Индексирование ретрансляционных антенн для связи посредством совместно используемых антенн

Индексирование ретрансляционных антенн для связи посредством совместно используемых антенн

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Притязание на приоритет согласно 35 U.S.C. §119

По настоящей патентной заявке испрашивается приоритет на основании:

предварительной заявки США № 61/086441 под названием «RELAY ANTENNA INDEXING TECHNIQUES FOR ANTENNA SHARING AMONG USERS», поданной 5 августа 2008 г. и

предварительной заявки США № 61/075691 под названием «MOBILE DEVICE RELAY», поданной 25 июня 2008 г., каждая из которых принадлежит правообладателю настоящей заявки и настоящим явным образом включена в настоящий документ путем ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Нижеследующее относится, в общем, к беспроводной связи и, в частности, к распределенной многоантенной беспроводной связи.

Уровень техники

Системы беспроводной связи широко распространены для обеспечения различных типов связи и контента связи, например голосовой связи, передачи данных и контента и т.д. Обычные системы беспроводной связи могут представлять собой системы множественного доступа для поддержки связи с множеством пользователей путем совместного использования доступных системных ресурсов (например, полосы, передаваемой мощности). Примеры таких систем множественного доступа могут включать в себя системы множественного доступа с кодовым разделением (CDMA), системы множественного доступа с временным разделением (TDMA), системы множественного доступа с частотным разделением (FDMA), системы ортогонального множественного доступа с частотным разделением (OFDMA) и т.п.

В общем случае системы беспроводной связи множественного доступа могут одновременно поддерживать связь для множества пользовательских терминалов. Мобильные устройства, соответственно, могут осуществлять связь с одной или несколькими базовыми станциями посредством передач на прямой и обратной линиях связи. Прямая линия связи (или нисходящая линия связи) - это линия связи от базовых станций к пользовательским терминалам, и обратная линия связи (или восходящая линия связи) - это линия связи от пользовательских терминалов к базовым станциям. Кроме того, связь между пользовательскими терминалами и базовыми станциями можно устанавливать посредством систем с одним входом и одним выходом (SISO), систем с множеством входов и одним выходом (MISO), систем с множеством входов и множеством выходов (MIMO) и т.д.

В дополнение к вышеизложенному, специализированные беспроводные сети связи позволяют устройствам связи передавать или принимать информацию, находясь в движении и без потребности в обычных базовых станциях. Эти сети связи могут быть подключены с возможностью связи с общественными или частными сетями, например, через проводные или беспроводные точки доступа, для облегчения переноса информации на пользовательские терминалы и от них. Такие специализированные сети связи обычно включают в себя совокупность терминалов доступа (например, мобильных устройств связи, мобильных телефонов, беспроводных пользовательских терминалов), осуществляющих связь в одноранговом режиме. Сети связи также могут включать в себя сигнальные точки, которые излучают мощные сигналы для облегчения одноранговой связи; например, излучаемые сигналы маяка могут содержать информацию хронирования для помощи в синхронизации хронирования для передачи и приема беспроводных сигналов. Эти сигнальные точки располагаются так, чтобы обеспечивать широкую зону покрытия, когда соответствующие терминалы доступа перемещаются внутри одной зоны покрытия и между разными зонами покрытия.

В некоторых системах беспроводной связи применяются ретрансляционные приемопередатчики для облегчения связи между исходным узлом и узлом назначения. Ретрансляционные приемопередатчики могут работать в различных конфигурациях. Примеры включают в себя повторную передачу (например, прием, фильтрацию и передачу принятого сигнала), усиление и пересылку (например, прием, фильтрацию, усиление и передачу сигнала), декодирование и пересылку (например, прием, декодирование, обработку, кодирование и передачу сигнала), сжатие и пересылку (например, прием, фильтрацию, сжатие и пересылку сигнала) и т.д. Возможны другие примеры на основании дополнительной обработки или фильтрации, реализованных на ретрансляционном приемопередатчике.

