Способ управления передачей данных по нисходящему каналу с использованием технологии mimo и базовая станция

Способ управления передачей данных по нисходящему каналу с использованием технологии mimo и базовая станция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к области беспроводной связи и конкретно - к способам применения эффективного сочетания различных способов управления передачей в технологии MIMO (Multiple Input Multiple Output, система со многими входами и многими выходами) с каналами передачи с учетом состояния нисходящих физических каналов.

Уровень техники

Стандартизованная Партнерским проектом по сетям третьего поколения (3GPP) технология HSDPA (High Speed Downlink Packet Access, высокоскоростная пакетная передача данных от базовой станции к мобильному телефону) обеспечивает наибольшую скорость передачи 14,4 Мбит/с, что ведет к постепенному внедрению высокоскоростной мобильной связи с высокой пропускной способностью. Тем не менее, широкое использование мобильных терминалов, включая мобильные телефоны, и Интернета, совместно с ростом разнообразия и усложнением контента ведет к повышению требований к пропускной способности, эффективности использования радиочастот и оптимизации IP-трафика.

Технология LTE (Long Term Evolution), которая сейчас начинает активно использоваться, предполагает наибольшую скорость передачи в нисходящем канале 100 Мбит/с. Кроме того, для терминала, перемещающегося как с низкой, так и с высокой скоростью, требуется оптимизация.

При передаче по технологии MIMO различные сигналы передаются параллельными путями, образованными несколькими входами (передающими антеннами) и несколькими выходами (приемными антеннами) (мультиплексирование MIMO). Эта технология, возможно, станет обязательной для LTE, поскольку даже при использовании той же частоты можно увеличить скорость пропорционально количеству параллельных путей передачи.

OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, мультиплексирование с ортогональным частотным разделением сигналов) как схема беспроводного доступа, подходит для высокоскоростной передачи на скоростях свыше нескольких десятков Мбит/с. В OFDM, где применяется ортогональность частот, спектры поднесущих расположены с перекрытием на частотной оси, что повышает эффективность использования радиочастот. Поскольку сигнал делится между несколькими поднесущими, длина символа при передаче с использованием n поднесущих увеличивается в n раз по сравнению с системой, передающей сигнал на одной частоте,

Другая предлагаемая технология заключается в применении в схеме передачи MIMO-OFDM, пространственно мультиплексирующей OFDM-сигналы, разнесения передачи путем скачкообразного изменения фазы (phase-hopping transmit diversity), которая использует различное вращение фазы каждой поднесущей каждой передающей антенны таким образом, что передаваемые сигналы ортогональны друг другу при приеме, что увеличивает скорость передачи в пропорции, равной количеству передающих антенн при пространственном мультиплексировании (например, см. Патентный документ 1).

Патентный документ 1: JP2006-081131A

Как описано выше, для более высокоскоростной связи с более высокой пропускной способностью уже предложены различные технологии. Тем не менее способа, эффективно сочетающего базовые технологии (такие как планирование) с учетом состояния физических каналов передачи пока не предложено. Реализация описанного выше эффективного сочетания должна обеспечить связь с меньшим количеством разрядов управления (control bits) при лучших характеристиках, что повысит эффективность связи.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение направлено на повышение эффективности связи всей системы путем сочетания оптимальных технологий управления MIMO-передачей с учетом состояния физических каналов передачи.

Для решения описанной выше проблемы:

(1) для общих каналов управления (широковещательного канала, пейджингового канала (paging channel), канала синхронизации и т.п.), широковещательного мультимедийного канала MBMS (Multimedia Broadcast Multicast Service) и канала управления L1/L2 (Layer1/Layer2) используется MIMO-разнесение без обратной связи, в то время как для общего канала данных при планировании используется MIMO-мультиплексирование или MIMO-разнесение с обратной связью и

(2) для общих каналов данных пользователь определяется либо как пользователь с передачей сосредоточенного типа (localized transmission), при которой непрерывно расположенные поднесущие составляют один блок, либо как пользователь с передачей распределенного типа (distributed transmission), при которой поднесущие распределены по всей полосе частот, при этом от типа пользователя зависит способ управления MIMO-мультиплексированием/разнесением с обратной связью.

