Унифицированная структура и централизованное планирование для динамических режимов simo, su-mimo и mu-mimo при rl-передачах

Унифицированная структура и централизованное планирование для динамических режимов simo, su-mimo и mu-mimo при rl-передачах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Перекрестная ссылка на родственную заявку

Данная заявка испрашивает приоритет предварительной патентной заявки США № 60/863793, поданной 31 октября 2006 года и озаглавленной "A METHOD AND APPARATUS FOR SCHEDULING UL TRANSMISSION". Эта заявка полностью включена в данный документ посредством ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Последующее описание, в общем, относится к беспроводной связи, а более конкретно к структуре контрольных сигналов и централизованному планированию для динамического режима работы SIMO, SU-MIMO и MU-MIMO при передачах по обратной линии связи.

Уровень техники

Системы беспроводной связи широко развернуты с тем, чтобы предоставлять различные типы содержимого связи, например речь, данные и т.п. Эти системы могут быть системами множественного доступа, допускающими поддержку связи с несколькими пользователями посредством совместного использования доступных системных ресурсов (к примеру, полосы пропускания и мощности передачи). Примеры таких систем множественного доступа включают в себя системы множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA); системы множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA); системы множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA) и системы множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA); системы сверхширокополосных передач для мобильных устройств (UMB) согласно партнерскому проекту третьего поколения 2; и системы долгосрочного развития (LTE) согласно партнерскому проекту третьего поколения. В общем, каждый терминал обменивается данными с одной или более базовых станций через передачи по прямым и обратным линиям связи. Прямая линия связи (или нисходящая линия связи) относится к линии связи от базовой станции(й) к терминалу(ам), а обратная линия связи (или восходящая линия связи) относится к связи от терминала(ов) к базовой станции(ям). Эти линии связи могут быть установлены через одну и/или несколько приемных/передающих антенн в базовых станциях или терминалах.

Дополнительно, в беспроводной связи большая часть полосы пропускания спектра, а также мощность передачи базовой станции, регулируется. Проектирование с учетом таких ограничений привело к системам со многими входами и многими выходами (MIMO) в качестве пути к реализации увеличенной пиковой скорости передачи данных, спектральной эффективности и качества обслуживания. MIMO-система состоит из передающих(его) устройств(а) и приемных(ого) устройств(а) соответственно с несколькими (N_T) передающими антеннами и несколькими (N_R) приемными антеннами для передачи данных. Вариантом MIMO-системы, которая по-прежнему представляет улучшения по сравнению с системами с одним входом и одним выходом (SISO), является система с одним входом и многими выходами (SIMO). MIMO-канал, формируемый посредством N_T передающих и N_R приемных антенн, может быть разложен на N_V независимых каналов, которые также упоминаются как пространственные собственные каналы, где 1≤N_V<min{N_T,N_R}.

MIMO-системы могут предоставлять повышенную эффективность (к примеру, более высокую производительность, большую пропускную способность или повышенную надежность или любую комбинацию вышеозначенного), если используются дополнительные размерности, созданные посредством нескольких передающих и приемных антенн. Следует принимать во внимание, что, хотя SIMO-системы предоставляют несколько меньший прирост эффективности, такие системы исключают сложность в приемном устройстве за счет использования только одной антенны в абонентском устройстве и употребления нескольких антенн в базовых станциях. MIMO-системы могут быть разделены на два функциональных класса: (i) однопользовательская MIMO и (ii) многопользовательская MIMO. Основная цель работы однопользовательской MIMO (SU-MIMO) может заключаться в том, чтобы увеличивать пиковую скорость передачи данных на терминал, тогда как основная цель многопользовательской MIMO (MU-MIMO) может заключаться в том, чтобы увеличивать пропускную способность сектора (или обслуживающей соты). Работа в каждом из этих классов имеет преимущества. SU-MIMO использует пространственное мультиплексирование для того, чтобы предоставлять увеличенную производительность и надежность, MU-MIMO использует многопользовательское мультиплексирование (или многопользовательское разнесение), чтобы получать дополнительные преимущества по пропускной способности. Дополнительно, MU-MIMO извлекает выгоду из пространственного мультиплексирования, даже когда абонентское устройство имеет одну приемную антенну.Чтобы извлекать выгоду из повышенной эффективности, получаемой согласно парадигме MIMO беспроводной связи, при этом обслуживая одновременно пользователей SIMO, SU-MIMO и MU-MIMO без ущерба для любого из этих режимов работы, существует потребность в системах и способах, которые предоставляют объединенное и централизованное, а также динамическое планирование передач SIMO, SU-MIMO и MU-MIMO.

