Устройство и способ передачи и приема пакетных данных с использованием множества антенн в системе беспроводной связи

Устройство и способ передачи и приема пакетных данных с использованием множества антенн в системе беспроводной связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройству и способу передачи и приема пакетных данных в системе беспроводной связи и, в частности, к устройству и способу передачи и приема пакетных данных в системе беспроводной связи, использующей множество антенн.

Описание предшествующего уровня техники

В общем, система мобильной связи - это наиболее типичная система беспроводной связи. Система мобильной связи развивалась на основе голосовой связи. Однако с увеличением пользовательского спроса и быстрым развитием технологий связи система мобильной связи сегодня эволюционирует в усовершенствованную систему, обеспечивающую передачу мультимедийных данных высокого качества на высокой скорости. Системы мобильной связи грубо подразделяются на синхронные системы и асинхронные системы. Что касается асинхронной системы, множество исследований и усилий по стандартизации высокоскоростного пакетного доступа по нисходящей линии связи (HSDPA) предпринимается в рамках Партнерского проекта третьего поколения (3GPP). Кроме того, что касается синхронной системы, множество исследований и усилий по стандартизации высокоскоростной системы обмена пакетными данными и речью CDMA (EV-DV) предпринимается в Партнерском проекте третьего поколения 2 (3GPP2). Исследования и усилия по стандартизации представляют попытки найти решение для услуги высокоскоростной (2 Мбит/с и выше) радиопередачи пакетных данных высокого качества в системе мобильной связи третьего поколения.

Система мобильной связи четвертого поколения (4G) нацелена на предоставление мультимедийных услуг на более высокой скорости с лучшим качеством в сравнении с мультимедийными услугами, предоставляемыми в системе мобильной связи 3G. В качестве метода предоставления высокоскоростной передачи данных высокого качества в настоящее время обсуждается метод с множеством антенн. Ниже приведено описание метода с множеством антенн.

Метод с множеством антенн, используемый в передающем устройстве и приемном устройстве системы беспроводной связи, применяет технологию множества входов и множества выходов (MIMO). Известно, что метод с множеством антенн передает данные с использованием множества антенн, тем самым повышая скорость передачи данных в линейной пропорции к числу передающих/приемных антенн без дополнительного увеличения ширины полосы частот. Метод с множеством антенн подробнее описан далее. Система с множеством антенн имеет две или более передающие антенны и две или более приемные антенны. Число передающих антенн должно быть больше или равно числу потоков данных передачи. В этой системе передающая сторона может передавать данные посредством антенн параллельно. Затем принимающая сторона может принимать переданные данные с помощью множества антенн. Следовательно, система может повысить скорость передачи данных без дополнительного увеличения ширины полосы.

Метод с множеством передающих/приемных антенн, применяемый в системе, может быть классифицирован на метод пространственного разнесения и метод мультиплексирования в пространственной области в соответствии с числом потоков данных, передаваемых одновременно.

В методе пространственного разнесения передающее устройство передает только один поток. Метод пространственного разнесения разработан, чтобы компенсировать снижение производительности линии связи вследствие затухания, возникающего в канале мобильной связи. Следовательно, метод пространственного разнесения, поскольку он передает только один поток, подходит для услуг, в которых допустимое время задержки передаваемых данных ограничено, таких как услуги голосового вызова, видеовызова и широковещательные услуги. В отличие от этого метод мультиплексирования в пространственной области предусматривает передачу множества потоков. Метод мультиплексирования в пространственной области разработан, чтобы повысить скорость передачи данных, гарантирующую постоянную производительность линии связи. Следовательно, в сравнении с методом пространственного разнесения метод мультиплексирования в пространственной области подходит для услуги передачи пакетных данных, имеющей большее допустимое время задержки.

