Распределение ресурсов для поддержки однопользовательских и многопользовательских mimo-передач

Распределение ресурсов для поддержки однопользовательских и многопользовательских mimo-передач

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящая заявка притязает на приоритет предварительной заявки США № 60/784,838, поданной 20-го марта 2006г., и № 60/785,687, поданной 24-го марта 2006г., обе под заглавием "Способ и система для группирования ресурсов для поддержки сосуществования однопользовательского MIMO и SDMA", права на которые переданы настоящему заявителю и которые включены в настоящий документ посредством ссылки.

Область техники

Настоящее раскрытие относится к связи и, в частности, к способам для передачи данных в системе беспроводной связи.

Уровень техники

Системы беспроводной связи повсеместно внедряются для предоставления различных услуг связи, таких как голосовая связь, передача пакетных данных, широковещательная рассылка, передача сообщений и т.п. Эти системы могут представлять собой системы множественного доступа, которые способны поддерживать связь для множества пользователей путем использования общих доступных системных ресурсов, например полосы пропускания и мощности передачи. Примеры таких систем множественного доступа включают в себя системы Множественного Доступа с Кодовым Разделением (Code Division Multiple Access, CDMA), системы Множественного Доступа с Временным Разделением (Time Division Multiple Access, TDMA), системы Множественного Доступа с Частотным Разделением (Frequency Division Multiple Access, FDMA), а также системы Множественного Доступа с Ортогональным Частотным Разделением (Orthogonal FDMA, OFDMA).

Беспроводная система множественного доступа включает в себя Узлы B (Node B, или базовая станция), которые могут осуществлять связь с пользовательским оборудованием (User Equipment, UE). Каждое UE может осуществлять связь с одним или более Node B путем передач по нисходящей линии связи и восходящей линии связи. Термин нисходящая линия связи (или прямая линия связи) обозначает линию связи от Node B к UE, а термин восходящая линия связи (или обратная линия связи) обозначает линию связи от UE к Node B.

Беспроводная система множественного доступа может поддерживать передачу с Множеством Входов и Множеством Выходов (Multiple-Input Multiple-Output, MIMO) по нисходящей линии связи и/или восходящей линии связи. Для нисходящей линии связи Node B может выполнять MIMO-передачу с множества (T) передающих антенн в Node B на множество (R) приемных антенн в одном или более UE. MIMO-канал, формируемый T передающими антеннами и R приемными антеннами, может быть разложен на C пространственных каналов, где C ≤ min{T, R}. Каждый из C пространственных каналов соответствует размеру. Лучшая производительность (например, более высокая пропускная способность и/или надежность) может быть достигнута путем применения дополнительных размерностей, создаваемых множеством передающих и приемных антенн.

Соответственно, существует необходимость в способах для эффективной поддержки MIMO-передачи в беспроводной системе множественного доступа.

Сущность изобретения

Описаны способы для поддержки MIMO-передачи одному пользователю, а также множеству пользователей. Термины "пользователь" и "пользовательское оборудование" ("UE") используются в настоящем документе как взаимозаменяемые. В одном аспекте настоящего изобретения пользователи классифицируются на множество групп, содержащих первую группу и вторую группу. Первая группа может включать в себя пользователей, планирование которых должно быть выполнено по отдельности для MIMO-передачи. Вторая группа может включать в себя пользователей, планирование которых для MIMO-передачи может быть выполнено совместно. Ресурсы передачи могут быть распределены первой и второй группам. Ресурсы передачи могут включать в себя чередования Гибридной Автоматической Повторной Передачи (Hybrid Automatic Retransmission, HARQ), частотные каналы, частотно-временные ресурсы и т.п. Распределение ресурсов может быть основано на различных критериях, таких как количество пользователей в каждой группе, требования пользователей в части данных, общая нагрузка для каждой группы и т.п. Распределение ресурсов может быть полустатическим, и ресурсы передачи могут быть перераспределены при изменении условий работы. Ресурсы передачи, распределяемые каждой группе, используются для передачи данных по нисходящей линии связи и/или восходящей линии связи для пользователей в этой группе. В одном варианте осуществления HARQ с запиранием используется для передачи данных для пользователей в первой группе, а HARQ без запирания используется для передачи данных для пользователей во второй группе.