Раскрытие изобретения

Далее представлена упрощенная сущность для того, чтобы предоставить базовое понимание некоторых аспектов раскрытых вариантов осуществления. Эта сущность не является всесторонним обзором и не предназначена идентифицировать ключевые или критические элементы либо устанавливать границы таких вариантов осуществления. Ее цель состоит в том, чтобы представить некоторые понятия описанных вариантов осуществления в упрощенной форме в качестве вступления в более подробное описание, которое представлено далее.

В аспекте способ, используемый в системе беспроводной связи, раскрывается в данном документе, при этом способ содержит: передачу, по меньшей мере, одного опорного сигнала управления мощностью из антенны, выбранной из группы из M антенн, где M является положительным целым числом; перенос смещения спектральной плотности мощности (PSD) из антенны, используемой для того, чтобы сообщать, по меньшей мере, один опорный сигнал управления мощностью, при этом PSD-смещение основано, по меньшей мере, частично на опорном уровне PSD для передачи, по меньшей мере, одного опорного сигнала управления мощностью; и передачу контрольного сигнала из каждой антенны в наборе из M антенн для оценки канала системы со многими входами и многими выходами, когда M>1, и SIMO-канала, когда M=1.

В другом аспекте раскрывается устройство беспроводной связи, содержащее: процессор, выполненный с возможностью передавать опорный сигнал управления мощностью из антенны, выбранной из набора виртуальных антенн или физических антенн; переносить значение спектральной плотности мощности (PSD) из выбранной антенны, при этом PSD-значение определяется, по меньшей мере, частично посредством опорной PSD, используемой для того, чтобы сообщать опорный сигнал управления мощностью; периодически передавать зондирующий опорный сигнал из каждой из антенн в наборе виртуальных антенн или физических антенн; и запоминающее устройство, соединенное с процессором.

В еще одном аспекте настоящее описание раскрывает устройство, которое работает в окружении беспроводной связи, при этом устройство содержит: средство передачи, по меньшей мере, одного опорного сигнала управления мощностью из антенны, выбранной из группы, включающей в себя M виртуальных антенн или G физических антенн, при этом M и G являются положительными целыми числами; средство переноса смещения спектральной плотности мощности (PSD) из антенны, используемой для того, чтобы сообщать, по меньшей мере, один опорный сигнал управления мощностью; и средство передачи контрольного сигнала из каждой из антенн в группе из M виртуальных антенн или группе из G физических антенн.

В еще одном дополнительном аспекте раскрывается компьютерный программный продукт, содержащий машиночитаемый носитель, включающий в себя: код для инструктирования, по меньшей мере, одному компьютеру передавать, по меньшей мере, один опорный сигнал управления мощностью из антенны, выбранной из группы из M антенн, при этом M является положительным целым числом; код для инструктирования, по меньшей мере, одному компьютеру переносить смещение спектральной плотности мощности (PSD) из антенны, используемой для того, чтобы сообщать, по меньшей мере, один опорный сигнал управления мощностью, при этом PSD-смещение основано, по меньшей мере, на опорном уровне PSD для передачи, по меньшей мере, одного опорного сигнала управления мощностью; и код для инструктирования, по меньшей мере, одному компьютеру передавать контрольный сигнал из каждой антенны в наборе из M антенн.

Настоящее новшество, в аспекте, раскрывает другой способ, используемый в системе беспроводной связи, при этом способ содержит: оценку канала системы с одним входом и многими выходами (SIMO) или со многими входами и многими выходами (MIMO), по меньшей мере, частично на основе приема набора контрольных сигналов, передаваемых посредством M антенн; определение спектральной плотности мощности для передачи данных в обратной линии связи (RL) согласно набору запланированных потоков данных; определение скорости передачи данных для переноса данных в RL согласно набору запланированных потоков данных; и планирование терминала доступа в одном из режима с одним входом и многими выходами (SIMO), режима однопользовательской MIMO или режима многопользовательской MIMO.