В общем случае ретрансляторы могут обеспечивать дополнительные возможности беспроводной связи. Например, ретранслятор можно использовать для увеличения дальности связи между исходным и конечным устройствами. Дополнительно, можно использовать множество ретрансляторов, например, в конфигурации беспроводных ретрансляторов, для дополнительного увеличения дальности связи. В ряде случаев эти ретрансляторы могут быть стационарными точками (например, запланированными базовыми станциями), а в других случаях ретрансляторы могут содержать мобильные терминалы. Например, когда терминал доступа или пользовательский терминал приспособлен принимать и передавать по каналам восходящей линии связи и нисходящей линии связи, терминал доступа может действовать как ретранслятор для другого беспроводного узла. Поскольку ретрансляторы могут быть стационарными узлами или мобильными узлами, ретрансляционные сети могут в значительной степени обеспечивать гибкость и модифицируемость беспроводной связи, что может приводить к снижению помехи, увеличению дальности и даже к снижению инфраструктурных затрат.

Раскрытие изобретения

Ниже, в упрощенном виде, представлена сводка одного или нескольких аспектов для обеспечения понимания сущности таких аспекты. Эта сводка не является обширным обзором всех мыслимых аспектов и не призвана ни идентифицировать ключевые или критические элементы всех аспектов, ни ограничивать объем каких-либо или всех аспектов. Ее единственной целью является представление некоторых концепций одного или нескольких аспектов в упрощенной форме в качестве прелюдии к более подробному описанию, которое приведено ниже.

В некоторых аспектах изобретения применяется одноранговая (P-P) беспроводная связь среди совокупности пользовательских терминалов (UT) для реализации распределенной многоантенной связи. В порядке примера можно устанавливать ретрансляционную линию связи между одним или несколькими P-P UT. Линию связи можно использовать для распределения параметра индексирования на удаленный UT, а также данных трафика для многоантенной связи. Параметр индексирования может идентифицировать набор инструкций, зависящих от индекса, приспособленный для конкретного беспроводного устройства. На основании инструкций и параметра индексирования такое беспроводное устройство может самостоятельно вычислять и передавать, или принимать и декодировать, поток для многоантенной связи. Таким образом, в вышеприведенном примере P-P линию связи между UT можно использовать для реализации преимуществ повышенной пропускной способности и сниженных помех многоантенной связи для незапланированных конфигураций мобильных устройств.

В одном или нескольких других аспектах предусмотрено индексирование удаленных передатчиков для распределенной многоантенной обработки для связи на основе P-P и точек доступа. Такие точки доступа могут содержать сотовые базовые станции, беспроводные маршрутизаторы, возможности беспроводного взаимодействия точек доступа микроволнового доступа (WiMAX) и т.д. Как указано выше, индексирование можно использовать для различения соответствующих передатчиков, будь то P-P устройства (например, пользовательские терминалы) или стационарные точки доступа, или для идентификации соответствующих наборов инструкций, зависящих от индекса, подходящих для реализации многоантенной связи между устройствами P-P и стационарных точек доступа.

Согласно другим аспектам изобретения мобильные сетевые компоненты могут быть приспособлены для облегчения многоантенной связи для набора P-P UT. Мобильная сеть может получать информацию, идентифицирующую UT и по меньшей мере одного P-P партнера UT. Параметры индексирования могут генерироваться для UT и P-P партнера и могут быть связаны с соответствующими наборами инструкций для многоантенной связи. Параметры могут пересылаться на UT, в необязательном порядке, с инструкциями, чтобы UT могли дифференцировать соответствующие наборы инструкций. После идентификации UT или P-P партнер может применять соответствующий набор инструкций для облегчения многоантенной передачи или приема и получения связанных с ними преимуществ связи.

В одном или нескольких других аспектах изобретения предусмотрен способ беспроводной связи. Способ может содержать этап, на котором применяют по меньшей мере один процессор связи на беспроводном устройстве связи (WCD) для реализации инструкций для многоантенной связи. Инструкции могут содержать инструкцию по формированию канала беспроводной связи со вторым беспроводным устройством. Дополнительно, инструкции могут содержать инструкцию по установлению ретрансляционной линии связи на канале для передачи параметра, причем параметр индексирует антенну WCD или второго беспроводного устройства для реализации распределенной многоантенной передачи или приема. В дополнение к вышеизложенному способ может содержать этап, на котором применяют память на WCD для сохранения параметра или инструкций.

