Способ и устройство для предварительного кодирования для мiмо-системы

Способ и устройство для предварительного кодирования для мiмо-системы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Настоящая заявка претендует на привилегии предварительной заявки на патент США №60/731 022, озаглавленной «A METHOD AND APPARATUS FOR PRE-CODING FOR A MIMO SYSTEM», которая была подана 27 октября 2005 г. Вся вышеупомянутая заявка включена в настоящий документ по ссылке.

Уровень техники

I. Область техники, к которой относится изобретение

Нижеследующее описание относится, в основном, к беспроводной связи и, в частности, к генерированию унитарных матриц, которые могут использоваться в связи с линейным предварительным кодированием в системе беспроводной связи.

II. Уровень техники

Системы беспроводной связи широко применяются для предоставления различных типов содержимого связи, такого как, например, речь, данные и т.д. Типовыми системами беспроводной связи могут быть системы многостанционного доступа, способные поддерживать связь с многочисленными пользователями посредством совместного использования доступных системных ресурсов (например, полосы частот, мощности передачи, …). Примеры таких систем с многостанционным доступом могут включать в себя системы многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), системы многостанционного доступа с временным разделением каналов (TDMA), системы многостанционного доступа с частотным разделением каналов (FDMA), системы многостанционного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA) и т.п.

Как правило, системы беспроводной связи с многостанционным доступом могут одновременно поддерживать связь для многочисленных мобильных устройств. Каждое мобильное устройство может устанавливать связь с одной или несколькими базовыми станциями посредством передач по прямой или обратным линиям связи. Прямая линия связи (или нисходящая линия связи) относится к линии связи от базовых станций на мобильные устройства, и обратная линия связи (или восходящая линия связи) относится к линии связи от мобильных устройств на базовые станции. Далее, связь между мобильными устройствами и базовыми станциями может устанавливаться посредством систем с одним входом и одним выходом (SISO), систем с многими входами и одним выходом (MISO), систем с многими входами и многими выходами (MIMO) и т.п.

MIMO-системы обычно применяют многочисленные (N _T) передающие антенны и многочисленные (N _R) приемные антенны для передачи данных. MIMO-канал, образованный N _T передающими и N _R приемными антеннами, может быть разложен на N _S независимых каналов, которые могут упоминаться как пространственные каналы, где N _S≤{N _T, N _R}. Каждый из N _S независимых каналов соответствует измерению. Кроме того, MIMO-системы могут обеспечивать улучшенные рабочие характеристики (например, повышенную спектральную эффективность, большую пропускную способность и/или более высокую надежность), если используются дополнительные размерности, созданные многочисленными передающими и приемными антеннами.

MIMO-системы могут поддерживать различные методы дуплексирования, чтобы разделять связь по прямой и обратной линиям связи по общей физической среде. Например, системы дуплексного режима с частотным разделением каналов (FDD) могут использовать несхожие частотные области для передач по прямой и обратной линиям связи. Далее, в системах дуплексного режима с временным разделением каналов (TDD) связь по прямой и обратной линиям связи может использовать общую частотную область. Различные методы могут использоваться для вычисления индекса предварительного кодирования (PI) для предварительного кодирования MIMO. Однако может быть очень сложным вычисление индекса предварительного кодирования (PI), используемого в предварительном кодировании MIMO, и, в частности, схемах пофрагментной обратной связи и/или схемах обратной связи по средним величинам.

Сущность изобретения

Нижеследующее представляет упрощенную сущность изобретения одного или нескольких вариантов осуществления, чтобы обеспечить базовое понимание таких вариантов осуществления. Эта сущность изобретения не является исчерпывающим обзором всех рассмотренных вариантов осуществления и, как предполагается, ни идентифицирует ключевые или критичные элементы всех вариантов осуществления, ни обрисовывает объем любого или всех вариантов осуществления. Ее единственной целью является представление некоторых принципов одного или нескольких вариантов осуществления в упрощенном виде в качестве вводной части для более подробного описания, которое представлено ниже.

