Разделение пользователей при множественном доступе с пространственным разделением для системы связи с множеством несущих

Разделение пользователей при множественном доступе с пространственным разделением для системы связи с множеством несущих

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящая Заявка испрашивает приоритет относительно предварительной заявки 60/691434, озаглавленной "Разделение пользователей при множественном доступе с пространственным разделением для системы связи с множеством несущих", поданной 16 июня 2005, переуступленной правообладателю настоящей заявки и включенной в настоящий документ посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Нижеследующее описание относится в целом к беспроводной связи и, в частности, к связи в системах множественного доступа с множеством несущих.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Беспроводные сетевые системы стали общепринятым средством связи большинства людей во всем мире. Беспроводные устройства связи стали и меньше по размеру, и более мощными, отвечая потребностям потребителя при улучшенной мобильности и большем удобстве. Увеличение возможностей обработки в мобильных устройствах, например в сотовых телефонах, карманных персональных компьютерах (PDA) и т.п., привело к увеличению спроса на беспроводные передающие сетевые системы.

Система множественного доступа может одновременно поддерживать обмен с множеством мобильных устройств или терминалов. Множество терминалов могут одновременно связываться с базовой станцией посредством беспроводной сетевой системы. Эта одновременная связь может быть достигнута мультиплексированием множества передач данных, так что передачи данных ортогональны друг другу во временной, частотной, кодовой и/или пространственной области. В общем случае полная ортогональность не достигается из-за различных факторов, например, из-за состояний канала, из-за несовершенства приемника и так далее. Вместе с тем, по существу ортогональное мультиплексирование гарантирует то, что передаваемые данные для каждого мобильного устройства минимально мешают передачам данных других мобильных устройств.

В методах мультиплексирования с кодовым разделением сигналы кодируются с ортогональным или полуортогональным кодом. Системы разделения кода используют коды, которые облегчают однозначную идентификацию отдельных каналов связи. Закодированные сигналы обычно воспринимаются как шум теми приемниками, которые не используют тот же самый код для декодирования сигнала. Число кодов, которые могут быть назначены одновременно, обычно ограничивается длиной кода.

В методе временного разделения диапазон разделяется по времени на последовательные временные срезы или временные сегменты. Каждому пользовательскому устройству, сопоставленному данному каналу, предоставляется временной сегмент для передачи и приема информации в циклическом режиме. Например, в любой данный момент времени t пользовательскому устройству обеспечивается доступ к каналу на короткий интервал времени. Затем доступ переключается на другое пользовательское устройство, которому предоставляется короткий интервал времени для передачи и приема информации. Цикл "выполнения оборота" продолжается и в конечном счете каждому пользовательскому устройству предоставляются множество интервалов передачи и приема.

В методе частотного разделения частотный спектр обычно разделяется на отдельные каналы путем разделения частотного спектра на однородные участки в пределах полосы пропускания. Например, частотный спектр или полоса частот, выделенная для беспроводной сотовой телефонной связи, может быть разбита на 30 каналов, каждый из которых может служить для передачи голосового сигнала, или для передачи цифровых данных. Каждый канал единовременно может быть присвоен (предоставлен) только одному пользовательскому устройству или терминалу. Одна из обычно используемых систем разделения частоты - это система множественного доступа с ортогональным частотным разделением (OFDMA), которая использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM). Технология OFDM фактически делит полную полосу пропускания системы на множество каналов ортогональных частот.Система OFDMA может использовать мультиплексирование с временным и/или частотным разделением для достижения ортогональности среди множества передач данных для множества терминалов. Например, различные терминалы могут быть распределены по различным каналам, и передача данных для каждого терминала может осуществляться по каналу(-ам), выделенному(ым) для этого терминала. Использованием непересекающихся или неперекрывающихся каналов для различных терминалов можно избежать или снизить взаимные помехи между множеством терминалов и, тем самым, достичь улучшения работы системы в целом. Число каналов, пригодных для передачи данных, ограничено (до K) структурой OFDM, используемой в системе OFDMA. Ограниченное число каналов задает верхний предел количества терминалов, которые могут передавать и/или принимать информацию одновременно, не мешая друг другу. В определенных случаях может быть желательно иметь большее число терминалов для одновременной передачи и/или приема, например, для лучшего использования имеющейся системной пропускной способности.

