Устройство и способ для передачи/приема данных в системе связи с множеством антенн

Устройство и способ для передачи/приема данных в системе связи с множеством антенн

Иллюстрации

Показать все

Реферат

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройству и способу для передачи/приема данных в системе связи, использующим множество антенн (далее "системы беспроводной связи с множеством антенн") и, в частности, к устройству и способу для передачи с пространственным мультиплексированием в системе связи с множеством антенн.

Описание уровня техники

Система беспроводной связи была разработана для обеспечения возможности пользователям осуществлять связь без ограничений по расстоянию. Система мобильной связи - типичная система беспроводной связи. Система мобильной связи эволюционировала от ранней системы голосовой связи в высокоскоростную, высококачественную беспроводную систему передачи пакетных данных для предоставления информационных и мультимедийных услуг. Можно полагать, что продолжающаяся стандартизация Высокоскоростной Пакетной Передачи в Нисходящем канале (HSDPA), предложенная Проектом Партнерства 3-го Поколения (3GPP), и Эволюция для Данных и Голоса (EV-DV) и Эволюция Только Данные (EV-DO), предложенные Проектом 2 Партнерства 3-го Поколения (3GPP2), являются типичной попыткой найти решение для услуги высокоскоростной, высококачественной беспроводной передачи пакетных данных в 2Мбит/с или выше в 3-ем поколении (3G) системы мобильной связи.

Тем временем проводятся исследования относительно 4-го поколения (4G) системы мобильной связи с целью предоставления более высокоскоростной, более высококачественной мультимедийной услуги с использованием Мультиплексирования с Ортогональным Частотным Разделением (OFDM) и Множественного Доступа с Ортогональным Частотным Разделением (OFDMA).

Современные 3G беспроводные системы передачи пакетных данных, подобные HSDPA, EV-DV и EV-DO, используют способ Адаптивной Модуляции и Кодирования (AMC) и способ управления планированием ресурсов канала для улучшения эффективности передачи. При использовании способа AMC передатчик может настраивать объем передаваемых данных в соответствии с состоянием канала. Таким образом, передатчик снижает объем передаваемых данных в канале, имеющем плохое состояние, и увеличивает объем передаваемых данных в канале, имеющем хорошее состояние, тем самым эффективно передавая большой объем данных при поддержании желаемой вероятности ошибок приема.

При способе управления планированием ресурсов канала передатчик выбирает пользователя канала с хорошим состоянием, тем самым увеличивая пропускную способность данных. В способе AMC и способе управления планированием ресурсов канала передатчик принимает частичную информацию о состоянии канала, поданную обратно от приемника, и применяет соответствующий метод модуляции и кодирования, который наиболее эффективен в данный момент времени.

Для существенного улучшения пропускной способности системы в способе AMC и способе управления планированием ресурсом информация о состоянии канала, поданная обратно приемником, должна соответствовать состоянию канала в момент передачи. Однако обычно в среде мобильной связи, поскольку передатчик или приемник перемещаются, состояние канала изменяется непрерывно. Непрерывное изменение состояния канала связано со скоростью перемещения передатчика или приемника, и это называют доплеровским расширением. Высокая скорость перемещения увеличивает доплеровское расширение. В этом случае информация состояния канала, поданная обратно приемником, может быть недостоверной.

Таким образом, в этой ситуации даже использование способа AMC и способа управления планированием ресурсом канала не может дать улучшения системной пропускной способности. Для компенсации недостатков беспроводная 3G система передачи пакетных данных использует Гибридный Автоматический Запрос на повторную передачу данных (HARQ). В технологии HARQ, когда приемник не в состоянии нормально принять данные, переданные передатчиком, приемник немедленно сообщает передатчику о неудаче так, чтобы передатчик быстро выполнил повторную передачу на физическом уровне.