Согласно одному или нескольким вариантам осуществления и их соответствующим описаниям, описываются различные аспекты в связи со способствованием вычислению индекса предварительного кодирования, который соответствует матрице в кодовой книге, связанной со средой беспроводной связи. Чтобы использовать индекс предварительного кодирования (который может соответствовать матрице в кодовой книге), несколько упрощенных алгоритмов могут использоваться для предварительного кодирования MIMO. Для схемы пофрагментной обратной связи эффективное отношение сигнал/шум (SNR) может вычисляться для каждого фрагмента и для каждой матрицы предварительного кодирования, причем может выбираться матрица предварительного кодирования с наибольшим эффективным SNR. Для схемы обратной связи по средним величинам эффективное отношение сигнал/шум (SNR), усредненное по распределениям (например, по многим фрагментам) или усредненное по всей полосе частот, может вычисляться для каждой матрицы предварительного кодирования, причем может выбираться матрица предварительного кодирования с наибольшим эффективным SNR.

Согласно относящимся аспектам способ, который способствует вычислению индекса предварительного кодирования в среде беспроводной связи, описывается в данном документе. Способ может включать в себя использование схемы пофрагментной обратной связи для предварительного кодирования MIMO. Кроме того, способ может включать в себя вычисление эффективного отношения сигнал/шум (SNR) для матрицы предварительного кодирования и фрагмента. Кроме того, способ может включать в себя выбор матрицы предварительного кодирования, дающей наибольшее эффективное SNR. Кроме того, способ может включать в себя применение матрицы предварительного кодирования и соответствующего индекса предварительного кодирования в MIMO-среде беспроводной связи.

Согласно относящимся аспектам способ, который способствует вычислению индекса предварительного кодирования в среде беспроводной связи, описывается в данном документе. Способ может включать в себя использование схемы обратной связи по средним величинам для предварительного кодирования MIMO. Далее, способ может включать в себя вычисление среднего эффективного отношения сигнал/шум (SNR) для матрицы предварительного кодирования. Кроме того, способ может включать в себя получение усредненной канальной ковариационной матрицы. Кроме того, способ может включать в себя выбор матрицы предварительного кодирования из кодовой книги, используя по меньшей мере одно из усредненного эффективного SNR и усредненной канальной ковариационной матрицы.

Другой аспект относится к устройству связи, которое может включать в себя память, которая сохраняет инструкции, относящиеся к вычислению индекса предварительного кодирования посредством вычисления эффективного SNR для по меньшей мере одной из схемы пофрагментной обратной связи и схемы обратной связи по средним величинам. Кроме того, процессор, соединенный с памятью, может быть выполнен с возможностью определения инструкций для применения индекса предварительного кодирования, используя по меньшей мере один алгоритм, при этом индекс предварительного кодирования находится в определенном соотношении с матрицей в кодовой книге.

Еще другой аспект относится к устройству связи, которое способствует вычислению индекса предварительного кодирования. Устройство связи может включать в себя средство для вычисления эффективного отношения сигнал/шум (SNR). Устройство связи может дополнительно включать в себя средство для выбора матрицы предварительного кодирования и соответствующего индекса предварительного кодирования. Кроме того, устройство связи может включать в себя средство для применения матрицы предварительного кодирования в MIMO-системе беспроводной связи.

Еще другой аспект относится к машиносчитываемому носителю, имеющему хранимые на нем исполняемые машиной инструкции для вычисления эффективного отношения сигнал/шум (SNR), выбора матрицы предварительного кодирования и соответствующего индекса предварительного кодирования и применения матрицы предварительного кодирования в MIMO-системе беспроводной связи.

Согласно другому аспекту в системе беспроводной связи в данном документе описывается устройство, причем данное устройство может включать в себя процессор. Процессор может быть выполнен с возможностью установления применения по меньшей мере одной из схемы пофрагментной обратной связи и схемы обратной связи по средним величинам. Далее, процессор может быть выполнен с возможностью выбора матрицы предварительного кодирования и соответствующего индекса предварительного кодирования. Кроме того, процессор может быть выполнен с возможностью применения матрицы предварительного кодирования в MIMO-системе беспроводной связи.