Типичная сеть беспроводной связи (например, использующая частотное, временное и кодовое разделения) включает в себя одну или несколько базовых станций, которые обеспечивают зону покрытия, и один или несколько мобильных (например, беспроводных) терминалов, которые могут передавать и принимать данные в пределах зоны обслуживания. Типичная базовая станция может одновременно передавать множество потоков данных для услуг радиовещания групповой передачи и/или абонентской передачи, причем поток данных - это такой поток данных, который может представлять самостоятельный интерес для приема терминалом. Терминал в пределах зоны обслуживания данной базовой станции может нуждаться в приеме одного, больше чем одного, или всех потоков данных, содержащихся в сложном потоке. Аналогично, терминал может передавать данные на базовую станцию или другой терминал. Такая связь между базовой станцией и терминалом или между терминалами может быть ухудшена из-за изменений канала и/или изменений мощности помех. Например, вышеупомянутые изменения могут повлиять на планирование базовой станцией, управление мощностью и/или степень прогнозирования для одного или более терминалов.

Обычные сетевые протоколы передачи данных восприимчивы к ограничениям планирования и пределам пропускной способности передачи, что приводит к снижению пропускной способности сети. Множество антенн в передатчиках и приемниках предоставляют пространственные размерности для увеличения системной пропускной способности передачи данных. При наличии дополнительных пространственных размерностей возникает потребность в системной технологии и/или методологии улучшения пропускной способности и максимизации системной пропускной способности беспроводных сетевых систем.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже упрощенно рассматривается сущность одного или нескольких вариантов реализации с целью получения основных представлений об этих вариантах реализации. Это рассмотрение не представляет собой обзор всех возможных вариантов реализации и не призвано выявить ключевые или критические элементы всех вариантов реализации, а также очертить возможности применения каких-либо или всех вариантов реализации. Единственная цель состоит в том, чтобы показать некоторые идеи одного или нескольких вариантов реализации в упрощенной форме, предваряющей более детальное описание, представленное далее.

В соответствии с одним или несколькими вариантами реализации и соответствующим их описанием, различные аспекты описаны в связи с увеличивающейся системной пропускной способностью в системе беспроводной связи множественного доступа. Пространственные размерности могут быть использованы для различения множества сигналов, использующих тот же самый канал, и, тем самым, для увеличения системной пропускной способности. Сигналы могут быть разделены применением весовых коэффициентов для диаграммы направленности исходя из пространственного признака пары «пользовательское устройство/базовая станция». Группирование по существу пространственно различающихся пользовательских устройств на том же самом канале облегчает разделение сигналов. Пользовательские устройства могут перераспределяться по группам периодически или исходя из изменений пространственного взаиморасположения пользовательских устройств и базовой станцией.

В соответствии со связанным аспектом, способ увеличения системной пропускной способности для среды беспроводной связи может содержать определение пространственного признака для первого пользовательского устройства, назначение первого пользовательского устройства и второго пользовательского устройства множеству каналов так, что когда первое пользовательское устройство и второе пользовательское устройство назначены одному из множества каналов, первое и второе пользовательское устройство по существу пространственно различаются, и определение веса на основе, по меньшей мере частично, пространственного признака первого пользовательского устройства. Вес применяется, по меньшей мере, к одной передаче между первым пользовательским устройством и базовой станцией. Кроме того, способ может содержать назначение первого пользовательского устройства и второго пользовательского устройства, по меньшей мере, одному подмножеству на основе пространственной характеристики группирования и выбора пользовательских устройств, по меньшей мере, из одного подмножества для назначения каналу так, что по существу пространственно различающиеся пользовательские устройства назначены тому же самому каналу. Кроме того, способ может содержать переназначение первого пользовательского устройства, или периодически, или на основе, по меньшей мере частично, изменения пространственного признака.