В другом аспекте раскрывается устройство, которое работает в системе беспроводной связи, при этом устройство содержит: средство оценки беспроводного канала; средство определения спектральной плотности мощности для передачи данных в обратной линии связи (RL) согласно набору запланированных потоков данных; средство определения скорости передачи данных для переноса данных в RL согласно набору запланированных потоков данных; и средство планирования терминала в одном из режима с одним входом и многими выходами (SIMO), режима однопользовательской MIMO или режима многопользовательской MIMO.

В еще одном аспекте настоящее новшество раскрывает устройство беспроводной связи, содержащее: процессор, выполненный с возможностью оценивать канал системы с одним входом и многими выходами (SIMO) или со многими входами и многими выходами (MIMO); определять спектральную плотность мощности для передачи данных в обратной линии связи (RL) согласно набору запланированных потоков данных; определять скорость передачи данных для переноса данных в RL согласно набору запланированных потоков данных; и планировать терминал доступа в одном из режима с одним входом и многими выходами (SIMO), режима однопользовательской MIMO или режима многопользовательской MIMO; и запоминающее устройство, соединенное с процессором.

В еще дополнительном аспекте настоящее описание раскрывает компьютерный программный продукт, содержащий машиночитаемый носитель, включающий в себя: код для побуждения, по меньшей мере, одного компьютера оценивать канал системы с одним входом и многими выходами (SIMO) или со многими входами и многими выходами (MIMO); код для побуждения, по меньшей мере, одного компьютера определять спектральную плотность мощности для передачи данных в обратной линии связи (RL) согласно набору запланированных потоков данных; код для побуждения, по меньшей мере, одного компьютера определять скорость передачи данных для переноса данных в RL согласно набору запланированных потоков данных; и код для побуждения, по меньшей мере, одного компьютера планировать терминал в одном из режима (SIMO) с одним входом и многими выходами, режима однопользовательской MIMO или режима многопользовательской MIMO.

Для достижения вышеуказанных и связанных целей один или более вариантов осуществления содержат признаки, далее полностью описанные и конкретно указанные в формуле изобретения. Последующее описание и прилагаемые чертежи подробно излагают определенные иллюстративные аспекты и указывают некоторые из множества способов, которыми могут быть использованы принципы вариантов осуществления. Другие преимущества и новые признаки станут очевидны из последующего подробного описания, когда рассматриваются вместе с чертежами, а раскрытые варианты осуществления предназначены включать в себя все такие аспекты и их эквиваленты.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 иллюстрирует систему беспроводной связи с множественным доступом, где точка доступа с несколькими антеннами одновременно обменивается данными с различными терминалами доступа, которые работают в режиме SIMO, SU-MIMO и MU-MIMO, согласно аспектам, раскрытым в данном документе.

Фиг.2 является блок-схемой высокого уровня системы 200, которая упрощает динамическое централизованное планирование и совместную работу в UL терминала доступа в режиме SIMO, SU-MIMO или MU-MIMO.

Фиг.3A и 3B являются схематичными представлениями, которые иллюстрируют соответственно относительную величину мощности опорного сигнала, принимаемой посредством терминала, для того чтобы определять CQI и PSD данных, используемые для того, чтобы передавать данные в RL и зондирующие (контрольные) опорные сигналы.

Фиг.4 является схемой, которая иллюстрирует назначение контрольных сигналов частотных ресурсов для нескольких пользователей.

Фиг.5 является схемой структур каналов назначения UL для планирования совместной работы пользователей SIMO, SU-MIMO и MU-MIMO.

Фиг.6 является блок-схемой примерного варианта осуществления системы передающего устройства и системы приемного устройства в режиме MIMO.

Фиг.7 иллюстрирует примерную MU-MIMO-систему.

Фиг.8 представляет блок-схему способа для управления мощностью и передачей контрольных сигналов согласно аспекту, раскрытому в данном документе.

Фиг.9 представляет блок-схему способа для планирования режима работы SIMO, SU-MIMO или MU-MIMO.

Фиг.10 представляет блок-схему способа для приема назначения ресурсов для работы в режиме SIMO, SU-MIMO или MU-MIMO.