Более конкретно, в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, способ управления передачей в нисходящем канале от базовой станции с несколькими антеннами к мобильной станции с несколькими антеннами предусматривает:

(a) что MIMO-разнесение без обратной связи применяется в общих каналах управления, канале MBMS и канале управления L1/L2 и

(b) что MIMO-мультиплексирование с обратной связью и/или MIMO-разнесение применяется в общем канале данных.

В предпочтительном варианте осуществления MIMO-мультиплексирование включает перемножение вектора предкодирования с передаваемым сигналом. Для пользователя с передачей сосредоточенного типа, при которой для передачи общего канала данных выделяется включающий непрерывно расположенные поднесущие блок ресурсов, осуществляется управление количеством потоков при MIMO-мультиплексировании и вектором предкодирования для каждого потока.

В этом случае при передаче общего канала данных возможно применение многопользовательского MIMO, реализующего пространственное разнесение с применением многопотокового MIMO-мультиплексирования.

Далее MIMO-мультиплексирование предусматривает перемножение вектора предкодирования с передаваемым сигналом. Для пользователя с передачей распределенного типа, при которой поднесущие распределены по всей полосе частот при передаче общего канала данных, управление количеством потоков при MIMO-мультиплексировании осуществляется на основе усредненного для всей полосы частот состояния канала, а вектор предкодирования имеет фиксированное значение для каждого потока.

В этом случае векторы предкодирования для каждого потока образуют набор векторов с фиксированными значениями, количество которых соответствует количеству антенн. Для потока переключение между векторами с фиксированными значениями может выполняться по предопределенной схеме.

Кроме того, для пользователя с передачей распределенного типа, при которой поднесущие распределены по всей полосе частот при передаче общего канала данных, управление количеством потоков при MIMO-мультиплексировании может выполняться на основе усредненного для всей полосы частот состояния канала при осуществлении MIMO-мультиплексировании без обратной связи, предполагающего блочное кодирование, используемое совместно с MIMO-мультиплексированием, при количестве потоков менее количества антенн.

В другом варианте осуществления канал управления L1/L2 делится на два кодовых блока для кодирования разделенного канала, первый из которых включает информацию о выделенном блоке ресурсов и информацию о количестве потоков, а второй - векторы предкодирования для каждого потока при MIMO-мультиплексировании.

В этом случае мобильная станция при приеме канала управления L1/L2 сначала декодирует первый кодовый блок для извлечения информации о количестве потоков, а затем декодирует второй кодовый блок на основе информации о количестве потоков.

Кроме того, канал управления L1/L2 может делится на два кодовых блока, первый из которых включает информацию о выделенном блоке ресурсов, а второй - информацию о предкодировании для каждого потока при MIMO-мультиплексировании.

В этом случае эта информация включает режим MIMO, указывающий, является ли схема MIMO однопользовательской схемой MIMO или многопользовательской схемой MIMO, информацию о количестве потоков и информацию, указывающую на то, является ли пользователь пользователем с передачей сосредоточенного типа, при которой выделяется блок ресурсов, включающий непрерывно расположенные поднесущие, или пользователем с передачей распределенного типа, при которой поднесущие распределены по всей полосе частот.

В этом случае мобильная станция при приеме канала управления L1/L2 сначала декодирует первый кодовый блок, а затем декодирует второй кодовый блок на основе информации о количестве потоков, которая передается с использованием сигнала высокого уровня.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения базовая станция включает:

(a) несколько антенн;

(b) планировщик, на основе обратной связи о состоянии канала от мобильной станции выделяющий радиоресурсы при планировании передачи данных нескольким пользователям;

(c) последовательно-параллельный преобразователь, на основе обратной связи о состоянии канала от мобильной станции преобразующий несколько потоков, количество которых соответствует количеству антенн, в передаваемые данные и

(d) процессор предкодирования, выполняющий предкодирование каждого потока, причем предкодированные передаваемые данные передаются несколькими антеннами.

В предпочтительном варианте осуществления процессор предкодирования применяет получаемый от мобильной станции вектор предкодирования ко всем потокам передаваемого сигнала для пользователя, которому планировщиком выделен блок ресурсов, включающий несколько непрерывно расположенных поднесущих.

