. Для системы MIMO, не использующей модуляцию с ортогональным частотным разделением (OFDM), обычно существует один частотный подканал, и каждый пространственный подканал может называться "канал передачи". И для системы MIMO, использующей OFDM, каждый пространственный подканал каждого частотного подканала может называться каналом передачи.

Для примера, приведенного на Фиг.1, базовая станция 104 одновременно обменивается с терминалами с 106a по 106d (как показано сплошными линиями) через множество антенн, доступных на базовой станции, и множество антенн, доступных на каждом терминале. Терминалы с 106a по 106d могут принимать пилотные сигналы и другую сигнальную информацию от базовой станции (как показано пунктирными линиями), но не принимать от базовой станции информацию, специфичную для пользователя.

Каждый терминал 106 в системе 100 MIMO использует N_R антенн для приема одного или более потоков данных. В общем случае, количество антенн на каждом терминале является равным или большим, чем количество потоков данных, передаваемых базовой станцией. Однако нет необходимости, чтобы все терминалы в системе были оснащены одинаковым количеством приемных антенн.

Для системы 100 MIMO количество антенн на каждом терминале (N_R) обычно является большим или равным количеству антенн на базовой станции (N_T). В этом случае, для нисходящей линии связи количество пространственных подканалов ограничено количеством передающих антенн на базовой станции. Каждая передающая антенна может быть использована для посылки независимого потока данных, который может кодироваться и модулироваться на основе схемы, поддерживаемой пространственным подканалом, ассоциированным с каналом MIMO между базовой станцией и выбранным терминалом.

Аспекты настоящего изобретения предоставляют способы повышения эффективности беспроводной коммуникационной системы. Эти способы могут быть успешно использованы для повышения эффективности нисходящей линии связи сотовой системы с множественным доступом. Эти способы также могут быть использованы в сочетании с другими способами множественного доступа.

В одном из аспектов данные могут передаваться от базовой станции на один или более терминалов, используя ряд различных режимов работы. В режиме MIMO доступные ресурсы нисходящей линии связи выделяются одному терминалу (т.е. терминалу MIMO). В режиме N-SIMO доступные ресурсы нисходящей линии связи выделяются ряду терминалов, причем каждый терминал демодулирует один поток данных (т.е. терминалы SIMO). И в смешанном режиме ресурсы нисходящей линии связи могут выделяться комбинации терминалов MIMO и SIMO, причем оба типа терминалов одновременно поддерживаются в одном и том же канале, который может быть слотом (интервалом) времени, кодовым каналом, частотным подканалом и т.д. При передаче данных одновременно на множество терминалов SIMO один или более терминалов MIMO, или на их комбинацию, увеличивается емкость передачи системы.

В другом аспекте предоставляются схемы планирования для планирования передачи данных на активные терминалы. Планировщик выбирает для использования наилучший режим работы, основываясь на различных факторах, например, таких как услуги, запрошенные терминалами. Дополнительно планировщик может реализовывать дополнительный уровень оптимизации, выбирая конкретное множество терминалов для одновременной передачи данных и выделения доступных передающих антенн выбранным терминалам, так что достигается высокая эффективность системы и другие требования. Ниже описаны более детально несколько схем планирования и схем распределения антенн.

В MIMO от базовой станции может передаваться множество независимых потоков данных через множество передающих антенн на один или более запланированных для передачи терминалов. Если среда распространения имеет значительное рассеяние, в терминалах могут быть использованы способы обработки MIMO приемника для эффективного использования пространственных размерностей канала MIMO для увеличения емкости при передаче. Способы MIMO обработки при приеме могут быть использованы, если базовая станция обменивается одновременно с множеством терминалов. С точки зрения терминала могут быть использованы одни и те же способы обработки при приеме для обработки N_T различных сигналов, предназначенных для данного терминала (т.е. одного терминала MIMO) или только одного из N_T сигналов (т.е. терминалы SIMO).

Как показано на Фиг.1, терминалы могут быть распределены случайным образом по области обслуживания базовой станции (или "соте") или могут быть расположены совместно. Для беспроводной коммуникационной системы обычно характеристики соединения меняются со временем благодаря ряду факторов, таких как замирание и многолучевое распространение. В конкретный момент времени отклик канала между массивом N_T передающих антенн базовой станции и N_R приемными антеннами для одного терминала может характеризоваться матрицей Н, чьи элементы представляют собой независимые случайные величины с гауссовским распределением:

где Н является матрицей отклика канала для терминала, а h_ij представляют собой соединение между i-й передающей антенной базовой станции и j-й приемной антенной терминала.