Различные аспекты и отличительные признаки раскрытия более подробно описаны ниже.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - иллюстрация беспроводной системы связи множественного доступа;

Фиг.2 - структурная схема одного Node B и двух UE;

Фиг.3 - иллюстрация передачи HARQ по нисходящей линии связи;

Фиг.4A - иллюстрация передачи HARQ для множества потоков данных с запиранием;

Фиг.4B - иллюстрация передачи HARQ для множества потоков данных без запирания;

Фиг.5 - иллюстрация структуры чередования HARQ;

Фиг.6 - иллюстрация распределения чередований HARQ на SU-MIMO и MU-MIMO;

Фиг.7A и 7B - иллюстрация двух структур поднесущих;

Фиг.8 - иллюстрация распределения ресурсов по частоте;

Фиг.9 - иллюстрация процесса для распределения ресурсов передачи группам пользователей;

Фиг.10 - иллюстрация устройства для распределения ресурсов передачи группам;

Фиг.11 - иллюстрация процесса, выполняемого для пользователя для передачи данных;

Фиг.12 - иллюстрация устройства для передачи данных.

Подробное описание

Описанные в настоящем документе способы могут использоваться для систем с одной несущей, а также для систем с множеством несущих. Данные способы могут использоваться для MIMO-передач по нисходящей линии связи, а также по восходящей линии связи. Для простоты изложенное ниже описание приведено для передачи данных по нисходящей линии связи.

Фиг.1 представляет собой иллюстрацию системы 100 беспроводной связи с множественным доступом, содержащей множество Node B 110. Node B, как правило, представляет собой стационарную станцию, которая осуществляет связь с множеством UE. На Node B также могут ссылаться как на базовую станцию, точку доступа, усовершенствованный Узел В (Enhanced Node B, eNode B) и т.п. Каждый Node B 110 обеспечивает покрытие связи для определенной географической зоны. Термин "ячейка" может обозначать Node B и/или его зону покрытия в зависимости от контекста, в котором используется данный термин. Для увеличения пропускной способности системы зоны покрытия Node B может быть разделена на множество меньших областей, например на три меньшие области. Каждая меньшая область может обслуживаться соответствующей Подсистемой Базового Приемопередатчика (Base Transceiver Subsystem, BTS). Термин "сектор" может обозначать BTS и/или еe зону покрытия в зависимости от контекста, в котором используется данный термин. Для секционированной ячейки подсистемы BTS для всех секторов данной ячейки, как правило, совмещены в Node B для этой ячейки.

Множество UE 120 могут быть рассеяны по всей системе. UE может быть стационарным или мобильным. На UE также ссылаются как на Мобильную Станцию (Mobile Station, MS), Мобильное Оборудование (Mobile Equipment, ME), терминал, терминал доступа, станцию (Station, STA) и т.д. UE может представлять собой сотовый телефон, персональный цифровой секретарь (Personal Digital Assistant, PDA), беспроводной модем, устройство беспроводной связи, абонентскую установку и т.п.

Системный контроллер 130 может быть соединен с множеством Node B 110 и обеспечивать координацию и управление для этих Node B. Системный контроллер 130 может представлять собой единый сетевой объект или совокупность сетевых объектов.

Фиг.2 представляет собой структурную схему одного Node B 110 и двух UE 120x и 120y в системе 100. Node B 110 снабжен множеством (T>1) антенн 234a~234t. UE 120s снабжено одной (R=1) антенной 252x. UE 120y снабжено множеством (R>1) антенн 252a~252r. Каждая антенна может представлять собой физическую антенну или антенную решетку.

В Node B 110 процессор 220 данных передачи принимает данные потока обмена из источника 212 данных для одного или более обслуживаемых UE. Процессор 220 обрабатывает (например, форматирует, кодирует, перемежает и выполняет сопоставление символов) данные потока обмена и генерирует символы данных. Процессор 220 также генерирует и мультиплексирует символы пилот-сигнала с символами данных. В использованном здесь значении символ данных является символом для данных, а символ пилот-сигнала является символом для пилот-сигнала, причем символ, как правило, является комплексной величиной. Символы данных и символы пилот-сигнала могут представлять собой символы, модулированные по схеме модуляции, такой как фазовая манипуляция (Phase-Shift Keying, PSK) или квадратурная модуляция (Quadrature Amplitude Modulation, QAM). Пилот-сигнал представляет собой данные, которые априори известны как Node B, так и UE.

Процессор 230 MIMO-передачи выполняет пространственную обработку данных и пилот-символов. Процессор 230 также может выполнять прямое сопоставление MIMO, предварительное кодирование, формирование луча и т.п. Символ данных может быть передан с одной антенны для прямого сопоставления MIMO или с множества антенн для предварительного кодирования и формирования луча. Процессор 230 предоставляет T выходных потоков символов в T передатчиков 232a~232t. Каждый передатчик 232 может выполнять модуляцию (например, для OFDM, CDMA и т.п.) своих выходных символов, чтобы получить выходные элементарные сигналы. Каждый передатчик 232 дополнительно обрабатывает (например, преобразует в аналоговую форму, усиливает, фильтрует и преобразует с повышением частоты) свои выходные элементарные сигналы и генерирует сигнал нисходящей линии связи. T сигналов нисходящей линии связи из передатчиков 232a~232t передаются с T антенн 234a~234t соответственно.

