Группировка пользователей для mimo-передачи в системе беспроводной связи

Группировка пользователей для mimo-передачи в системе беспроводной связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

В данной заявке испрашивается приоритет предварительной заявки США № 60/784837, озаглавленной «Способ группировки терминалов доступа в MIMO-системе», поданной 20 марта 2006 г., и предварительной заявки № 60/785601, озаглавленной «Способ группировки пользовательского оборудования в MIMO-системе», поданной 24 марта 2006 г. Обе заявки принадлежат тому же заявителю, что и данная заявка, и включены в данный документ посредством ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Данное описание относится, в общем, к связи и, более конкретно, к передаче данных в системе беспроводной связи.

Уровень техники

Системы беспроводной связи широко применяются для обеспечения различных служб связи, например для передачи голосовых данных, пакетных данных, трансляции, передачи сообщений и т.д. Эти системы могут выступать в качестве систем множественного доступа, способных обеспечивать связь между несколькими пользователями путем совместного использования доступных системных ресурсов, например диапазона частот и мощности излучения. Примерами таких систем множественного доступа являются системы множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA), множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA) и множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA).

Беспроводная система множественного доступа содержит узлы В (базовые станции), которые могут обмениваться информацией с пользовательским оборудованием (UE). Каждое UE может взаимодействовать с одной или несколькими базовыми станциями путем передачи по нисходящей и восходящей линиям связи. Нисходящая линия связи (или прямая линия связи) представляет собой линию связи от узловой базовой станции к UE, а восходящая линия связи (обратная линия связи) представляет собой линию связи от UE к базовой станции.

Беспроводная система множественного доступа может поддерживать передачу с несколькими входами и несколькими выходами (MIMO) по нисходящей и/или восходящей линиям связи. В случае нисходящей линии узел B может осуществлять MIMO-передачу от нескольких (Т) передающих антенн, имеющихся в нем, к нескольким (R) принимающим антеннам, расположенным в одном или нескольких UE. MIMO-канал, сформированный Т передающими и R принимающими антеннами, может быть разложен на C пространственных каналов, где C≤min {T, R}. Каждый из С пространственных каналов соответствует размерности. Улучшение производительности (например, увеличение пропускной способности и/или повышение надежности) может быть достигнуто путем использования дополнительных размерностей, созданных несколькими передающими и принимающими антеннами.

Таким образом, в данной области техники существует потребность в методиках обеспечения эффективной MIMO-передачи в беспроводных системах множественного доступа.

Сущность изобретения

В данном документе описаны способы обеспечения MIMO-передачи для случая единичного пользователя или устройства UE, а также для нескольких устройств UE. В одном из аспектов UE делится на несколько групп, включающих первую группу и вторую группу. Первая группа может содержать устройства UE, предназначенные для использования отдельно. Во вторую группу может входить UE, предназначенное для совместного использования. Классификация UE может проводиться по различным критериям, например по числу антенн в UE и числу антенн в узле B, загрузке в узле B, требованиям к данным UE, установившимся статистическим характеристикам канала, количеству устройств UE и т.д. Классификация может быть полустатической. При выявлении изменений в условиях эксплуатации может быть произведена повторная классификация UE на основании обнаруженных изменений. Из первой группы может быть единовременно выбрано одно устройство UE, предназначенное для MIMO-передачи, например, на заданном частотном ресурсе. Из второй группы может быть единовременно выбрано несколько устройств UE, предназначенных для MIMO-передачи, например, на заданном частотном ресурсе. MIMO-передача может осуществляться на одно устройство UE из первой группы или на несколько устройств UE второй группы, например, на заданном частотном ресурсе с использованием одного или нескольких столбцов матрицы предварительного кодирования, выбранной UE или восстановленной узлом В по матрицам и/или столбцам, выбранным UE.

В другом аспекте информация об индикаторе качества канала (CQI) интерпретируется в зависимости от способа классификации UE. Информация о CQI, полученная от UE из первой группы, может быть интерпретирована в соответствии с первой интерпретацией, например с суммарной мощностью передачи в узле В, распределяемой по выбранному количеству потоков данных, и/или с последовательным подавлением помех (SIC), применяемым в UE. Информация о CQI, полученная от UE из второй группы, может быть интерпретирована в соответствии со второй интерпретацией, например с суммарной мощностью передачи, распределяемой по максимальному количеству потоков данных, и/или без SIC. Скорость MIMO-передачи на одно или несколько устройств UE выбирается на основании интерпретации информации о CQI, полученной от UE.