Фиг.11 иллюстрирует блок-схему примерной системы, которая предоставляет управление мощностью и контрольным сигналом, а также прием назначения ресурсов связи согласно аспектам, раскрытым в настоящем подробном описании.

Фиг.12 является блок-схемой системы, которая предоставляет планирование режимов работы SIMO, SU-MIMO или MU-MIMO, а также передачу назначения ресурсов связи согласно аспекту, изложенному в данном документе.

Осуществление изобретения

Далее описываются различные варианты осуществления со ссылками на чертежи, на которых одинаковые номера ссылок используются для того, чтобы ссылаться на одинаковые элементы. В последующем описании, для целей пояснения, многие конкретные детали пояснены для того, чтобы обеспечить полное понимание одного или более вариантов осуществления. Тем не менее, может быть очевидным, что эти варианты осуществления могут применяться на практике без этих конкретных деталей. В других случаях, на модели блок-схемы показаны распространенные структуры и устройства, чтобы упростить описание одного или более вариантов осуществления.

При использовании в данной заявке термины "компонент", "модуль", "система" и т.п. имеют намерение ссылаться на связанный с компьютером объект, будь то аппаратные средства, микропрограммное обеспечение, комбинация аппаратных средств и программного обеспечения, программное обеспечение или программное обеспечение в ходе исполнения. Например, компонент может быть, но не только, процессом, запущенным на процессоре, процессором, объектом, исполняемым файлом, потоком исполнения, программой и/или компьютером. В качестве иллюстрации, и приложение, запущенное на вычислительном устройстве, и вычислительное устройство может быть компонентом. Один или более компонентов могут постоянно размещаться внутри процесса и/или потока исполнения, и компонент может быть локализован на компьютере и/или распределен между двумя и более компьютерами. Кроме того, эти компоненты могут приводиться в исполнение с различных машиночитаемых носителей, имеющих сохраненные на них различные структуры данных. Компоненты могут обмениваться данными посредством локальных и/или удаленных процессов, например, в соответствии с сигналом, имеющим один или более пакетов данных (к примеру, данных из одного компонента, взаимодействующего с другим компонентом в локальной системе, распределенной системе и/или по сети, например по Интернету, с другими системами посредством сигнала).

Кроме того, термин "или" имеет намерение означать включающее "или" вместо исключающего "или". Т.е., если не указано иное или не очевидно из контекста, "X использует A или B" имеет намерение означать любую из естественных включающих перестановок. Т.е. если X использует A; X использует B; или X использует и A, и B, то "X использует A или B" удовлетворяется в любом из вышеуказанных случаев. Помимо этого, использование единственного числа в данной заявке и прилагаемой формуле изобретения, в общем, должно истолковываться так, чтобы означать "один или более", если иное не указано или не очевидно из контекста, направленного на форму единственного числа.

Различные варианты осуществления описываются в данном документе в связи с беспроводным терминалом. Беспроводной терминал может упоминаться как устройство, предоставляющее возможности передачи речи и/или данных пользователю. Беспроводной терминал может быть подключен к вычислительному устройству, такому как дорожный компьютер или настольный компьютер, или он может быть автономным устройством, таким как персональное цифровое устройство (PDA). Беспроводной терминал можно также называть системой, абонентским устройством, абонентской станцией, мобильной станцией, мобильным терминалом, удаленной станцией, точкой доступа, удаленным терминалом, терминалом доступа, пользовательским терминалом, пользовательским агентом, пользовательским устройством, находящимся у абонента устройством или устройством оборудованием. Беспроводной терминал может быть абонентской станцией, беспроводным устройством, сотовым телефоном, PCS-телефоном, радиотелефоном, телефоном по протоколу инициирования сеанса (SIP), станцией беспроводного абонентского доступа (WLL), персональным цифровым устройством (PDA), карманным устройством, имеющим поддержку беспроводного подключения, или другим устройством обработки, подключенным к беспроводному модему.

Базовая станция может означать устройство в сети доступа, которое обменивается данными по радиоинтерфейсу посредством одного или более секторов с терминалами доступа. Базовая станция может выступать в качестве маршрутизатора между беспроводным терминалом и остальной частью сети доступа, которая может включать в себя IP-сеть, посредством преобразования принимаемых кадров радиоинтерфейса в IP-пакеты. Базовая станция также координирует управление атрибутами для радиоинтерфейса. Помимо этого, различные варианты осуществления описываются в данном документе в связи с базовой станцией. Базовая станция может быть использована для обмена данными с мобильным устройством(ами) и также может упоминаться как точка доступа, узел B, усовершенствованный узел B (eNodeB) или какой-либо другой термин.