В соответствии с другим аспектом, устройство беспроводной связи может содержать процессор, который определяет пространственный признак для первого пользовательского устройства, назначает первое пользовательское устройство каналу так, что первое пользовательское устройство оказывается по существу пространственно различающимся со вторым пользовательским устройством, назначенным каналу, и определяет вес на основе, по меньшей мере частично, пространственного признака первого пользовательского устройства. Устройство может также содержать устройство памяти, связанное с процессором, которое сохраняет вес для первого пользовательского устройства. Вес применяется, по меньшей мере, для одной передачи между первым пользовательским устройством и базовой станцией. Процессор может назначить первое пользовательское устройство и второе пользовательское устройство, по меньшей мере, одному подмножеству на основе характеристики пространственного группирования и выбрать пользовательские устройства, по меньшей мере, из одного подмножества для назначение каналу так, что по существу пространственно различающиеся пользовательские устройства назначаются одному и тому же каналу. Процессор может переназначать первое пользовательское устройство, периодически или на основе, по меньшей мере частично, изменения пространственного признака или рабочих характеристик.

В соответствии с еще одним аспектом, устройство для увеличения системной пропускной способности в среде беспроводной связи содержит средство для определения пространственного признака для первого пользовательского устройства, средство для назначения первого пользовательского устройства и второго пользовательского устройства множеству каналов так, что когда первое пользовательское устройство и второе пользовательское устройство предназначены одному из множества каналов, то первое и второе пользовательские устройства являются по существу пространственно различающимися, и средство для определения веса на основе, по меньшей мере частично, пространственного признака первого пользовательского устройства, причем вес применяется, по меньшей мере, к одной передаче между первым пользовательским устройством и базовой станцией. Кроме того, устройство может содержать средство для назначения первого пользовательского устройства и второго пользовательского устройства, по меньшей мере, одному подмножеству на основе характеристики пространственного группирования, и средство для выбора пользовательских устройств, по меньшей мере, из одного подмножества для назначения каналу так, что по существу пространственно различающиеся пользовательские устройства назначаются одному и тому же каналу.

Другой аспект относится к машиночитаемому носителю, хранящему исполняемые компьютером команды для определения пространственного признака для первого пользовательского устройства, назначения первого пользовательского устройства и второго пользовательского устройства множеству каналов так, что когда первое пользовательское устройство и второе пользовательское устройство назначены одному из множества каналов, первое и второе пользовательские устройства являются по существу пространственно различающимися, и для определения веса на основе, по меньшей мере частично, пространственного признака первого пользовательского устройства, причем вес применяется, по меньшей мере, к одной передаче между первым пользовательским устройством и базовой станцией. Кроме того, носитель может содержать команды для назначения первого пользовательского устройства и второго пользовательского устройства, по меньшей мере, одному подмножеству на основе характеристики пространственного группирования и выбора пользовательских устройств, по меньшей мере, из одного подмножества для назначения каналу так, что по существу пространственно различающие пользовательские устройства назначены одному и тому же каналу.

Еще один аспект относится к процессору, который выполняет команды для увеличения системной пропускной способности в среде беспроводной связи множественного доступа, причем команды содержат определение пространственного признака для первого пользовательского устройства, назначение первого пользовательского устройства и второго пользовательского устройства множеству каналов так, что, когда первое пользовательское устройство и второе пользовательское устройство назначены одному из множества каналов, первое и второе пользовательские устройства являются по существу пространственно различающимися, и определение веса на основе, по меньшей мере частично, пространственного признака первого пользовательского устройства, причем вес применяется, по меньшей мере, к одной передаче между первым пользовательским устройством и базовой станцией.

Другой аспект представляет пользовательское устройство, обеспечивающее связь по беспроводной сети, содержащее компонент, который определяет пространственный признак для пользовательского устройства, компонент, который принимает назначение канала так, что, когда первое пользовательское устройство и второе пользовательское устройство назначены одному из множества каналов, первое и второе пользовательские устройства являются по существу пространственно различающимися, и компонент, который определяет на основе, по меньшей мере частично, пространственного признака первого пользовательского устройства, причем применяется, по меньшей мере, к одной передаче между первым пользовательским устройством и базовой станцией.

Еще один аспект представляет способ обновления назначений канала для среды беспроводной связи, содержащий получение стандарта характеристики группирования, определение текущей характеристики группирования для пользовательских устройств, определение, имеется ли значительное различие между стандартом характеристики группирования и текущей характеристикой группирования для пользовательских устройств, обновление назначения канала для пользовательских устройств, если существует значительное различие, и определение веса для обновленных пользовательских устройств. Стандарт характеристики группирования может быть определен усреднением значений предыдущих характеристик группирования пользовательских устройств.