Различные аспекты и характеристики данного описания ниже рассматриваются подробнее.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показана система беспроводной связи с коллективным доступом.

На фиг.2 приведены блок-схемы узла В и двух устройств UE.

На фиг.3 показан процесс классификации UE и передачи данных на UE.

На фиг.4 показано устройство, предназначенное для классификации UE и передачи данных на UE.

На фиг.5 показан процесс интерпретации информации CQI, полученной от UE.

На фиг.6 показано устройство, предназначенное для интерпретации информации CQI, полученной от UE.

На фиг.7 показан процесс, выполняемый UE.

На фиг.8 показано устройство UE.

Подробное описание

На фиг.1 показана система беспроводной связи с множественным доступом 100, включающая несколько узловых базовых станций 110. Как правило, узел B является фиксированной станцией, взаимодействующей с UE. Также он может называться базовой станцией, точкой доступа, расширенным узлом B и т.д. Каждый из узлов B 110 обеспечивает зону радиосвязи в конкретном географическом районе. Термин «сота» может относиться к узлу В и/или покрываемому им району, в зависимости от контекста, в котором используется данный термин. В целях увеличения пропускной способности системы область покрытия узла В может быть разбита на множество меньших областей, например на три области. Каждая такая область может обслуживаться соответствующей базовой приемопередающей подсистемой (BTS). Термин «сектор» может относиться к BTS или ее области покрытия, в зависимости от контекста, в котором используется данный термин. Как правило, в случае соты, разбитой на секторы, BTS для всех секторов этой соты располагаются совместно в узле В данной соты.

UE 120 может быть рассредоточено по системе. UE может быть как стационарным, так и мобильным, и может также называться мобильной станцией (MS), мобильным оборудованием (ME), терминалом, терминалом доступа (AT), станцией (STA) и т.д. UE может являться сотовым телефоном, персональным цифровым секретарем (PDA), беспроводным модемом, устройством беспроводной связи, абонентской установкой и т.д. Термины «UE» и «пользователь» могут использоваться взаимозаменяемо.

Системный контроллер 130 может быть соединен с узлами базовой станции 110 и может обеспечивать координацию и управление этими узлами. Системный контроллер 130 может представлять собой отдельный объект сети или несколько объектов сети.

На фиг.2 показана блок-схема одного узла В 110 и двух устройств UE 120x и 120y системы 100. Узел B 110 оборудован несколькими (T>1) антеннами 234a-234t. UE 120x оборудовано единственной (R=1) антенной 252x. UE 120y оборудовано несколькими (R>1) антеннами 252a-252r. Каждая антенна может являться физической антенной или массивом антенн. Для простоты на фиг.2 показаны только блоки обработки для передачи данных по нисходящей линии связи и передачи сигналов по восходящей линии связи.

В узле B 110 процессор 220 передаваемых данных (ТХ) принимает трафик данных от источника 212 данных для одного или нескольких обслуживаемых устройств UE. Процессор 220 обрабатывает (например, форматирует, кодирует, перемежает и осуществляет отображение символов) трафик данных и генерирует символы данных. Процессор 220 также генерирует и мультиплексирует символы пилот-сигнала с символами данных. В данном документе символ данных - это символ для данных, символ пилот-сигнала - это символ для пилот-сигнала, а «символ» обычно представляет собой комплексную величину. Символы данных и управляющие символы могут являться символами модуляции из схемы модуляции, например PSK или QAM. Пилот-сигнал - это данные, известные заранее как узлу В, так и UE.