В каждом UE 120 одна или множество антенн 252 принимают сигналы нисходящей линии связи из Node B 110. Каждая антенна 252 предоставляет принятый сигнал в соответствующий приемник 254. Каждый приемник 254 обрабатывает (например, выполняет фильтрацию, усиление, преобразование с понижением частоты и оцифровку) своих принятых сигналов, чтобы получить выборки. Каждый приемник 254 также может выполнять демодуляцию (например, для OFDM, CDMA и т.п.) выборок, чтобы получить принятые символы.

В UE 120x с одной антенной детектор 260x данных выполняет детектирование данных (например, согласованную фильтрацию или выравнивание) принятых символов и предоставляет оценки символов данных. Процессор 270x данных приема тогда обрабатывает (например, выполняет обратное сопоставление символов, обратное перемежение и декодирование) оценок символов данных и предоставляет декодированные данные в приемник 272x данных. В UE 120y с множеством антенн MIMO-детектор 260y выполняет MIMO-детектирование принятых символов и предоставляет оценки символов данных. Процессор 270y данных приема тогда обрабатывает оценки символов данных и предоставляет декодированные данные в приемник 272y данных.

UE 120x и 120y могут передавать данные потока обмена и/или информацию обратной связи по восходящей линии в Node B 110. На информацию обратной связи также могут ссылаться как на Информацию Состояния Канала (Channel State Information, CSI), Информацию Адаптации Линии (Link Adaptation Information) и т.п. Информация обратной связи может нести различные типы информации, такие как матрица предварительного кодирования, выбранная из набора матриц предварительного кодирования, один или более столбцов выбранной матрицы предварительного кодирования, оценку Отношения Сигнал/Шум (Signal-to-Noise Ratio, SNR) или скорость для каждого потока данных и т.п. Node B может использовать информацию обратной связи для планирования и передачи данных в множество UE.

В каждом UE 120s данные потока обмена из источника 292 данных и информация обратной связи из контроллера/процессора 280 обрабатываются процессором 294 данных передачи, дополнительно обрабатываются процессором 296 MIMO-передачи (если применимо), модифицируются одним или более передатчиками 254 и передаются посредством одной или более антенн 252. В Node B 110 сигналы восходящей линии связи из UE 120x и 120y принимаются антеннами 234a~234t, обрабатываются приемниками 232a~232t и дополнительно обрабатываются MIMO-детектором 236 и процессором 238 данных приема, чтобы восстановить данные потока обмена и информацию обратной связи, переданные множеством UE.

Контроллер/процессор 240 и/или планировщик 244 могут классифицировать множество UE на множество групп и могут распределить ресурсы передачи на каждую группу, как описано ниже. В зависимости от конструкции системы ресурсы передачи могут быть количественно определены по времени, частоте, пространству, коду, мощности передачи и т.п. либо по любой комбинации перечисленных. Планировщик 244 также планирует передачу множества UE, например, на основании принятой информации обратной связи. Контроллер/процессор 240 управляет передачей данных (от/в) для планированных UE на основании принятой информации обратной связи.

Контроллеры/процессоры 240, 280x и 280y могут также управлять работой различных блоков обработки в Node B 110 и UE 120x и 120y соответственно. Памяти 242, 282x и 282y хранят данные и программные коды для Node B 110 и UE 120x и 120y соответственно.

Node B может поддерживать передачи по схемам Один Вход Один Выход (Single-Input Single-Output, SISO), Один Вход Множество Выходов (Single-Input Multiple-Output, SIMO), Множество Входов Один Выход (Multiple-Input Single-Output, MISO) и/или Множество Входов Множество Выходов (Multiple-Input Multiple-Output, MIMO). Термин Один Вход относится к одной передающей антенне, а термин Множество Входов относится к множеству передающих антенн для передачи данных. Термин Один Выход относится к одной приемной антенне, а термин Множество Выходов относится к множеству приемных антенн для приема данных. В случае нисходящей линии связи множество передающих антенн находятся в Node B, а множество приемных антенн могут быть в одном или более UE. В случае восходящей линии связи множество передающих антенн могут быть в одном или более UE, а множество приемных антенн находятся в Node B. Node B может также поддерживать Пространственно-Временное Разнесение Передачи (Space-Time Transmit Diversity, STTD), Пространственно-Частотное Разнесение Передачи (Space-Frequency Transmit Diversity, SFTD) и/или другие схемы передачи.