В дополнение к вышеизложенному раскрыто устройство для беспроводной связи с множеством входов или множеством выходов. Устройство может содержать память для сохранения инструкций обработки или параметров для реализации распределенной многоантенной связи. Дополнительно, устройство может содержать антенну для передачи или приема беспроводных данных. Устройство может дополнительно содержать процессор связи для выполнения инструкций на основании параметров для формирования канала беспроводной связи между устройством и беспроводным устройством и передачи параметра на беспроводное устройство, для индексирования антенны или антенны беспроводного устройства для облегчения распределенной обработки для многоантенной связи.

В других аспектах изобретения предусмотрено устройство для беспроводной связи. Устройство может содержать средство для применения по меньшей мере одного процессора связи для реализации следующих компонентов WCD: средства для формирования канала беспроводной связи с беспроводным устройством и средства для установления ретрансляционной линии связи на канале для передачи параметра; параметр индексирует антенну WCD или беспроводного устройства для реализации распределенной многоантенной передачи или приема. В дополнение к вышеизложенному устройство может содержать средство для сохранения параметра или инструкций.

Согласно дополнительным аспектам изобретения предусмотрен процессор, приспособленный для беспроводной связи. Процессор может содержать первый модуль для формирования канала беспроводной связи с беспроводным устройством. Кроме того, процессор может содержать второй модуль для установления ретрансляционной линии связи на канале для передачи параметра; параметр индексирует антенну, связанную с процессором или с беспроводным устройством, для реализации распределенной многоантенной передачи или приема. Кроме того, процессор может содержать третий модуль для сохранения параметра или инструкций в памяти.

Согласно другим аспектам изобретения предусмотрен компьютерный программный продукт, содержащий машиночитаемый носитель. Машиночитаемый носитель может содержать первый набор кодов, предписывающих компьютеру формировать канал беспроводной связи с беспроводным устройством. Кроме того, машиночитаемый носитель может содержать второй набор кодов, предписывающих компьютеру устанавливать ретрансляционную линию связи на канале для передачи параметра; параметр индексирует антенну, связанную с компьютером или с беспроводным устройством для реализации распределенной многоантенной передачи или приема. Кроме того, машиночитаемый носитель может содержать третий набор кодов, предписывающих компьютеру сохранять параметр или инструкции.

В дополнение к вышеизложенному раскрыт способ для облегчения многоантенной беспроводной связи. Способ может содержать этап, на котором применяют проводной или беспроводной интерфейс связи для получения данных, идентифицирующих WCD и потенциального беспроводного партнера WCD. Кроме того, способ может содержать этап, на котором применяют процессор для генерации параметров индексирования, облегчающих распределенную обработку для многоантенной связи для WCD или беспроводного партнера. Дополнительно, способ может содержать этап, на котором применяют интерфейс связи для пересылки параметров индексирования на WCD.

Согласно одному или нескольким другим аспектам раскрыто устройство для облегчения многоантенной беспроводной связи. Устройство может содержать интерфейс связи, который получает сообщение, идентифицирующее WCD и потенциального беспроводного партнера WCD. Кроме того, устройство может содержать модуль распределенного управления, который генерирует параметры индексирования, облегчающие распределенную обработку для многоантенной связи для WCD и беспроводного партнера; причем устройство использует интерфейс связи для передачи параметров индексирования на WCD или беспроводной партнер.

Согласно дополнительным аспектам раскрыто устройство для облегчения многоантенной беспроводной связи. Устройство может содержать средство для получения данных, идентифицирующих WCD и потенциального беспроводного партнера WCD. Кроме того, устройство может содержать средство для генерации параметров индексирования, облегчающих распределенную обработку для многоантенной связи для WCD или беспроводного партнера. В дополнение к вышеизложенному устройство может содержать средство для пересылки параметров индексирования на WCD.