Система с множеством передающих/приемных антенн может быть классифицирована на систему разомкнутого контура и систему замкнутого контура согласно тому, передается ли информация о состоянии канала (CSI) обратно от принимающего устройства. Система разомкнутого контура с множеством антенн используется, когда передающее устройство не принимает CSI, посылаемую от приемного устройства, а система замкнутого контура с множеством антенн используется, когда передающее устройство принимает CSI, посылаемую от приемного устройства.

Современная система беспроводной связи с коммутацией пакетов 3G, такая как HSDPA и 1xEV-DV, которые сейчас стандартизируются и готовятся к выходу на рынок, использует метод адаптации линии связи, например метод адаптивной модуляции и кодирования (AMC), и метод управления планированием ресурсов, чтобы повысить эффективность передачи. Метод адаптации линии связи предусматривает получение частичной информации о состоянии канала, посылаемой от приемного устройства, и применяет соответствующую схему модуляции и кодирования (MCS), определенную как наиболее эффективную согласно полученной частичной информации о состоянии канала. Следовательно, метод с множеством антенн, классифицированный как метод мультиплексирования в пространственной области с замкнутым контуром, является наиболее эффективным в системе беспроводной связи с коммутацией пакетов.

Обычно метод мультиплексирования в пространственной области не всегда применим к системе с множеством антенн. Когда множество потоков передается по каналам, имеющим очень высокую пространственную корреляцию или очень низкое отношение "сигнал-шум" (SNR), частота появления ошибок возрастает, нарушая стабильную связь. Следовательно, передающему устройству требуется адаптивный метод с множеством антенн для выбора эффективного метода на основе данных о состоянии канала от приемного устройства.

Известно, что при обмене данными между одним передающим устройством с множеством антенн и одним приемным устройством с множеством антенн возможности предоставления услуг передачи данных, предоставляемых на основе метода мультиплексирования в пространственной области, возрастают в линейной пропорции к числу передающих/приемных антенн. Однако недавние исследования доказали, что когда связь осуществляется между одним передающим устройством и множеством приемных устройств, как в линии прямой связи, традиционный метод мультиплексирования в пространственной области не позволяет получить линейного увеличения пропускной способности передачи данных, а метод множественного доступа в пространственной области позволяет преодолеть эту проблему. Метод множественного доступа предусматривает одновременную передачу данных множеству приемных устройств. Метод множественного доступа включает в себя множественный доступ с временным разделением каналов (TDMA) для разделения временных ресурсов для защиты каналов для множества пользователей, множественный доступ с частотным разделением каналов (FDMA) для разделения частотных ресурсов и множественный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA) для разделения кодовых ресурсов. Однако метод множественного доступа с пространственным разделением каналов предусматривает разделение пространственных ресурсов, совместно используя временные, частотные и кодовые ресурсы, тем самым обеспечивая защиту множества пользовательских каналов.

Однако метод множественного доступа в пространственной области не всегда применим к системе с множеством антенн. Аналогично методу мультиплексирования в пространственной области метод множественного доступа в пространственной области применим или не применим к системе с множеством антенн в зависимости от состояния канала. Например, если корреляция между каналами для двух пользователей высока, два пользователя не могут быть пространственно разделены. В этом случае использование метода множественного доступа в пространственной области повышает частоту появления ошибок, делая невозможным осуществление стабильной связи. Следовательно, чтобы повысить пропускную способность передачи данных посредством системы с множеством антенн, требуется метод адаптивного выбора одного из метода пространственного разнесения, метода мультиплексирования в пространственной области и метода множественного доступа в пространственной области в зависимости от состояния канала.

