Передача mimo c перестановкой уровней в системе беспроводной связи

Передача mimo c перестановкой уровней в системе беспроводной связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

По настоящей заявке испрашивается приоритет по дате подачи предварительной заявки на патент США № 60/864581, озаглавленной "СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭФФЕКТИВНЫХ ОПЕРАЦИЙ ПЕРЕСТАНОВКИ УРОВНЕЙ В СИСТЕМАХ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ MIMO", зарегистрированной 6 ноября 2006 года, переуступленной заявителю настоящей заявки и включенной здесь по ссылке.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение имеет отношение к связи вообще и в частности к методикам передачи данных в системе беспроводной связи.

Уровень техники

Системы беспроводной связи широко применяются для обеспечения различных служб связи, таких как передача голоса, передача видео, передача пакетных данных, обмен сообщениями, широковещание и т.д. Эти беспроводные системы могут являться системами множественного доступа, способными поддерживать несколько пользователей посредством совместного использования доступных системных ресурсов. 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), системы множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA) и системы множественного доступа с частотным разделением каналов с одной несущей (SC-FDMA).

Система беспроводной связи может поддерживать передачу данных с множественным входом и множественным выходом (MIMO передача). В системе MIMO станция передатчика может использовать несколько (T) передающих антенн для передачи данных на станцию приемника, снабженную несколькими (R) принимающими антеннами. Несколько передающих и принимающих антенн формируют канал MIMO, который может использоваться для увеличения пропускной способности и/или улучшения надежности. Например, станция передатчика может передавать до T потоков данных одновременно с T передающих антенн, чтобы увеличить пропускную способность. В качестве альтернативы станция передатчика может передавать единственный поток данных со всех T передающих антенн, чтобы улучшить надежность. В любом случае желательно отправлять передачу MIMO таким образом, чтобы достигнуть хорошей производительности и уменьшить количество информации обратной связи для поддержки передачи MIMO.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Здесь описываются методики поддержки передачи MIMO с перестановкой уровней. С помощью перестановки уровней кодовое слово может быть отображено на все антенны, используемые для передачи MIMO, и затем оно может проявлять среднее отношение сигнала к шуму и помехе (SINR) для всех антенн. В общем случае антенна может являться виртуальной антенной, сформированной с помощью матрицы предварительного кодирования, физической антенной, антенной решеткой и т.д. Количество антенн, используемых для передачи MIMO, может называться рангом.

В одном аспекте изобретения несколько кодовых слов могут быть формированы для передачи с нескольких антенн для передачи MIMO, причем количество кодовых слов меньше, чем количество антенн. Каждое кодовое слово может быть отображено на несколько антенн, например, однородно с тем, чтобы равная часть кодового слова отображалась к каждую антенну. Например, каждое кодовое слово может быть циклически отображено на несколько антенн на нескольких поднесущих. В одном примере могут быть сформированы два кодовых слова. Для ранга 3 первое кодовое слово может быть отображено на одну антенну на каждой поднесущей, и второе кодовое слово может быть отображено на две антенны на каждой поднесущей. Для ранга 4 каждое кодовое слово может быть отображено на две антенны на каждой поднесущей. В одном примере каждое кодовое слово может быть отображено по меньшей мере на один из нескольких уровней. Несколько уровней затем могут быть отображены на несколько антенн. Например, каждый уровень может быть циклически отображен на несколько антенн на нескольких поднесущих.

В другом аспекте изобретения может быть определен базовый индикатор качества канала (CQI), показывающий среднее качество сигнала (например, среднее отношение сигнала к шуму и помехе (SINR)) для нескольких антенн, используемых для передачи MIMO. Также может быть определен разностный индикатор CQI, показывающий улучшение относительно среднего качества сигнала для передачи MIMO. Для пользовательского оборудования, которое может выполнять последовательное подавление помех (SIC), разностный индикатор CQI может указать улучшение качества сигнала для второго кодового слова после подавления помех от первого кодового слова. Для пользовательского оборудования (UE), которое не может выполнять последовательное подавление помех (SIC), а также для пользовательского оборудования, которое может выполнять последовательное подавление помех (SIC), когда ранг равен 1 или отправляется только одно кодовое слово, разностный индикатор CQI может быть установленным равным нулевому значению, или количество обратной связи может быть уменьшено, или информация предварительного кодирования и/или другая информация может быть отправлена с использованием битов, обычно используемых для разностного индикатора CQI.