В другом варианте осуществления процессор предкодирования, включающий устройство назначения фиксированного весового коэффициента предкодирования, применяет предопределенный вектор предкодирования ко всем потокам передаваемого сигнала для пользователя, которому планировщиком в качестве блока ресурсов выделены поднесущие, распределенные по всей полосе частот.

Настоящее изобретение позволяет повысить эффективность связи в нисходящем канале.

Краткое описание чертежей

Фиг.1А представляет объяснение OFDM-разнесения в соответствии с осуществлением настоящего изобретения.

Фиг.1В представляет объяснение OFDM-разнесения в соответствии с осуществлением настоящего изобретения.

Фиг.2 представляет типовое распределение ресурсов в нисходящем OFDM-канале беспроводного доступа.

Фиг.3 представляет пример MIMO-мультиплексирования.

Фиг.4 представляет пример MIMO-мультиплексирования с использованием векторов предкодирования.

Фиг.5 представляет пример MIMO-мультиплексирования с изменением количества потоков в зависимости от качества приема.

Фиг.6 представляет пример MIMO-разнесения с использованием пространственно-временного блочного кодирования (STBC, Space-Time Block Encoding).

Фиг.7 представляет примеры MIMO-разнесения с обратной связью и без обратной связи.

Фиг.8 представляет адаптивную передачу канала с MIMO.

Фиг.9 представляет пример 1 управления MIMO для общего канала данных при передаче пользователю с передачей сосредоточенного типа.

Фиг.10 представляет пример 2 управления MIMO для общего канала данных при передаче пользователю с передачей сосредоточенного типа.

Фиг.11 представляет пример управления MIMO для общего канала данных при передаче пользователю с передачей распределенного типа.

Фиг.12 представляет примеры физического канала при использовании MIMO-разнесения без обратной связи.

Фиг.13А представляет типовую конфигурацию нисходящего канала управления L1/L2 при передаче с использованием MIMO-разнесения без обратной связи.

Фиг.13В представляет типовое декодирование нисходящего канала управления L1/L2 при передаче с использованием MIMO-разнесения без обратной связи.

Фиг.14А представляет типовую конфигурацию нисходящего канала управления L1/L2 при передаче с использованием MIMO-разнесения без обратной связи.

Фиг.14В представляет типовую конфигурацию нисходящего канала управления L1/L2 при передаче с использованием MIMO-разнесения без обратной связи.

Фиг.15 представляет типовой способ передачи пилотных каналов.

Фиг.16 представляет типовую конфигурацию базовой станции в соответствии с осуществлением настоящего изобретения.

Фиг.17А представляет типовую конфигурацию процессора предкодирования, используемого в базовой станции на фиг.16, и разнесение передачи взвешенного при предкодировании общего канала.

Фиг.17В представляет типовую конфигурацию процессора предкодирования, используемого в устройстве базовой станции на фиг.16, и разнесение передачи общего канала, взвешенного при предкодировании.

Фиг.18 представляет типовую конфигурацию мобильной станции в соответствии с осуществлением настоящего изобретения.

Перечень обозначений

10: базовая станция

12: планировщик

19: процессор предкодирования

19а: дупликатор

19b: предкодер

19с: устройство установки фиксированного весового коэффициента предкодирования

21: генератор передаваемых сигналов прочих физических каналов

22-1, 22-2: устройство OFDM-мультиплексирования/размещения

28: демодулятор принимаемого сигнала восходящего канала

29-1, 29-2: антенна

30: мобильная станция

35: детектор сигнала

36: декодер канала

37: демодулятор нисходящего канала управления L1/L2

38: устройство определения канального ожидания

39-1, 39-2: антенна

41: устройство определения ожидания желательного количества потоков и номера потока

42: устройство определения ожидания желательного вектора предкодирования

43: устройство определения ожидания значения CQI

Осуществление изобретения

Ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи приведено описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения. В них детально описаны оптимальные сочетания схем управления MIMO-передачей в соответствии с характеристиками/состоянием физических каналов передачи. Эти варианты осуществления предполагают использование схем пространственного мультиплексирования и передачи OFDM-сигналов с применением MIMO-передачи, поэтому сначала со ссылкой на фиг.1-7 объясняются эти технологии.