В одном или нескольких дополнительных аспектах предусмотрен процессор для облегчения многоантенной беспроводной связи. Процессор может содержать первый модуль для получения данных, идентифицирующих WCD и потенциального беспроводного партнера WCD. Кроме того, процессор может содержать второй модуль для генерации параметров индексирования, облегчающих распределенную обработку для многоантенной связи для WCD или беспроводного партнера. Дополнительно, процессор может содержать третий модуль для пересылки параметров индексирования на WCD.

Согласно другим аспектам изобретения предусмотрен компьютерный программный продукт, содержащий машиночитаемый носитель. Машиночитаемый носитель может содержать первый набор кодов, предписывающих компьютеру получать данные, идентифицирующие WCD и потенциального беспроводного партнера WCD. Машиночитаемый носитель может дополнительно содержать второй набор кодов, предписывающих компьютеру генерировать параметры индексирования, облегчающие распределенную обработку для многоантенной связи для WCD или беспроводного партнера. В дополнение к вышесказанному машиночитаемый носитель может содержать третий набор кодов, предписывающих компьютеру пересылать параметры индексирования на WCD.

Для решения вышеозначенных и связанных с ними задач один или несколько аспектов содержат признаки, полностью описанные ниже и конкретно указанные в формуле изобретения. Нижеследующее описание и прилагаемые чертежи подробно иллюстрируют некоторые из одного или нескольких аспектов. Однако эти аспекты демонстрируют лишь некоторые возможные пути использования принципов различных аспектов, и описанные аспекты призваны включать в себя все подобные аспекты и их эквиваленты.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - блок-схема иллюстративной конфигурации беспроводного ретранслятора согласно аспектам изобретения.

Фиг.2 - блок-схема иллюстративной среды одноранговой беспроводной связи (P-P) согласно дополнительным аспектам изобретения.

Фиг.3 - блок-схема иллюстративной системы, обеспечивающей многоантенную беспроводную связь с применением набора P-P пользовательских терминалов (UT).

Фиг.4 - блок-схема иллюстративной системы, которая обеспечивает распределенную многоантенную связь на основании распределенной обработки.

Фиг.5 - блок-схема иллюстративного UT, приспособленного использовать P-P связь для реализации многоантенной связи согласно некоторым аспектам.

Фиг.6 - блок-схема иллюстративной базовой станции, приспособленной для облегчения P-P многоантенной связи согласно другим аспектам.

Фиг.7 - логическая блок-схема иллюстративного способа обеспечения многоантенной P-P связи согласно аспектам изобретения.

Фиг.8 - логическая блок-схема иллюстративного способа реализации многоантенной связи в совокупности UT согласно дополнительным аспектам.

Фиг.9 - логическая блок-схема иллюстративного способа для облегчения многоантенной P-P связи согласно дополнительным аспектам.

Фиг.10 и 11 - блок-схемы иллюстративных систем для реализации и облегчения соответственно P-P многоантенной связи.

Фиг.12 - блок-схема иллюстративной среды мобильной связи согласно другим аспектам изобретения.

Фиг.13 - блок-схема иллюстративного устройства связи для использования в среде мобильной связи.

Фиг.14 - блок-схема иллюстративной конфигурации P-P беспроводной связи согласно дополнительным аспектам изобретения.

Осуществление изобретения

Теперь опишем различные аспекты со ссылкой на чертежи, на всех из которых подобные номера ссылочных позиций используются для обозначения подобных элементов. В нижеследующем описании, в целях объяснения, многочисленные конкретные детали изложены для обеспечения исчерпывающего понимания одного или нескольких аспектов. Однако очевидно, что такой(ие) аспект(ы) можно осуществлять на практике без этих конкретных деталей. В других случаях общеизвестные структуры и устройства показаны в виде блок-схемы для облегчения описания одного или нескольких аспектов.

Кроме того, ниже описаны различные аспекты изобретения. Очевидно, что изложенные здесь принципы можно реализовать в разнообразных формах, и что любая раскрытая здесь конкретная структура и/или функция является лишь репрезентативной. На основании изложенных здесь принципов специалисты в данной области техники могут понять, что раскрытый здесь аспект можно реализовать независимо от любых других аспектов, и что два или более из этих аспектов можно объединять различными способами. Например, можно реализовать устройство и/или осуществлять на практике способ с использованием любого количества изложенных здесь аспектов. Кроме того, можно реализовать устройство и/или осуществлять на практике способ с использованием другой структуры и/или набора функций, которые дополняют или отличаются от одного или нескольких изложенных здесь аспектов. В порядке примера многие из описанных здесь способов, устройств, систем и приспособлений описаны применительно к реализации подавления межсекторных помех в мобильных сетях доступа (AN). Специалисту в данной области техники очевидно, что аналогичные техники можно применять к другим средам связи.