Как описано выше, метод с множеством антенн приблизительно классифицируется на метод пространственного разнесения и метод мультиплексирования в пространственной области. Метод пространственного разнесения включает в себя метод разнесения передачи с использованием множества антенн для передающего устройства и методику разнесения приема с использованием множества антенн для приемного устройства. Метод разнесения приема позволяет увеличивать среднее принимаемых SNR и снижать дисперсию принимаемых SNR. Следовательно, метод разнесения приема, когда применяется к передаче пакетных данных, способствует увеличению скорости передачи данных. Однако метод разнесения передачи, в котором передающее устройство не учитывает CSI, равномерно распределяет общую мощность передачи по антеннам, затрудняя предположительное повышение среднего для принятых SNR. Метод разнесения передачи просто уменьшает дисперсию принимаемых SNR. При передаче пакетных данных, для которой используется диспетчер, передающее устройство выбирает приемное устройство с наибольшей эффективностью передачи из нескольких приемных устройств через каждый заранее определенный промежуток времени и передает данные выбранному приемному устройству. Следовательно, для одинакового среднего из принятых SNR метод увеличения дисперсии позволяет повысить эффективность передачи данных. Как результат, метод разнесения передачи, в котором не учитывается CSI, уступает методу с одной антенной в отношении эффективности передачи данных. Однако метод пространственного разнесения, в котором учитывается CSI, позволяет увеличить среднее принимаемых SNR, способствуя повышению эффективности передачи данных.

Типичным методом разнесения передачи, в котором не учитывается CSI, является пространственно-временное кодирование (STC), а метод разнесения передачи, в котором учитывается CSI, включает в себя селективное разнесение передачи (STD) и передающую антенную решетку (TxAA). В методе STD приемное устройство информирует передающее устройство об антенне, имеющей наилучшее состояние канала из множества передающих антенн, и затем передающее устройство передает сигналы посредством этой антенны. В TxAA приемное устройство передает комплексную характеристику оцениваемого канала передающему устройству и затем передающее устройство формирует диаграмму направленности, так чтобы базовая станция максимизировала SNR. В методе разнесения передачи, в котором учитывается CSI, CSI, учитываемая передающим устройством, является информацией, указывающей антенну, имеющую наилучшее состояние канала, для STD, и комплексную характеристику канала для TxAA.

Кроме того, метод мультиплексирования в пространственной области классифицируется на метод, в котором не учитывается CSI, и другой метод, в котором учитывается CSI. Независимый от CSI метод может передавать только одинаковый объем данных по всем передающим антеннам. Следовательно, приемное устройство требует способа минимизации частоты появления ошибок в этом случае. В отличие от этого зависимый от CSI метод позволяет передавать различный объем данных посредством каждой передающей антенны. Зависимый от CSI метод включает в себя метод управления скоростью на каждую антенну (PARC). Передающее устройство PARC принимает информацию CSI для каждой антенны, передаваемую от приемного устройства. На основе возвращенной CSI передающее устройство PARC выбирает схему MCS для передачи большего объема данных для антенны, имеющей более оптимальное состояние канала, и выбирает схему MCS для передачи меньшего объема данных для антенны, имеющей менее оптимальное состояние канала. Передающее устройство PARC описано ниже более подробно.

На Фиг.1 показана блок-схема, иллюстрирующая примерную внутреннюю структуру передающего устройства PARC. Далее приводится подробное описание внутренней структуры и работы передающего устройства PARC со ссылкой на фиг.1.

Хотя на фиг.1 в качестве примера предусмотрены две передающие антенны, число передающих антенн можно увеличивать. Однако приемное устройство должно удовлетворять необходимому условию, что число приемных антенн не должно быть меньше числа передающих антенн, чтобы отличать различные потоки, передаваемые от различных передающих антенн. Описание способа измерения приемным устройством информации качества канала (CQI) для каждой передающей антенны и приема измеренной CQI далее приводится со ссылкой на фиг.1. Другими словами, предполагается, что передающее устройство по фиг.1 принимает CQI для каждой антенны от приемного устройства.