Процессор 230 передаваемых данных MIMO осуществляет пространственную обработку символов данных и символов пилот-сигнала для передатчика. Процессор 230 может производить прямое MIMO-отображение, предварительное кодирование, формирование диаграммы направленности и т.д. Символ данных может посылаться с одной антенны для прямого MIMO-отображения или с нескольких антенн для предварительного кодирования и формирования диаграммы направленности. Процессор 230 выдает T потоков выходных символов на T передатчиков 232a-232t. Каждый передатчик 232 может осуществлять модуляцию (например, для OFDM, CDMA и т.д.) выходных символов с целью получения элементарных выходных сигналов («чипов»). Помимо этого каждый передатчик 232 обрабатывает (например, преобразует в аналоговую форму, фильтрует, усиливает и преобразует с повышением частоты) свои элементарные выходные сигналы («чипы») и генерирует сигнал нисходящей линии связи. T сигналов нисходящей линии связи передаются от передатчиков 232a-232t посредством T антенн 234a-234t соответственно.

В каждом из устройств UE 120 одна или несколько антенн 252 получают сигнал нисходящей линии связи от узла В 110. Каждая антенна 252 передает полученный сигнал на соответствующий приемник 254. Каждый приемник 254 обрабатывает (например, фильтрует, усиливает, преобразует с понижением частоты, преобразует в цифровую форму) полученный им сигнал в целях получения выборки. Каждый приемник 254 также может осуществлять демодуляцию (например, для OFDM, CDMA и т.д.) выборок для получения принятых символов.

Для одиночной антенны UE 120x детектор 260x данных производит распознавание данных (например, согласованную фильтрацию или коррекцию) для полученных символов и выдает оценки символов данных. Затем процессор 270x принятых данных (RX) обрабатывает (например, осуществляет обратное отображение, устраняет перемежение и декодирует символы) оценки символов данных и передает декодированные данные на приемник данных 272x. Для многоантенного UE 120y MIMO-детектор 260y производит MIMO-распознавание полученных символов и выдает оценки символов данных. Затем процессор 270y принятых данных (RX) обрабатывает оценки символов данных и передает декодированные данные на приемник 272y данных.

UE 120x и 120y могут посылать информацию обратной связи на узел В 110, который может использовать информацию обратной связи для планирования и осуществления передачи данных на UE. Информация обратной связи также может называться информацией о состоянии канала (CSI), информацией настройки линии и т.д. Как будет описано ниже, посредством информации обратной связи может передаваться информация различного типа. Для каждого UE блок обработки переданных сигналов 284 получает информацию обратной связи от контроллера/процессора 280 и обрабатывает информацию обратной связи в соответствии с выбранной схемой сигналов. Обработанная сигнальная информация модифицируется одним или несколькими передатчиками 254 и передается посредством одной или нескольких антенн 252. В узле B 110 сигналы восходящей линии связи от UE 120x и 120y принимаются антеннами 234a-234t, обрабатываются приемниками 232a-232t, а затем обрабатываются процессором 236 принятых сигналов с целью восстановления информации обратной связи, посланной UE. Планировщик 244 составляет расписание UE на передачу, например, на основании полученной информации обратной связи. Контроллер/процессор 240 управляет передачей данных на запланированные UE на основании полученной информации обратной связи.

Контроллеры/процессоры 240, 280x и 280y также могут управлять работой различных блоков обработки в узле B 110 и UE 120x и 120y соответственно. В запоминающих устройствах 242, 282x и 282y хранятся данные и коды программ для узла B 110 и UE 120x и 120y соответственно.

Узел B может поддерживать передачу данных с одним входом и одним выходом (SISO), одним входом и несколькими выходами (SIMO), несколькими входами и одним выходом (MISO), и/или несколькими входами и несколькими выходами (MIMO). «Один вход» означает наличие одной передающей антенны, а «несколько входов» означает наличие нескольких передающих антенн для передачи данных. «Один выход» означает наличие одной принимающей антенны, а «несколько выходов» означает наличие нескольких принимающих антенн для приема данных. В нисходящей линии связи несколько принимающих антенн может быть предназначено для одного или нескольких устройств UE. Узел B может также поддерживать однопользовательскую MIMO-систему (SU-MIMO) и многопользовательскую MIMO-систему (MU-MIMO). SU-MIMO относится к MIMO-передаче на одиночное устройство UE для заданного множества временных и частотных ресурсов. MU-MIMO относится к MIMO-передаче на несколько устройств UE для того же множества временных и частотных ресурсов. MU-MIMO также относится к множественному доступу с пространственным разделением (SDMA). Узел B может передавать данные посредством SU-MIMO для некоторых временных и частотных ресурсов (например, в некоторые временные интервалы), а также может передавать данные посредством MU-MIMO для некоторых других временных и частотных ресурсов (например, в некоторые другие временные интервалы). Узел B также может поддерживать пространственно-временное разнесение передачи (STTD), пространственно-частотное разнесение передачи (SFTD) и/или другие схемы передачи.