Системы беспроводной связи обеспечивают обмен информацией между беспроводными узлами с применением различных механизмов сигнализации. В одном примере базовую станцию можно использовать для передачи пилот-сигналов, которые, помимо прочего, устанавливают последовательности хронирования и идентифицируют источник сигнала и сеть, связанную с источником. Удаленный беспроводной узел, например пользовательский терминал (UT), может декодировать пилот-сигнал для получения информации, необходимой для установления основного канала связи с базовой станцией. Дополнительные данные, например частота или набор частот беспроводной связи, временной(ые) слот(ы), символьные коды и т.п. могут передаваться в сигналах управления, передаваемых с базовой станции. Эти данные можно использовать для установления беспроводных ресурсов, посредством которых данные трафика, несущие пользовательскую информацию, например речь или данные, могут передаваться между базовой станцией и UT.

Последние достижения в беспроводной технологии включают в себя ретрансляционные станции, которые передают данные между исходным узлом и узлом назначения. Ретрансляторы - это узлы, которые принимают, обрабатывают и пересылают информацию от одного узла к другому. В ряде случаев ретрансляторы просто пересылают сигналы для достижения улучшенных характеристик отношения сигнала к помехе плюс шум (SINR) относительных беспроводных каналов. Например, когда ретранслятор имеет более высокие характеристики SINR с пунктом назначения, чем источник, повышенная пропускная способность или энергоэффективность может оправдывать применение ретранслятора. В других случаях ретрансляторы могут реализовать более глубокую обработку, например фильтрацию, усиление, сжатие и т.д., сигналов, для извлечения дополнительных выгод от ретранслятора.

Изобретение в некоторых своих аспектах предусматривает использование кооперации UT для повышения пропускной способности и энергоэффективности при беспроводной связи. Один возможный путь обеспечения кооперации UT состоит в том, что UT ретранслируют беспроводные сигналы на или с другие/х UT в предписанный пункт назначения, например базовую станцию сети или другой UT. Согласно дополнительным аспектам изобретения стратегии ретрансляции могут имитировать многоантенные системы связи и обеспечивать преимущества, свойственные таким системам. Примеры многоантенных систем связи включают в себя системы с множеством входов и одним выходом (MISO), системы с одним входом и множеством выходов (SIMO) и системы с множеством входов и множеством выходов (MIMO). В общем случае многоантенные системы достигают более высоких показателей пропускной способности, чем системы с одним входом и одним выходом (SISO), благодаря одновременной передаче надлежащим образом выбранных сигналов с множества передающих антенн (например, в системе SIMO), или благодаря надлежащей обработке сигналов, принятых через множество приемных антенн (например, в системе MISO), или благодаря обоим процессам (например, в системе MIMO).

Преимущества связи, полученные за счет многоантенных систем, обусловлены тщательной обработкой сигналов, передаваемых множеством передающих антенн, или тщательной обработкой сигналов, принятых на множестве приемных антенн. Кроме того, сигналы, передаваемые/обрабатываемые разными антеннами, не идентичны. Кроме того, такие сигналы не обязаны быть взаимозаменяемыми. Кроме того, на приемной стороне сигналы, принятые на разных приемных антеннах, различаются и надлежащим образом обрабатываются и объединяются на основании того, какая антенна принимает сигнал и с каким каналом связан принятый сигнал. Таким образом, многоантенная система имеет возможность отличать друг от друга различные антенны.