Как проиллюстрировано на фиг.1, CQI для каждой антенны вводится в приемник 101 сигнала обратной связи. Приемник 101 сигнала обратной связи выдает CQI для каждой антенны на демультиплексор (DEMUX) 102 и AMC-блок 103. Демультиплексор 102 принимает поток пользовательских данных, который должен быть передан, и демультиплексирует поток пользовательских данных передачи на два субпотока согласно информации, принятой от приемника 101 сигнала обратной связи, так чтобы суб-потоки передавались посредством соответствующих антенн. Процесс демультиплексирования осуществляет демультиплексирование таким образом, чтобы больший объем информации подавался на антенну, имеющую более оптимальное состояние канала. В данном документе поток, выходящий из демультиплексора 102, упоминается как субпоток. Субпотоки, выделенные для отдельных антенн, вводятся в независимые AMC-блоки 103 и 104, соответственно. AMC-блоки 103 и 104 выполняют модуляцию и кодирование, соответственно состоянию канала соответствующих передающих антенн, согласно информации, принимаемой от приемника 101 сигнала обратной связи. Субпотоки, после выполнения процесса модуляции и кодирования, передаются в приемное устройство посредством передающих антенн 105 и 106.

Теоретически для того, чтобы максимизировать эффективность передачи данных, метод мультиплексирования в пространственной области применяет способ выполнения разложения по сингулярным числам матрицы (SVD), причем состояние канала известно передающему устройству и приемному устройству, чтобы сформировать множество свободных от помех субканалов из канала с множеством антенн, и выбора соответствующей схемы модуляции, схемы кодирования и выделенной мощности для каждого субканала. Этот способ называется "SVD MIMO". Однако в реальной среде мобильной связи, поскольку передающее устройство не может точно оценивать каналы передачи, существует ограничение в реализации SVD MIMO. Поэтому предложен метод управления скоростью по потокам (PSRC) в качестве метода, который ограниченно использует SVD MIMO.

В методе PSRC, для ограниченной реализации SVD MIMO, приемное устройство оценивает канал с множеством антенн и определяет предварительно обработанную матрицу, которая должна быть использована в передающем устройстве согласно результату оценки. Если нет ограничений на объем информации обратной связи и не возникает ошибок в процессе обратной связи, то предварительно обработанная матрица является единичной матрицей, полученной посредством выполнения SVD в канале с множеством антенн, выраженном в форме матрицы. Однако в действительности это не может быть реализовано, поскольку информация обратной связи является квантованной информацией. Следовательно, метод PSRC использует способ, при котором приемное устройство выбирает наиболее предпочтительную предварительно обработанную матрицу из заранее определенного числа вариантов предварительно обработанных матриц и сообщает передающему устройству о выбранной предварительно обработанной матрице.

В этом способе передающее устройство умножает передаваемый сигнал на выбранную предварительно обработанную матрицу и передает результирующие данные, и в этом процессе формируется множество лучей. Следовательно, в системе PSRC приемное устройство информирует передающее устройство о способе многолучевого формирования, подходящем для своего канала, так чтобы передающее устройство формировало множество лучей, подходящих для соответствующего пользователя. На основе этой информации передающее устройство назначает потоки данных сформированным лучам однозначно определенным образом, чтобы одновременно передавать множество потоков данных, реализуя метод мультиплексирования в пространственной области. Поскольку передающее устройство выделяет потоки данных сформированным лучам до передачи, приемное устройство дополнительно передает информацию о состояния канала каждого луча передающему устройству, так чтобы передающее устройство могло адаптивно управлять объемом информации для данных, передаваемых посредством каждого луча. Т.е. передающее устройство выбирает MCS таким образом, чтобы больший объем информации мог передаваться посредством луча, имеющего более оптимальное состояние канала, и выбирает MCS таким образом, чтобы меньший объем информации мог передаваться посредством луча, имеющего менее оптимальное состояние канала. Далее приведено описание передающего устройства PSRC.

На Фиг.2 представлена блок-схема примерной внутренней структуры передающего устройства PSRC. Ниже приведено подробное описание внутренней структуры и работы передающего устройства PSRC со ссылкой на фиг.2.