Фиг.1А и 1В представляют диаграммы для объяснения OFDM-разнесения в соответствии с вариантами осуществления. Фиг.1А представляет частотное разнесение, при котором поднесущие, выделенные пользователю, для достижения эффекта разнесения распределены по всей полосе частот, а фиг.1В представляет многопользовательское разнесение, при котором каждому пользователю выделяется блок ресурсов в канале, состояние которого наилучшим образом подходит пользователю.

Способ, представленный на фиг.1А, подходит для пользователя, которому, желательно, сократить нагрузку на канал, вызванную обратной связью от мобильной станции (UE) к базовой станции, например, для пользователя, передающего малый объем данных, как при передаче голоса через Интернет (VoIP, Voice over IP), или пользователя, испытывающего трудности при подстройке к изменению состояния канала (изменению затухания). Такой пользователь называется пользователем с распределенным типом передачи.

В способе, представленном на фиг.1В, несколько непрерывных поднесущих сгруппированы вместе в части канала с наилучшим качеством канала и выделены пользователю в качестве блока ресурсов на основе информации обратной связи от каждого пользователя. Пользователь с ресурсом, выделенным ему при таком планировании, называется пользователем с сосредоточенным типом передачи.

Фиг.2 представляет схему беспроводного доступа в нисходящем канале на основе OFDM. OFDM с защитным интервалом (GI, Guard Interval) между значащими символами обладает стойкостью к межсимвольной и многолучевой интерференции. Кроме того, OFDM хорошо совмещается с MIMO-мультиплексированием и MIMO-разнесением, что позволяет принимать широковещательные (MBMS) сигналы с высоким качеством за счет применения программного сложения (soft combining), использующего задержку из-за защитного интервала. На фиг.2 представлено выделение ресурсов в частотной и временной областях пользователям с сосредоточенным и распределенным типами передачи.

Фиг.3 представляет схему для объяснения MIMO-мультиплексирования. При MIMO-мультиплексировании несколько различных потоков данных подвергаются пространственному мультиплексированию с использованием нескольких передающих антенн, расположенных на расстоянии друг от друга, и нескольких приемных антенн, также расположенных на расстоянии друг от друга. Несколько потоков данных, передаваемых на одной частоте в одном временном интервале, пространственно мультиплексируются и скорость передачи данных (эффективность использования частоты) возрастает соответственно количеству передающих (приемных) антенн. Преимуществом MIMO-мультиплексирования является возможность повышения пиковой пропускной способности пользовательского нисходящего канала, особенно при хорошем состоянии канала.

Фиг.4 представляет схему для объяснения предкодирования при MIMO-мультиплексировании в соответствии с осуществлением настоящего изобретения. Предкодирование делает возможным формирование направленных лучей в соответствии с мгновенными изменениями затухания. Другими словами, обеспечивается выигрыш от управления диаграммой направленности (beam-forming gain). Как показано на фиг.4, наборы данных могут передаваться нескольким пользователям с использованием соответственно различных направленных лучей для реализации многопользовательского MIMO, при этом сигналы нескольких различных потоков данных могут передаваться одному пользователю с использованием различных направленных лучей.

Для осуществления предкодирования необходимо быстро получать обратную связь от мобильной станции (UE) в виде векторов предкодирования или изменений затухания. В примере на фиг.4 обратная связь от UE1 перемножается с сигналом каждой антенны, передаваемым для UE1, использующей вектор 1 предкодирования для передаваемого сигнала 1. Сходным образом обратная связь от UE2 перемножается с сигналом каждой антенны, передаваемым для UE2, использующей вектор 2 предкодирования для передаваемого сигнала 2. Такой способ позволяет при передаче использовать направленные лучи в соответствии непрерывными изменениями затухания.

Фиг.5 представляет схему для объяснения ранговой адаптации (выбора режима) при MIMO-мультиплексировании в соответствии с настоящим осуществлением. При передаче мобильной станции большого количества потоков при плохом состоянии канала возникает ошибка пакета. Тогда, при использовании ранговой адаптации, количество потоков выбирается, исходя из показателей состояния канала, включая отношение сигнал/помеха (SIR, Signal То Interference Ratio) и корреляцию затухания. При количестве потоков, равном 1, означающем, что один поток передается несколькими антеннами, этот режим становится аналогичным MIMO-разнесению при передаче.