Как показано в уравнении (1), оценки канала для каждого терминала могут быть представлены матрицей, имеющей N_TxN_R элементов, соответствующих количеству передающих антенн базовой станции и количеству приемных антенн терминала. Каждый элемент матрицы Н описывает отклик для соответствующей пары приемная-передающая антенна между базовой станцией и одним терминалом. Для простоты, уравнение (1) описывает характеристики канала, исходя из модели амплитудного замирания в канале (т.е. одна комплексная величина для всей полосы пропускания системы). В реальной рабочей среде канал может быть селективным по частоте (т.е. отклик канала меняется по полосе пропускания системы) и могут быть использованы более детальные характеристики системы (например, каждый элемент матрицы Н может включать в себя множество значений для различных частотных подканалов или временных задержек).

Активные терминалы в системе MIMO периодически выполняют оценку отклика канала для каждой пары приемная-передающая антенна. Оценки канала могут быть облегчены различными способами, например, такими как способы, основанные на использовании пилотного сигнала и/или на данных для принятия решения, известными в данной области техники. Оценки каналов могут содержать комплекснозначные величину отклика канала для каждой пары приемная-передающая антенна, как это показано выше в уравнении (1). Оценки канала дают информацию о характеристиках передачи в каждом из пространственных подканалов, т.е. какая скорость передачи данных может поддерживаться в каждом подканале с данным набором параметров передачи. Информация, даваемая оценками канала, может быть переработана в получаемую после обработки оценку отношения сигнал/шум-плюс-помеха (SNR) для каждого пространственного подканала (описано ниже), или какую-либо другую статистику, которая позволяет передатчику выбирать подходящие параметры передачи для данного пространственного подканала. Обычно этот процесс получения необходимой статистики уменьшает количество данных, требуемых для характеризации канала. В любом случае, эта информация представляет одну из форм информации о состоянии канала (CSI, ИСК), которая может передаваться к базовой станции. Также могут передаваться другие формы ИСК, описанные ниже.

Совокупная ИСК, получаемая от набора терминалов, может быть использована для (1) выбора "наилучшего" набора из одного или более терминалов для передачи данных, (2) назначения доступных передающих антенн выбранным терминалам в наборе, и (3) выбора подходящей схемы кодирования и модуляции для каждой передающей антенны. При доступной ИСК могут быть разработаны различные схемы планирования для максимального увеличения эффективности нисходящей линии связи посредством оценки конкретной комбинации терминалов и назначением антенн, обеспечивая наилучшую эффективность системы (например, наивысшую пропускную способность) в зависимости от ограничений и требований системы. Используя пространственные (и возможно частотные) "сигнатуры" отельных активных терминалов (например их оценки канала), может быть увеличена средняя пропускная способность нисходящей линии связи.

Терминалы могут быть запланированы для передачи данных на основе различных факторов. Один набор факторов может относиться к ограничениям и требованиям системы, таким как требуемое качество обслуживания (QoS), максимальная задержка, средняя скорость передачи данных и т.п. Возможно, что в коммуникационной системе с множественным доступом потребуется удовлетворение некоторых или всех из этих факторов по-терминально (т.е. для каждого терминала). Другой набор факторов может относиться к эффективности системы, которая может быть количественно оценена как средний уровень пропускной способности системы или какими-либо другими индикаторами эффективности системы. Эти разнообразные факторы более детально описаны ниже.

Схемы планирования могут быть разработаны для выбора наилучшего набора терминалов для одновременной передачи данных по доступным каналам передачи, таким образом, что эффективность системы становиться максимальной при удовлетворении ограничений и требований системы. Для простоты различные аспекты изобретения описываются ниже для системы MIMO без OFDM, в которой базовая станция через каждую передающую антенну может передавать один независимый поток данных. В этом случае базовой станцией через N_T передающих антенн может одновременно передаваться (до) N_T независимых потоков данных, направленных одному или более терминалам, каждый оборудован N_R приемными антеннами (т.е N_TxN_R MIMO), где N_R≥N_T.

Для простоты предполагается, что количество приемных антенн равно количеству передающих антенн (т.е N_R=N_T) для большей части описания, приведенного ниже. Это не является необходимым условием, поскольку весь анализ применим к случаю, когда N_R≥N_T.