Хотя на фиг.2 в качестве примера предусмотрены две передающие антенны, число передающих антенн можно увеличивать. Однако приемное устройство должно удовлетворять необходимому условию, что число приемных антенн не должно быть меньше числа передающих антенн, чтобы отличать различные потоки, передаваемые от различных передающих антенн. Описание способа измерения приемным устройством CQI для каждой передающей антенны и приема измеренного CQI не приводится со ссылкой на фиг.2. Другими словами, предполагается, что передающее устройство по фиг.2 принимает CQI для каждой антенны от приемного устройства.

Приемник 201 сигнала обратной связи передающего устройства принимает вес формирования лучей и информацию CQI для каждого луча и выдает их на демультиплексор 202, AMC-блоки 203 и 204 и формирователи 205 и 206 лучей. Демультиплексор 202 принимает поток пользовательских данных, которые должны передаваться, и демультиплексирует поток пользовательских данных на число субпотоков, равное числу антенн, так чтобы субпотоки передавались посредством лучей. Процесс демультиплексирования лучей в процессе демультиплексирования осуществляется таким образом, чтобы больший объем информации подавался на антенну, имеющую более оптимальное состояние канала. Отдельные субпотоки вводятся в независимые AMC-блоки 203 и 204, соответственно. Каждый из AMC-блоков 203 и 204 принимает AMC-информацию для соответствующего луча, предоставляемую от приемника 201 сигнала обратной связи, и модулирует и кодирует соответствующий субпоток согласно ей.

Субпотоки после выполнения процесса модуляции и кодирования передаются на формирователи 205 и 206 лучей, соответственно, и формирователи 205 и 206 лучей формируют лучи с помощью информации весов, обеспеченной приемником 201 сигнала обратной связи. Сигналы, выводимые из формирователей 205 и 206 лучей, подаются на сумматоры 207 и 208, суммируются с входными сигналами и затем передаются на приемные устройства посредством передающих антенн 209 и 210.

Чтобы определить способ формирования лучей, каждое приемное устройство передает обратно вес формирования лучей передающему устройству. Способ выражения веса формирования лучей обратной связи соответствует способу TxAA. При условии, что передающая антенна 1 является опорной антенной, приемное устройство TxAA передает обратно отношение состояния канала α₁ для опорной антенны к состоянию канала α₂ для передающей антенны 2 передающему устройству. Т.е. приемное устройство передает обратно α₂/α₁. Однако, поскольку объем информации обратной связи должен быть ограничен, значение α₂/α₁ подвергается квантованию. В режиме TxAA 1 фазовое значение α₂/α₁ квантуется с помощью 2 бит, в режиме TxAA 2 фазовое значение α₂/α₁ квантуется с помощью 3 бит, и значение его амплитуды квантуется с помощью 1 бита. Передающее устройство TxAA формирует один луч на основе информации обратной связи и передает поток данных с помощью этого луча.

Передающее устройство PSRC создает два луча посредством формирования одного луча на основе информации обратной связи и дополнительного формирования другого луча, ортогонального ему, и передает демультиплексированные отдельные потоки с помощью двух лучей. Поскольку система PSRC формирует лучи на основе квантованной информации обратной связи таким образом, она не может генерировать свободные от помех субканалы, такие как SVD MIMO. Помимо этого, поскольку каждому пользователю требуется способ формирования лучей, подходящий для состояния его собственного канала, существует трудность в расширении метода PSRC на метод множественного доступа в пространственной области.

Метод независимого от CSI пространственного разнесения, как и STC, способствует снижению дисперсии принимаемых SNR. Метод уменьшения дисперсии принимаемых SNR является эффективным для услуги, которая ограниченно зависит от CSI и требует передачи в реальном времени, например, услуги голосовых вызовов, видеовызовов и широковещательной передачи. Однако, поскольку передача пакетов данных допускает временную задержку, она использует метод диспетчеризации и выбирает способ AMC на основе CSI. Следовательно, методика уменьшения дисперсии принимаемых SNR не подходит для беспроводной передачи пакетов данных. По этой же причине метод мультиплексирования в пространственной области также не подходит для беспроводной передачи пакетов данных.