В то же время схема OFDM, недавно введенная в систему беспроводной связи, посылает сигналы модуляции на сигналах ортогональных частот, то есть на поднесущих. Поэтому схема OFDMA представляет собой способ для посылки различным пользователям сигналов на различных поднесущих исходя из схемы OFDM. В схеме OFDMA планирование работы канала, которое могло быть выполнено только по времени, может быть выполнено даже по частоте. Таким образом, для передачи данных система OFDMA планирует поднесущую, предпочтенную каждым пользователем в среде с частотно зависимым замиранием посредством частотного планирования, тем самым улучшая пропускную способность системы по сравнению со случаем, когда планирование выполняется только по времени. Поэтому для эффективного выполнения частотного планирования предпочтительно использовать набор смежных поднесущих, имеющих подобный отклик канала для передачи данных с учетом служебной нагрузки обратной связи состояния канала.

Кроме того, система с множеством входов и множеством выходов и (MIMO), использующая множество антенн для передатчика и приемника, обсуждается в настоящее время как основная технология для предоставления высокоскоростной, высококачественной передачи данных в беспроводной связи. Теоретически, для системы MIMO известно, что когда число передающих/приемных антенн увеличивается без дополнительного увеличения ширины полосы частот, обслуживаемая пропускная способность данных линейно увеличивается пропорционально числу передающих/приемных антенн. Поэтому технология на основе MIMO может быть разделена на метод пространственного разнесения и метод мультиплексирования пространственной области (SDM) в соответствии с ее целью. Ниже рассмотрен метод пространственного разнесения и метод SDM.

Метод пространственного разнесения разработан, чтобы предотвратить снижение эффективности линии связи вследствие замираний в канале мобильной связи посредством использования множества передающих/приемных антенн. Метод пространственного разнесения может эффективно снизить вероятность ошибки при приеме приема, когда передатчик имеет информацию о состоянии канала и не может адаптивно корректировать количество передаваемой информации. Метод SDM разработан для передачи большого количества данных, используя схему MIMO, по сравнению с вариантом единственной передающей/приемной антенны. Метод SDM может эффективно увеличить пропускную способность в среде, где пространственная корреляция очень низка из-за рассеивающих объектов, число которых достаточно велико в среде канала.

Метод SDM, расширенный на основе множественного доступа представляет собой метод множественного доступа в пространственной области (SDMA). Метод SDM увеличивает число каналов передачи, по которым передаются данные, используя множество передающих/приемных антенн. В среде, где пространственная корреляция низка, возможно увеличение пропускной способности с использованием метода SDM. Однако в среде, где пространственная корреляция высока, даже при том, что пропускная способность увеличивается, невозможно предотвратить увеличение вероятности ошибки приема. Однако в среде, где пространственная корреляция высока, если каналы передачи, по которым передаются данные (число которых увеличивается при использовании схемы MIMO), распределены по различным пользователям, то это способствует увеличению пропускной способности системы. Это происходит потому, что когда пространственная корреляция высока, взаимные помехи пользовательских сигналов, имеющих различные пространственные характеристики, могут снижаться. Таким образом, метод SDMA представляет собой метод пространственной обработки, способный увеличить пропускную способность системы в среде с высокой пространственной корреляцией.

Каждый из таких методов пространственной обработки, например метод пространственного разнесения, метод SDM и метод SDMA, отличаются по своим возможностям в соответствии с типом трафика и средой канала, предоставляя повышение пропускной способности. Например, для голосового вызова, поскольку всегда генерируются сходные объемы данных, трудно применить способ AMC и чувствительный к каналу способ управления планированием ресурсов, которые изменяют пропускную способность данных. Кроме того, если состояние канала становится плохим из-за замираний, то ошибка приема становится неизбежной. В этой ситуации использование метода пространственного разнесения может препятствовать ухудшению состояния канала. В канальной среде, где пространственная корреляция низка, использование метода SDM может увеличить пропускную способность данных вместе со способом AMC и чувствительным к каналу способом управления планированием ресурсов. В среде канала, где пространственная корреляция высока, метод SDMA может улучшить пропускную способность системы. Таким образом, имеется потребность в выборе соответствующего метода пространственной обработки в соответствии со средой канала и типом трафика.

Ниже рассматривается передатчик для каждой из описанных выше систем.