Планирование передачи данных по нисходящей линии связи включает в себя две части: (1) выбор одного или более наборов терминалов для оценки, и (2) назначение доступных передающих антенн терминалам в каждом наборе. Для планирования может рассматриваться все или только подмножество активных терминалов, и эти терминалы могут комбинироваться, формируя один или более наборов (т.е. гипотез), которые будут оцениваться. Для каждой гипотезы доступные передающие антенны могут быть назначены терминалам в гипотезе, основываясь на любой схеме назначения антенн. Терминалы в лучшей гипотезе затем могут быть запланированы для передачи данных в наступающем интервале. Гибкость как при выборе наилучшего набора терминалов для передачи данных, так и в назначении передающих антенн выбранным терминалам позволяет планировщику оптимизировать эффективность, используя среду с многопользовательским разнесением.

Для того, чтобы определить "оптимальную" передачу для набора терминалов, для каждого терминала и каждого пространственного подканала обеспечивается SNR или любая другая достаточная статистика. Если статистика представляет собой SNR, тогда для каждого набора терминалов, подлежащего оценке для передачи данных в наступающем интервале передачи, матрица гипотезы Г SNR "после обработки" (определенная ниже) для этого набора терминалов может быть выражена как:

где γ_i,j представляет собой SNR после обработки для потока данных (гипотетически), переданного с i-й передающей антенны на j-ый терминал.

В режиме N-SIMO N_T строк в матрице Г гипотез соответствуют N_T векторам SNR для N_T различных терминалов. В этом режиме каждая строка в матрице Г гипотез дает SNR каждого потока передаваемых данных для одного терминала. И в смешанном режиме для конкретного терминала MIMO, предназначенного для приема двух или более потоков данных, вектор SNR данного терминала может быть реплицирован таким образом, что вектор появляется в стольких же строках, сколько должно быть передано потоков данных на терминал (т.е. одна строка на поток данных). В качестве альтернативы, одна строка в матрице Г гипотез может быть использована для каждого SIMO или MIMO терминала, и планировщик может быть разработан для того, чтобы, соответственно, маркировать и оценивать эти различные типы терминалов.

В каждом терминале набора, предназначенного для оценки, (гипотетически) переданные N_T потоки данных принимаются через N_R приемных антенн терминала и N_R принятых сигналов могут быть обработаны с применением пространственной или пространственно-временной компенсации для разделения N_T переданных потоков данных, как это описано ниже. Может быть оценен SNR потока данных после обработки (т.е. после компенсации) и представляет собой SNR после обработки для потока данных. Для каждого терминала может быть обеспечен набор из N_T SNR после обработки для N_T потоков данных, которые могут приниматься терминалом.

Если в терминале для обработки принятых сигналов используется способ обработки при приеме с последующей компенсацией и подавлением помех (или "последующим подавлением"), то SNR после обработки, достижимый в терминале для каждого потока переданных данных, зависит от порядка, в котором потоки переданных данных детектируются (т.е. демодулируются и декодируются) для восстановления переданных данных, как это описано ниже. В этом случае для каждого терминала может быть предоставлен ряд наборов SNR для нескольких возможных порядков детектирования. Затем может быть сформировано и оценено множество матриц гипотез для определения, какая конкретная комбинация терминалов и порядка детектирования обеспечивает наилучшую эффективность системы.

В любом случае, каждая матрица Г гипотез включает в себя SNR после обработки для конкретного набора терминалов (т.е. гипотез), предназначенных для оценки. Такие SNR после обработки представляют SNR, достижимые в терминалах, и используются для оценки гипотез.

Фиг.2 представляет собой блок-схему процесса 200 планирования терминалов для передачи данных в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения. Для ясности сначала дается общее описание процесса, а затем описываются подробности некоторых этапов процесса.

Вначале на этапе 212 инициализируется метрика, которая должна быть использована для выбора наилучшего набора терминала для передачи данных. Для оценки наборов терминалов могут быть использованы различные метрики эффективности, и некоторые из них более детально описаны ниже. Например, может быть использована метрика эффективности, которая максимизирует пропускную способность системы.

Затем на этапе 214 из всех активных терминалов, рассматриваемых для планирования, выбирается (новый) набор из одного и более активных терминалов. Этот набор терминалов формирует гипотезу, предназначенную для оценки. Для ограничения количества активных терминалов, рассматриваемых для планирования, могут быть использованы различные способы, которые затем уменьшают количество гипотез, предназначенных для оценки, как это описано ниже. Для каждого терминала в гипотезе на этапе 216 восстанавливается вектор SNR (например, ). Векторы SNR для всех терминалов в гипотезе формируют матрицу Г гипотез, приведенную в уравнении (2).