Зависимый от CSI метод с множеством антенн разработан для отдельной реализации метода пространственного разнесения или метода мультиплексирования в пространственной области. Следовательно, для эффективного управления методом с множеством антенн, передающее устройство должно быть реализовано таким образом, чтобы оно выбирало соответствующий один из отдельных зависимых от CSI методов. В этом случае передающее устройство должно передавать приемному устройству дополнительную информацию, указывающую тип используемого метода с множеством антенн, в процессе передачи данных. Передающее устройство потребляет часть доступных ресурсов в процессе передачи дополнительной информации, снижая эффективность передачи. Помимо этого метод с множеством антенн не обеспечивает способа, реализуемого для адаптивного выбора одного из методов пространственного разнесения, метода мультиплексирования в пространственной области или метода множественного доступа в пространственной области согласно состоянию канала. Следовательно, существует потребность в таком способе.

Сущность изобретения

Поэтому целью настоящего изобретения является создание устройства и способа эффективной передачи пакетных данных в системе беспроводной связи, использующий множество антенн.

Другой целью настоящего изобретения является создание устройства и способа выбора метода передачи, адаптивного к состоянию канала, в системе беспроводной связи, использующей множество антенн.

Дополнительной другой целью настоящего изобретения является создание устройства и способа передачи информации об используемом методе адаптивной передачи без потери полосы передачи в системе беспроводной связи, использующей множество антенн.

Еще одной другой целью настоящего изобретения является создание устройства и способа внутреннего применения метода пространственного разнесения, метода мультиплексирования в пространственной области и метода множественного доступа в пространственной области в системе беспроводной связи, использующей множество антенн.

Чтобы достичь вышеуказанных и других целей, предусмотрено устройство для передачи пакетных данных в системе беспроводной связи, которая принимает информацию о состоянии канала между множеством передающих антенн и множеством приемных антенн в качестве информации обратной связи. Устройство содержит приемник сигнала обратной связи для приема информации обратной связи, передаваемой обратно от каждого из приемных устройств; классификатор пользователей для классификации пользователей, имеющих потоки передачи данных, на группы с использованием информации о предпочтительном базисном преобразовании, выводимой из приемника сигнала обратной связи; блок диспетчеризации и демультиплексирования для приема выходного сигнала классификатора пользователей и информации обратной связи от приемника сигнала обратной связи, выбора, по меньшей мере, одного из группы с помощью приоритета передачи и пользовательских данных, которые должны быть переданы в соответствующей группе, согласно принимаемой информации, и вывода выбранного субпотока, информации адаптивной модуляции и кодирования (AMC) для выбранного субпотока и информации выделения мощности; AMC-блок для модуляции и кодирования субпотока, выводимого из блока диспетчеризации и демультиплексирования, согласно информации AMC; блок распределения мощности для выделения мощности передачи AMC-обработанному субпотоку согласно информации выделения мощности; и передающее устройство для передачи субпотока с выделенной мощностью посредством каждой из передающих антенн.

Чтобы достичь вышеуказанных и других целей, предусмотрен способ передачи пакетных данных в системе беспроводной связи, которая принимает информацию о состоянии канала между множеством передающих антенн и множеством приемных антенн в качестве информации обратной связи. Способ содержит этапы, на которых принимают матрицу базисного преобразования и информацию качества канала (CQI), соответствующую ей, от всех терминалов, и классифицируют пользователей, предпочитающих один и тот же базис, в группы, на основе информации обратной связи; выбирают, по меньшей мере, одного из пользователей, желающих передавать пакетные данные, с учетом приоритета классифицированной группы и приоритета пользователя; классифицируют выбранные пользовательские данные на субпотоки и выполняют адаптивную модуляцию и кодирование (AMC) для каждого из субпотоков; выделяют мощность AMC-обработанным субпотокам; и выполняют базисное преобразование для каждого из субпотоков с выделенной мощностью перед передачей.