На фиг.1 показана блок-схема передатчика в системе беспроводной связи, использующей пространственно-временное кодирование (STC). Ниже, в связи с фиг.1, рассматриваются устройство и способ передачи данных, использующие кодирование STC.

Если получены данные (например, информационный битовый поток) 10, которые верхний уровень желает передать, данные 10 вводятся в блок AMC 100. Блок AMC 100 включает в себя блок 110 кодирования/модуляции канала и AMC контроллер 101. Блок 110 кодирования/модуляции канала включает в себя кодер 111 канала, средство перемежения 112 канала и модулятор 113. Поэтому данные 10 вводятся в кодер 111 канала. Данные, кодированные кодером 111 канала, рассредотачиваются (или переставляются) средством 112 перемежения канала. Причина рассредоточения данных средством 112 перемежения канала заключается в необходимости предотвратить ухудшение параметров кодирования из-за замираний во время передачи данных. Данные, рассредоточенные средством 112 перемежения канала, преобразуются в сигнал модуляции модулятором 113. Последовательность процессов, где данные подвергаются кодированию 111, перемежению 112 и модуляции 113, называют процессом "канального кодирования и модуляции". Поэтому этот процесс выполняется в блоке кодирования/модуляции канала 110.

Блок 110 кодирования/модуляции канала может использовать отличающуюся схему в зависимости от обратной связи 105 информации о состоянии канала (CSI), которую доставил приемник в соответствии с системой. Например, если состояние канала хорошее, блок 110 кодирования/модуляции канала увеличивает скорость канального кодирования и порядок модуляции так, что передается увеличенный объем данных. Однако, если состояние канала плохое, блок 110 кодирования/модуляции канала снижает скорость кодирования и порядок модуляции так, чтобы более надежно был передан сниженный объем данных. При этом передатчик использует AMC исходя из обратной связи 105 CSI, и AMC контроллер 101 определяет, какую схему кодирования и модуляции он будет использовать. В конкретной конструкции AMC контроллер может отсутствовать. Таким образом, это означает в связи с фиг.1, что сигналы, показанные пунктирными линиями, являются факультативными. Например, в случае, когда несколько пользователей принимают ту же самую информацию, например широковещательную, то поскольку невозможно адаптивно изменить схемы кодирования и модуляции в соответствии с состоянием канала отдельного пользователя, передатчику не требуется поддерживать AMC. Процесс, в котором AMC контроллер 101 адаптивно изменяет схемы кодирования и модуляции канала исходя из обратной связи 105 CSI, называют процессом AMC. Поэтому устройство для выполнения процесса AMC показано на фиг.1 как AMC блок 100.

Сигнал, модулированный AMC блоком 100, является STC-кодированным STC кодером 121. STC кодер 121 обычно использует способ кодирования Alamouti, который применяется с двумя передающими антеннами. Способ кодирования Alamouti, который соответствует ортогональному пространственно-временному кодированию (OSTC), может обеспечить максимальный выигрыш от разнесения. В способе кодирования Alamouti не должно быть изменения в канале между смежными Alamouti-кодированными временными сигналами для поддержания ортогональности. Если канал между смежными временными сигналами подвергается резкому изменению, способ кодирования Alamouti не может гарантировать ортогональность, вызывая собственные помехи и, вследствие этого, ухудшение рабочих параметров.

Однако известно, что способ кодирования OSTC, гарантирующий ортогональность, обеспечивает максимальный выигрыш от разнесения. Общий способ кодирования STC выполняется не зависимо от CSI, которую приемник подает обратно. Поэтому способ кодирования STC разработан для максимизации выигрыша от разнесения вместо адаптивной каналу модификации. Сигнал, полученный STC-кодированием сигнала модуляции, преобразуется в сигнал полосы передачи посредством радиочастотного (RF) блока 122, создавая множество символов, передаваемых через множество передающих антенн 131-132. Например, способ кодирования STC, используемый с системой двух передающих антенн, принимает один поток данных и выводит два символьных потока. Созданные символьные потоки передаются через различные передающие антенны 131 и 132.