Узел B может осуществлять MIMO-передачу на одно или несколько устройств UE посредством прямого MIMO-отображения, предварительного кодирования или формирования диаграммы направленности. При прямом MIMO-отображении каждый поток данных отображается на разные передающие антенны. При предварительном кодировании потоки данных умножаются на матрицу предварительного кодирования и затем отсылаются на виртуальные антенны, сформированные матрицей предварительного кодирования. Каждый поток данных посылается со всех T передающих антенн. Предварительное кодирование позволяет использовать суммарную мощность передачи для каждой передающей антенны при передаче данных, независимо от числа посылаемых потоков. Предварительное кодирование также может включать распределение в пространстве, пространственно-временное скремблирование и т.д. При формировании диаграммы направленности потоки данных умножаются на матрицу направленности и направляются на конкретное UE. В целях внесения ясности в нижеследующем описании предполагается, что как для SU-MIMO, так и для MU-MIMO используется предварительное кодирование.

Узел B может осуществлять предварительное кодирование для MIMO-передачи на одно или несколько устройств UE, при этом

x=P s , (1)

где s - вектор символов данных для одного или нескольких обслуживаемых устройств UE, имеющий размерность S×1,

P - матрица предварительного кодирования, имеющая размерность T×S,

x - вектор (размерности Т×1) выходных символов, которые должен отослать узел В.

S - это число потоков данных, одновременно посылаемых на все обслуживаемые устройства UE. S может быть задано в виде 1≤S≤min {T, R} для SU-MIMO и в виде 1≤S≤T для MU-MIMO. Каждый символ данных вектора s умножается на соответствующий столбец матрицы P и отображается на все множество или некоторое подмножество T передающих антенн. В случае SU-MIMO предварительное кодирование может применяться для пространственного разделения S потоков данных, посылаемых одновременно на одиночное устройство UE. В случае MU-MIMO предварительное кодирование может применяться для пространственного разделения нескольких одновременно обслуживаемых устройств UE. Термины «предварительное кодирование» и «формирование диаграммы направленности» иногда используются взаимозаменяемо.

Поддержка предварительного кодирования может осуществляться различными способами. В одной из схем узел B поддерживает единственную матрицу предварительного кодирования T×T, которая может быть как известна, так и неизвестна UE, например, в зависимости от того, как посылаются символы пилот-сигнала. В другой схеме узел B поддерживает множество матриц предварительного кодирования T×T (например, 2, 4, 8, 16, 32, 64 и т.д.), известных UE. В этой схеме каждое устройство UE может выбирать такую матрицу предварительного кодирования из множества матриц предварительного кодирования, которая обеспечит хорошую производительность для данного устройства UE, и отослать выбранную матрицу предварительного кодирования на узел B. Матрица P может являться матрицей предварительного кодирования, выбранной обслуживаемым устройством UE, или может быть восстановлена узлом В на основе матриц и/или столбцов, выбранных устройством(-ами) UE. В обеих схемах каждое устройство UE может определить один или несколько столбцов известной или выбранной матрицы предварительного кодирования, обеспечивающих хорошую производительность, и может отослать выбранный(-ые) столбец(-цы) на узел В. Множество выбранных столбцов также называется «подмножеством антенн». В случае SU-MIMO, UE может выбрать S столбцов матрицы предварительного кодирования. В случае MU-MIMO, UE может выбрать L столбцов матрицы предварительного кодирования, где 1≤L<S. Как в случае SU-MIMO, так и в случае MU-MIMO, P содержит S столбцов, которые могут быть выбраны одним или несколькими обслуживаемыми устройствами UE или могут быть восстановлены узлом В на основе матриц и/или столбцов, выбранных устройством(-ами) UE. Узел В может посылать один или несколько потоков данных на каждое устройство UE с использованием одного или нескольких столбцов матрицы предварительного кодирования.