Краткое описание чертежей

Вышеуказанные и другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения поясняются в последующем подробном описании, иллюстрируемом чертежами, из которых представлено следующее:

Фиг.1 - блок-схема, иллюстрирующая примерную внутреннюю структуру передающего устройства PARC;

Фиг.2 - блок-схема, иллюстрирующая примерную внутреннюю структуру передающего устройства PSRC;

Фиг.3 - укрупненная блок-схема передающего устройства и приемного устройства для передачи пилот-сигналов и оценки канала согласно настоящему изобретению;

Фиг.4 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая процесс, в котором приемное устройство оценивает прямые каналы и сообщает результаты согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.5 - блок-схема, иллюстрирующая внутреннюю структуру передающего устройства для системы с множеством антенн согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.6 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая процесс передачи данных от передающего устройства приемному устройству в системе с множеством антенн согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и

Фиг.7 - блок-схема, иллюстрирующая структуру передающего устройства для системы с множеством антенн согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления

Далее подробно описано несколько предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. На чертежах одинаковые или подобные элементы обозначаются одними и теми же ссылочными позициями, даже если они изображены на различных чертежах. В последующем описании подробное описание известных функций и конфигураций, содержащихся в данном документе, опущено в целях краткости.

Прежде чем будет предоставлено описание конфигурации системы, предлагаемой в настоящем изобретении, ниже описывается модель системы, предлагаемой в настоящем изобретении. Нижеописанная модель системы, предлагаемая в настоящем изобретении, должна удовлетворять следующим 7 условиям.

(1) Число приемных устройств для приема данных, передаваемых от передающего устройства, равно K. При этом K - это целое число больше 0, и, как правило, оно имеет значение 2 и выше.

(2) Число антенн передающего устройства равно M_T, а число антенн приемного устройства равно M_R. Для канала с частотно-избирательным замиранием канал системы с множеством передающих/приемных антенн может быть выражен с помощью комплексной матрицы M_RXM_T H. Элемент h_ij в i-й строке и j-м столбце матрицы H представляет состояние канала между j-й передающей антенной и i-й приемной антенной. Число антенн приемного устройства может различаться для каждого пользователя. Система, предлагаемая в настоящем изобретении, не ограничивает число приемных антенн. Тем не менее, система должна удовлетворять необходимому условию, что число приемных антенн не должно быть меньше числа передающих антенн.

(3) Общая мощность передачи, которую может использовать передающее устройство для передачи потоков данных, равна P_T.

(4) Матрица базисного преобразования E^(G) определяется как один из элементов набора матриц базисного преобразования S={E^(G), E^(G),..., E^(G)}, имеющего G элементов. При этом E^(G) - это вес базисного преобразования, который должен применяться к N_g базисных преобразователей в передающем устройстве и который обозначает комплексную матрицу M_T×N_g. Передающее устройство имеет N_g базисных преобразователей и передает различные потоки данных для каждого базиса. Следовательно, максимальное значение числа n независимых потоков данных, передаваемых посредством передающего устройства, равно N_g. Матрица из элементов набора матриц базисного преобразования, которая должна быть использована в качестве матрицы базисного преобразования, определятся в процессе диспетчеризации.

Если диспетчер определяет E^(g) в качестве матрицы базисного преобразования, i-й вес базисного преобразования становится первым вектором-столбцом e_i ^(g)для E^(g)=[e₁ ^(g),e₂ ^(g),...,e_Ng ^(g)]. Однако различные векторы-столбцы E^(g) являются ортогональными по отношению друг к другу.