Символьный поток, к которому применяется способ кодирования STC, преобразуется RF блоком 122 в RF сигнал, передаваемый через передающую антенну. RF блок 122 выполняет фильтрацию для удовлетворения спектральной характеристики, регулирует передаваемую мощность и преобразует видеосигнал в RF сигнал. После этого процесса выходные сигналы передаются через соответствующие антенны 131 и 132.

На фиг.2 показана блок-схема передатчика, использующего кодирование OFDM-STC. Ниже, в связи с фиг.2, рассмотрена конструкция и работа передатчика, использующего кодирование OFDM-STC.

AMC блок 100 идентичен в работе таковому на фиг.1 и поэтому здесь не рассматривается. Сигнал, модулированный AMC блоком 100, является входным сигналом для OFDM модулятора 210. OFDM модулятор 210 включает в себя блок 211 быстрого обратного преобразования Фурье (IFFT) и сумматор 212 символа циклического префикса (CP). Поэтому сигнал, модулированный AMC блоком 100, является входным сигналом для IFFT блока 211. IFFT блок 211 выполняет IFFT с сигналом модуляции так, что модулированные сигналы переносятся на сигналы ортогональных частот, то есть на поднесущие. Затем символ CP добавляется к IFFT-обработанному сигналу посредством сумматора 212 символа CP. CP получается копированием части последней части генерированной поднесущей и добавлением скопированной части к заголовку символа для поддержания ортогональности между поднесущими даже при том, что из-за многолучевых замираний имеется расширение задержки, тем самым предотвращая помехи. Если OFDM символы создаются OFDM модулятором 210, STC кодер 121 выполняет STC кодирование на последовательных OFDM символах. Затем RF блок 122 преобразует STC-кодированные OFDM символы в полосу передачи RF сигналов и затем передает RF сигналы через множество передающих антенн 131 и 132. В передатчике, использующем OFDM-STC кодирование, если изменение в канале между последовательными OFDM символами велико, возможно влияние на ортогональность, что приводит к помехам.

На фиг.3 показана блок-схема структуры передатчика, использующего OFDM-SFC кодирование. Ниже рассматриваются структура и работа передатчика, использующего OFDM-SFC кодирование (пространственно-частотное кодирование).

В схеме OFDM сигналы модуляции могут переноситься на различных частотах в разное время. Поэтому способ SFC кодирования может быть осуществлен применением способа STC кодирования к сигналам, последовательным по частоте, то есть поднесущим, вместо того, чтобы применять способ STC кодирования к сигналам, последовательным по времени. AMC блок 100 выводит модулированный сигнал, используя входной информационный битовый поток 10 и информацию 105 SCI обратной связи. Выходной сигнал модуляции является входным сигналом для SFC кодера 300. SFC кодер 300 осуществляет тот же самый процесс, что и процесс STC кодирования, но в конце применяет STC кодирование к сигналам последовательных частот, таким образом этот способ кодирования называют способом SFC кодирования. Сигнальный поток, модулированный SFC кодером 300, получается применением STC кодирования к сигналам, последовательным по времени. Один поток кодируется в множество потоков SFC кодером 300, и потоки раздельно модулируются ODFM модуляторами 210a-210n. STC-кодированные сигналы преобразуются в OFDM сигналы OFDM модуляторами 210a-210n. В данном случае можно считать, что STC кодирование, используемое для последовательных по времени сигналов, посредством OFDM модуляторов 210a-210n применяется к сигналам, последовательным по частоте. Затем OFDM сигналы преобразуются в передаваемые RF сигналы блоком 122 и далее передаются через связанные передающие антенны 131 и 132. В передатчике, использующем OFDM-SFC кодирование, если изменение в канале между последовательными поднесущими велико, возможно влияние на ортогональность, что приводит к помехам.