В случае SU-MIMO, MIMO-передача осуществляется на одиночное устройство UE. Символы, полученные для этого устройства UE, могут быть выражены как

y=H P s+n, (2)

где H - матрица (размерности R×T) отклика канала для UE,

y - вектор символов (размерности R×1), полученных для UE,

n - вектор шума (размерности R×1).

В случае MU-MIMO, MIMO-передача осуществляется на несколько устройств UE. Символы, полученные заданным i-м устройством UE, можно определить как

y _i= H _i P _i s _i+ n _i (3)

где s _i - вектор (размерности L×1) символов данных для i-го устройства UE,

P _i - подматрица (размерности T×L) матрицы предварительного кодирования P для i-го устройства UE,

H _i - матрица (размерности R×T) отклика канала для i-го устройства UE,

y _i - вектор символов (размерности R×1), полученных для i-го устройства UE,

n _i - вектор шума (размерности R×1) для i-го устройства UE.

L - это число потоков данных, посылаемых на i-е устройство UE. На несколько устройств UE, одновременно обслуживаемых посредством MU-MIMO, можно посылать одинаковое или разное число потоков данных. P _i является подматрицей P и может содержать L столбцов матрицы предварительного кодирования, выбранных i-м устройством UE. Узел B может посылать данные на несколько устройств UE, выбравших различные столбцы одной и той же матрицы предварительного кодирования P . В качестве альтернативы узел B может посылать данные на несколько устройств UE с использованием матрицы предварительного кодирования, восстановленной на основе матриц и/или столбцов, выбранных UE (например, матрицы с обращением в ноль незначимых коэффициентов). Как показано в формуле (4), шум, наблюдаемый i-м устройством UE, включает фоновый шум n и помехи от потоков данных, посланных на другие устройства UE.

Как в случае SU-MIMO, так и в случае MU-MIMO UE может восстанавливать свои потоки данных с использованием различных методик MIMO-обнаружения, например линейной минимальной среднеквадратичной ошибки (MMSE), обращения в ноль незначащих коэффициентов (ZF), последовательного подавления помех (SIC) и других способов, известных в технике. SIC включает восстановление одного потока данных единовременно, оценку помех, связанных с каждым восстановленным потоком данных, и подавление помехи до начала восстановления следующего потока. SIC может улучшить характеристики полученного сигнала для потоков данных, восстановленных позднее. В случае SU-MIMO, UE может осуществлять SIC для всех S потоков данных, посылаемых в MIMO-передаче. В случае MU-MIMO, UE может осуществлять SIC только для L потоков данных, посылаемых на это устройство UE. MU-MIMO устройство UE, как правило, не может восстанавливать потоки данных, посланные на другие устройства UE, и не смогло бы оценить и подавить помехи, связанные с этими потоками данных. Таким образом, MU-MIMO устройство UE может осуществлять (a) обнаружение с MMSE с целью восстановления своих L потоков данных или (b) SIC с целью подавления помех от L потоков данных для этого устройства UE и обнаружение с MMSE с целью подавления помех от S-L потоков данных для других устройств UE. UE может посылать информацию обратной связи на узел В. Информация обратной связи может включать:

- выбранную матрицу предварительного кодирования,

- один или несколько выбранных столбцов выбранной матрицы предварительного кодирования, и

- информацию CQI для всех потоков данных.

Информация CQI может выражать качество или скорость передачи полученного сигнала для всех потоков данных и/или другую информацию. Качество полученного сигнала может быть выражено количественно посредством отношения сигнал/шум (SNR), сигнал/шум-и-помехи (SINR), отношения мощности несущей к помехе (C/I) и т.д. В нижеследующем описании SNR используется для обозначения качества полученного сигнала. SNR потока данных может использоваться для выбора скорости потока данных. Скорость может указывать схему кодирования или кодовую скорость, схему модуляции, схему передачи, скорость передачи данных и другие используемые параметры для потока данных. Скорость также может называться схемой модуляции и кодирования (MCS).