В еще одном аспекте выбор порядка передачи может быть выполнен с помощью разных штрафных коэффициентов для разных порядков передачи. Каждый порядок передачи может соответствовать отдельному рангу или отдельному количеству кодовых слов для передачи MIMO. Значения показателя производительности для нескольких порядков передачи могут быть определены с использованием штрафного коэффициента для каждого порядка передачи. Более высоким порядкам передачи могут соответствовать более высокие штрафные коэффициенты, которые затем могут отдавать предпочтение выбору более низкого порядка передачи, имеющего потенциально меньше потерь реализации. Порядок передачи для передачи MIMO может быть выбран на основе значения показателя производительности для нескольких порядков передачи. В одном примере каждый порядок передачи соответствует отдельному рангу, и значения показателя производительности могут быть определены для нескольких гипотез для нескольких рангов, причем каждая гипотеза соответствует отдельному набору по меньшей мере из одной антенны. Ранг и набор по меньшей мере из одной антенны, соответствующие гипотезе с наибольшим значением показателя производительности, могут быть выбраны для использования для передачи MIMO.

Различные аспекты и отличительные особенности изобретения описываются далее с дополнительными подробностями.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 показывает систему беспроводной связи с множественным доступом.

Фиг. 2 показывает блок-схему узла B и пользовательского оборудования (UE).

Фиг. 3 показывает выбор ранга с четырьмя виртуальными антеннами.

Фиг. 4 показывает селектор ранга.

Фиг. 5A и 5B показывают передачи без перестановки уровней и с ней.

Фиг. 6A-6F показывают передачи одного или двух кодовых слов с различными рангами.

Фиг. 7A-7C показывают различные схемы отчета индикатора CQI.

Фиг. 8 показывает процессор данных передачи (TX) и процессор MIMO передачи.

Фиг. 9 показывает процессор MIMO приема (RX) и процессор данных приема.

Фиг. 10 показывает другой процессор MIMO приема (RX) и процессор данных приема.

Фиг. 11 показывает процесс отправки передачи MIMO.

Фиг. 12 показывает устройство для отправки передачи MIMO.

Фиг. 13 показывает процесс приема передачи MIMO.

Фиг. 14 показывает устройство для приема передачи MIMO.

Фиг. 15 показывает процесс определения индикатора CQI.

Фиг. 16 показывает устройство для определения индикатора CQI.

Фиг. 17 показывает процесс выполнения выбора ранга.

Фиг. 18 показывает устройство для выполнения выбора ранга.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Описанные здесь методики могут использоваться для различных систем беспроводной связи, таких как системы CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA, SC-FDMA и другие. Термины "система" и "сеть" часто используются взаимозаменяемо. Система CDMA может реализовать беспроводную технологию, такую как универсальный наземный беспроводной доступ (UTRA), cdma2000 и т.д. Технология UTRA включает в себя широкополосный доступ CDMA (W-CDMA) и другие варианты технологии CDMA. Технология cdma2000 охватывает стандарты IS-2000, IS-95 и IS-856. Система TDMA может реализовать беспроводную технологию, такую как глобальная система мобильной связи (GSM). Система OFDMA может реализовать беспроводную технологию, такую как технология Evolved UTRA (E-UTRA), технология Ultra Mobile Broadband (UMB), стандарты IEEE 802.11 (технология Wi-Fi), IEEE 802.16 (технология WiMAX), IEEE 802.20, технология Flash-OFDM® и т.д. Технологии UTRA, E-UTRA и GSM являются частью универсальной системы мобильной связи (UMTS). Технология 3GPP LTE (Long Term Evolution) представляет собой предстоящий выпуск технологии UMTS, который использует технологию E-UTRA и использует OFDMA на нисходящей линии связи и SC-FDMA на восходящей линии связи. Технологии UTRA, E-UTRA, GSM, UMTS и LTE описаны в документах организации, называемой "Проект партнерства по созданию сетей третьего поколения" (3GPP). Технологии cdma2000 и UMB описаны в документах организации, называемой "Проект-2 партнерства по созданию сетей третьего поколения" (3GPP2). Эти различные технологии и стандарты беспроводной связи известны в области техники.