Фиг.1 иллюстрирует систему 100 беспроводной связи с множественным доступом, в которой точка 110 доступа с несколько антеннами 113-128 одновременно планирует и обменивается данными с различными мобильными терминалами в режимах работы SIMO, SU-MIMO и MU-MIMO согласно аспектам, раскрытым в данном документе. Режим работы является динамическим: точка 110 доступа может повторно планировать режим работы каждого из терминалов 130-160 и 170₁-170₆. В свете сказанного, фиг.1 иллюстрирует изображение линий связи между терминалами и антеннами. Как проиллюстрировано, такие терминалы могут быть стационарными или мобильными и рассредоточенными по всей соте 180. При использовании в данном документе и, в общем, в данной области техники термин "сота" может относиться к базовой станции 110 и/или ее географической области 180 покрытия в зависимости от контекста, в котором используется термин. Дополнительно, терминал (к примеру, 130-160 и 170₁-170₆) может обмениваться данными с любым числом базовых станций (к примеру, с показанной точкой 110 доступа) либо ни с одной из базовых станций в любой данный момент. Следует отметить, что терминал 130 имеет одну антенну, и поэтому он практически всегда работает в режиме SIMO.

В общем, точка 110 доступа обладает N_T≥1 передающих антенн. Антенны в точке 110 доступа (AP) проиллюстрированы в нескольких группах антенн, одна из которых включает в себя 113 и 128, другая включает в себя 116 и 119 и дополнительная включает в себя 122 и 125. На фиг.1, две антенны показаны для каждой группы антенн, хотя больше или меньше антенн может быть использовано для каждой группы антенн. На фиг.1 терминал 130 доступа (AT) работает в режиме связи SIMO с антеннами 125 и 122, где антенны 125 и 122 передают информацию в терминал 130 доступа по прямой линии 135_FL связи и получают информацию от терминала 130 доступа по обратной линии 135_RL связи. Мобильные терминалы 140, 150 и 160 обмениваются данными в режиме SU-MIMO с антеннами 119 и 116. MIMO-каналы формируются между каждым из терминалов 140, 150 и 160 и антеннами 119 и 116, приводя к различным FL 145_FL, 155_FL, 165_FL и различным RL 145_RL, 155_RL, 165_RL. Дополнительно на фиг.1 группа 185 терминалов 170₁-170₆ планируется в режиме MU-MIMO, формируя несколько MIMO-каналов между терминалом в группе 185 и антеннами 128 и 113 в точке 110 доступа. Прямая линия 175_FL связи и обратная линия 175_RL связи RL указывают несколько FL и RL, существующих между терминалами 170₁-170₆ и базовой станцией 110.

В одном аспекте усовершенствованная система, такая как LTE, может использовать режим MIMO для как дуплексной связи с частотным разделением каналов (FDD), так и дуплексной связи с временным разделением каналов (TDD). При FDD-связи линии 135_RL-175_RL связи используют отличные полосы частот от соответствующих линий 135_FL-175_FL связи. При TDD-связи линии 135_RL-175_RL и 135_FL-175_FL связи используют одинаковые частотные ресурсы; тем не менее, такие ресурсы совместно используются с течением времени для обмена данными по прямой линии связи и по обратной линии связи.