Node B может поддерживать однопользовательскую схему MIMO (Single-User MIMO, SU-MIMO) и многопользовательскую схему MIMO (Multi-User MIMO, MU-MIMO). SU-MIMO относится к MIMO-передаче в/от одного UE по набору ресурсов передачи. MU-MIMO относится к MIMO-передаче в/от множества UE по тому же набору ресурсов передачи. На схему MU-MIMO также ссылаются как на Множественный Доступ с Пространственным Разделением (Spatial Division Multiple Access, SDMA). Как описано ниже, для каждой линии связи Node B может поддерживать SU-MIMO на некоторых ресурсах передачи, а также поддерживать MU-MIMO на некоторых других ресурсах передачи.

Множество UE может быть классифицировано на группу SU-MIMO и группу MU-MIMO. Node B может обслуживать одно UE в группе SU-MIMO на наборе ресурсов передачи и одновременно обслуживать множество UE в группе MU-MIMO на наборе ресурсов передачи. Классификация множества UE может быть основана на различных критериях, таких как количество антенн в Node B, количество антенн в UE, количество UE, загрузка сектора в Node B, требования UE в части данных, долгосрочные статистические данные канала и т.п. В одном конкретном варианте осуществления множество UE классифицируется на основании конфигурации передачи/приема, например, как показано в Таблице 1.

Таблица 1
	R=1	R=2	R=4
T=2	MU-MIMO	SU-MIMO	SU-MIMO
T=4	MU-MIMO	MU-MIMO	SU-MIMO

Конфигурация T×R обозначает T передающих антенн в Node B и R приемных антенн в UE. Приведенные в Таблице 1 шесть конфигураций могут поддерживаться по следующему принципу:

2×1- поддерживаются два UE с одним потоком данных на каждое UE,

2×2- поддерживается одно UE с двумя потоками данных для этого UE,

2×4- поддерживается одно UE с двумя потоками данных для этого UE,

4×1- поддерживаются четыре UE с одним потоком данных на каждое UE,

4×2- поддерживаются два UE с двумя потоками данных на каждое UE,

4×4- поддерживается одно UE с четырьмя потоками данных для этого UE.

UE также могут классифицироваться по другим схемам. Классификация может быть полустатической и может обновляться, например, на основании заполнения UE, предпочтений UE, требований UE, состояния канала, загрузки сектора и т.п.

Node B может выполнять MIMO-передачу в одно или более UE, используя прямое сопоставление MIMO, предварительное кодирование, формирование луча и т.п. При прямом сопоставлении MIMO каждый поток данных сопоставляется отдельной передающей антенне. При предварительном кодировании поток данных перемножается с матрицей предварительного кодирования и передается по виртуальным антеннам, формируемым посредством матрицы предварительного кодирования. Матрица предварительного кодирования может представлять собой матрицу Адамара, матрицу Фурье или некоторую другую матрицу. Каждый поток данных передается из всех T передающих антенн с предварительным кодированием. Предварительное кодирование позволяет использовать для передачи данных общую мощность передачи для каждой передающей антенны независимо от количества передаваемых потоков данных. Предварительное кодирование также может включать в себя пространственное разнесение, пространственно-временное скремблирование и т.п. При формировании луча потоки данных перемножаются с матрицей формирования луча и направляются к конкретным приемным антеннам, например, в одном или более UE.

Как для схемы SU-MIMO, так и для схемы MU-MIMO UE может восстанавливать свои потоки данных, используя различные известные способы MIMO-детектирования, такие как линейная Минимальная Среднеквадратичная Ошибка (Linear Minimum Mean Square Error, MMSE), обращение в ноль незначащих элементов (Zero-Forcing, ZF), Последовательное Подавление Помех (Successive Interference Cancellation, SIC) и т.п. Для SIC UE восстанавливает потоки данных по одному за раз, оценивает помехи из-за каждого восстановленного потока данных и подавляет помехи до восстановления следующего потока. SIC может повысить значение SNR для потоков данных, которые восстанавливаются позже. Для схемы SU-MIMO UE также может быть в состоянии выполнить SIC для всех потоков данных, передаваемых по MIMO-передаче в это UE. Для схемы MU-MIMO UE может быть в состоянии выполнить SIC только для потоков данных, передаваемых в это UE. UE, действующее по схеме MU-MIMO, как правило, не может восстанавливать потоки данных, передаваемые в другие UE, и оно не сможет выполнить оценку и подавить помехи, возникающие из-за этих потоков данных. UE, действующее по схеме MU-MIMO, может выполнить (a) детектирование MMSE, чтобы восстановить свои потоки данных, или (b) детектирование MMSE с SIC (или MMSE-SIC), чтобы подавить помехи от потоков данных для этого UE, и детектирование MMSE, чтобы подавить помехи от потоков данных для других UE.