В соответствии с другим аспектом, устройство беспроводной связи может содержать процессор, который получает стандарт характеристики группирования, определяет текущую характеристику группирования для пользовательских устройств, определяет, есть ли значительное различие между стандартом характеристики группирования и текущей характеристикой группирования для пользовательских устройств, обновляет назначение канала для пользовательских устройств, если существует значительное различие и вычисляет вес для пользовательских устройств. Кроме того, устройство может содержать устройство памяти, связанное с процессором, которое сохраняет вес для пользовательских устройств.

В соответствии с еще одним аспектом, устройство для обновления назначений канала в среде беспроводной связи содержит средство для получения характеристического стандарта группирования, средство для определения текущей характеристики группирования для пользовательских устройств, средство для определения того, есть ли значительное различие между стандартом характеристики группирования и текущей характеристикой группирования для пользовательских устройств, средство для обновления назначения канала для пользовательских устройств, если значительное различие существует, и средство для определения веса для обновленных пользовательских устройств.

Еще один аспект относится к машиночитаемому носителю, хранящему выполняемые компьютером команды для получения стандарта характеристики группирования, определения текущей характеристики группирования для пользовательских устройств, определения того, есть ли значительное различие между стандартом характеристики группирования и текущей характеристикой группирования для пользовательских устройств, обновления назначения канала для пользовательских устройств, если значительное различие существует, и определение веса для обновленных пользовательских устройств.

Еще один аспект относится к процессору, который выполняет команды для обновления назначений канала в среде беспроводной связи, причем команды содержат получение стандарта характеристики группирования, определение текущей характеристики группирования для одного или нескольких пользовательских устройств, определение того, есть ли значительное различие между стандартом характеристики группирования и текущей характеристикой группирования для одного или нескольких пользовательских устройств, обновление назначения канала для одного или более пользовательских устройств, если значительное различие существует, и определение весового коэффициента для обновленного одного или более пользовательских устройств.

Для достижения вышеуказанных целей один или несколько вариантов реализации содержат признаки, полностью описанные ниже, но особенно охарактеризованные в пунктах формулы изобретения. Нижеследующее описание и соответствующие чертежи подробно иллюстрируют некоторые аспекты одного или более вариантов реализации. Эти аспекты иллюстрируют, однако, лишь некоторые из различных путей, которыми могут быть осуществлены принципы различных вариантов, и описанные варианты реализации считаются содержащими все такие аспекты и их эквиваленты.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - система беспроводной связи в соответствии с различными представленными аспектами.

Фиг.2 - иллюстрация системы беспроводной связи в соответствии с одним или более представленными аспектами.

Фиг.3 - иллюстрация системы беспроводной связи в соответствии с одним или более представленными аспектами.

Фиг.4 - методология для передачи восходящей линии связи в соответствии с одним или более представленными аспектами.

Фиг.5 - методология для передачи нисходящей линии связи в соответствии с одним или более представленными аспектами.

Фиг.6 - методология группирования пользовательских устройств для беспроводной связи в соответствии с одним или более представленными аспектами.

Фиг.7 - методология, использующая отношение сигнала к помехе и шуму (SINR) для группирования пользователей в соответствии с одним или более представленными аспектами.

Фиг.8 - методология для динамического обновления групп пользовательских устройств для беспроводной связи в соответствии с одним или более представленными аспектами.

Фиг.9 - устройство для увеличения системной пропускной способности в секторе среды беспроводной связи в соответствии с различными аспектами.

Фиг.10 - устройство для обновления назначений каналов в среде беспроводной связи в соответствии с различными аспектами.

Фиг.11 - система, обеспечивающая использование пространственных признаков для увеличения системной пропускной способности в среде беспроводной связи в соответствии с различными аспектами.

Фиг.12 - система, использующая пространственные признаки для группирования пользовательских устройств и для увеличения системной пропускной способности в среде беспроводной связи в соответствии с различными аспектами.