Информация обратной связи позволяет узлу В осуществлять настройку MIMO-передачи для различных условий канала по нисходящей линии связи. Информация обратной связи для SU-MIMO может быть как такой же, так и отличной от информации обратной связи для MU-MIMO. Например, в случае если предварительное кодирование для SU-MIMO не производится, то отсутствует необходимость отсылки выбранной матрицы предварительного кодирования или одного, или нескольких выбранных столбцов. В качестве другого примера для SU-MIMO может использоваться одна матрица предварительного кодирования, тогда как для MU-MIMO может использоваться множество матриц предварительного кодирования. В этом случае отсутствует необходимость отсылки выбранной матрицы предварительного кодирования для SU-MIMO. В еще одном примере число имеющихся матриц предварительного кодирования для SU-MIMO может быть меньше, чем число имеющихся матриц предварительного кодирования для MU-MIMO. В еще одном примере для MU-MIMO может использоваться один вектор предварительного кодирования, тогда как для SU-MIMO может использоваться несколько векторов-столбцов матрицы предварительного кодирования. В этом случае служебная информация при передаче CQI по восходящей линии связи для MU-MIMO может иметь меньший объем, чем информация при передаче CQI по восходящей линии связи для SU-MIMO. Вообще говоря, служебная информация предварительного кодирования восходящей линии связи для SU-MIMO может иметь такой же, меньший или, возможно, больший объем, чем служебная информация предварительного кодирования для MU-MIMO.

Узел B может посылать сигнальную информацию для указания скорости/MCS, используемой для каждого потока данных. В сигнальной информации также может указываться матрица предварительного кодирования, используемая для передачи. Если способ предварительного кодирования пилот-сигнала отличается от способа предварительного кодирования данных, то узел B может передать матрицу предварительного кодирования, и UE может получить оценку предварительно кодированного отклика MIMO-канала посредством применения матрицы предварительного кодирования. В качестве альтернативы пилот-сигнал может быть предварительно закодирован тем же способом, что и данные; в этом случае передача используемой матрицы предварительного кодирования может быть необязательной.

В таблице 1 приведен список различных типов передаваемого сигнала, который может посылаться узлом В на UE, в зависимости от числа передающих антенн узла В и числа принимающих антенн UE. В случае одной передающей антенны, или T=1, узел B может осуществлять (a) SISO-передачу, если UE имеет одну принимающую антенну, или (b) SIMO-передачу, если UE имеет несколько принимающих антенн. В случае нескольких принимающих антенн, или T≥2, узел B может осуществлять (a) MIMO-передачу только на заданное устройство UE посредством SU-MIMO (или SU-MISO при R=1) или (b) MIMO-передачу на заданное устройство UE, а также на одно или несколько других устройств UE посредством MU-MIMO.

Таблица 1
	R=1	R≥2
T=1	SISO	SIMO
T≥2	SU-MIMO или MU-MIMO	SU-MIMO или MU-MIMO

SU-MIMO и MU-MIMO имеют несколько различных характеристик, относящихся к передаче и приему. В таблице 2 показаны некоторые различия между SU-MIMO и MU-MIMO. В таблице 2 T - это число передающих антенн узла B, R - число принимающих антенн на одном UE и M - максимальное число потоков данных для всех устройств UE.

Таблица 2
Характеристика	SU-MIMO	MU-MIMO
Число потоков на одно устройство UE	1≤S≤min {T, R}	1≤L≤min {T, R}
Максимальное число потоков	M=min {T, R}	M=T
Цель	Более высокая пиковая скорость для UE	Более высокая емкость сектора
Информация CQI	Имеется возможность выбора ранга, и для всех S потоков данных может применяться SIC	Нет возможности выбора ранга; SIC может применяться для L потоков данных, посылаемых на UE

В случае SU-MIMO данные посылаются только на одно устройство UE, при этом максимальное число потоков (M) равняется меньшей из величин T и R. Даже в случае, когда R≥T и MIMO-канал не относится к категории дефектных, наиболее высокая скорость, которая может использоваться для M потоков данных, определяется пространственными каналами (или собственными режимами) MIMO-канала для запланированного UE. Основная цель применения SU-MIMO может заключаться в увеличении пиковой скорости для обслуживаемого UE.

