Способ и устройство для поддержки многопользовательской и однопользовательской схемы мiмо в системе беспроводной связи

Способ и устройство для поддержки многопользовательской и однопользовательской схемы мiмо в системе беспроводной связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящая заявка претендует на приоритет предварительной заявки США № 61/087 066, озаглавленной «INTER-CELL DOWN-LINK DISTRIBUTED MULTI-USER MIMO», поданной 7 августа 2008 г., заявки США № 61/087 063, озаглавленной «INTER-CELL DOWN-LINK DISTRIBUTED SINGLE-USER MIMO», поданной 7 августа 2008 г., и заявки США № 61/087 922, озаглавленной «METHOD AND APPARATUS FOR SUPPORTING DISTRIBUTED MIMO IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM», поданной 11 августа 2008 г., при этом все принадлежат правопреемнику настоящей заявки и включены в данный документ по ссылке.

I. Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее раскрытие относится, в основном, к связи и, в частности, к методам поддержки передачи данных в системе беспроводной связи.

II. Уровень техники

Системы беспроводной связи широко используются для предоставления различного коммуникационного контента, такого как речь, видео, пакетные данные, обмен сообщениями, широковещательная передача и т.д. Эти беспроводные системы могут быть системами многостанционного доступа, способными поддерживать многочисленных пользователей посредством совместного использования доступных системных ресурсов. Примеры таких систем многостанционного доступа включают в себя системы многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), системы многостанционного доступа с временным разделением каналов (TDMA), системы многостанционного доступа с частотным разделением каналов (FDMA), системы многостанционного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA) и системы многостанционного доступа с частотным разделением каналов на одной несущей (SC-FDMA).

Система беспроводной связи (например, сотовая система) может включать в себя несколько узлов В, которые могут поддерживать связь для некоторого количества пользовательского оборудования (UE). UE может выполнять связь с узлом В по нисходящей линии связи и восходящей линии связи. Нисходящая линия связи (или прямая линия связи) ссылается на линию связи от узла В к UE, и восходящая линия связи (или обратная линия связи) ссылается на линию связи от UE к узлу В.

UE может находиться внутри покрытия многочисленных сот, где термин «сота» может ссылаться на зону покрытия узла В и/или подсистемы узла В, обслуживающей зону покрытия. Одна сота может быть выбрана в качестве обслуживающей соты для UE, и остальные соты могут упоминаться как необслуживающие соты. UE может наблюдать сильные помехи от необслуживающих сот. Может быть желательным передавать данные на UE таким образом, чтобы достигать хороших рабочих характеристик даже в присутствии сильных соседних сот.

Сущность изобретения

В данном документе описываются методы для поддержки передач по однопользовательской и многопользовательской распределенной схеме с многими входами и многими выходами (MIMO). Для многопользовательской распределенной схемы MIMO (или MU-MIMO) многочисленные соты могут одновременно посылать передачи данных на многочисленные UE по одним и тем же частотно-временным ресурсам и могут выполнять предкодирование для снижения помех для UE. Для однопользовательской распределенной схемы MIMO (или SU-MIMO) многочисленные соты могут посылать передачу данных на единственное UE по ресурсам, не используемым для передач данных на другие UE. Для обеих схем MU-MIMO и SU-MIMO соты могут передавать данные различным образом в зависимости от количества передающих антенн в каждой соте, от количества приемных антенн на каждом UE, от уровня координации между сотами и т.д.

В одной разработке, которая может быть применима как для MU-MIMO, так и для SU-MIMO, UE может определять оценки канала для многочисленных сот, которые могут работать в качестве виртуальной соты для передачи данных на UE. UE может сообщать оценки канала, например, обслуживающей соте. UE может после этого принимать передачу данных, посылаемую многочисленными сотами на UE, основываясь на оценках канала. В одной разработке передача данных может содержать по меньшей мере один поток данных, и каждый поток данных может посылаться многочисленными сотами на UE. В другой разработке передача данных может содержать многочисленные потоки данных, и каждый поток данных может посылаться одной сотой на UE. Для MU-MIMO передача данных может посылаться по ресурсам, которые могут использоваться для посылки другой передачи данных на другое UE. Для SU-MIMO передача данных может посылаться по ресурсам, не используемым для посылки передач данных на другие UE.

В другой разработке, которая может быть применима для MU-MIMO, первое UE может определять первую оценку канала для первой соты и также может определять вторую оценку канала для второй соты. Первое UE может сообщать первую и вторую оценки канала, например, обслуживающей соте. Первое UE может принимать первую передачу данных, посылаемую первой сотой на первое UE, основываясь на первой оценке канала. Первое UE может принимать вторую передачу данных, посылаемую второй сотой на второе UE и отводимую от первого UE, основываясь на второй оценке канала. Первая и вторая передачи данных могут посылаться одновременно первой и второй сотами по общим ресурсам. Первая передача данных может посылаться первой сотой на основе первого вектора предкодирования, который может определяться на основе первой оценки канала от первого UE и третьей оценки канала от третьего UE, не обслуживаемого первой сотой. Первая передача данных может отводиться от третьего UE посредством первого вектора предкодирования. Вторая передача данных может посылаться второй сотой на основе второго вектора предкодирования, который может определяться на основе второй оценки канала от первого UE и четвертой оценки канала от второго UE.