Для централизованной многоантенной связи индексирование антенн является сравнительно простым процессом, поскольку каждая антенна непосредственно связана с общим элементом обработки и идентифицируется таким элементом. Сигналы, подлежащие передаче с каждой антенны, вычисляются и подаются на соответствующие антенны по стационарным соединениям (например, кабелю, например, Ethernet, T-1 и т.д.). Для децентрализованных узлов (например, набора UT) централизованная обработка неэффективна, поскольку никакого стационарного соединения между центральным элементом обработки и соответствующими UT не существует. Кроме того, UT способны перемещаться между зонами покрытия различных узлов, что не позволяет идентифицировать антенну.

Дополнительные аспекты изобретения предусматривают реализацию многоантенной системы между одноранговыми (P-P) UT, в необязательном порядке, включающей в себя одну или несколько стационарных беспроводных точек доступа, стационарные беспроводные ретрансляторы или аналогичную приемопередающую станцию. Для реализации такой системы изобретение предусматривает механизм индексирования, который позволяет различать удаленные антенны, связанные с набором UT или стационарными беспроводными приемопередатчиками, или поднабор таких антенн, соединенных с возможностью связи посредством одного или нескольких беспроводных каналов. Также предусмотрен набор инструкций многоантенной связи как функция антенного индекса. Приемопередатчик (например, UT или стационарная станция), используя набор инструкций и назначенный ему индекс, может идентифицировать поднабор инструкций, предназначенный для передачи или приема сигналов с помощью конкретной антенны многоантенной системы связи. Таким образом, индексирование позволяет отдельным приемопередатчикам генерировать или обрабатывать сигналы независимо от других приемопередатчиков в многоантенной конфигурации (например, MIMO), обеспечивая распределенную обработку. Таким образом, изобретение позволяет избежать использования централизованного элемента обработки и стационарных антенн для реализации многоантенной связи.

Очевидно, что различные аспекты, описанные ниже, обеспечивают примеры распределенной обработки для многоантенной связи для набора P-P устройств (например, UT). Однако очевидно, что в распределенной многоантенной связи также можно использовать стационарные точки доступа, стационарные беспроводные станции, стационарные беспроводные ретрансляторы или другие не P-P устройства. В некоторых аспектах по меньшей мере один UT используется как ретранслятор для многоантенной связи, хотя по меньшей мере один UT не существенен для реализации различных аспектов изобретения. Например, стационарная приемопередающая станция может действовать как беспроводной ретранслятор для другого беспроводного узла (например, сотовой базовой станции) или наоборот и облегчать распределенную обработку для многоантенной связи для стационарной приемопередающей станции и другого беспроводного узла. Альтернативно или дополнительно, другой беспроводной узел может действовать как ретранслятор для стационарной приемопередающей станции, облегчающий многоантенную связь. Таким образом, употребляемый здесь термин «ретранслятор» или «ретрансляционная линия связи» относится к конфигурации беспроводной связи, где первый узел (или узлы) A может действовать как беспроводной ретранслятор для второго узла(ов) B, причем второй узел(ы) B может действовать как беспроводной ретранслятор для первого узла(ов) A, или первый узел(ы) A и второй узел(ы) B могут действовать как беспроводные ретрансляторы друг для друга.

Также очевидно, что первый узел(ы) A и второй узел(ы) B могут составлять часть единого беспроводного приемопередатчика или отдельных беспроводных приемопередатчиков. Таким образом, в порядке иллюстрации первого варианта первая беспроводная антенна (например, узел A) и вторая беспроводная антенна (например, узел B) многоантенного мобильного устройства могут действовать, независимо или совместно, как беспроводной ретранслятор для одного или нескольких других беспроводных устройств (например, других мобильных телефонов или базовых станций). В порядке иллюстрации последнего варианта узел A и узел B могут подключаться к разным UT, к UT и базовой станции, к UT и стационарной ретрансляционной станции и т.д.