Система может поддерживать HARQ, выполняемое по способу отслеживаемого комбинирования, инкрементальной избыточности и т.п. При HARQ передатчик выполняет передачу для пакета и далее может выполнить одну или более повторных передач до тех пор, пока пакет не будет корректно декодирован приемником или пока не будет достигнуто максимальное количество повторных передач или пока не будет достигнуто некоторое другое условие завершения. HARQ может повысить надежность передачи данных.

Фиг.3 иллюстрирует пример передачи HARQ по нисходящей линии связи. Node B обрабатывает пакет A и передает этот пакет в течение Временного Интервала Передачи (Transmission Time Interval, TTI) T₁. TTI может иметь любую длительность, и, как правило, он зависит от конструкции системы. Например, TTI может иметь длительность 1 мс, 2 мс, 5 мс, 10 мс или любую другую длительность. UE принимает передачу, декодирует некорректный пакет A и передает Неподтверждение Приема (Negative Acknowledgement, NAK) в течение TTI T₂. Node B принимает NAK и повторно передает пакет A в течение TTI T₃. UE принимает повторную передачу, декодирует пакет A на основании исходной передачи и повторной передачи и передает NAK в течение TTI T₄, если данный пакет декодируется с ошибкой. Node B принимает NAK и повторно передает пакет A в течение TTI T₅. UE принимает вторую повторную передачу, декодирует пакет A на основании исходной передачи и двух повторных передач и передает Подтверждение Приема (Acknowledgement, ACK) в течение TTI T₆, если данный пакет декодируется корректно. Тогда Node B обрабатывает и передает следующий пакет B по той же схеме, что и для пакета A.

Процесс HARQ относится ко всем передачам и повторным передачам (если таковые имеют место) пакета. Процесс HARQ может быть начат тогда, когда доступны ресурсы передачи, и он может быть завершен после первой передачи или после одной или более последующих повторных передач. На Фиг.3 процесс HARQ для пакета A начинается в TTI T₁ и завершается в TTI T₅. Процесс HARQ для пакета B начинается в TTI T₇ после завершения процесса HARQ для пакета A. Процесс HARQ может иметь переменную длительность, которая зависит от результата декодирования в приемнике. Пакеты могут передаваться так, чтобы их процессы HARQ завершались при достижении целевого количества повторных передач и при целевой Частоте Ошибок Пакетной Передачи (Packet Error Rate, PER).

На нисходящей линии связи Node B может одновременно передавать S потоков данных в MIMO-передаче в одно или более UE. S может быть задано так, чтобы выполнялось условие 1≤S≤ min {T, R} для SU-MIMO и условие 1≤S≤T для MU-MIMO. S потоков данных могут быть переданы, используя независимые процессы HARQ. Каждый пакет для каждого потока данных может передаваться путем только одной передачи или одной передачи и одной или более повторных передач до тех пор, пока пакет не будет корректно декодирован. Время завершения может быть различным для различных пакетов, передаваемых по S потокам данных. Когда поток данных завершает свой процесс HARQ, новый процесс HARQ может быть начат либо сразу, либо через некоторое время, когда процессы HARQ для всех других потоков данных завершатся.

Фиг.4A представляет собой иллюстрацию передачи HARQ для множества (S>1) потоков данных с запиранием, на что также ссылаются как на стратегию запирания. HARQ с запиранием обозначает схему, при которой процессы HARQ начинаются в одно и то же время и период ожидания до начала новых процессов HARQ длится до тех пор, пока все процессы HARQ не будут завершены.

В примере с Фиг.4A S процессов HARQ начинаются в TTI T₁ для S пакетов 1A~SA для S потоков данных. Первые передачи для этих S пакетов выполняются в течение TTI T₁. Пакет 1A декодируется с ошибкой, пакет 2A декодируется корректно и т.д., и пакет SA декодируется с ошибкой. Тогда поток 2 данных запирается и для потока 2 данных передачи не выполняются до тех пор, пока процессы HARQ для всех других потоков данных не будут завершены. Первые повторные передачи для пакетов 1A, SA и, возможно, других пакетов передаются в TTI T₃. Пакет 1A все так же декодируется с ошибкой и т.д., а пакет SA декодируется корректно. Тогда поток S данных запирается до тех пор, пока не будут завершены остальные процессы HARQ. Вторые повторные передачи для пакетов 1A и, возможно, других пакетов передаются в TTI T₅. В данном примере пакет 1A и все ожидающие пакеты декодируются корректно после второй повторной передачи и их процессы HARQ завершаются в TTI T₅. Тогда S новых процессов HARQ начинаются в TTI T₇ для S новых пакетов 1B~SB. Первые передачи для этих S пакетов выполняются в течение TTI T₇.