В другом аспекте система 100 может использовать одну или более схем множественного доступа, такие как CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA, FDMA с одной несущей (SC-FDMA), множественный доступ с пространственным разделением (SDMA) и/или другие подходящие схемы множественного доступа. TDMA использует мультиплексирование с временным разделением (TDM), в котором передачи для различных терминалов 130-160 и 170₁-170₆ ортогонализированы посредством передачи в различные временные интервалы. FDMA использует мультиплексирование с частотным разделением (FDM), в котором передачи для различных терминалов 130-160 и 170₁-170₆ ортогонализированы посредством передачи в различных частотных поднесущих. В качестве примера, системы TDMA и FDMA также могут использовать мультиплексирование с кодовым разделением (CDM), в котором передачи для нескольких терминалов (к примеру, 130-160 и 170₁-170₆) могут быть ортогонализированы с помощью различных ортогональных кодов (к примеру, кодов Уолша-Адамара) даже при том, что эти передачи отправляются в одном интервале времени или на одной частотной поднесущей. OFDMA использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM), а SC-FDMA использует FDM с одной несущей. OFDM и SC-FDM могут секционировать полосу пропускания системы на несколько ортогональных поднесущих (к примеру, тоны, элементы разрешения и т.д.), каждая из которых может модулироваться с помощью данных. Обычно символы модуляции отправляются в частотной области при OFDM и во временной области при SC-FDM. Дополнительно и/или альтернативно, полоса пропускания системы может быть разделена на одну или более частотных несущих, каждая из которых может содержать одну или более поднесущих. Хотя структура контрольных сигналов и планирование пользователей SIMO, SU-MIMO и MU-MIMO, описанные в данном документе, в общем, поясняются для OFDMA-системы, следует принимать во внимание, что способы, раскрытые в данном документе, аналогично могут быть применены практически к любой системе беспроводной связи, работающей при множественном доступе.

В дополнительном аспекте базовые станции 110 и терминалы 120 в системе 100 могут обмениваться данными с помощью одного или более каналов передачи данных и служебными сигналами с помощью одного или более каналов управления. Каналы передачи данных, используемые посредством системы 100, могут быть назначены активным терминалам 120 так, что каждый канал передачи данных используется только одним терминалом в любой данный момент времени. Альтернативно, каналы передачи данных могут быть назначены нескольким терминалам 120, которые могут быть наложены или ортогонально запланированы на канале передачи данных. Чтобы сэкономить системные ресурсы, каналы управления, используемые посредством системы 100, также могут быть совместно использованы среди нескольких терминалов 120 с помощью, например, мультиплексирования с кодовым разделением. В одном примере каналы передачи данных, ортогонально мультиплексированные только по частоте и времени (к примеру, каналы передачи данных, не мультиплексированные с помощью CDM), могут быть менее подвержены потере в ортогональности, обусловленной характеристиками каналов и недостатками приемного устройства, чем соответствующие каналы управления.

Каждая группа антенн и/или область, для которой они предназначены осуществлять связь, зачастую упоминается как сектор точки доступа. Сектор может быть всей сотой 180, как проиллюстрировано на фиг.1, или меньшей зоной. Как правило, когда разбита на сектора, сота (к примеру, 180) включает в себя небольшое число секторов (не показаны), покрываемых посредством отдельной точки доступа, например, 110. Следует принимать во внимание, что различные аспекты, раскрытые в данном документе, могут использоваться в системе, имеющей секторизованные и/или несекторизованные соты. Дополнительно, следует принимать во внимание то, что все подходящие сети беспроводной связи, имеющие любое число секторизованных и/или несекторизованных сот, находятся в пределах объема прилагаемой формулы изобретения. Для простоты термин "базовая станция" при использовании в данном документе может упоминаться как станция, которая обслуживает сектор, так и станция, которая обслуживает соту. Хотя последующее описание для простоты, в общем, относится к системе, в которой каждый терминал обменивается данными с одной обслуживающей точкой доступа (к примеру, 110), следует дополнительно принимать во внимание, что терминалы могут обмениваться данными практически с любым числом обслуживающих точек доступа.

При осуществлении обмена данными по прямым линиям 135_FL-175_FL связи передающие антенны точки 110 доступа могут использовать формирование диаграммы направленности (к примеру, чтобы осуществлять связь SDMA), для того чтобы улучшить отношение "сигнал-шум" прямых линий связи для различных терминалов 130-160 и 170₁-170₆ доступа. Кроме того, точка доступа, использующая формирование диаграммы направленности для того, чтобы передавать в терминалы доступа, рассредоточенные произвольно по ее зоне покрытия, вызывает меньше помех для терминалов доступа в соседних сотах, чем точка доступа, передающая через одну антенну во все свои терминалы доступа.