На фиг.2 и 3 соответственно показана схема передачи, использующая STC кодирование, и схема передачи, использующая SFC кодирование, которое означает STC кодирование по частоте. Эти обычные методы были разработаны для получения максимального выигрыша от пространственного разнесения, как рассмотрено выше. Поэтому такие методы дают хорошие рабочие показатели линии связи в среде с малой пространственной корреляцией, но не могут обеспечить выигрыш с множеством антенн, если пространственная корреляция увеличивается. Причина проявления высоких рабочих показателей линии связи в среде с малой пространственной корреляцией заключается в том, что использование метода разнесения подобно другим методам разнесения может снизить изменение в канале с течением времени. Вместе с тем, методы разнесения способствуют снижению вероятности ухудшения канала благодаря снижению изменения в канале, но сокращает большое число каналов, пригодных для передачи данных. Поэтому известно, что в системе, поддерживающей AMC и канальное планирование, метод разнесения нежелательно снижает пропускную способность системы.

На фиг.4 показана блок-схема структуры передатчика, использующего пространственное мультиплексирование на основе OFDM. Ниже, в связи с фиг.4, рассматриваются структура и работа передатчика, использующего пространственное мультиплексирование на основе OFDM.

До описания фиг.4 вкратце рассматриваются предшествующие методы и метод пространственного мультиплексирования. С использованием множества передающих антенн в методе STC кодирования и методе SFC кодирования передается один поток данных, тогда как в методе пространственного мультиплексирования передается множество потоков данных. В канальной среде, где используется схема MIMO с малой пространственной корреляцией из-за большого количества рассеивающих объектов, может быть передано заданное число потоков данных, причем заданное число потоков соответствует меньшему числу из числа передающих антенн и числа приемных антенн. Например, в вышеупомянутой канальной среде, если число передающих антенн равно 2 и число приемных антенн равно 4, то передатчик может передать 2 потока данных. Поэтому для устойчивой работы системы на фиг.4, приемнику также требуется больше, чем М антенн. Следует отметить, что поскольку метод STC кодирования и схема SFC кодирования передают только один поток данных, им не требуется множество приемных антенн.

Для системы MIMO известно, что для увеличения пропускной способности предпочтительно увеличить число передаваемых потоков данных вместо того, чтобы улучшать отношение сигнал-шум (SNR) при установленном одном передаваемом потоке данных. Поэтому метод пространственного мультиплексирования использует такие характеристики системы MIMO.

На фиг.4 показано, что передаваемые потоки данных являются отдельными входными сигналами для AMC блоков 100a-100n, где они независимо подвергаются AMC обработке. Затем получающиеся потоки модулируются согласно OFDM модуляторами 2I0a-210n. OFDM-модулированные символы преобразуются в передаваемые RF сигналы RF блоком 122 и затем передаются на приемник через множество передающих антенн 131 и 132. Таким образом различные потоки данных передаются через различные передающие антенны. AMC блоки 100a-100n, показанные на фиг.4, могут быть использованы когда система выполняет обратную связь по CSI. Если CSI не подается по обратной связи, то выполняются операции фиксированного кодирования и модуляции. В этом случае AMC блоки 100a-100n выполняют операции фиксированного кодирования и модуляции.

В методе пространственного мультиплексирования имеется два способа выполнения AMC с использованием обратной связи по CSI. Первый способ использует один и тот же AMC способ для всех передающих антенн. Для поддержания этого способа приемник может передавать по обратной связи только одну характерную CSI. Второй способ использует различные способы AMC для всех передающих антенн. Для поддержания этого способа приемник должен подать обратно CSI, соответствующую каждой из передающих антенн. Таким образом, первый способ имеет меньшие потери в обратной связи по CSI, чем второй способ. Вместе с тем, поскольку в первом способе используется только один AMC для различных передающих антенн, использующих различные состояния канала, эффект улучшения пропускной способности системы, поддерживающей AMC и планирование канала, снижается. На фиг.4 показан второй способ, который позволяет приемнику передавать по обратной связи CSI для каждой из передающих антенн, и показан передатчик, использующий соответствующий способ AMC. Такой способ пространственного мультиплексирования известен как управление скоростью по каждой антенне (PARC).