Фиг.4B представляет собой иллюстрацию передачи HARQ для множества (S>1) потоков данных без запирания, на что также ссылаются как на стратегию без запирания. HARQ без запирания обозначает схему, при которой новый процесс HARQ начинается непосредственно после того, как завершается ожидающий процесс HARQ.

В примере с Фиг.4B S процессов HARQ начинаются в TTI T₁ для S пакетов 1A~SA, и первые передачи для этих S пакетов выполняются в течение TTI T₁. Пакет 1A декодируется с ошибкой, пакет 2A декодируется корректно и т.д., и пакет SA декодируется с ошибкой. Новый процесс HARQ начинается для пакета 2B на потоке 2 данных. Первые повторные передачи для пакетов 1A, SA и, возможно, других пакетов, а также первая передача для пакета 2B выполняются в течение TTI T₃. Пакет 1A все также декодируется с ошибкой, пакет 2B декодируется корректно и т.д., и пакет SA декодируется корректно. Новый процесс HARQ начинается для пакета 2C на потоке 2 данных, и еще один новый процесс HARQ начинается для пакета SB на потоке S данных. Вторые повторные передачи для пакетов 1A и, возможно, других пакетов, а также первые передачи для пакетов 2C и SB выполняются в течение TTI T₅. Пакет 1A декодируется корректно, пакет 2C декодируется с ошибкой и т.д., и пакет SB также декодируется с ошибкой. Новый процесс HARQ начинается для пакета 1B на потоке 1 данных. Передача для пакета 1B, а также для первых повторных передач для пакетов 2C, SB и, возможно, других пакетов выполняется в течение TTI T₇.

Как показано на Фиг.4A и 4B, HARQ без запирания может обеспечить большую пропускную способность по сравнению с HARQ с запиранием. Это происходит из-за того, что в схеме HARQ без запирания не используются все ресурсы передачи, когда процессы HARQ для S потоков данных завершаются в различные моменты времени. Тем не менее, схема HARQ без запирания может обеспечить некоторые преимущества, такие как простота планирования передачи, простота управления HARQ, более гибкий выбор ранга и т.п. Выбор ранга относится к выбору конкретного количества потоков данных, которые должны быть переданы, на основании состояния канала. Если потеря в пропускной способности вследствие запирания имеет небольшое значение, то для MIMO-передачи может быть желательным использовать схему HARQ без запирания. В любом случае в передаче SU-MIMO может быть неизбежным использовать схему HARQ с запиранием, когда планировщик Node B хочет изменить одно UE, присвоенное заданному ресурсу, на другое UE, сохраняя передачу одного UE.

Node B может динамическим образом планировать передачу UE в группах SU-MIMO и MU-MIMO на основании различных факторов, таких как пропускная способность сектора (для чего предпочтительней MU-MIMO), высокая пиковая пропускная способность (для чего предпочтительней SU-MIMO), требования в части данных, требования качества обслуживания (Quality of Service, QoS), загрузка сектора, критерий пропорциональной равнодоступности и т.п. Например, Node B может планировать передачу множества UE для передачи MU-MIMO, далее одного UE для передачи SU-MIMO, далее множества UE для передачи MU-MIMO и т.д.

Динамическое планирование передачи UE по схеме SU-MIMO и схеме MU-MIMO может привести к растрате ресурсов передачи, когда для MU-MIMO передачи множеству UE используется HARQ, поскольку процессы HARQ для этих UE могут завершаться в различные моменты времени. При передаче одному UE по схеме SU-MIMO процессы HARQ для этого UE могут завершаться достаточно близко друг за другом или в различные моменты времени в зависимости от способа MIMO-детектирования, используемого оборудованием UE. Различие в моментах завершения процессов HARQ может привести к растрате ресурсов передачи, когда происходит переключение между SU-MIMO и MU-MIMO. Например, при переключении с MU-MIMO на SU-MIMO Node B должен ожидать, пока не будут завершены процессы HARQ для всех UE, действующих по схеме MU-MIMO. Node B может запирать ресурсы передачи для каждого процесса HARQ, который завершается раньше. В зависимости от целевого количества повторных передач и целевого значения PER эта растрата ресурсов передачи может привести к значительной потере пропускной способности.