В примере на фиг.5 для мобильной станции, расположенной вблизи базовой станции, благодаря хорошему отношению сигнал/помеха осуществляется 4-канальная передача. Для мобильной станции, расположенной на расстоянии половины дальности действия соты, осуществляется 2-канальная передача. Для мобильной станции, расположенной на границе соты, осуществляется 1-канальная передача.

Фиг.6 представляет схему для объяснения MIMO-разнесения в соответствии с настоящим осуществлением. При MIMO-разнесении информация подвергается канальному кодированию и модуляции данных, затем осуществляется пространственно-временное блочное кодирование (STBC, space-time block encoding), формирование и передача нескольких потоков кодированных данных, количество которых соответствует количеству антенн. Другими словами, тот же передаваемый сигнал кодируется различными кодами. В приемнике после декодирования STBC, осуществляемого в каждой антенне, осуществляется антенно-разнесенный прием с применением дифференциально-взвешенного сложения (MRC, Maximal Ratio Combining).

В примере на фиг.6 информация подвергается STBC-кодированию в четыре потока, передаваемых одновременно для увеличения выигрыша от разнесения. Преимущество MIMO-разнесения состоит в возможности повысить качество передачи в направлении к мобильной станции при плохом состоянии канала и низкой скорости передачи данных.

MIMO-разнесение включает разнесение передачи без обратной связи (open-loop (OL) transmit diversity), которое не требует наличия обратной связи от мобильной станции, и разнесение передачи с обратной связью (closed-loop (CL) transmit diversity), которое требует наличия обратной связи от мобильной станции. Для обеспечения возможности определения канального ожидания (channel estimation) все передающие антенны передают ортогональные пилотные каналы.

На фиг.7 представлена таблица MIMO-разнесения с обратной связью и без обратной связи. В качестве примеров разнесения без обратной связи можно привести разнесение передачи с временным переключением (TSTD, Time Switched Transmit Diversity), разнесение передачи с частотным переключением (FSTD, Frequency Switched Transmit Diversity), разнесение с задержкой (CDD, Cyclic Delay Diversity) и разнесение с блочным кодированием (STBC/SFBC, Space Time Block Code/Space Frequency Block Code).

При использовании схемы TSTD базовая станция для каждого канала периодически переключает антенны таким образом, что в каждый момент времени передачу осуществляет только одна из антенн В мобильной станции эффект разнесения достигается за счет попеременного приема сигналов, прошедших разные пути распространения от двух антенн. Такую схему легко расширить до 2 или более антенн.

Разнесение с задержкой обеспечивает такой же эффект, как и пространственное разнесение, реализуемое раздельной передачей двумя антеннами. Разнесение с задержкой хорошо совместимо с OFDM, где между символами вставляются защитные интервалы, что позволяет реализовать задержанную передачу в пределах защитного интервала. К тому же разнесение с задержкой легко распространить на две или более антенн.

В случае разнесения с блочным кодированием к нескольким передаваемым потокам применяется пространственно-временное блочное кодирование (STBC) или пространственно-частотное блочное кодирование (SFBC) для увеличения выигрыша от разнесения.

Примерами разнесения с обратной связью являются разнесение с переключением передающих антенн и фазовое разнесение (TxAA, Transmit Antenna Array).

Для достижения оптимизации и увеличения эффективности системы, что является целью настоящего осуществления, важен правильный выбор схемы MIMO-разнесения в соответствии с характеристиками и состоянием физического канала. Поэтому адаптивно выбираемая схема управления MIMO в настоящем варианте осуществления меняется в зависимости от физического канала, подлежащего передаче, качества обслуживания (QoS, Quality of Service) (скорости передачи данных, уровня ошибок пакета, задержки и т.п.) и от состояния канала пользователя (отношения сигнал/помеха (SIR) при приеме, корреляции затухания и т.п.).