Фиг. 1 показывает систему 100 беспроводной связи множественного доступа с несколькими узлами B 110. Узел B может представлять собой стационарную станцию, используемую для взаимодействия с пользовательским оборудованием, и также может называться развитым узлом B (eNB), базовой станцией, точкой доступа и т.д. Каждый узел B 110 обеспечивает охват связи для конкретной географической области. Пользовательское оборудование 120 может быть рассредоточено по всей системе, и каждое пользовательское оборудование может являться стационарным или мобильным. Пользовательское оборудование также может называться мобильной станцией, терминалом, терминалом доступа, абонентской установкой, станцией и т.д. Пользовательское оборудование может представлять собой сотовый телефон, карманный компьютер (PDA), беспроводной модем, устройство беспроводной связи, карманное устройство, переносной компьютер, беспроводной телефон и т.д. Пользовательское оборудование может взаимодействовать с узлом B через передачу по нисходящей линии связи и по восходящей линии связи. Нисходящей линией связи (или прямой линией связи) называется линия связи от узлов B к пользовательскому оборудованию, и восходящей линией связи (или обратной линией связи) называется линия связи от пользовательского оборудования к узлам B.

Описанные здесь методики могут быть использованы для передачи MIMO по нисходящей линии связи, а также по восходящей линии связи. Для ясности большая часть описания ниже предназначена для передачи MIMO по нисходящей линии связи.

Фиг. 2 показывает блок-схему структуры узла B 110 и пользовательского оборудования 120, которые являются одним из узлов B и одним из экземпляров пользовательского оборудования, показанных на фиг. 1. Узел B 110 снабжен несколькими (T) антеннами 234a-234t. Пользовательское оборудование 120 снабжено несколькими (R) антеннами 252a-252r. Каждая из антенн 234 и 254 может являться физической антенной или антенной решеткой.

В узле B 110 процессор 220 данных передачи может принимать данные из источника 212 данных, обрабатывать (например, кодировать и преобразовывать в символы) данные на основе одной или более схем модуляции и кодирования и выдавать символы данных. Используемый здесь термин "символ данных" представляет собой символ для данных, "контрольный символ" представляет собой символ для контрольного сигнала, и обычно символ является комплексным значением. Данные и контрольные символы могут представлять собой символы модуляции из схемы модуляции, например, фазовой манипуляции (PSK) или квадратурной амплитудной модуляции (QAM). Контрольный сигнал представляет собой данные, которые априорно известны и узлу B, и пользовательскому оборудованию. Процессор 230 MIMO передачи может выполнять пространственную обработку данных и контрольных символов на основе прямого отображения MIMO или предварительного кодирования/формирования диаграммы направленности, как описано ниже. Процессор 230 MIMO передачи может выдавать T выходных потоков символов T модуляторам 232a-232t. Каждый модулятор 232 может обрабатывать свой выходной поток символов (например, для мультиплексирования OFDM и т.д.) для получения выходного потока элементарных сигналов. Каждый модулятор 232 может дополнительно обрабатывать (например, преобразовывать в аналоговую форму, фильтровать, усиливать и преобразовать с повышением частоты) свой выходной поток элементарных сигналов и формировать сигнал нисходящей линии связи. T сигналов нисходящей линии связи от модуляторов 232a-232t могут быть переданы через антенны 234a-234t соответственно.

В пользовательском оборудовании 120 R антенн 252a-252r могут принимать T сигналов нисходящей линии связи, и каждая антенна 252 может выдавать принятый сигнал соответствующему демодулятору 254. Каждый демодулятор 254 может обрабатывать (например, фильтровать, усиливать, преобразовывать с понижением частоты и преобразовывать в цифровую форму) свой принятый сигнал для получения отсчетов и может дополнительно обрабатывать отсчеты (например, для мультиплексирования OFDM и т.д.) для получения принятых символов. Каждый демодулятор 254 может выдавать принятые символы данных процессору 260 MIMO приема и выдавать принятые контрольные символы процессору 294 канала. Процессор 294 канала может оценивать характеристику беспроводного канала от узла B 110 до пользовательского оборудования 120 на основе принятых контрольных символов и выдавать оценки канала процессору 260 MIMO приема. Процессор 260 MIMO приема может выполнять обнаружение MIMO над принятыми символами данных с помощью оценок канала и выдавать обнаруженные символы, которые являются оценками переданных символов данных. Процессор 270 данных приема может обрабатывать (например, выполнять обратное символьное преобразование и декодирование) обнаруженные символы и выдавать декодированные данные приемнику 272 данных.