Для осуществления вышеприведенных и относящихся целей, один или несколько вариантов осуществления содержат ниже в данном документе признаки, полностью описанные и конкретно указанные в формуле изобретения. Нижеследующее описание и прилагаемые чертежи подробно излагают некоторые иллюстративные аспекты одного или нескольких вариантов осуществления. Эти аспекты указывают, однако, но только несколько из различных путей, как принципы различных вариантов осуществления могут применяться, и описанные варианты осуществления, как предполагается, включают в себя все такие аспекты и их эквиваленты.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой иллюстрацию системы беспроводной связи в соответствии с различными аспектами, изложенными в данном документе.

Фиг.2 представляет собой иллюстрацию примерного устройства связи для применения в среде беспроводной связи.

Фиг.3 представляет собой иллюстрацию примерной системы, которая способствует вычислению индекса предварительного кодирования в среде беспроводной связи.

Фиг.4 представляет собой иллюстрацию устройства связи, которое может применяться для уменьшения сложности, связанной с вычислением индекса предварительного кодирования в MIMO-системе беспроводной связи.

Фиг.5 представляет собой иллюстрацию примерной методологии, которая способствует реализации упрощенного алгоритма, связанного с вычислением индекса предварительного кодирования в MIMO-системе беспроводной связи.

Фиг.6 представляет собой иллюстрацию примерной методологии, которая способствует вычислению индекса предварительного кодирования в схеме пофрагментной обратной связи, применяемой в MIMO-системе беспроводной связи.

Фиг.7 представляет собой иллюстрацию примерной методологии, которая способствует вычислению индекса предварительного кодирования в схеме пофрагментной обратной связи, применяемой в MIMO-системе беспроводной связи.

Фиг.8 представляет собой иллюстрацию пользовательского устройства, которое способствует контролированию и/или обеспечению обратной связи в связи с широковещательной и/или многоадресной передачей (передачами).

Фиг.9 представляет собой иллюстрацию примерной беспроводной сетевой среды, которая может применяться в связи с различными системами и способами, описанными в данном документе.

Фиг.10 представляет собой иллюстрацию примерной системы, которая применяет упрощенные алгоритмы для вычисления индекса предварительного кодирования для MIMO-системы беспроводной связи.

Подробное описание

Ниже описываются различные варианты осуществления со ссылкой на чертежи, на которых подобные позиции используются для ссылки на подобные элементы по всем чертежам. В нижеследующем описании для целей объяснения многочисленные конкретные подробности излагаются для того, чтобы обеспечить полное понимание одного или нескольких вариантов осуществления. Может быть очевидным, однако, что такой вариант (варианты) осуществления может быть осуществлен на практике без этих конкретных подробностей. В других случаях, общеизвестные конструкции и устройства показаны в виде блок-схемы, чтобы способствовать описанию одного или нескольких вариантов осуществления.

Как используется в данной заявке, термины «модуль», «аппарат», «устройство», «система» и им подобные, как предполагается, ссылаются на относящийся к компьютеру объект, любой из аппаратных средств, программно-аппаратных средств, комбинации аппаратных и программных средств, программных средств или программных средств при исполнении. Например, модулем может быть, но не ограничивается ими, процесс, выполняющийся на процессоре, процессор, объект, исполняемый файл, поток управления, программа и/или компьютер. В качестве иллюстрации, модулем может быть как приложение, выполняющееся на вычислительном устройстве, так и вычислительное устройство. Один или несколько модулей могут постоянно находиться в процессе и/или потоке управления, и модуль может локализоваться на одном компьютере и/или распределяться между двумя или несколькими компьютерами. Кроме того, эти модули могут исполняться с различных считываемых компьютером носителей, имеющих различные структуры данных, хранимые на них. Модули могут устанавливать связь при помощи локальных и/или удаленных процессов, таких как в соответствии с сигналом, имеющим один или несколько пакетов данных (например, данные из одного модуля взаимодействуют с другим модулем в локальной системе, распределенной системе и/или по сети, такой как Интернет, с другими системами посредством сигнала).