Фиг.8 представляет пример передачи канала с MIMO адаптивного типа в соответствии с настоящим осуществлением. Горизонтальная ось представляет корреляцию затухания, отражающую состояние канала, а вертикальная ось представляет скорость передачи данных, отражающую качество обслуживания, и схему модуляции и кодирования. Сплошная линия на диаграмме относится к общему каналу данных, где применимо управление с обратной связью, а пунктирная линия относится к общим каналам управления, где применимо управление без обратной связи.

Управление MIMO без обратной связи применимо для передачи общих каналов управления (ВСН, Broadcast Channel; РСН, Paging Channel, SCH, Synchronization Channel и т.п.), канала MBMS и канала управления L1/L2, для которых требования к качеству приема не столь строги, а скорость передачи и кодовая скорость низки.

При хорошем отношении сигнал/помеха (SIR) и наибольшей скорости передачи для общего канала данных используется MIMO-мультиплексирование с максимальным количеством потоков. При среднем значении отношения сигнал/помеха MIMO-мультиплексирование с уменьшенным количеством потоков используется совместно с MIMO-разнесением с обратной связью (например, разнесением с переключением передающих антенн). При низком значении отношения сигнал/помеха (например, при передаче к мобильной станции, находящейся на границе соты) используется MIMO-разнесение с обратной связью. Как описано выше, это эквивалентно MIMO-мультиплексированию при использовании однопотокового предкодирования.

Для передачи планируемого общего канала данных используется MIMO-управление с обратной связью. Что касается управления с обратной связью общим каналом данных, то для правильного применения описанных ниже схем MIMO-управления с обратной связью следует учитывать тип пользователя (пользователь с сосредоточенным типом передачи или пользователь с распределенным типом передачи).

Другими словами, для пользователя с сосредоточенным типом передачи на основе частотного планирования количество потоков при MIMO-мультиплексировании (см. фиг.5) и весовой коэффициент передачи (вектор предкодирования) каждого канала (см. фиг.4) определяются на основе состояния канала для каждого выделенного непрерывного блока частотных ресурсов. При количестве потоков, равном 1, используется MIMO-разнесение с обратной связью и управлением весовым коэффициентом передачи.

Для пользователя с распределенным типом передачи, осуществляемой во всей полосе частот, количество потоков при MIMO-мультиплексировании определяется на основе усредненного состояния канала во всей полосе частот. При использовании предкодирования весовой коэффициент передачи (вектор предкодирования) каждого канала представляет собой фиксированную величину. Например, эффект разнесения достигается переключением весовых коэффициентов передачи потока по предопределенной схеме. При количестве потоков, равном 1, используется MIMO-разнесение без обратной связи, а переключение весовых коэффициентов передачи антенны осуществляется по предопределенной схеме. Если предкодирование не используется и количество потоков меньше количества антенн, то также применяется MIMO-разнесение без обратной связи для блочного кодирования.

Далее многопользовательская схема MIMO, в которой передаваемые сигналы нескольких пользователей пространственно мультиплексируются с использованием нескольких MIMO-мультиплексированных потоков, применяется только для пользователей с сосредоточенным типом передачи на основе частотного планирования с использованием предкодирования. Другими словами, для передачи общего канала данных пользователя с сосредоточенным типом передачи можно применять многопользовательскую схему MIMO, в которой при MIMO-мультиплексировании используются несколько потоков для пространственного мультиплексирования передаваемых сигналов нескольких пользователей.

Далее со ссылкой на фиг.9-11 подробно описаны схемы MIMO-мультиплексирования для описанных выше типов пользователей.

Фиг.9 представляет схему MIMO-мультиплексирования для общих каналов данных, передаваемых пользователю с сосредоточенным типом передачи. На фиг.9 используются векторы предкодирования, определенные для блока ресурсов на основе информации обратной связи от мобильной станции.

В этом случае информация обратной связи от мобильной станции включает отношение сигнал/помеха для каждого потока, количество используемых потоков и номер вектора предкодирования для каждого потока.

Здесь Wx,y - множество векторов предкодирования W_x,y,n, определенных на основе информации обратной связи, где x - номер потока, y - номер блока ресурсов, n - номер передающей антенны из числа передающих антенн, где число передающих антенн равно 4. Другими словами, Wx,y={W_x,y,1, W_x,y,2, W_x,y,3, W_x,y,4}.