В одном аспекте настоящего изобретения доступные для передачи данных ресурсы распределяются на группы SU-MIMO и MU-MIMO. Распределение ресурсов может быть выполнено различными способами, которые зависят от того, каким образом задаются ресурсы передачи, например посредством времени или посредством времени и частоты. Распределение ресурсов также может быть основано на различных критериях, таких как количество UE в каждой группе, требования UE в части данных и QoS и т.д. Ниже описаны несколько схем для распределения ресурсов передачи. UE в каждой группе обслуживаются, используя ресурсы передачи, распределенные данной группе.

Фиг.5 представляет собой иллюстрацию структуры 500 чередования HARQ, которая может использоваться для передачи HARQ. Временная шкала может быть разбита на единицы TTI, которые впоследствии могут быть пронумерованы. Каждый TTI может иметь любую длительность, которая может быть фиксированной или конфигурируемой.

Могут быть заданы M чередований HARQ, где M может иметь любое значение. Например, M может быть равно четырем, шести или любому другому значению. Каждое чередование HARQ покрывает ряд TTI, которые разделены друг от друга M интервалами TTI (не считая времени, выделенного для служебной информации). M чередований HARQ охватывают ряд TTI, которые разнесены друг от друга. Например, чередование 1 HARQ может охватывать интервалы TTI 1, M+1 и т.д., чередование 2 HARQ может охватывать интервалы TTI 2, M+2 и т.д., а чередование M HARQ может охватывать интервалы TTI M, 2M и т.д.

Каждый процесс HARQ может выполнять передачу только по одному чередованию HARQ, и передача через другие чередования HARQ невозможна. Набор из одного или более процессов HARQ может быть активен на каждом чередовании HARQ в заданном TTI в зависимости от количества пакетов, одновременно передаваемых по схеме MIMO. M различных наборов процессов HARQ могут быть переданы по M чередованиям HARQ. Эти M наборов могут включать в себя одинаковое или различное количество процессов HARQ.

M чередований HARQ можно рассматривать как ресурсы передачи, которые могут быть назначены группам SU-MIMO и MU-MIMO. В целом, каждой группе может быть назначено любое количество процессов HARQ и любое одно чередование из M чередований HARQ. Каждое чередование HARQ может быть назначено либо группе SU-MIMO, либо группе MU-MIMO.

Фиг.6 представляет собой иллюстрацию распределения чередований HARQ группам SU-MIMO и MU-MIMO. В этом примере L чередований HARQ 1~L назначаются группе SU-MIMO, а остальные M-L чередований HARQ L+1 ~ M назначаются группам MU-MIMO.

Множество UE в группе SU-MIMO могут обслуживаться, используя чередования HARQ 1~L. Например, чередование 1 HARQ может использоваться для одного UE, действующего по схеме SU-MIMO, чередование 2 HARQ может использоваться для другого UE, действующего по схеме SU-MIMO и т.д., а чередование L HARQ может использоваться для еще одного другого UE, действующего по схеме SU-MIMO. Для заданного UE, действующего по схеме SU-MIMO, может использоваться более одного чередования HARQ. Действующие по схеме SU-MIMO оборудования UE количеством до L могут обслуживаться посредством L чередований HARQ, распределенных группе SU-MIMO. Для заданного чередования l HARQ, где l∈{1... L}, для UE, которое действует по схеме SU-MIMO и которому назначено чередование l HARQ, может быть активен один или более процессов HARQ. Схема HARQ с запиранием может использоваться для SU-MIMO, например, когда чередование HARQ назначается другому UE. Чередование l HARQ может быть назначено другому UE, действующему по схеме SU-MIMO, когда все процессы HARQ для текущего UE завершаются.

Множество UE в группе MU-MIMO могут обслуживаться, используя чередования HARQ с L+1 по M. Например, чередование L+1 HARQ может использоваться для одного набора UE, действующих по схеме MU-MIMO, чередование L+2 HARQ может использоваться для еще одного набора UE, действующих по схеме MU-MIMO и т.д., и чередование M HARQ может использоваться для еще одного другого набора UE, действующих по схеме MU-MIMO. Для заданного UE, действующего по схеме MU-MIMO, может использоваться более одного чередования HARQ. Действующие по схеме MU-MIMO оборудования UE количеством до M-L могут обслуживаться посредством M-L чередований HARQ, распределенных группе MU-MIMO. Для заданного чередования l HARQ, где l ∈{L + 1...M}, для набора UE, которым назначено чередование t HARQ, может использоваться до T процессов HARQ, и для MU-MIMO может использоваться схема HARQ без запирания. Когда процесс HARQ завершается на чередовании l HARQ, еще один процесс HARQ может быть начат непосредственно для (a) UE, которому в текущее время назначено это чередование HARQ, либо (b) нового UE, которому только что назначено это чередование HARQ. Соответственно, ресурсы передачи могут быть эффективно использованы для MU-MIMO.