(5) Термины "базис" и "базисное преобразование", используемые в данном документе, определяются следующим образом. Изначально, "базис" относится к базовым векторам, которые могут выражать все элементы в векторном пространстве. Т.е. базис ссылается на линейный набор базисных векторов и выражает все элементы в векторном пространстве. Базис представляет каналы, по которым передаются различные субпотоки, и процесс создания базиса называется "базисным преобразованием". Настоящее изобретение выполняет базисное преобразование, чтобы преобразовать существующий канал H, выраженный на "антенну", в эквивалентный канал на "базис". Т.е. "базис", который является новой областью, определяемой посредством "базисного преобразования", а областью без базисного преобразования является антенна. Следовательно, множество различных потоков передается посредством различных баз при базисном преобразовании. Помимо этого, процесс генерирования "баз" называется "базисным преобразованием", и если нет отдельного базисного преобразования, антенна становится базовым базисом. Это соответствует случаю E=1.

Если нет отдельного базисного преобразования, каждая антенна становится аналогом базиса в PARC, а в случае PSRC базис адаптивно формирует луч согласно состоянию канала для каждого пользователя. Метод, предлагаемый посредством разложения по сингулярным числам матрицы (SVD), определяет G матриц базисного преобразования и позволяет пользователю выбирать свою соответствующую матрицу базисного преобразования.

Величина мощности передачи, выделенная каждому базису, задается посредством деления общей мощности, и базису, через который не передаются потоки данных, не выделяется мощность передачи. Т.е. мощность P_T равномерно выделяется базам, посредством которых передаются потоки данных, и мощность не выделяется базам, посредством которых потоки данных не передаются.

(6) Различные схемы модуляции/демодуляции используются для потоков данных.

(7) Приемное устройство передает обратно передающему устройству информацию качества канала (CQI) для каждого базиса, сгенерированного, если используется информация, указывающая предпочтительную матрицу базисного преобразования и соответствующую матрицу базисного преобразования. Информация, указывающая матрицу базисного преобразования, выражается с помощью ^┌log₂G^┐ бит. При этом ^┌x^┐ обозначает наименьшее целое, большее значения x. Например, для G=2 приемное устройство должно сообщить передающему устройству, предпочитает ли оно в качестве матрицы базисного преобразования E⁽¹⁾ или E⁽²⁾. Для этой цели есть потребность в однобитной информации обратной связи. Если приемное устройство предпочитает E^(g), то N_g базисных преобразователей реализуется в передающем устройстве. Приемное устройство должно вычислять информацию CQI, полученную от каждой из N_g баз, и передавать CQI базовой станции.

Далее приводится описание системы согласно настоящему изобретению с помощью модели системы. Описание приводится в следующей последовательности.

[1] Способ оценки канала и обратной связи приемного устройства описывается с помощью структур передающего устройства и приемного устройства, а процесс оценки канала и передачи обратной связи в приемном устройстве описывается с помощью блок-схемы последовательности операций способа.

[2] Описывается структура и работа передающего устройства согласно настоящему изобретению, и способ, при котором передающее устройство согласно настоящему изобретению внутренне применяет метод пространственного разнесения, метод мультиплексирования в пространственной области и метод множественного доступа в пространственной области, описывается с помощью блок-схемы последовательности операций способа.

[3] Наконец, описывается фактический пример системы с множеством антенн, предлагаемой в настоящем изобретении. В конечном варианте осуществления для примера описывается простейшая система с множеством антенн с использованием конкретных значений.

[1] Способ оценки канала и обратной связи приемного устройства

На Фиг.3 показана укрупненная блок-схема передающего устройства и приемного устройства для передачи пилот-сигналов и оценки канала согласно настоящему изобретению. Со ссылкой на фиг.3, ниже приведено описание основной блок-схемы и работы передающего устройства и приемного устройства для передачи пилот-сигналов и оценки канала согласно настоящему изобретению.

Перед описанием структуры и работы, следует отметить, что передающее устройство передает ортогональные пилот-сигналы посредством отдельных антенн. Пилот-сигналы должны быть ортогональными по отношению друг к другу, а также должны быть ортогональными с сигналами данных передачи. Чтобы обеспечи