В случае MU-MIMO максимальное число потоков данных для всех устройств UE, внесенных в расписание, равняется T. Следовательно, в случае T>R, при использовании MU-MIMO может быть послано больше потоков данных, чем при использовании SU-MIMO. Кроме того, потоки данных для каждого запланированного устройства UE могут посылаться через более хорошие пространственные каналы, и для этих потоков может использоваться увеличенная скорость передачи. Также, в целях назначения пространственно совместимых устройств UE для осуществления передачи, может использоваться пространственное разнесение. Если не рассматривать служебные сигналы, то общая пропускная способность или мощность сектора для MU-MIMO представляет собой верхнюю границу мощности сектора для SU-MIMO. Основная цель применения MU-MIMO может заключаться в увеличении мощности сектора.

В случае SU-MIMO, UE может оценить отклик MIMO-канала, рассчитать различные матрицы предварительного кодирования, которые могут использоваться, определить ранг канала или число потоков данных (S), предназначенных для посылки на UE, и отправить информацию обратной связи на узел B. В информации обратной связи может передаваться выбранная матрица предварительного кодирования, определенные S столбцов выбранной матрицы предварительного кодирования, SNR или скорость для каждого потока данных и/или другая информация. Узел B может посылать S потоков данных на UE, используя S выбранных столбцов выбранной матрицы предварительного кодирования, на S скоростях, указанных в информации обратной связи.

В случае MU-MIMO, UE может оценить отклик своего MIMO-канала или MISO-канала, рассчитать различные матрицы предварительного кодирования, которые могут использоваться, и отправить информацию обратной связи на узел B. В информации обратной связи может передаваться выбранная матрица предварительного кодирования, один или более S столбцов выбранной матрицы предварительного кодирования, SNR или скорость для каждого потока данных и/или другая информация. Число передаваемых столбцов может быть фиксированным, например, может определяться числом антенн UE, или может равняться заранее определенному значению (например, единице). Узел B может выбирать пространственно разделяемые устройства UE на основании информации обратной связи, полученной от различных устройств UE, например от устройств UE, выбирающих различные столбцы одной и той же матрицы предварительного кодирования, или от устройств UE, выбирающих вектора-столбцы, имеющие низкие значения корреляции друг с другом. Узел B может затем отослать S потоков данных на эти устройства UE с использованием выбранных S столбцов выбранной матрицы предварительного кодирования или S восстановленных векторов-столбцов (например, векторов предварительного кодирования с обращением в ноль незначащих коэффициентов) на S скоростях, указанных в информации обратной связи.

Значения SNR потоков данных зависят от (a) величины мощности передачи, используемой для потоков данных, и (b) методик MIMO-обнаружения, используемых UE для восстановления потоков данных. Для заданной MIMO-передачи различные значения SNR могут быть получены с помощью методик MMSE, обращения в ноль незначащих коэффициентов и последовательного подавления помех (SIC). SU-MIMO устройство UE может осуществлять выбор рангов, а также может выбирать S потоков данных, максимизирующих пропускную способность для данного устройства UE. Выбор ранга может выполняться в предположении, что суммарная мощность передачи узла B распределена равномерно по S потокам данных. SU-MIMO устройство UE также может применять SIC и может достичь более высокого уровня SNR для потоков данных, восстанавливаемых позднее. Значения SNR или скорости, сообщаемые SU-MIMO устройством UE, могут увеличиться благодаря выбору ранга и/или проведению SIC. Для MU-MIMO устройства UE можно предположить, что суммарная мощность передачи узла B распределена равномерно по T потокам данных. MU-MIMO устройство UE может применять SIC только для L потоков данных, посылаемых на данное устройство UE. Значения SNR или скорости, сообщаемые MU-MIMO устройством UE, не могут увеличиться благодаря выбору ранга и могут, но не обязательно, увеличиться благодаря проведению SIC.

В целом, SU-MIMO устройство UE может генерировать CQI-информацию в предположении, что данные посылаются только на это устройство UE для заданного множества временных и частотных ресурсов. При генерации CQI-информации SU-MIMO устройство UE может использовать выбор ранга, SIC и/или использовать другие методики, основывающиеся на передаче на одиночное устройство UE. MU-MIMO устройство UE может генерировать CQI-информацию в предположении, что данные посылаются на это и другие устройства UE для одного и того же множества временных и частотных ресурсов. При генерации CQI-информации MU-MIMO устройство UE может избегать использования методик (например, выбор ранга, SIC и т.д.), основывающихся на передаче на одиночное устройство UE.