Фиг.13 - среда беспроводной связи, которая может использоваться в связи с различными рассмотренными системами и способами.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Различные варианты реализации рассматриваются ниже со ссылками на чертежи, на которых подобные элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями. В нижеследующем описании для целей пояснения многочисленные конкретные подробности предоставлены для обеспечения полного понимания одного или более вариантов реализации. Вместе с тем, должно быть ясно, что такой(ие) вариант(-ы) реализации может(гут) быть осуществлены без этих конкретных деталей. В других случаях хорошо известные структуры и устройства показаны в виде блок-схемы для облегчения описания одного или более вариантов реализации.

Используемые в данной заявке термины "компонент", "система" и др. служат для обозначения компьютерного объекта, аппаратного средства, комбинации аппаратных средств и программного обеспечения, программного обеспечения или исполнимого программного обеспечения. Например, компонент может быть, хотя и не только, процессом, исполняемым на процессоре, процессором объектом, выполняемым файлом, потоком исполнения (под процессом), программой и/или компьютером. Один или несколько элементов могут содержаться в процессе и/или потоке исполнения, компонент может быть локализован на одном компьютере и/или распределен между двумя или более компьютерами. Кроме того, эти компоненты могут исполняться из различных машиночитаемых носителей, имеющих различные структуры сохраняемых данных. Компоненты могут взаимодействовать посредством локальных и/или удаленных процессов, например, в соответствии с сигналом, имеющим один или более пакетов данных (например, данные от одного компонента, взаимодействующего с другим компонентом в локальной системе, распределенной системе, и/или по сети, такой как Интернет, с другими системами посредством сигнала).

Кроме того, различные варианты реализации рассматриваются в данном случае в связи с пользовательским устройством. Пользовательское устройство может быть также системой, абонентским блоком, абонентской станцией, мобильной станцией, мобильным устройством, удаленной станцией, узлом доступа, базовой станцией, удаленным терминалом, терминалом доступа, пользовательским терминалом, терминалом, агентом пользователя или пользовательским оборудованием. Пользовательское устройство может быть сотовым телефоном, радиотелефоном, телефоном Протокола Инициирования Сессии (SIP), станцией абонентской линии радиосвязи (WLL), PDA, портативным устройством с возможностью беспроводной связи или другим обрабатывающим устройством, связанным с беспроводным модемом.

Кроме того, различные описанные здесь аспекты или признаки могут быть осуществлены в виде способа, устройства или изделия с использованием стандартных методов программирования и/или инженерной разработки. Используемый в данном случае термин "изделие" предполагает и компьютерную программу, доступную с любого машиночитаемого устройства, носителя или среды. Например, машиночитаемые носители могут включать в себя, хотя и без ограничения, устройства магнитной памяти (например, жесткий диск, дискету, магнитные ленты...), оптические диски (например, компакт-диск (CD), цифровой универсальный диск (DVD)...), смарт-карты и устройства флэш-памяти (например, плата, карта, клавишный привод...).

На фиг.1 показана система 100 беспроводной связи в соответствии с различными представленными вариантами реализации. Система 100 может содержать одну или более базовых станций 102 в одном или более секторах, которые принимают, передают, повторяют и т.д. сигналы беспроводной связи друг другу и/или на одно или более мобильных устройств 104. Каждая базовая станция 102 может содержать передающий тракт и приемный тракт, каждый из которых может в свою очередь содержать множество компонентов, связанных с передачей и приемом сигнала (например, процессоры, модуляторы, мультиплексоры, демодуляторы, демультиплексоры, антенны, и т.д.), как должно быть понятно специалистам в данной области техники. Мобильные устройства 104 могут быть, например, сотовыми телефонами, смартфонами, портативными компьютерами, портативными устройствами связи, портативными компьютерными устройствами, спутниковыми приемниками, системами глобального позиционирования, PDA и/или каким-либо другим подходящим устройством для связи по беспроводной системе 100.