Следует отметить, что базовая станция 110 может обмениваться данными через транзитную сеть с другими базовыми станциями (не показаны), которые обслуживают другие соты (не показаны) в сотовой сети, частью которой является сота 180. Такая связь является связью "точка-точка", осуществляемой по магистрали сотовой сети, которая может использовать линии связи типа T-carrier/E-carrier (к примеру, линии T1/E1), а также Интернет-протокол (IP) на основе пакетов.

Фиг.2 является блок-схемой высокого уровня системы 200, которая упрощает динамическое централизованное планирование и совместную работу в UL терминала доступа в режиме SIMO, SU-MIMO или MU-MIMO. Терминал 220 доступа передает системную информацию (CQI 239, смещение 243 спектральной плотности мощности (PSD) и контрольный сигнал(ы) 247) через обратную линию 235 связи в узел B 250, который обрабатывает такую информацию и передает назначение 261 ресурсов в терминал доступа через DL 265. Следует отметить, что терминал 220 доступа может работать с вплоть до N_R≥1 физических антенн для ассоциативно связанных приемо-передающих устройств (не показаны), а узел B 250 работает с N_T>1 антенн. Дополнительно следует отметить, что, хотя режим MU-MIMO включает несколько терминалов, планирование этого режима согласно аспектам настоящего изобретения базируется на передаче системной информации из одного терминала. Далее описываются различные аспекты настоящего новшества, которые упрощают совместную работу в режиме SIMO, SU-MIMO и MU-MIMO.

MIMO-канал, формируемый посредством N_T передающих и N_R приемных антенн, является матричным каналом N_R×N_T комплексных чисел, которые могут быть разложены (через разложение по собственным значениям) на N_V независимых (собственных) каналов, которые также упоминаются как пространственные каналы либо ортогональные потоки или уровни, где 1≤N_V≤min{N_T, N_R} является пространственным мультиплексированием или порядком разнесения. Каждый из N_V независимых каналов соответствует размерности. Следует принимать во внимание, что осуществление связи с использованием ортогонального потока не вызывает межпотоковых помех. Такое разложение обеспечивает возможность формирования виртуальных антенн, которые могут быть заданы как повороты физических антенн, которые равномерно используют N_T физических антенн в передающем устройстве, при этом статистика канала сохраняется, и мощность распределяется равномерно среди физических антенн. Такие повороты характеризуются посредством унитарной матрицы U N_T×N_T (U ^H U=UU ^H=1, где 1 является единичной матрицей N_T×N_T, а U ^H является эрмитово сопряженной матрицей U), которая используется. Число доступных поднаборов виртуальных антенн [n(V)] зависит и от N_T, и от N_R:

n(V)=Σ_{1≤q≤min{NT,NR}}N_T![q!(N_T-q)!]^-1, (1)

где n!=1·2...(n-1)·n является функцией факториала для целого числа n. Для симметричной (N_T, N_R=N_T) конфигурации TX- и RX-антенн уравнение (3) прогнозирует возможных неэквивалентных наборов виртуальных антенн. Каждый из этих наборов имеет N_V виртуальных антенн.

CQI 239 - терминал 220 доступа передает CQI 239 в UL 235 из одной физической антенны или виртуальной антенны независимо от числа разрешенных физических/виртуальных, доступных для мобильного устройства. Такое определение гарантирует, что терминалы с N_R=1 могут быть запланированы совместно с терминалами с большим числом антенн. Сообщенный CQI 239 основан на принимаемой известной контрольной последовательности символов, которая передается посредством обслуживающей базовой станции (к примеру, узла B 250). Могут использоваться различные последовательности, например: последовательность с постоянной амплитудой и нулевой автокорреляцией (CAZAC), псевдослучайный код или псевдошумовая последовательность, последовательность Голда, последовательность Уолша-Адамара, экспоненциальная последовательность, последовательность Голомба, последовательность Райса, M-последовательность или обобщенная линейно-частотно-модулированная последовательность (GCL) (к примеру, последовательность Задова-Чу). В одном аспекте компонент 224 формирования CQI принимает контрольный сигнал, переносимый согласно конкретному режиму работы с множественным доступом (к примеру, CDMA, FDMA или TDMA), и определяет CQI. После определения значения CQI терминал 220 доступа, через компонент 224 формирования, передает канал CQI, который сообщает CQI 239, используя опорный уровень мощности или спектральной плотности мощности. Содержимое канала CQI, к примеру CQI 239, модулируется с помощью последовательности с постоянной амплитудой и нулевой автокорреляцией (CAZAC). Индикатор качества канала может быть основан, по меньшей мере, на одном из отношения "сигнал-помеха", отношения "сигнал-шум", отношения "сигнал-к-помехам-и-шуму" и т.д. В дополнительном аспекте мобильное устройство может определять, использовать физические антенны или виртуальные антенны для передачи CQI 239. Следует принимать во внимание, что такая гибкость возникает из того факта, что CQI 239 обрабатывается/определяется в терминале 220 доступа, и узел B 250 может обходиться без сведений о том, используется физическая или виртуальная антенна для передачи CQI, поскольку фактической информацией, которая требуется, является значение индикатора качества канала. Следует отметить, тем не менее, что CQI 239 обнаруживается в точке 250 доступа через компонент 254 обнаружения.