На фиг.1 показана блок-схема иллюстративной системы 100 для P-P связи между UT (102, 106). Используя P-P связь, UT (106) может действовать как ретранслятор для другого UT (102), обеспечивая кооперацию между UT для беспроводной связи от источника к пункту назначения. В связи с широким распространением мобильной технологии, особенно в промышленно развитых странах, большое число людей подписывается на услуги беспроводной связи и применяет UT в качестве персонального устройства связи. Дополнительно, поскольку люди часто объединяются друг с другом (например, в семьях, рабочих сообществах, социальных сообществах и т.д.), и поскольку UT обычно являются портативными устройствами, с легкостью переносимыми такими людьми, множество UT часто оказываются на малых расстояниях друг от друга (относительно дальности связи UT). Таким образом, в данное время вероятность того, что UT (102) располагается в пределах дальности связи до другого UT (106) относительно велика. Благодаря использованию гибкого беспроводного протокола и подходящей аппаратной или программной конфигурации UT (106) может участвовать в Р-Р связи с другими UT (102) и действовать как ретранслятор.

На прямых линиях связи (например, линии связи, обычно применяемые базовой станцией для передачи сигналов на UT) мощность беспроводного канала часто бывает меньше соответствующей мощности Р-Р канала(ов) между набором UT (102, 106). Такой дисбаланс в мощности сигнала может возникать, когда существует по меньшей мере поднабор UT, находящихся на малом расстоянии друг от друга, по отношению к расстоянию до беспроводного узла прямой линии связи (например, базовой станции 104). При такой конфигурации многоантенную связь и ее преимущества часто можно получать с помощью канала Р-Р UT на прямой линии связи. В случае обратной линии связи источником может быть UT (102), и пунктом назначения может быть базовая станция (104). Каналы от источника (102) до ретранслирующего UT (106) могут быть мощнее каналов от источника (102) до пункта назначения (104) или от ретранслятора (106) до пункта назначения (104). Многоантенную связь также можно обеспечить на такой обратной линии связи, например, где пункт назначения (104) содержит множество антенн.

Дополнительно, ретрансляционный узел (106) может повышать пропускную способность и энергоэффективность при беспроводной связи. Использование ретрансляционного узла может зависеть от характеристик SINR линии связи от источника до ретранслятора (S-R), линии связи от ретранслятора до пункта назначения (R-D), линии связи от источника до пункта назначения (S-D) или их комбинации. Согласно фиг.1, исходный UT 102 может осуществлять связь с узлом назначения 104 непосредственно или через ретрансляционный UT 106.

В конфигурации связи системы 100 могут существовать различные сценарии относительной мощности канала. В одном таком сценарии линия связи S-D может быть значительно мощнее линии связи S-R или линии связи R-D. Можно эффективно реализовать прямую связь между исходным UT 102 и узлом назначения 104. Однако ретрансляционный UT 106 может обеспечивать дополнительные преимущества для практических целей. Например, исходный UT 102 и ретрансляционный UT 106 могут инициировать Р-Р канал между UT (102, 106). Используя Р-Р канал, можно реализовать многоантенную передачу посредством взаимосвязанных UT (102, 106), где каждый UT передает независимый поток сигналов, содержащий аналогичные данные трафика, на узел назначения 104. Кроме того, многоантенный прием можно реализовать посредством взаимосвязанных UT (102, 106), где каждый UT независимо принимает и обрабатывает сигналы, передаваемые узлом назначения 104.

В другом сценарии S-R линия связи может быть значительно мощнее линий связи S-D и R-D, которые имеют примерно равную мощность. В таком сценарии система 100 может напоминать канал MISO 2×1. На канале MISO сигналы, передаваемые антеннами, основаны на знании передаваемой информации. Ретрансляционный UT 106 может имитировать систему MISO и декодировать информацию, принятую от исходного UT 102. Декодированная информация может передаваться от ретрансляционного UT 106 на узел назначения 104 (например, это также называется протокол декодирования и пересылки).

В третьем сценарии линия связи S-R может иметь примерно такую же мощность, как линия связи R-D, и обе они значительно мощнее линии связи S-D. Протокол декодирования и пересылки также можно использовать в этом третьем сценарии. В некоторых аспектах линию связи S-D можно игнорировать, и конфигурацию связи системы 100 можно рассматривать как многопереходный канал (например, двухпереходный канал).