Пользовательское оборудование 120 может оценить условия канала и определить информацию о состоянии канала, которая может содержать различные типы информации, как описано ниже. Информация о состоянии канала и данные из источника 278 данных могут быть обработаны (например, закодированы и преобразованы в символы) с помощью процессора 280 данных передачи, пространственно обработаны процессором 282 MIMO передачи и дополнительно обработаны модуляторами 254a-254r для формирования R сигналов восходящей линии связи, которые могут быть переданы через антенны 252a-252r. В узле B 110 R сигналов восходящей линии связи от пользовательского оборудования 120 могут быть приняты антеннами 234a-234t, обработаны демодуляторами 232a-232t, пространственно обработаны процессором 236 MIMO приема и дополнительно обработаны (например, подвергнуты обратному символьному преобразованию и декодированы) процессором 238 данных приема для восстановления информации о состоянии канала и данных, отправленных от пользовательского оборудования 120 и к нему на основе принятой информации о состоянии канала. Восстановленные данные могут быть представлены в приемник 239 данных, а восстановленная информация о состоянии канала может быть представлена в контроллер/процессор 240.

Контроллеры/процессоры 240 и 290 могут управлять работой узла В 110 и пользовательского оборудования 120 соответственно. Блоки 242 и 292 памяти могут хранить данные и программные коды для узла В 110 и пользовательского оборудования 120 соответственно. Планировщик 244 может выбрать пользовательское оборудование 120 и/или другие экземпляры пользовательского оборудования для передачи данных по нисходящей линии связи и/или восходящей линии связи на основе информации о состоянии канала, принятой от всех экземпляров пользовательского оборудования.

Узел В 110 может передать один или более символ данных одновременно от Т передающих антенн на каждой поднесущей в каждый период символа. Несколько (К) поднесущих могут быть доступны для передачи и могут быть получены с помощью мультиплексирования OFDM или мультиплексирования с частотным разделением с одной несущей (SC-FDM). Узел В 110 может передавать символы данных с использованием различных схем передачи.

В одном примере узел В 110 может обрабатывать символы данных для каждой поднесущей k следующим образом:

где s(k)=[s₁(k)s₂(k)…s_M(k)]^T является вектором размерности M×1, содержащим М символов данных, которые должны быть отправлены на М уровнях на поднесущей k в один период символа,

P(k) является матрицей перестановки уровней размерности Т×М для поднесущей k,

U =[ u ₁ u ₂... u _T] является матрицей предварительного кодирования размерности T×T,

x (k)=[x₁(k) x₂(k)...x_T(k)]^T является вектором размерности T×1, содержащим T выходных символов для T передающих антенн на поднесущей k в один период символа, и

"^T" обозначает транспонирование.

Уравнение (1) задано для одной поднесущей k. Такая же обработка может быть выполнена для каждой поднесущей, используемой для передачи.

Матрица U предварительного кодирования используется для формирования T виртуальных антенн с помощью T передающих антенн. Каждая виртуальная антенна формируется с помощью одного столбца матрицы U . Символ данных может быть умножен на один столбец матрицы U и затем может быть отправлен по одной виртуальной антенне и всем T передающим антеннам. Матрица U может представлять собой матрицу дискретного преобразования Фурье (DFT) или некоторую другую ортонормальную матрицу, имеющую ортогональные столбцы и единичную мощность для каждого столбца. Матрица U также может быть выбрана из набора матриц предварительного кодирования.

Матрица P (k) перестановки уровней отображает M уровней на M виртуальных антенн, которые могут быть выбраны из T доступных виртуальных антенн. Матрица P (k) может быть определена на основе отображения уровня на виртуальную антенну, выбранную для использования, как описано ниже. В общем случае для K поднесущих могут использоваться одинаковые или разные матрицы перестановки.