Распределение чередований HARQ этим двум группам и использование чередований HARQ, назначенных каждой группе для обслуживания UE в этой группе, может улучшить эффектность использования ресурсов. Путем использования чередования HARQ только для одной группы можно избежать потерь в пропускной способности из-за запирания при переключении с MU-MIMO и SU-MIMO и наоборот. Чередования HARQ, назначенные группе MU-MIMO, могут быть эффектно использованы без запирания. Процессы HARQ для MU-MIMO могут быть синхронизированы только в конкретных целях, например для перераспределения ресурсов, для планирования, для переключения между UE, действующими по схеме MU-MIMO, с различными количествами потоков данных и т.п. В MU-MIMO может использоваться запирание, например, если планировщик не может найти какое-либо UE, которое может передавать данные, используя освобожденные ресурсы, без генерации неприемлемых помех. Чередования HARQ, назначенные группе SU-MIMO, также могут быть эффектно использованы. Потери в пропускной способности из-за переключения с одного UE, действующего по схеме SU-MIMO, на другое UE, действующее по схеме SU-MIMO, может быть уменьшено путем (a) непрерывного обслуживания UE, действующего по схеме SU-MIMO, в течение максимально длительного периода, чтобы уменьшить количество/частоту переключений, и (b) использования способов (например, SIC), которые приводят к близкому расположению временных моментов завершения процессов HARQ.

В данной системе может использоваться Мультиплексирование с Ортогональным Разделением Частот (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM), Мультиплексирование с Частотным Делением на Одной Несущей (Single-Carrier Frequency Division Multiplexing, SC-FDM) или некоторый другой способ модуляции на множестве несущих. При схемах OFDM и SC-FDM полоса пропускания системы разделяется на множество (K) ортогональных поднесущих, которые также называют тонами, карманами и т.п. K может быть любой целой величиной. Каждая поднесущая может быть модулирована с применением данных. В целом, символы модуляции передаются в частотной области с применением OFDM и во временной области с применением SC-FDM. В случае множества поднесущих ресурсы передачи могут быть количественно заданы как по времени, так и по частоте.

Фиг.7A представляет собой структуру 700 поднесущей, которая может использоваться для передачи данных. K поднесущим назначаются индексы с 1~K. Для простоты в нижеизложенном описании предполагается, что все K поднесущих можно использовать для передачи. Для структуры 700 поднесущей K поднесущих распределяются в Q поддиапазонах, где Q может иметь любое значение. Каждый поддиапазон включает в себя F последовательных поднесущих, где K=P·Q. Так, поддиапазон 1 включает в себя поднесущие с 1 по P, поддиапазон 2 включает в себя поднесущие с P+1 по 2P и т.д., и поддиапазон Q включает в себя поднесущие с K-P+1 по K.

Фиг.7B представляет собой структуру 710 поднесущей, которая также может использоваться для передачи данных. Для структуры 710 поднесущей, K поднесущих распределяются по Q наборам. Каждый набор включает в себя P поднесущих, которые равномерно распределены по K поднесущим, причем следующие друг за другом поднесущие в каждом наборе разделены друг от друга Q поднесущими. Набор q, где q∈{1 …Q}, включает в себя поднесущие q, Q+q, 2Q+q и т.д.

Q частотных каналов могут быть сформированы из Q поддиапазонов с Фиг.7A, Q наборов поднесущих с Фиг.7B или из некоторых других групп поднесущих. Каждый частотный канал может соответствовать одному поддиапазону, одному набору поднесущих или одной группе поднесущих.

Фиг.8 представляет собой иллюстрацию примера распределения ресурсов по частоте. В этом примере Q частотных каналов распределяются по группам SU-MIMO и MU-MIMO, причем каждый частотный канал назначается одной группе. В примере с Фиг.8 частотные каналы 1, 3 и т.д. распределяются группе SU-MIMO, а частотные каналы 2, 4... Q распределяются группе MU-MIMO. В целом, каждой группе может быть назначено любое количество частотных каналов и любой канал из Q частотных каналов.

В одном варианте осуществления для каждого частотного канала определяются M чередований HARQ. M чередований HARQ для каждого частотного канала могут использоваться для множества UE из группы, которой назначен данный частотный канал. В этом варианте осуществления количество чередований HARQ, доступных для каждой группы, зависит от количества частотных каналов, выделенных для этой группы.

В еще одном варианте осуществления M чередований HARQ определяются для всех частотных каналов, назначенных каждой группе. Каждая группа имеет M чередований HARQ, причем пропускная способн