На фиг.5 показана блок-схема структуры передатчика, использующего PARC в системе, поддерживающей AMC и канальное планирование. Ниже, в связи с фиг.5, рассматривается структура и работа передатчика, использующего PARC в системе, поддерживающей AMC и канальное планирование.

Планировщик 501 принимает передаваемые данные 10a-10n К множества пользователей от верхнего уровня. В данном случае планировщик 501 представляет собой канальный планировщик (в дальнейшем просто "планировщик"). Планировщик 501 выбирает наиболее предпочтительный пользовательский терминал, на который он передает данные в настоящее время исходя из CSI, поданной по обратной связи от каждого пользовательского терминала. Для доставки необходимой управляющей информации в последующем процессе передачи данных выбранного пользователя планировщик 501 обеспечивает планировочную информацию 510 на AMC контроллер 505. Затем AMC контроллер 505 анализирует запланированного пользователя и выдает команду AMC в соответствии с состоянием канала пользователя. Таким образом планировщик 501 создает информацию, указывающую через какую антенну и с какими способами кодирования и модуляции он будет передавать данные передачи, и предоставляет созданную информацию на AMC контроллер 505. Поэтому AMC контроллер 505 может определить число потоков передаваемых данных и размер предаваемых данных для каждой отдельной антенны исходя из информации относительно передающих антенн.

Мультиплексор 503 мультиплексирует битовый поток пользовательской информации, намечаемый планировщиком 501 в соответствии с числом передающих антенн и скоростью передачи данных для каждой отдельной антенны исходя из информации, предоставленной AMC контроллером 505. Например, мультиплексор 503 мультиплексирует запланированный пользователем информационный битовый поток так, что большая часть потока данных должна передаваться через передающую антенну с хорошим состоянием канала. В следующем процессе PARC используется для мультиплексированного потока данных. Таким образом мультиплексированные потоки данных индивидуально вводятся в блоки 110a-110m канального кодирования/модуляции, где они кодируются и модулируются. Кодированные/модулированные потоки данных индивидуально вводятся в OFDM модуляторы 210a-210m, где они OFDM-модулируются. Затем OFDM-модулированные потоки данных преобразуются в RF сигналы и передаются через соответствующие антенны 131-132.

Система, показанная на фиг.5, выбирает только одного пользователя на время передачи и передает потоки данных по всей полосе частот. Таким образом, система не является системой OFDMA. Однако возможно просто расширить систему до системы OFDMA, поддерживающей AMC и канальное планирование, посредством деления полной системной полосы частот на подканалы, каждый из которых состоит из смежных поднесущих, и посредством независимого применения PARC к каждому из подканалов. Однако, поскольку только один пользовательский сигнал передается через множество антенн, SDMA не осуществляется.

Два различных метода пространственной обработки были рассмотрены как обычная технология MIMO.

Первый метод, метод пространственного разнесения, устанавливает число передаваемых потоков данных как один поток для снижения изменения в канале с течением времени. Второй метод, метод пространственного мультиплексирования, передает множество потоков данных.

Методы STC кодирования и SFC кодирования, проиллюстрированные на фиг.2 и 3, могут быть классифицированы как метод пространственного разнесения. Как рассмотрено выше, метод разнесения способствует снижению вероятности ухудшения канала посредством снижения изменения в канале, но снижает большое число каналов, пригодных для передачи данных. Поэтому известно, что метод пространственного разнесения снижает пропускную способность системы нежелательным образом. Однако пространственное разнесение способствует расширению покрытия для трафика, передатчик которого не может изменить способ передачи в соответствии с состоянием канала подобно широковещательной передаче.

Хотя метод STC кодирования и метод SFC кодирования были разработаны для поддержания ортогональности для получения максимального выигрыша от пространственного разнесения, если соседние каналы изменяются, эти методы вызывают нежелательные взаимные помехи. Например, метод STC кодирования способствует дополнению AMC и канальному планированию в среде с быстрым перемещением, но нежелательным образом снижает пропускную способность системы потому, что нарушена ортогональность. В случае метода SFC кодирования, поскольку смежные поднесущие соответствуют различным откликам канала в среде, где значительно расширение временной задержки, пропускная способность системы снижается даже в этом случае из-за воздействия на ортогональность.