Для примера, показанного в уравнении (1), узел B 110 может иметь T виртуальных антенн, а не T физических антенн. T виртуальных антенн могут соответствовать разным отношениями сигнала к шуму и помехе (SINR). Может быть выполнен выбор ранга для определения M наилучших виртуальных антенн для использования для передачи данных, где в общем случае 1≤M≤T.

Фиг. 3 показывает пример выбора ранга для определения M наилучших виртуальных антенн v₁-v_M для использования для передачи данных. В примере, показанном на фиг. 3, T=4, и доступны четыре виртуальных антенны. В общей сложности могут быть оценены 15 гипотез, из которых четыре гипотезы 1-4 предназначены для одной виртуальной антенны, шесть гипотез 5-10 предназначены для двух виртуальных антенн, четыре гипотезы 11-14 предназначены для трех виртуальных антенн и одна гипотеза 15 предназначена для четырех виртуальных антенн. Набор виртуальных антенн для каждой гипотезы показан на фиг. 3. Например, гипотеза 2 предназначена для одной виртуальной антенны 2 (v₁=2), гипотеза 6 предназначена для двух виртуальных антенн 1 и 3 (v₁=1 и v₂=3) и т.д.

Рабочие характеристики каждой гипотезы могут быть определены посредством первоначального равномерного распределения общего количества мощности передачи P_total по всем виртуальным антеннам для этой гипотезы. Рабочие характеристики могут быть количественно определены посредством такого показателя, как среднее отношение сигнала к шуму и помехе (SINR), общая пропускная способность, полная пропускная способность и т.д. Значение показателя может быть определено для каждой из этих 15 гипотез. Может быть выявлена гипотеза с наибольшим значением показателя, и набор виртуальных антенн для этой гипотезы может быть выбран для использования.

В общем случае выбор ранга может зависеть от матриц предварительного кодирования, доступных для использования, и способа, которым могут использоваться матрицы предварительного кодирования. Например, доступным для использования может быть набор матриц предварительного кодирования, и любой один или более столбец в заданной матрице предварительного кодирования может быть выбран для использования. В этом случае значения показателя могут быть определены для всех гипотез для каждой матрицы предварительного кодирования. Тогда могут быть выбраны для использования матрица предварительного кодирования и набор виртуальных антенн с наибольшим значением показателя. В качестве другого примера набор матриц предварительного кодирования с различным количеством столбцов может быть доступным для использования, и одна матрица предварительного кодирования может быть выбрана для использования. В этом случае имеется одна гипотеза для каждой матрицы предварительного кодирования, значение показателя может быть определено для каждой матрицы предварительного кодирования, и матрица предварительного кодирования с наибольшим значением показателя может быть выбрана для использования. В общем случае любое количество матриц предварительного кодирования может быть доступно для использования, и каждая матрица предварительного кодирования может иметь любое количество гипотез. В любом случае количество выбранных виртуальных антенн называется рангом передачи системы MIMO.

Ранг передачи MIMO может быть выбран на основе гипотезы с наибольшим значением показателя, например с самой высокой суммарной пропускной способностью. Значение показателя для каждой гипотезы может быть вычислено на основе предположения, что данные могут быть отправлены независимо с каждой виртуальной антенны. Однако в системе, применяемой на практике, более высокий ранг может быть связан с более высокими потерями для реализации, чем более низкий ранг. Например, несколько кодовых слов могут быть отправлены параллельно с помощью гибридного автоматического запроса на повторную передачу (HARQ) для ранга 2 или выше, различное количество повторных передач может использоваться для этих кодовых слов, и могут иметься промежутки в передаче на одном или более уровнях при ожидании окончания последнего кодового слова, с тем чтобы следующий набор кодовых слов мог быть отправлен выровненным по времени. В качестве другого примера обнаружение MIMO для более высокого ранга может являться более склонным к потерям из-за неточных оценок канала.