Кроме того, различные варианты осуществления описываются в данном документе в связи с абонентской станцией. Абонентская станция также может называться системой, абонентским блоком, мобильной станцией, мобильником, удаленной станцией, точкой доступа, удаленным терминалом, терминалом доступа, пользовательским терминалом, пользовательским агентом, пользовательским устройством или пользовательским оборудованием. Абонентской станцией может быть сотовый телефон, беспроводный телефон, телефон протокола создания сеанса (SIP), станция беспроводного абонентского доступа (WLL), персональный цифровой помощник (PDA), карманное устройство, имеющее возможность беспроводного подключения, вычислительное устройство или другое устройство обработки, подключенное к беспроводному модему.

Кроме того, различные аспекты или признаки, описанные в данном документе, могут быть реализованы в виде способа, устройства или изделия, используя стандартные методы программирования и/или технологии машиностроения. Термин «изделие», используемый в данном документе, как предполагается, охватывает компьютерную программу, доступную с любого считываемого компьютером устройства, несущую или носители. Например, считываемые компьютером носители могут включать в себя, но не ограничиваются ими, магнитные запоминающие устройства (например, жесткий диск, гибкий диск, магнитные полоски и т.д.), оптические диски (например, компакт-диск (CD), цифровой многофункциональный диск (DVD) и т.д.), смарт карты и устройства флэш-памяти (например, стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EPROM), карточка, полоска, ключ-накопитель и т.д.). Кроме того, различные носители данных, описанные в данном документе, могут представлять одно или несколько устройств и/или другие машиносчитываемые носители для хранения информации. Термин «машиносчитываемый носитель» может включать в себя, без ограничения ими, беспроводные каналы и различные другие носители, способные хранить, содержать и/или переносить инструкцию (инструкции) и/или данные.

Ссылаясь теперь на фиг.1, система 100 беспроводной связи иллюстрируется согласно различным вариантам осуществления, представленным в данном документе. Система 100 содержит базовую станцию 102, которая может включать в себя многочисленные группы антенн. Например, одна группа антенн может включать в себя антенны 104 и 106, другая группа может содержать антенны 108 и 110, и дополнительная группа может включать в себя антенны 112 и 114. Для каждой группы антенн изображены две антенны; однако для каждой группы может использоваться большее или меньшее количество антенн. Базовая станция 102 может дополнительно включать в себя канал передатчика и канал приемника, 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.), что понятно для специалиста в данной области техники.

Базовая станция 102 может устанавливать связь с одним или несколькими мобильными устройствами, таким как мобильное устройство 116 и мобильное устройство 122; однако необходимо принять во внимание, что базовая станция 102 может устанавливать связь, по существу, с любым количеством мобильных устройств, аналогичных мобильным устройствам 116 и 122. Мобильными устройствами 116 и 122 могут быть, например, сотовые телефоны, интеллектуальные телефоны, портативные компьютеры, карманные устройства связи, карманные вычислительные устройства, спутниковые радиостанции, системы глобального позиционирования, PDA и/или любое другое подходящее устройство для связи по системе 100 беспроводной связи. Как показано, мобильное устройство 116 находится в режиме связи с антеннами 112 и 114, где антенны 112 и 114 передают информацию на мобильное устройство 116 по прямой линии 118 связи и принимают информацию от мобильного устройства 116 по обратной линии 120 связи. Кроме того, мобильное устройство 122 находится в режиме связи с антеннами 104 и 106, где антенны 104 и 106 передают информацию на мобильное устройство 122 по прямой линии 124 связи и принимают информацию от мобильного устройства 122 по обратной линии 126 связи. В системе дуплексного режима с частотным разделением каналов (FDD) прямая линия 118 связи может использовать другую полосу частот, чем полоса, используемая обратной линией 120 связи, и прямая линия 124 связи может применять другую полосу частот, чем полоса, применяемая обратной линией 126 связи, например. Далее, в системе дуплексного режима с временным разделением каналов (TDD) прямая линия 118 связи и обратная линия 120 связи могут использовать общую полосу частот, и прямая линия 124 связи и обратная линия 126 связи могут использовать общую полосу частот.