Для каждой матрицы Г гипотез для N_T передающих антенн и N_T терминалов существует N_T факториал возможных комбинаций назначения передающих антенн терминалам (т.е. N_T! подгипотез). Таким образом, для оценки формируется конкретная (новая) комбинация назначений антенна/терминал. Эта конкретная комбинация назначений антенна/терминал образует подгипотезу, подлежащую оценке.

Затем на этапе 220 подгипотезы оцениваются и определяется метрика (например, пропускная способность системы), соответствующая данной подгипотезе (например, исходя из SNR для подгипотезы). Затем, на шаге 222, указанная метрика эффективности используется для обновления метрики эффективности, соответствующей текущей лучшей подгипотезе. Более точно, если метрика эффективности для подгипотезы лучше, чем такая метрика для лучшей подгипотезы, тогда эта под-гипотеза становится новой лучшей подгипотезой, и метрика эффективности и другие метрики терминалов, соответствующие этой подгипотезе, сохраняются. Метрики эффективности и метрики терминала описаны ниже.

Затем на этапе 224 определяется, все ли подгипотезы текущей гипотезы были оценены. Если не все подгипотезы были оценены, процесс возвращается на этап 218 и для оценки выбирается другая, еще не оцененная, комбинация назначений антенна/терминал. Этапы с 218 по 224 повторяются для каждой подгипотезы, предназначенной для оценки.

Если на этапе 224 определено, что все подгипотезы для данной гипотезы были оценены, затем на этапе 226 производится определение, все ли гипотезы были рассмотрены. Если не все гипотезы были рассмотрены, тогда процесс возвращается к этапу 214 и для оценки выбирается другой, еще не рассмотренный набор терминалов. Этапы с 214 по 226 повторяются для каждой гипотезы, подлежащей рассмотрению.

Если на этапе 226 были рассмотрены все гипотезы, тогда затем конкретный набор терминалов планируется для передачи данных в наступающем интервале передачи, и назначенные им антенны являются известными. SNR после обработки, соответствующее набору терминалов и назначению антенн, может быть использовано для выбора подходящих схем кодирования и модуляции для потоков данных, предназначенных для передачи на терминалы. На этапе 228 запланированным терминалам могут быть сообщены (например, через канал управления) запланированный интервал передачи, назначения антенн, схемы кодирования и модуляции. В качестве альтернативы, терминалы могут выполнять "слепое" детектирование и пытаться детектировать все потоки передаваемых данных для определения, какой из потоков данных, если таковой имеется, предназначен для них.

Если схема планирования требует, чтобы поддерживались другие метрики системы и терминала (например, средняя скорость передачи данных за последние К интервалов передачи, задержка в передаче данных и т.п.), тогда эти метрики обновляются на этапе 230. Метрики терминала могут использоваться для оценки эффективности отдельных терминалов, и описаны ниже. Планирование обычно выполняется для каждого интервала передачи.

Для заданной матрицы Г гипотез планировщик оценивает различные комбинации пар передающих антенн и терминалов (т.е. подгипотезы) для определения наилучших назначений для гипотез. Могут быть использованы различные схемы назначения для назначения терминалам передающих антенн для достижения системой различных целей, таких как равнодоступность, максимальная эффективность и т.д.

В одной из схем назначения антенн все возможные подгипотезы оцениваются на основе конкретной метрики эффективности, и выбирается подгипотеза с наилучшей метрикой эффективности. Для каждой матрицы Г гипотез существует N_T факториал (т.е. N_T!) возможных подгипотез, которые могут оцениваться. Каждая подгипотеза соответствует конкретному назначению каждой передающей антенны соответствующему терминалу. Каждая подгипотеза может, таким образом, быть представлена вектором SNR после обработки, который может быть выражен как:

где представляет собой SNR после обработки i-й передающей антенны для j-го терминала, а подстрочные индексы {a,b,... и r} идентифицируют конкретные терминалы в парах антенна/терминал для подгипотезы.

Каждая подгипотеза дополнительно ассоциирована с метрикой эффективности, R_sub-hub, которая может быть функцией различных факторов. Например, метрика эффективности, основанная на SNR после обработки, может быть выражена как

где f(·) является конкретной положительной действительной функцией аргумента (аргументов), расположенных в круглых скобках.

Для определения метрики эффективности могут быть использованы различные функции. В одном из вариантов осуществления изобретения может быть использована функция достижимой пропускной способности для всех N_T передающих антенн для данной подгипотезы, которая может быть выражена как:

где r_i представляет собой пропускную способность, ассоциированную с i-й передающей антенной в подгипотезе, и может быть выражена как:

где c_i представляет собой положительную константу, которая отражает долю теоретической емкости, достигаемую при помощи схемы кодирования и модуляции, выбранной для потока данных, передаваемого через i-ю передающую антенну, и γ_i представляет собой SNR после обработки для i-го потока данных.