В аспекте изобретения выбор ранга может быть выполнен таким образом, чтобы учесть зависимые от ранга потери реализации. Более высокий ранг может быть связан с более высокими потерями реализации, например, вследствие отмеченных выше причин. Следовательно, для выбора ранга могут использоваться штрафные коэффициенты, которые пропорциональны рангу, и чем выше ранги для вычислений значений показателей, тем больше штрафные коэффициенты. Штрафные коэффициенты могут быть выбраны так, чтобы отдавать предпочтение более низким рангам, которые могут быть связаны с меньшим количеством потерь реализации и, возможно, с меньшим количеством служебных накладных затрат. Когда два ранга имеют близкие значения показателей, штрафные коэффициенты могут привести к выбору более высокого ранга, только если разность между значениями показателей для этих двух рангов больше, чем компенсация ожидаемых более высоких потерь реализации для более высокого ранга. Ожидаемые потери реализации для каждого ранга могут быть оценены через компьютерное моделирование, эмпирические измерения и т.д. Затем может быть установлен штрафной коэффициент для каждого ранга на основе ожидаемых потерь реализации для этого ранга. В одном примере разные штрафные коэффициенты для разных рангов могут быть выбраны независимо. В другом примере штрафные коэффициенты для разных рангов могут линейно увеличиваться на предопределенное смещение PF_OS и могут быть вычислены как PF_Rm=(m-1)·PF_OS, где PF_Rm - штрафной коэффициент для ранга m. В общем случае штрафные коэффициенты для разных рангов могут быть заданы как PF_R1<PF_R2≤...≤PF_RM. В обоих образцах штрафные коэффициенты для разных рангов могут являться статическими значениями или могут являться динамическими значениями, которые могут изменяться на основе условий канала и/или других факторов.

Фиг. 4 показывает блок-схему примера селектора 400 ранга, который выбирает M наилучших виртуальных антенн на основе критерия максимальной суммарной пропускной способности. Селектор 400 ранга может быть реализован с помощью процессора 290 в пользовательском оборудовании 120 или процессора 240 в узле B 110, показанных на фиг. 2. Селектор 400 ранга включает в себя четыре секции 410a-410d обработки для рангов 1-4 соответственно. Секция 410a выдает четыре значения суммарной пропускной способности для четырех гипотез для ранга 1, секция 410b выдает шесть значений суммарной пропускной способности для шести гипотез для ранга 2, секция 410c выдает четыре значения суммарной пропускной способности для четырех гипотез для ранга 3, и секция 410d выдает одно значение суммарной пропускной способности для одной гипотезы для ранга 4.

В секции 410a обработки для ранга 1 блок 412a пространственного отображения может принимать матрицу H (k) характеристики канала MIMO для каждой поднесущей k и определять вектор h _v1(k) эффективной характеристики канала MIMO следующим образом: h _v1(k)= H (k)· u _v1, где u _v1 - столбец матрицы U предварительного кодирования для виртуальной антенны v₁, и виртуальная антенна v₁ зависит от оцениваемой гипотезы. Блок 414a вычисления отношения сигнала к шуму и помехе (SINR) может определить отношение SINR γ_v1(k) каждой поднесущей k для виртуальной антенны v₁ на основе вектора h _v1(k), методики обнаружения MIMO, используемой пользовательским оборудованием 120, и мощности передачи, выделенной для поднесущей k виртуальной антенны v₁. Блок 416a отображения пропускной способности может отображать отношение SINR γ_v1(k) на пропускную способность на основе функции пропускной способности без ограничений или функции пропускной способности с ограничениями. Блок 416a может суммировать пропускные способности всех K поднесущих для виртуальной антенны v₁ и выдавать суммарную пропускную способность C_v1 для виртуальной антенны v₁. Суммарная пропускная способность также может быть определена другими способами. Например, отношение SINR может быть усреднено по всем поднесущим, и среднее отношение SNR может быть отображено на пропускную способность. В любом случае блок 418a может корректировать суммарную пропускную способность для виртуальной антенны v₁ на основе штрафного коэффициента PF_R1 для ранга 1 и выдавать скорректированную пропускную способность C_adj,v1 для виртуальной антенны v₁. Обработка может быть повторена для каждой из четырех гипотез для v₁ = 1, 2, 3, 4, соответствующих выбору виртуальной антенны 1, 2, 3 или 4 соответственно.