Каждая группа антенн и/или зона, в которой они предназначены для связи, могут упоминаться как сектор базовой станции 102. Например, группы антенн могут быть предназначены для связи с мобильными устройствами в секторе зон, покрываемых базовой станцией 102. При связи по прямым линиям 118 и 124 связи передающие антенны базовой станции 102 могут использовать формирование луча для повышения отношения сигнал/шум прямых линий 118 и 124 связи для мобильных устройств 116 и 122. Также, хотя базовая станция 102 использует формирование луча для передачи на мобильные устройства 116 и 122, распределенные случайным образом по связанному с ней покрытию, мобильные устройства в соседних сотах могут подвергаться меньшим помехам по сравнению с базовой станцией, передающей через одну антенну на все свои мобильные устройства.

В соответствии с примером, системой 100 может быть система связи с многими входами и многими выходами (MIMO). Далее, система 100 может использовать любой тип дуплексирования, такой как FDD, TDD и т.п. Согласно иллюстрации, базовая станция 102 может передавать по прямым линиям 118 и 124 связи на мобильные устройства 116 и 122. Кроме того, мобильные устройства 116 и 122 могут оценивать соответствующие каналы прямой линии связи и генерировать соответствующую информацию обратной связи, которая может подаваться на базовую станцию 102 по обратным линиям 120 и 122 связи. Кроме того, мобильные устройства 116 и 122 могут вычислять индекс предварительного кодирования (PI) для предварительного кодирования MIMO, причем такой PI соответствует матрице в кодовой книге. Методы линейного предварительного кодирования могут осуществляться (например, базовой станцией 102), основываясь на относящейся к каналу обратной связи; таким образом, последующие передачи по каналу могут управляться посредством использования относящейся к каналу обратной связи (например, коэффициент усиления формирования луча может получаться посредством применения линейного предварительного кодирования).

Согласно другому примеру система 100 может использовать упрощенные алгоритмы для вычисления индекса предварительного кодирования (PI) для предварительного кодирования MIMO, предполагая, что предназначенная кодовая книга соотносится с . Необходимо принять во внимание, что метод предварительного кодирования может применяться на основе пофрагментной обратной связи или обратной связи по средним величинам. В примере пофрагментной обратной связи PI может вычисляться для каждого фрагмента. При условии, что канальная матрица для различных фрагментов обозначается как H _f,1, H _f,2, … H _f,M, M может быть количеством фрагментов в текущем распределении и f - частота. Необходимо принять во внимание, что количество битов обратной связи может быть сэкономлено посредством учета обратной связи для одного PI для всего распределения (например, схема обратной связи по средним величинам).

В схеме пофрагментной обратной связи эффективное отношение сигнал/шум (SNR) может вычисляться для каждой матрицы предварительного кодирования, причем для каждого фрагмента существует i-е фрагменты H _f,i. После вычисления эффективного SNR может выбираться матрица предварительного кодирования с наибольшим эффективным SNR. Необходимо принять во внимание, что эффективное SNR может вычисляться посредством вычисления сначала SNR постобработки и затем преобразования SNR постобработки в ограниченную емкость (например, или неограниченную емкость) с некоторым интервалом емкости. Вычисление может быть упрощено, используя следующую метрику для выбора матрицы предварительного кодирования:

для i-го фрагмента H _f,i, вычислить следующее:

В схеме обратной связи по средним величинам может вычисляться эффективное SNR, усредненное по распределениям (например, многочисленным фрагментам) или усредненное по всей полосе частот. Другими словами, эффективное SNR может усредняться по меньшей мере по одному из следующего: 1) всему распределению; 2) по меньшей мере одному фрагменту распределения; и 3) части полосы частот, которая не зависит от распределения. Чтобы уменьшить сложность вычислений, может быть выбрано по меньшей мере одно из распределения и всей полосы для вычисления эффективного SNR. Например, усредненная канальная ковариационная матрица может быть получена посредством усреднения по распределениям или по всей полосе, что может дать R=E(H ^H H). Кодовая книга может выбираться посредством одного из нижеследующих методов: 1) ; 2) , где ρ представляет собой среднее SNR; 3) максимизирования эффективного SNR посредством подстановки R в вычисление SNR постобработки.

Необходимо принять во внимание, что для обоих схем (например, схем пофрагментной обратной связи и/или схем обратной связи по средним величинам) можно уменьшить и/или исключить сложность исчерпывающего поиска посредством разделения кодовой книги на несколько поднаборов. Например, кодовая книга может быть разделена так, что матрицы предварительного кодирования в одном наборе близки друг к другу в смысле некоторых расстояний (например, такого как расстояние Евклида), тогда как матрицы из различных поднаборов имеют большие расстояния. Может вычисляться метрика (например, эффективное SNR) для матриц выборки в поднаборе, причем может выбираться один или несколько поднаборов с наибольшей метрикой. Исчерпывающий поиск может применяться в матрицах в пределах выбранных поднаборов.

Обращаясь теперь к фиг.2, на ней изображено устройство 200 связи для применения в среде беспроводной связи. Устройством 200 связи может быть базовая станция или ее часть, или мобильное устройство или его часть. Устройство 200 связи может включать в себя механизм 202 индекса предварительного кода, который использует по меньшей мере один упрощенный алгоритм для вычисления индекса предварительного кодирования (PI) для предварительного кодирования MIMO, причем такой индекс предварительного кодирования (PI) может соответствовать матрице, связанной с кодовой книгой. При вычислении индекса предварительного кодирования для предварительного кодирования MIMO устройство 200 связи и несхожее устройство связи (не показано) могут иметь общее понимание вычисленного PI, основываясь, по меньшей мере частично, на том, что устройство 200 связи и несхожее устройство связи реализуют общую кодовую книгу. Необходимо принять во внимание, что кодовая книга может, по существу, быть аналогичной кодовой книге несхожего устройства связи, с которым взаимодействует устройство 200 связи (например, мобильное устройство может применять общую кодовую книгу с несхожей кодовой книгой, связанной с базовой станцией).

Хотя и не показан, предполагается, что механизм 202 индекса предварительного кода может быть отдельным от устройства 200 связи; согласно данному примеру, механизм 202 индекса предварительного кода может вычислять индекс предварительного кодирования (PI) и пересылать выбранный PI на устройство 200 связи, что позволяет использовать выбор заданной матрицы. Согласно другому примеру устройство 200 связи может реализовывать матрицу в кодовой книге, которая соответствует PI и, поэтому, предоставлять такую матрицу несхожему устройству связи; однако необходимо принять во внимание, что заявленный предмет не ограничивается, таким образом, вышеупомянутыми примерами.

В качестве примера, устройством 200 связи может быть мобильное устройство, которое применяет по меньшей мере одну матрицу из кодовой книги посредством применения по-новому вычисления, реализуемого механизмом 202 индекса предварительного кода. Согласно данной иллюстрации мобильное устройство может оценивать канал и использовать унитарные матрицы для квантования оценки канала. Например, конкретная унитарная матрица, которая соответствует оценке канала, может выбираться из набора унитарных матриц, и вычисленный индекс предварительного кодирования, который имеет отношение к выбранной унитарной матрице, может передаваться на базовую станцию (например, которая применяет, по существу, подобную кодовую книгу, включающую в себя, по существу, подобный набор унитарных матриц).