ΔPSD 243 - терминал 220 доступа всегда возвращает одну ΔPSD; регулирование (к примеру, управление) спектральной плотности мощности (PSD), которая определяется, по меньшей мере, частично на основе опорного уровня PSD передаваемого CQI-канала, который сообщает CQI 239, и ассоциативно связанной физической или виртуальной антенны, которую терминал (к примеру, 220) использует для передачи CQI (см. ниже). Передача одной ΔPSD 243 предоставляет совместимость с планированием терминала при N_R=1 совместно с терминалами, запланированными в SU-MIMO и/или MU-MIMO. Следует принимать во внимание, что хотя канал CQI используется в качестве опорного сигнала для управления мощностью, практически любой другой опорный сигнал, передаваемый при опорном уровне PSD и переносимый через соответствующий канал, может быть использован для управления мощностью, а также для того, чтобы определять ΔPSD 243.

Контрольный сигнал(ы) 247 - зондирующие (контрольные) опорные сигналы могут периодически передаваться от нескольких физических или виртуальных антенн в терминале с поддержкой MIMO (к примеру, N_R>1), чтобы выполнять оценку MIMO-канала в передающем устройстве, к примеру узле B 250. Абонентское устройство SIMO переносит один контрольный сигнал, передаваемый из одной антенны. Следует принимать во внимание, что зондирование MIMO-канала необходимо для того, чтобы извлекать выгоду из формирования диаграммы направленности или предварительного кодирования, усиления пропускной способности (и производительности) MIMO, а также многопользовательского разнесения. Зондирующие опорные сигналы (RS) формируются в терминале доступа (к примеру, 220) посредством компонента 228 формирования контрольных сигналов. В аспекте сформированные контрольные последовательности могут быть CAZAC-последовательностью, псевдослучайным кодом или псевдошумовой последовательностью, последовательностью Голда, последовательностью Уолша-Адамара, экспоненциальной последовательностью, последовательностью Голомба, последовательностью Райса, M-последовательностью или GCL-последовательностью. Следует принимать во внимание, тем не менее, что поскольку мобильные устройства, передающие зондирующие RS, могут совместно использовать каналы множественного доступа для мультиплексирования, ортогональные RS могут уменьшить помехи между несущими, повышая вероятность успешного декодирования в базовой станции (например, 250) и тем самым сокращая передачу служебной информации посредством уменьшения циклов повторной передачи.

Следует отметить, что перестановка антенн не применяется к зондирующим RS, чтобы обеспечить гибкость динамического планирования SU-MIMO и MU-MIMO.

Аналогично случаю CQI, точка 250 доступа может обходиться без сведений о том, использовалось отображение физической антенны или виртуальной антенны для того, чтобы передавать зондирующий (контрольный) опорный сигнал(ы) 247.

Информация, переносимая посредством терминала 220 доступа, используется посредством точки 250 доступа для того, чтобы планировать, через планировщик 258, режим работы (к примеру, SIMO, SU-MIMO и MU-MIMO) мобильного терминала. Пользователи (к примеру, терминалы доступа 170₁-170₆) могут быть запланированы для того, чтобы максимизировать целевую функцию, такую как производительность сектора, пропускную способность сектора или потребление мощности множеством пользователей. Помимо этого, определения планирования выполняются посредством планировщика 258, чтобы достичь заранее определенного качества обслуживания, такого как конкретная частота оши