Метод PARC, проиллюстрированный на фиг.4 и 5, может быть классифицирован как метод пространственного мультиплексирования. Метод PARC имеет недостатки, заключающиеся в том, что характеристики приема ухудшаются в случае среды с сильной пространственной корреляцией. Поскольку метод PARC выполняет AMC посредством передачи по обратной связи только состояния канала для каждого отдельного канала передачи, он нежелательно передает данные, объем которых превышает пропускную способность, поддерживаемую каналом в среде с сильной пространственной корреляцией. Сильная пространственная корреляция означает, что имеется высокая вероятность того, что когда одна передающая антенна соответствует хорошему состоянию канала, другие передающие антенны также соответствуют хорошему состоянию канала. Однако, поскольку каналы, воспринимаемые различными антеннами, подобны друг другу, приемник не может отделить сигналы, переданные от различных антенн. Поэтому имеются взаимные помехи между одновременно передаваемыми потоками, ухудшающие рабочие показатели приемной линии. Метод PARC не может исключить ухудшение рабочих показателей приемной линии из-за пространственной корреляции, поскольку она была разработана в предположении отсутствия пространственной корреляции каналов.

Другая проблема заключается в том, что метод PARC не поддерживает SDMA. Система, поддерживающая AMC и канальное планирование, улучшает пропускную способность системы посредством получения выигрыша от многопользовательского разнесения. Многопользовательское разнесение выбирает надлежащего пользователя через планирование в среде мобильной связи с варьирующимся каналом и передает данные выбранному пользователю. Системная пропускная способность снижается нежелательным образом по сравнению со средой, где каналы не варьируются. Соответственно, имеется потребность в улучшенном устройстве и способе для передачи/приема данных в системе связи с множеством антенн.

Сущность изобретения

Таким образом, задача вариантов реализации существующего изобретения заключается в том, чтобы предоставить устройство и способ для повышения пропускной способности системы в технологии OFDMA, использующей способ AMC и способ управления планированием ресурсов канала.

Другая задача вариантов реализации настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставить устройство и способ для увеличения эффективности передачи/приема данных посредством применения различных методов MIMO, например формирования диаграммы направленности, пространственного разнесения и SDMA в системе OFDMA.

Еще одна задача вариантов реализации настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставить устройство и способ для снижения величины CSI обратной связи в системе OFDMA.

В соответствии с одним объектом настоящего изобретения предоставляется способ передачи данных в базовой станции системы беспроводной связи, которая передает данные в зависимости от информации состояния канала, подаваемой по обратной связи от терминалов, и использует множество антенн в схеме с множеством входов и множеством выходов (MIMO). Способ включает в себя определение терминала, на который базовая станция будет передавать данные, основываясь на информации состояния канала, определение антенн, через которые базовая станция будет передавать данные, из множества антенн, и определение способа пространственного предварительного кодирования; мультиплексирование данных передачи во множество потоков данных в соответствии с числом определенных антенн и выполнение кодирования и модуляции на каждом из потоков данных; выведение сигнала выбора матрицы для выбора одной из множества матриц пространственного предварительного кодирования в соответствии со способом пространственного предварительного кодирования и пространственное кодирование каждого из кодируемых потоков матрицей, выбранной на основе сигнала выбора матрицы; и выполнение модуляции мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM) на каждом из пространственно-кодированных потоков и передача каждого из OFDM-модулированных потоков через соответствующую антенну.