Пространственные признаки могут использоваться для различения передач данных или коммуникаций между базовыми станциями и множеством мобильных устройств, тем самым увеличивая системную пропускную способность. Пространственные признаки в данном случае представляют собой любой индикатор пространственного соотношения между пользовательским устройством и базовой станцией. Мультимиксирование на основе пространственного разделения (SDM) представляет собой метод, используемый в системе связи с множеством антенн, которая использует пространственные размерности для поддержания дополнительных пользовательских устройств для передач данных. Система множественного доступа с пространственным разделением каналов (SDMA) использует пространственные признаки, связанные с каждым пользовательским устройством для планирования передач данных от или на множество пользовательских устройств и базовых станций. В многоантенной системе пространственное соотношение между базовой станцией и пользовательским устройством определяется на основе сигнала, принятого антеннами на базовой станции. Пространственный признак, основанный на пространственном соотношении, может быть сформирован с использованием направления прихода сигнала в базовой станции, ряда многолучевых составляющих сигнала, и ослабления сигнала для каждой пары «базовая станция/пользовательское устройство». Система SDMA использует пространственные признаки пары «базовая станция/пользовательское устройство» для планирования множества передач данных по каналу или на несущей, которые имеют в общем случае ортогональные или различающиеся пространственные признаки один относительно другого. Хотя мало вероятно, что пространственные признаки будут полностью пространственно ортогональными, но если пространственные признаки по существу ортогональны или существенно различаются, то передачи данных могут быть различимы. В общем случае, чем менее выровнены пространственные признаки передач данных, тем лучше разделение передач данных. "Угол" между пространственными признаками может быть показательным для того, насколько хорошо пространственные признаки разделены. Этот угол может быть количественно измерен с использованием скалярного произведения двух векторов пространственного признака. Значение скалярного произведения может быть определено на основе направления прихода, протяженности антенной решетки и числа антенн. В общем случае, чем протяженнее антенная решетка, тем лучше угловое разрешение пространственного признака и поэтому лучше разрешающая способность различных пространственных признаках и результат пространственного мультиплексирования. Методы SDM применимы к прямой и обратной линиям в среде беспроводной связи при дуплексном режиме с временным разделением (TDD) и дуплексном режиме с частотным разделением (FDD).

На фиг.2 показана система 200 беспроводной связи множественного доступа в соответствии с одним или более вариантами реализации. Трехсекторная базовая станция 202 включает в себя группы множества антенн, одна из которых включает в себя антенны 204 и 206, другая - антенны 208 и 210 и третья - антенны 212 и 214. На чертеже показаны только две антенны для каждой группы антенн, однако, для каждой группы антенн может использоваться больше или меньше антенн. Обычно методы SDM используют множество антенн для определения пространственных размерностей мобильного устройства. Мобильное устройство 216 связано с антеннами 212 и 214, причем антенны 212 и 214 передают информацию на мобильное устройство 216 по прямой линии 220 и принимают информацию от мобильного устройства 216 по обратной линии 218. Прямая линия (или нисходящая линия) - это линия связи от базовых станций на мобильные устройства и обратная линия (или восходящая линия) - это линия связи от мобильных устройств к базовым станциям. Мобильное устройство 222 связано с антеннами 204 и 206, причем антенны 204 и 206 передают информацию на мобильное устройство 222 по прямой линии 126 и принимают информацию от мобильного устройства 222 по обратной линии 224.

Каждая группа антенн и/или зона, в которой они должны действовать, может рассматриваться как сектор базовой станции 202. В одном или более вариантах реализации каждая из групп антенн предназначена для связи с мобильными устройствами в секторе тех зон, которые покрываются базовой станцией 202. При связи по прямым линиям 220 и 226 передающие антенны базовой станции 202 могут использовать методы формирования диаграммы направленности для улучшения отношения сигнал/шум прямых линий для различных мобильных устройств 216 и 222. Кроме того, базовая станция, использующая формирование луча для передачи на мобильные устройства, рассеянные случайным образом по ее зоне покрытия, создает меньше помех мобильным устройствам соседних ячеек/секторов, чем та базовая станция, которая использует передачу через единственную антенну на все мобильные устройства в ее зоне покрытия. Базовая станция может быть неподвижной станцией, используемой для связи с терминалами, но может также упоминаться как узел доступа, Узел B, или определяться некоторым иным термином. Мобильное устройство также может называться мобильной станцией, пользовательским оборудованием (UE), устройством беспроводной связи, терминалом, терминалом доступа, пользовательским устройством или некоторым другим термином.