При одновременной поддержке SU-MIMO и MU-MIMO может существовать неоднозначность в интерпретации CQI-информации, полученной от UE. CQI-информация может зависеть от предположений и методик MIMO-обнаружения, используемых UE. Например, значения SNR, рассчитанные UE при выборе ранга и проведении SIC, могут сильно отличаться от значений SNR, рассчитанных UE без выбора ранга или проведения SIC. Высокая производительность может быть достигнута, когда узел B передает данные со скоростью, допускающей восстановление потоков данных. Если UE вычисляет значения SNR в предположении, что имеет место SU-MIMO (например, с выбором ранга и проведением SIC), и при этом узел В передает данные на это устройство UE посредством MU-MIMO, то скорости, используемые для потоков данных, могут быть слишком высокими, следствием чего может быть повышение количества ошибок при передаче пакетов. И наоборот, если UE вычисляет значения SNR в предположении, что имеет место MU-MIMO (например, без выбора ранга и проведения SIC), и при этом узел В передает данные на это устройство UE посредством SU-MIMO, то скорости, используемые для потоков данных, могут быть слишком низкими, в результате чего пропускная способность канала может быть недоиспользована.

В одном из аспектов UE разделены на группу SU-MIMO и группу MU-MIMO. Каждое устройство UE может быть отнесено к группе SU-MIMO или группе MU-MIMO. В одном из вариантов все устройства UE в соте или секторе могут быть отнесены к группе SU-MIMO в один момент времени и к группе MU-MIMO в другой момент времени. Узел B обслуживает только одно устройство UE из группы SU-MIMO на заданном множестве временных и частотных ресурсов. Узел B может одновременно обслуживать несколько устройств UE из группы MU-MIMO на заданном множестве временных и частотных ресурсов.

Классификация UE по группам может базироваться на различных критериях. UE может быть классифицировано по числу передающих антенн (T) и числу принимающих антенн (R). Например, если узел В имеет четыре передающих антенны, то UE с четырьмя (или двумя) принимающими антеннами может быть отнесено к группе SU-MIMO, а UE с одной (или двумя) принимающими антеннами, то оно может быть отнесено к группе MU-MIMO. UE с числом антенн, меньшим T, может быть отнесено к группе MU-MIMO с тем, чтобы узел В мог передавать вплоть до R потоков данных на данное устройство UE и T-R потоков данных на остальные устройства UE. UE также может быть классифицировано по своим требованиям к данным. UE, требующие высоких пиковых значений скорости передачи или имеющие большие объемы данных с неравномерной дискретизацией, могут быть отнесены к группе SU-MIMO. UE с низкоскоростными аналоговыми данными (например, голосовыми) или с данными, устойчивыми к задержке (например, фоновая загрузка), может быть отнесено к группе MU-MIMO.

UE также может быть классифицировано на основании числа устройств UE в секторе и/или на основании загрузки сектора. Например, в случае наличия небольшого числа устройств UE многие или все устройства UE могут быть отнесены к группе SU-MIMO. И наоборот, в случае наличия большого числа устройств UE многие или все устройства UE могут быть отнесены к группе MU-MIMO. При небольшой загрузке сектора больше устройств UE может быть отнесено к группе SU-MIMO. И наоборот, при сильной загрузке сектора больше устройств UE может быть отнесено к группе MU-MIMO.

UE также может быть классифицировано на основании целевых показателей сектора. Мощность сектора может быть увеличена за счет отнесения большего количества устройств UE к группе MU-MIMO. Однако, в целях соответствия требованиям к качеству сервиса (QoS) UE, определенные устройства UE могут быть отнесены к группе MU-MIMO, и определенные устройства UE могут быть отнесены к группе SU-MIMO. В таблице 3 в качестве примера приведены некоторые правила классификации для вышеописанных критериев. В целом, UE может быть классифицировано по любому критерию или комбинации критериев. Правила классификации могут быть статичными или меняться с течением времени, например, при изменениях в секторе.

Таблица 3
Критерий	Классификация
Число