Основываясь на упрощенном вычислении индекса предварительного кодирования (PI), устройство 200 связи может применять набор унитарных матриц, таких как , где N может быть любым целым числом. Далее, N=2^M, где M может быть количеством битов обратной связи. Согласно примеру N может быть равно 64, и, следовательно, 6 битов обратной связи (например, связанных с индексом предварительного кодирования) могут пересылаться с приемника (например, мобильного устройства) на передатчик (например, базовую станцию); однако заявленный предмет не ограничивается вышеупомянутым примером.

Теперь ссылаясь на фиг.3, на ней изображена система 300, которая способствует вычислению индекса предварительного кодирования в среде беспроводной связи. Система 300 включает в себя базовую станцию 302, которая устанавливает связь с мобильным устройством 304 (и/или любым количеством несхожих мобильных устройств (не показаны)). Базовая станция 302 может передавать информацию на мобильное устройство 304 по каналу прямой линии связи; далее, базовая станция 302 может принимать информацию от мобильного устройства 304 по каналу обратной линии связи. Далее, системой 300 может быть MIMO-система. Согласно примеру мобильное устройство 304 может предоставлять обратную связь, относящуюся к каналу прямой линии связи, по каналу обратной линии связи, и базовая станция 302 может использовать обратную связь для управления и/или модифицирования последующей передачи по каналу прямой линии связи (например, применять для того, чтобы способствовать формированию луча).

Мобильное устройство 304 может включать в себя механизм 314 индекса предварительного кода, который использует по меньшей мере один упрощенный алгоритм для вычисления индекса предварительного кодирования (PI), который находится в определенном соотношении с матрицей в кодовой книге. Следовательно, базовая станция 302 и мобильное устройство 304 могут получить, по существу, подобные кодовые книги (описанные как кодовая книга 306 и кодовая книга 308), которые включают в себя общий набор унитарных матриц, выдаваемых механизмом 314 индекса предварительного кода, который вычисляет индекс предварительного кодирования, который находится в определенном соотношении с такой матрицей. Хотя и не показаны, предполагается, что механизм 314 индекса предварительного кода может вычислять PI, который связан с матрицей в кодовой книге 306 для мобильного устройства 304, и такой PI может предоставляться базовой станции 302, причем базовая станция 302 может идентифицировать соответствующую матрицу, используя, например, такой PI. Однако необходимо принять во внимание, что заявленный предмет не ограничивается вышеупомянутыми примерами.

Мобильное устройство 304 может дополнительно включать в себя блок 310 оценки канала и генератор 312 обратной связи. Блок 310 оценки канала может оценивать канал прямой линии связи от базовой станции 302 на мобильное устройство 304. Блок 310 оценки канала может генерировать матрицу H, которая соответствует каналу прямой линии связи, где столбцы H могут относиться к передающим антеннам базовой станции 302, и строки H могут относиться к приемным антеннам мобильного устройства 304. Согласно примеру базовая станция 302 может использовать четыре передающие антенны, и мобильное устройство 304 может применять две приемные антенны, и, таким образом, блок 310 оценки канала может оценивать канал прямой линии связи и выдавать 2х4 канальную матрицу (например, где ); однако необходимо принять во внимание, что заявленный предмет предполагает использование канальной матрицы H любого размера (например, любое количество строк и/или столбцов) (например, соответствующие любому количеству приемных и/или передающих антенн).

Генератор 312 обратной связи может применять оценку канала (например, канальную матрицу H), чтобы выдавать обратную связь, которая может пересылаться на базовую станцию 302 по каналу обратной линии связи. Например, канальная унитарная матрица U может включать в себя информацию, относящуюся к направлению канала, определенному из оцененной канальной матрицы H. Собственное разложение канальной матрицы H может осуществляться на основе , где U может быть канальной унитарной матрицей, соответствующей канальной матрице H, H ^II может быть сопряженной транспозицией H, U ^II может быть сопряженной транспозицией U, и Λ может быть диагональной матрицей.