В еще одном сценарии линия связи R-D может быть значительно мощнее линии связи S-D. Дополнительно, линия связи R-D может иметь примерно такую же мощность, как линия S-D связи. Такой сценарий может напоминать канал SIMO 1×2. Приемник (102, 106) может осуществлять объединение с максимальным отношением для сигналов, принятых на множестве приемных антенн (102, 106). При имитации канала SIMO на ретрансляционном UT 106 от исходного UT 102 на ретрансляционный UT 106 можно передавать «мягкую» информацию, которая относится к передаче от источника к пункту назначения. В ряде случаев связь от ретранслятора к пункту назначения подвержена ограничениям по пропускной способности мощной линии связи R-D. Соответственно, «мягкую» информацию можно дискретизировать (например, разлагать на дискретные фрагменты) с помощью процессора 108 (например, содержащий квантователь или модуль квантования) до разрешения, которое может переноситься линией связи R-D. Очевидно, что, хотя вышеупомянутые аспекты рассмотрены в конкретных сценариях на основании ретрансляции с участием трех узлов (например, источника, пункта назначения и одного ретранслятора), дополнительные аспекты можно осуществлять на практике с другими конфигурациями в объеме изобретения и прилагаемой формулы изобретения (например, применяя множество ретрансляторов). Например, во втором сценарии, напоминающем канал MISO 2x1, исходную передачу можно декодировать и повторно передавать с множества ретрансляторов или по мультиплексированным каналам.

Системы MIMO позволяют значительно повышать пропускную способность беспроводной связи, в зависимости от независимости друг от друга множества передаваемых или принимаемых сигналов. Для достижения независимости сигналов множество антенн, передающих сигнал, могут быть разнесены на расстояние по меньшей мере в половину длины волны сигналов. Для сотовой связи, например, сигналы обычно передаются на частоте приблизительно 1 гигагерц (ГГц) или 2 ГГц. Половина длины волны для таких частот соответствует около 15 сантиметров (см) и 7,5 см соответственно. В связи с размером большинства современных UT (102, 106) один UT может содержать ограниченное количество независимых антенн, что ограничивает возможность извлекать преимущество связи на основе MIMO. Однако благодаря применению P-P линий связи между UT (102, 106) можно реализовать виртуальный массив антенн вблизи UT (102, 106), обеспечив независимые каналы и среду сильного рассеяния, подходящие для связи на основе MIMO. Соответственно, такая конфигурация может обеспечивать технологию MIMO даже для UT (102, 106), имеющих только одну антенну.

Чтобы проиллюстрировать вышеизложенное согласно некоторым из описанных сценариев, для многоантенной передачи (например, MISO или MIMO) исходный UT 102 и ретрансляционный UT 106 могут передавать независимые потоки, если они разнесены примерно на половину длины волны сигнала или более. Аналогично, для многоантенного приема (например, SIMO или MIMO) исходный UT 102 и ретрансляционный UT 106 могут принимать и обрабатывать независимые сигналы, когда они разнесены примерно на половину длины волны сигнала. Когда узел назначения 104 содержит множество антенн, система 100 может реализовать конфигурацию MIMO для данных прямой линии связи (например, передаваемых на UT 102) и для данных обратной линии связи (например, передаваемых на пункт назначения).

Альтернативно или в дополнение к вышеизложенному можно обеспечить повышенную мощность обработки для узла назначения 104 или UT 102. В одном примере раскрытые здесь аспекты можно реализовать без дополнительной инфраструктуры (например, стационарных ретрансляционных станций), что позволяет осуществлять связь типа MIMO с малыми дополнительными затратами или без них. Поскольку можно организовать ретрансляторы на основе UT (например, из подходящих UT в пределах дальности связи исходного UT 102), связь может адаптироваться к переходной населенности конкретной среды. Например, торговый центр может демонстрировать интенсивную связь на основе MIMO, когда заполнен покупателями, и менее интенсивную связь, когда практически пуст. Было бы трудно эффективно развернуть стационарную аппаратную инфраструктуру для получения такой гибкости, тогда как с применением связи P-P UT это преимущество достигается естественным образом, с минимальными затратами.

Для облегчения ретрансляции информации (например, пересылки сигнала от исходного UT 102) ретрансляционный UT 106 может быть приспособлен передавать, а также принимать данные восходящей линии связи и нисходящей линии связи. Чтобы добиться такой конфигурации, можно использовать разные схемы. В схеме ду