На фиг.3 представлена система 300 беспроводной связи в соответствии с одним или более вариантами реализации. Базовая станция 302, имеющая множество антенн, осуществляет связь с первым пользовательским устройством 304 и вторым пользовательским устройством 306. Для простоты показаны два пользовательских устройства. Однако с базовой станцией может использоваться множество пользовательских устройств. При передаче по восходящей линии связи первое пользовательское устройство 304 и второе пользовательское устройство 306 передают сигналы на базовую станцию 302. Если сигналы используют тот же самый канал и приходят по существу в одно и то же время, то сигналы от первого пользовательского устройства 304 и второго пользовательского устройства 306 можно все еще различать исходя из пространственных соотношений между первым пользовательским устройством 304, вторым пользовательским устройством 306 и базовой станцией 302. Как показано на фиг.3, сигнал от первого пользовательского устройства 304 приходит на базовую станцию 302 под первым углом Θ₁, показанным как А1, а сигнал от второго пользовательского устройства 306 приходит на базовую станцию 302 под вторым углом Θ₂, показанным как A2. На основе приема сигнала в антеннах и геометрии антенн базовая станция 302 может определить угол прихода сигнала на базовую станцию 302. Для расчета или оценки направления прихода сигнала при использовании многожества антенн могут использоваться различные алгоритмы, способы и методики. Хотя на фиг.3 показано двумерное пространственное соотношение между базовой станцией 302 и пользовательскими устройствами, для различения сигналов пользовательских устройств могут использоваться и три измерения. Например, в зоне с высотными зданиями или в гористой местности для разделения сигналов пользовательских устройств может быть использован вертикальный компонент пространственного соотношения.

Число антенн может определять число сигналов, которые могут быть разделены на основе пространственного соотношения пользовательских устройств и базовой станции. Пространственный признак, основанный, по меньшей мере частично, на направлении прихода, может быть использован как базис для вектора весов луча для различения между пространственно ортогональными сигналами или различающимися пользовательскими устройствами. Пространственный признак может быть вектором с размерностями, основанными на числе антенн на базовой станции. Следовательно, максимальное число сигналов пользовательских устройств, которые можно отличить друг от друга с использованием пространственного признака, пропорционально числу антенн, используемых на базовой станции. Например, если базовая станция использует две антенны для приема сигнала, то базовая станция может различить сигналы от двух пользовательских устройств, которые являются по существу пространственно ортогональным или различающимися, при использовании того же самого канала трафика. Аналогично, если базовая станция использует три антенны, то базовая станция может различить три сигнала от пользовательских устройств, которые являются по существу пространственно ортогональным или различающимися при использовании того же самого канала трафика. Примерная формула для определения векторов весовых коэффициентов имеет вид:

Здесь h₁ - канал для первого сигнала, G₁ -усиление для первого сигнала, n - антенна, r - общее число антенн и Θ₁ - угол прихода первого сигнала. Базовая станция может использовать заданный порог для определения того, является ли различие между пространственными признаками достаточным для различения сигналов.

На фиг.4-8 показаны методологии, относящиеся к увеличению пропускной способности в системе беспроводной связи. Например, методологии могут относиться к использованию SDM в среде FDMA, среде OFDMA, среде множественного доступа с перемежающимся частотным разделением (IFDMA), среде Множественного Доступа с Локализованным Частотным Разделением (LFDMA), среде CDMA, среде WCDMA, среде TDMA или любой другой подходящей беспроводной среде. Хотя для простоты объяснения методологии показаны и описаны как ряд действий, следует отметить, что данные методологии не ограничены порядком действий, поскольку некоторые действия могут, в соответствии с одним или несколькими вариантами реализации, происходить в различных порядках и/или одновременно с другими действиями из показанных и описанных в данном случае. Например, специалистам в данной области техники будет ясно, что методология может быть альтернативно представлена в виде ряда взаимосвязанных состояний или событий, например, в диаграмме состояний. Кроме того, не все показанные действия могут быть использованы для осуществления методологии в соответствии с одним или несколькими вариантами реализации.

На фиг.4 показана методология 400 для передачи восходящей линии в среде беспроводной связи в соответствии с одним или более рассматриваемыми вариантами реализации. Пространственные соотношения между пользовательскими устройствами и базовой станцией могут быть использованы для различения двух или более сигналов пользовательских устройств, использующих одну и