Кроме того, генератор 312 обратной связи может сравнивать канальную унитарную матрицу U с набором унитарных матриц (например, чтобы квантовать канальную унитарную матрицу U). Далее, выбор может выполняться из набора унитарных матриц. При вычислении унитарной матрицы и соответствующего индекса предварительного кодирования, используя механизм 314 индекса предварительного кода, генератор 312 обратной связи может предоставить индекс базовой станции 302 по каналу обратной линии связи.

Базовая станция 302 может дополнительно включать в себя блок 314 определения обратной связи и предварительный кодер 316. Блок 314 определения обратной связи может анализировать обратную связь (например, полученный индекс, связанный с квантованной информацией), принятую от мобильного устройства 304. Например, блок 314 определения обратной связи может использовать кодовую книгу 308 унитарных матриц для идентификации выбранной унитарной матрицы, основываясь на принятом индексе предварительного кодирования; таким образом, унитарная матрица, идентифицированная блоком 314 определения обратной связи, может быть, по существу, подобна унитарной матрице, применяемой механизмом 314 индекса предварительного кода.

Далее, предварительный кодер 316 может использоваться базовой станцией 302 для изменения последующих передач по каналу прямой линии связи, основываясь на унитарной матрице, идентифицированной блоком 314 определения обратной связи. Например, предварительный кодер 316 может выполнять формирование луча для связи по прямой линии связи, основываясь на обратной связи. Согласно другому примеру предварительный кодер 316 может умножать идентифицированную унитарную матрицу на вектор передачи, связанный с передающими антеннами базовой станции 302. Далее, мощность передачи для каждой передающей антенны, применяющей унитарную матрицу, может быть, по существу, одинаковой.

Согласно примеру предварительное кодирование и предварительное кодирование с кодовыми книгами многостанционного доступа с пространственным разделением каналов (SDMA) и SDMA могут представлять собой отображение между эффективными антеннами и антеннами фрагментов. Конкретное отображение может определяться матрицей предварительного кодирования. Столбцы матрицы предварительного кодирования могут определять набор пространственных лучей, которые могут использоваться базовой станцией 302. Базовая станция 302 может использовать один столбец матрицы предварительного кодирования в передаче SISO и много столбцов в передачах пространственно-временного разнесения на передаче (STTD) и MIMO.

С ссылкой на фиг.4, на ней изображено устройство 400 связи, которое может применяться для снижения сложности, присущей вычислению индекса предварительного кодирования в MIMO-системе беспроводной связи. Устройство 400 связи может вычислять индекс предварительного кодирования, который находится в определенном соотношении с матрицей в кодовой книге для реализации MIMO-системы беспроводной связи. В частности, устройство 400 связи может применять алгоритмы, которые являются упрощенными по сравнению с обычными методами. Например, устройство 400 связи может вычислять индекс предварительного кодирования (PI) для предварительного кодирования MIMO в схеме пофрагментной обратной связи и схеме обратной связи по средним величинам. В схеме пофрагментной обратной связи может вычисляться эффективное SNR для каждой матрицы предварительного кодирования, причем может выбираться матрица предварительного кодирования с наибольшим эффективным SNR. В схеме обратной связи по средним величинам может вычисляться усредненное эффективное SNR и по распределениям (например, многочисленным фрагментам) или по всей полосе частот для каждой матрицы предварительного кодирования. Необходимо принять во внимание, что, чтобы уменьшить сложность вычислений, распределение (например, или вся полоса) может выбираться для вычисления эффективного SNR. Кроме того, устройство 400 связи может включать в себя память 402, которая может сохранять инструкции, связанные с вычислением индекса предварительного кодирования посредством вычисления эффективного SNR по меньшей мере для одной из схем пофрагментной обратной связи или схем обратной связи по средним величинам. Кроме того, устройство 400 связи может включать в себя процессор 404, который может исполнять такие инструкции в памяти 402 и/или применять индекс предварительного кодирования с наибольшим эффективным SNR.

Например, память 402 может включать в себя инструкции на вычисление индекса предва