Когда мобильная станция располагается вблизи базовой станции, векторы предкодирования определяются для каждого блока ресурсов при использовании 4-потоковой передачи. Когда мобильная станция располагается вдали от базовой станции, векторы предкодирования определяются для каждого блока ресурсов при использовании 2-потоковой передачи. Когда мобильная станция располагается на границе соты, используется однопотоковая передача с MIMO-разнесением с обратной связью и управлением весовым коэффициентом передачи.

Поскольку в примере на фиг.9 для каждого блока ресурсов определяются различные векторы предкодирования, количество разрядов канала управления можно уменьшить, установив ограничение, что векторы предкодирования соседних блоков ресурсов должны быть одинаковыми. В этом случае информация обратной связи от мобильной станции к базовой станции включает отношение сигнал/помеха для каждого потока в полосе частот, состоящей из группы нескольких соседних блоков ресурсов, количество используемых потоков и номер вектора предкодирования для каждого потока.

Фиг.10 также представляет схему MIMO-управления при передаче общего канала данных пользователю с сосредоточенным типом передачи. Тем не менее, схема на фиг.10 отличается от схемы на фиг.9 тем, что в ней используется одинаковый вектор предкодирования для всех блоков ресурсов одного потока. Соотношение между номером потока и вектором предкодирования может быть предопределено однозначно. В этом случае обратная связь от мобильной станции к базовой станции может содержать только номер используемого потока

Поскольку в способе, представленном на фиг.10, точность управления в соответствии с изменениями вектора предкодирования канала не критична, количество разрядов обратной связи в восходящем направлении и количество разрядов канала управления в нисходящем направлении можно уменьшить.

Фиг.11 иллюстрирует схему MIMO-мультиплексирования общих каналов данных, передаваемых пользователю с распределенным типом передачи. В этом случае весовой коэффициент передачи (вектор предкодирования) имеет фиксированное значение для каждого канала. В примере на фиг.11 весовые коэффициенты передачи потока переключаются по предопределенной схеме. Эта схема заранее известна также и мобильной станции.

Информация обратной связи от мобильной станции к базовой станции состоит из усредненного для всей полосы частот значения отношения сигнал/помеха для каждого канала и номера используемого потока. Длительность передачи обратной связи может отличаться для разных составляющих информации обратной связи. В целом информация о номере используемого потока (включая количество используемых потоков) может передаваться с более низкой скоростью, чем значение отношения сигнал/помеха.

Здесь Wx - множество векторов предкодирования W_x,n, где n - номер передающей антенны из числа передающих антенн, где число передающих антенн равно 4. Другими словами, Wx={W_x,1, W_x,2, W_x,3, W_x,4}.

Wx могут принимать различные значения для каждого пакета по предопределенной схеме.

Фиг.12 представляет пример применения в физическом канале MIMO-разнесения без обратной связи в соответствии с настоящим осуществлением. Опущенная в таблице на фиг.7 схема MIMO-разнесения без обратной связи, предполагающая применение при передаче предкодирования, изменяющегося во времени по предопределенной схеме, применяется как Кандидат 1. Одной из причин применения этой схемы является то, что она не требует, чтобы мобильной станции было заранее известно, используется ли MIMO-разнесение. Кроме того, поскольку при этом можно задействовать усилители мощности передатчиков всех антенн базовой станции, эта схема является более подходящей, чем разнесение передачи с временным переключением (TSTD). Вместе с тем, TSTD применяется как Кандидат 2.

Для широковещательного канала (ВСН) в качестве Кандидата 1 разнесение с блочным кодированием (STBC или SFBC) применяется для не более чем двух антенн, а сочетание разнесения с блочным кодированием и разнесения с задержкой (CDD) или разнесения передачи с временным (частотным) переключением применяется для более чем двух антенн. Это вызвано чем, что STBC/SFBC обладает лучшими характеристиками, чем другие схемы разнесения без обратной связи. Для более чем двух антенн не существует приемлемых кодов STBC/SFBC, поэтому применяется сочетание со схемами разнесения с задержкой. В качестве Кандидата 2 используется только разнесение с задержкой. Преимущество применения только разнесения с задержкой заключается в возможности использования при передаче той же самой конфигурации кадра, что и при передаче с одной антенной.