Первая схема назначения антенн, показанная на Фиг.2 и описанная выше, представляет конкретную схему, которая оценивает все возможные комбинации назначений передающих антенн терминалам. Полное количество возможных подгипотез, предназначенных для оценки планировщиком, для каждой гипотезы равно N_T!, что может быть большой величиной, исходя из того, что может потребоваться оценка большого количества гипотез. Первая схема планирования выполняет исчерпывающий поиск для определения подгипотезы, которая обеспечивает "оптимальную" эффективность системы, что численно выражается метрикой эффективности, используемой для выбора наилучшей подгипотезы.

Для уменьшения сложности обработки при назначении передающих антенн может быть использован ряд способов. Один из этих способов описан ниже, и также могут быть осуществлены другие способы, не выходя из объема изобретения. Эти способы также могут обеспечить высокую эффективность системы, одновременно уменьшая объем обработки, требуемый для назначения антенн терминалам.

Во второй схеме назначения антенн терминалам в оцениваемой гипотезе используется критерий максимума-максимума ("max-max"). Используя указанный критерий "max-max", каждая передающая антенна назначается конкретному терминалу, который дает наилучшее SNR для данной передающей антенны. Назначение антенны выполняется для одной передающей антенны за раз.

Фиг.3 представляет собой блок-схему процесса 300 назначения передающих антенн терминалам с использованием критерия "max-max" в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения. Обработка, показанная на Фиг.3, выполняется для конкретной гипотезы, которая соответствует конкретному набору из одного или более терминалов. Сначала на этапе 312 определяется максимальное SNR после обработки в матрице Г гипотез. Указанное максимальное SNR соответствует конкретной паре передающая антенна/терминал, и передающая антенна назначается данному терминалу на этапе 314. Данная передающая антенна и терминал затем, на этапе 316, удаляются из матрицы Г, и матрица уменьшается до размерности (N_T-1)x(N_T-1) путем удаления как столбца, соответствующего передающей антенне, так и строки, соответствующей терминалу, назначение которых было произведено.

На этапе 318 определяется, все ли передающие антенны гипотезе были назначены. Если все антенны были назначены, тогда на этапе 320 обеспечивается назначение антенн, и процесс завершается. В противном случае, процесс возвращается к этапу 312 и аналогичным образом производится назначение другой передающей антенны.

После завершения назначения антенн для данной матрицы Г гипотез может быть определена (например, на основе SNR, соответствующего назначению антенн) метрика эффективности (например, пропускная способность системы, соответствующая данной гипотезе, как показано в уравнениях (3 и 4). Указанная метрика эффективности обновляется для каждой гипотезы. После оценки всех гипотез наилучший набор терминалов и назначений антенн выбирается для передачи данных в последующем интервале передачи.

В таблице 1 приведен пример матрицы Г для SNR после обработки, полученных терминалами в 4х4 системе MIMO, в которой базовая станция содержит четыре передающих антенны, а каждый терминал содержит четыре приемных антенны. Для схемы назначения антенн, основанной на критерии max-max, лучшее SNR (16 дБ) в исходной матрице достигается передающей антенной 3 и назначено терминалу 1, как это показано затенением ячеек в третьей строке четвертого столбца. Затем антенна 3 и терминал 1 удаляются из матрицы. Наилучшее SNR (14 дБ) в редуцированной 3х3 матрице достигается антеннами 1 и 4, которые соответственно назначаются терминалам 3 и 2. Затем оставшаяся передающая антенна 2 назначается терминалу 4.

Таблица 1
SNR (дБ)	Передающая антенна
Терминал	1	2	3	4
1	7	9	16	5
2	8	10	12	14
3	14	7	6	9
4	12	10	7	5

В таблице 2 показано назначение антенн с использованием критерия max-max для примера матрицы Г, приведенной в таблице 1. Для терминала 1 лучшее SNR (16 дБ) достигается при обработке сигнала, передаваемого от передающей антенны 3. Лучшие передающие антенны для других терминалов также приведены в таблице 2. Планировщик может использовать эту информацию для выбора подходящей схемы кодирования и модуляции для использования при передаче данных.

Таблица 2
Терминал	Передающая антенна	SNR (дБ)
1	3	16
2	4	14
3	1	14
4	2	10

Схема планирования, представленная на Фиг.2 и 3, представляет конкретную схему, оценивающую раз