Секция 410b обработки для ранга 2 может определять суммарную пропускную способность C_v12 для каждой из шести гипотез с двумя виртуальными антеннами. Блок 418b может корректировать суммарную пропускную способность для каждой гипотезы на основе штрафного коэффициента PF_R2 для ранга 2. Секция 410c обработки для ранга 3 может определять суммарную пропускную способность C_v123 для каждой из четырех гипотез с тремя виртуальными антеннами. Блок 418c может корректировать суммарную пропускную способность для каждой гипотезы на основе штрафного коэффициента PF_R3 для ранга 3. Секция 410d обработки для ранга 4 может определять суммарную пропускную способность C_v1234 для гипотезы с четырьмя виртуальными антеннами. Блок 418d может корректировать суммарную пропускную способность для этой гипотезы на основе штрафного коэффициента PF_R4 для ранга 4.

Блок 430 выбора ранга и формирования индикатора CQI может принимать скорректированную пропускную способность для каждой из этих 15 гипотез для рангов 1-4. Блок 430 может выбирать гипотезу с наибольшей скорректированной пропускной способностью и может выдавать ранг и виртуальные антенны, соответствующие выбранной гипотезе. Для T=4 всего имеется 15 гипотез, и выбранный ранг и выбранные виртуальные антенны вместе могут быть переданы с помощью 4-битового индекса выбранной гипотезы. Блок 430 может также определять один или более индикатор CQI на основе отношения SINR для выбранных виртуальных антенн. В общем случае индикатор CQI может быть сформирован для одной или более антенн, одного или более кодовых слов и т.д. Индикатор CQI может содержать среднее отношение SINR, схему модуляции и кодирования (MCS), формат пакета, транспортный формат, скорость передачи и/или некоторую другую информацию, показательную для качества сигнала или пропускной способности. Выбор ранга и антенн также может быть выполнен другими способами.

В другом примере разные штрафные коэффициенты могут использоваться для разных количеств кодовых слов (вместо ранга). Для запроса HARQ потеря с передачей пустых промежутков может произойти вследствие разного количества повторных передач для разных кодовых слов и может, таким образом, быть связана с количеством кодовых слов (вместо количества уровней). Штрафные коэффициенты для разных количеств кодовых слов могут быть заданы как PF_C1<PF_C2≤...≤PF_CL, где PF_Cl - штрафной коэффициент для l кодовых слов. В общем случае штрафной коэффициент может быть параметризован как функция ранга, количества кодовых слов, некоторого другого параметра или любой комбинации параметров.

Пользовательское оборудование 120 может отправлять выбранную матрицу предварительного кодирования (если несколько матриц предварительного кодирования доступно для использования) и M выбранных виртуальных антенн узлу B 110. Узел B 110 может использовать все или подмножество из M выбранных виртуальных антенн для передачи данных пользовательскому оборудованию 120.

Узел B 110 может отправить L кодовых слов с использованием M выбранных виртуальных антенн, где в общем случае 1≤L≤М. Кодовое слово может быть получено посредством кодирования блока данных в станции передатчика и может быть отдельно декодировано станцией приемника. Блок данных также может называться кодовым блоком, транспортным блоком, пакетом, протокольным блоком данных (PDU) и т.д. Кодовое слово также может называться закодированным блоком, закодированным пакетом и т.д. L блоков данных могут быть закодированы отдельно для получения L кодовых слов. Имеется однозначное отображение между блоком данных и кодовым словом. Узел B 110 может отправлять каждое кодовое слово через одну или более выбранные виртуальные антенны.

Фиг. 5A показывает пример передачи L=4 кодовых слов с M=4 виртуальных антенн без перестановки уровней, что также может называться избирательным управлением скоростью передачи для каждой виртуальной антенны (S-PVARC). В этом примере кодовые слова 1, 2, 3 и 4 отправляют с виртуальных антенн 1, 2, 3 и 4 соответственно, одно кодовое слово с каждой виртуальной антенны. M виртуальных антенн могут иметь разные отношения SINR. Подходящая схема модуляции и кодирования (MCS) может быть выбрана для каждого кодового слова на основе отношения SINR виртуальной антенны, используемой для этого кодового слова. Каждое кодовое слово можно отправить на основе схемы модуляции и кодирования (MCS), выбранной для этого кодового слова.