В соответствии с другим объектом настоящего изобретения предоставляется устройство для передачи данных в базовой станции системы беспроводной связи, которая передает данные в зависимости от информации состояния канала, переданной по обратной связи от терминалов, и использует множество антенн в схеме MIMO. Устройство включает в себя планировщик для определения терминала, на который базовая станция будет передавать данные, основываясь на информацию состояния канала, определения антенн, через которые базовая станция будет передавать данные, из множества антенн, и определения способа пространственного предварительного кодирования; мультиплексор для мультиплексирования данных передачи во множество потоков данных в соответствии с числом определенных антенн; блок модуляции и кодирования для выполнения модуляции и кодирования на каждом из потоков данных; контроллер предварительного кодирования для выведения сигнала выбора матрицы для выбора одной из множества матриц пространственного предварительного кодирования в соответствии со способом пространственного предварительного кодирования; кодер пространственного предварительного кодирования для пространственного кодирования каждого из кодируемых потоков матрицей, выбранной на основе сигнала выбора матрицы; модулятор OFDM для выполнения модуляции OFDM на каждом из пространственно-кодируемых потоков; и радиочастотный (RF) блок для передачи каждого из OFDM-модулированных потоков через соответствующую антенну.

В соответствии с еще одним объектом настоящего изобретения предоставляется устройство передачи данных в базовой станции системы беспроводной связи, которая передает данные в зависимости от информации состояния канала, переданной по обратной связи от терминалов, и использует множество антенн в схеме MIMO. Устройство включает в себя планировщик для определения терминала, на который базовая станция будет передавать данные, основываясь на информации о состоянии канала, и определения антенн, через которые базовая станция будет передавать данные, из множества антенн; мультиплексор для мультиплексирования данных передачи во множество потоков данных в соответствии с числом определенных антенн; блок модуляции и кодирования для выполнения модуляции и кодирования на каждом из потоков данных; контроллер предварительного кодирования для выведения команды пространственного предварительного кодирования, применяемой к потокам данных, передаваемых на выбранный терминал; кодер пространственного предварительного кодирования для пространственного кодирования каждого из кодируемых потоков, выбранных на основе команды пространственного предварительного кодирования; модулятор OFDM для выполнения модуляции OFDM на каждом из пространственно-кодируемых потоков; и RF блок для передачи каждого из OFDM-модулированных потоков через соответствующую антенну.

В соответствии с еще одним объектом настоящего изобретения предоставляется способ передачи данных в базовой станции системы беспроводной связи, которая передает данные в зависимости от информации состояния канала, переданной по обратной связи от терминалов, и использует множество антенн в схеме MIMO. Способ включает в себя определение терминала, на который базовая станция будет передавать данные, основываясь на информации о состоянии канала, и определение антенн, через которые базовая станция будет передавать данные, из множества антенн; мультиплексирование предаваемых данных во множество потоков данных в соответствии с числом определенных антенн; выполнение модуляции и кодирования на каждом из потоков данных; определение способа пространственного предварительного кодирования, который будет применен к потокам данных, передаваемых на выбранный терминал, и пространственное кодирование каждого из потоков данных, используя определенный способ пространственного предварительного кодирования; выполнение модуляции OFDM на каждом из пространственно-кодируемых потоков; и передачу каждого из OFDM-модулированных потоков через соответствующую антенну.

В соответствии с еще одним объектом настоящего изобретения предоставляется устройство для приема данных терминалом в системе беспроводной связи, которая передает данные в зависимости от информации состояния канала, передаваемой по обратной связи от терминалов, и использует множество антенн в схеме MIMO. Устройство содержит средство извлечения пилот-сигнала передающей антенны для извлечения пилот-сигнала, переданного через каждую передающую антенну, из сигнала, принятого от каждой антенны; средство оценки канала MIMO для оценки канала MIMO, используя информацию, принятую от средства извлечения пилот-сигнала передающей антенны; средство оценки канала MIMO с предварительным кодированием для оценки предварительного кодированного канала MIMO, используя оцененный канал MIMO и информацию предварительного кодирования; средство извлечения данных для извлечения данных из принятого сигнала; блок объединения и демультиплексирования для объединения и демультиплексирования данных, извлеченных посредством средства извлечения данных, используя выходной сигнал средства оценки предварительного кодирования канала MIMO; и блок демодуляции и декодирования для демодуляции и декодирования демультиплексированного сигнала.

В соответствии с еще одним объектом настоящего изобретения предоставляется способ для