Для пейджингового канала (РСН) и канала управления L1/L2 возможно использование того же MIMO-разнесения без обратной связи, что и для широковещательного канала. В случае применения программного сложения (soft combining) среди сот (секторов) одной базовой станции предпочтительно применение только разнесения с задержкой.

Такое же MIMO-разнесение без обратной связи, что и для широковещательного канала, можно использовать для кодового блока 1 канала управления L1/L2, как описано ниже. Другими словами, в базовой станции с несколькими антеннами для передачи кодового блока 1 (информация о выделении блока ресурсов и о количестве потоков) можно применить ту же схему передачи, что и для ВСН и РСН. Более того, такое же MIMO-разнесение без обратной связи, что и для широковещательного канала, можно использовать для описанного ниже кодового блока 2 (информация о предкодировании, информация MCS (Modulation and Coding Scheme), информация ARQ (Automatic Repeat Request), идентификатор мобильной станции или CRC (Cyclic Redundancy Check)). Кроме того, также можно применить схему MIMO-разнесения с использованием вектора предкодирования при передаче. Для кодового блока 2 вектор предкодирования применяется при передаче предкодированного пилотного канала.

Для передачи канала MBMS с использованием MIMO-разнесения без обратной связи применяется разнесение с задержкой (включая разнесение с циклической задержкой (CDD)). MBMS предусматривает синхронную с другими сотами передачу для достижения разнесения с задержкой, так что частотное разнесение уже обеспечено. Поэтому при использовании STBC потери от увеличения [объема информации управления] из-за передачи ортогональных пилотных каналов, необходимых для декодирования STBC, больше выигрыша от разнесения передачи. Здесь использование разнесения с задержкой, по сравнению с другими способами, дает возможность снизить потери, связанные с пилотным каналом для демодуляции.

Фиг.13А представляет конфигурацию нисходящего канала управления L1/L2, пригодного для управления без обратной связи. Канал управления L1/L2 передается от базовой станции к мобильной станции совместно с общим каналом данных. Канал управления L1/L2 содержит следующие составляющие информации:

(1) информация о выделении блока ресурсов;

(2) информация о количестве потоков;

(3) информация о векторах предкодирования для каждого потока из числа используемых потоков (как показано на фиг.11, когда соотношение между номером потока и вектором предкодирования однозначно предопределено, достаточно сообщать только номер потока);

(4) MCS (схема модуляции и кодовая скорость) для каждого потока (в принципе, передача осуществляется для нескольких потоков, но при использовании общих для всех потоков схемы модуляции и кодовой скорости передача осуществляется за один раз);

(5) информация, относящаяся к гибридному ARQ (в принципе, передача осуществляется для нескольких потоков, но при использовании общего для всех потоков сигнала блока кодирования передача осуществляется за один раз); и

(6) идентификатор мобильной станции.

Из числа описанных выше составляющие информации (1) и (2) кодируются совместно (кодовый блок 1). С другой стороны, разряд CRC прибавляется к объединенным составляющим информации (3) и (5). Для передачи кодового блока 2 в свернутом виде осуществляется свертка разряда CRC с идентификатором мобильной станции (6). CRC вычисляется для управляющих разрядов обоих кодовых блоков 1 и 2.

Фиг.13А и 13В представляют конфигурацию и способ декодирования для описанного выше нисходящего канала управления L1/L2. Как представлено на фиг.13А, канал управления L1/L2 делится на два кодовых блока 1 и 2 для осуществления кодирования. Кодовый блок 1 включает информацию о выделении блока ресурсов и информацию о количестве потоков ((1)+(2)). Кодовый блок 2 включает информацию о предкодировании, информацию о MCS, информацию о гибридном ARQ (HARQ) и свертку разряда CRC с идентификатором мобильной станции ((3)+(4)+(5)+(6)×CRC)). Длина кодового блока 2 зависит от количества потоков.

Как представлено на фиг.13В, кодовый блок 1 декодируется для определения количества потоков, что необходимо для де