Фиг. 5B показывает пример передачи L=4 кодовых слов с M=4 виртуальных антенн с перестановкой уровней, что также называется избирательной перестановкой виртуальных антенн (S-VAP). В этом примере каждое кодовое слово может быть отправлено со всех четырех виртуальных антенн на основе шаблона отображения, который отображает кодовые слова на поднесущие и виртуальные антенны. В примере, показанном на фиг. 5A, каждое кодовое слово циклически проходит четыре виртуальных антенны по K поднесущим. Таким образом, кодовое слово 1 отправляют с виртуальной антенны 1 на поднесущих 1, 5 и так далее, с виртуальной антенны 2 на поднесущих 2, 6 и так далее, с виртуальной антенны 3 на поднесущих 3, 7 и так далее, и с виртуальной антенны 4 на поднесущих 4, 8 и так далее. Каждое оставшееся кодовое слово также циклически проходит четыре виртуальных антенны по K поднесущим, как показано на фиг. 5B. Каждое кодовое слово отправляют через все M выбранных виртуальных антенны с перестановкой уровней, и, таким образом, оно может обнаруживать среднее отношение SINR для M выбранных виртуальных антенн. Подходящая схема модуляции и кодирования (MCS) может быть выбрана на основе среднего отношения SINR и использована для каждого кодового слова.

Уровень может быть определен как содержащий одну пространственную размерность для каждой поднесущей, используемой для передачи. Уровень также может называться уровнем передачи и т.д. M пространственных размерностей могут быть доступны для каждой поднесущей с M выбранными виртуальными антеннами. Без перестановки уровней на фиг. 5A могут быть доступны M уровней, и каждый уровень может быть отображен на отдельную виртуальную антенну. С перестановкой уровней на фиг. 5B может быть доступно M уровней, и каждый уровень может быть отображен на все M виртуальных антенн. В общем случае каждый уровень может быть отображен на поднесущие и виртуальные антенны на основе любого отображения, два примера которого показаны на фиг. 5A и 5B.

Пользовательское оборудование 120 может выполнять обнаружение MIMO над R принятыми потоками символов от R демодуляторов 254a-254r для получения M обнаруженных потоков символов, которые представляют собой M оценок потоков символов данных, отправленных через M выбранных виртуальных антенн. Обнаружение MIMO может быть основано на минимальной среднеквадратической ошибке (MMSE), обращении в нуль незначащих коэффициентов (ZF), комбинировании максимального отношения (MRC), обнаружении с максимальным правдоподобием (ML), обнаружении/декодировании сферы или некоторой другой методике. Пользовательское оборудование 120 может обрабатывать M потоков символов данных для получения L декодированных блоков данных для L кодовых слов, отправленных узлом B 110.

Пользовательское оборудование 120 также может выполнять обнаружение MIMO с последовательным подавлением помех (SIC). В этом случае пользовательское оборудование 120 может выполнять обнаружение MIMO, затем обрабатывать обнаруженные потоки символов для восстановления одного кодового слова, затем оценить и подавить помехи вследствие восстановленного кодового слова и затем повторить такой же процесс для следующего кодового слова. Каждое кодовое слово, которое восстанавливается позже, может испытывать меньшие помехи и, следовательно, проявлять более высокое отношение сигнала к шуму и помехе (SINR). Для последовательного подавления помех (SIC) L кодовых слов могут достигать различных отношений SINR. Отношение SINR для каждого кодового слова может зависеть от (i) отношения SINR этого кодового слова с линейным обнаружением MIMO, (ii) конкретной стадии, на которой восстанавливается кодовое слово, и (iii) помех вследствие восстановленных ранее кодовых слов (если имеются).

Пользовательское оборудование 120 может отправить информацию о состоянии канала, чтобы помочь узлу B 110 при передаче данных пользовательскому оборудованию. Информация о состоянии канала может содержать выбранную матрицу предварительного кодирования и M выбранных виртуальных антенн. Информация о состоянии канала также может включать в себя один или более индикатор CQI для M выбранных виртуальных антенн. В случае без перестановки уровней, который показан на фиг. 5A, пользовательское оборудование 120 может отправить индикатор CQI для каждой из M выбранных виртуальных антенн. Если пользовательское оборудование 120 поддерживает последовательное подавление помех (SIC), то M индикаторов CQI для M выбранных виртуальных антенн может отражать улучшение отношения SINR благодаря последовательному подавлению помех (SIC). В случае с перестановкой уровней, показанном на фиг. 5B, пользовательское оборудование 120 может отправлять средний индик