Ниже более подробно описываются различные аспекты и признаки раскрытия.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 изображает систему беспроводной связи.

Фиг. 2 изображает передачу по нисходящей линии связи для MU-MIMO.

Фиг. 3 изображает передачу по нисходящей линии связи для SU-MIMO.

Фиг. 4-9 изображают MU-MIMO для различных антенных конфигураций.

Фиг. 10-13 изображают SU-MIMO для различных антенных конфигураций.

Фиг. 14 изображает распределенную антенную систему.

Фиг. 15 и 16 изображают способ и устройство для приема данных.

Фиг. 17 и 18 изображают способ и устройство для посылки данных.

Фиг. 19 и 20 изображают другой способ и устройство для приема данных.

Фиг. 21 и 22 изображают другой способ и устройство для посылки данных.

Фиг. 23 и 24 изображают способ и устройство для планирования UE.

Фиг. 25 изображает блок-схему узла В и UE.

Подробное описание

Методы, описанные в данном документе, могут использоваться для различных систем беспроводной связи, таких как CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA, SC-FDMA и другие системы. Термины «система» и «сеть» часто используются попеременно. Система CDMA может реализовать радиотехнологию, такую как универсальный наземный радиодоступ (UTRA), cdma2000 и т.п. UTRA включает в себя широкополосный CDMA (WCDMA) и другие варианты CDMA. cdma2000 охватывает стандарты IS-2000, IS-95 и IS-856. Система TDMA может реализовать радиотехнологию, такую как глобальная система мобильной связи (GSM). Система OFDMA может реализовать радиотехнологию, такую как эволюционированный UTRA (E-UTRA), ультрамобильную широкополосную сеть (UMB), IEEE 802.11 (Wi-Fi (беспроводная точность)), IEEE 802.16 (WiMAX (общемировая совместимость широкополосного беспроводного доступа)), IEEE 802.20, Flash-OFDM® (быстрый доступ с малым временем ожидания и бесшовным переходом между базовыми станциями на основе мультиплексирования с ортогональным разделением частот) и т.д. UTRA и E-UTRA являются частью универсальной системы мобильной связи (UMTS). Долгосрочная эволюция (LTE) Проекта партнерства по созданию системы третьего поколения (3GPP) и усовершенствованная LTE (LTE-A) представляют собой новые версии UMTS, которые используют E-UTRA, который применяет OFDMA на нисходящей линии связи и SC-FDMA на восходящей линии связи. UTRA, E-UTRA, UMTS, LTE, LTE-A и GSM описаны в документах организации, названной «Проект партнерства по созданию системы 3-го поколения» (3GPP). cdma2000 и UMB описаны в документах организации, названной «Проект 2 партнерства по созданию системы 3-го поколения» (3GPP2). Методы, описанные в данном документе, могут использоваться для систем и радиотехнологий, упомянутых выше, а также других систем и радиотехнологий. Для ясности, некоторые аспекты методов описаны ниже для LTE.

Фиг. 1 изображает систему 100 беспроводной связи, которая может представлять собой сотовую систему, такую как система LTE или некоторая другая система. Система 100 может включать в себя несколько узлов В и другие сетевые объекты, которые могут поддерживать услуги связи для нескольких UE. Для упрощения, только три узла В 110а, 110b и 110с показаны на фиг. 1. Узлом В может быть станция, которая выполняет связь с UE и также может упоминаться как эволюционированный узел В (eND), базовая станция, точка доступа и т.д. Каждый узел В 110 может обеспечивать покрытие связи для конкретной географической зоны 102. Чтобы повысить пропускную способность системы, полная зона покрытия узла В может быть разделена на многочисленные меньшие зоны, например, на три меньшие зоны 104а, 104b и 104с. Каждая меньшая зона может обслуживаться соответствующей подсистемой узла В. В 3GPP термин «сота» может ссылаться на наименьшую зону покрытия узла В и/или подсистемы узла В, обслуживающей данную зону покрытия. В 3GPP2 термин «сектор» или «сота-сектор» может ссылаться на наименьшую зону покрытия базовой станции и/или подсистемы базовой станции, обслуживающей данную зону покрытия. Для ясности, в описании ниже используется понятие соты в 3GPP. В общем, узел В может поддерживать одну или много (например, три) сот.

Несколько UE может быть рассредоточено по системе, и каждое UE может быть стационарным или мобильным. Для упрощения фиг. 1 изображает только одно UE 120 в каждой соте. UE также может упоминаться как мобильная станция, терминал, терминал доступа, абонентский блок, станция и т.д. UE может представлять собой сотовый телефон, персональный цифровой помощник (PDA), беспроводный модем, устройство беспроводной связи, карманное устройство, переносной компьютер, беспроводный телефон, станцию беспроводного абонентского доступа (WLL) и т.д. Термины «UE» и «пользователь» используются попеременно в данном документе.

Как показано на фиг. 1, может выполняться секторизация для разделения зоны покрытия каждого узла В на три соты, чтобы повысить пропускную способность системы. Для каждой соты может использоваться направленная антенна с фиксированной диаграммой направленности для фокусирования передаваемой мощности соты и для снижения помех для других сот. Соты могут работать независимо без координации среди этих сот, и каждая сота может передавать данные на свои UE независимо. Некоторые UE могут располагаться на границе соседних сот и могут упоминаться как UE на краю соты. UE на краю соты могут наблюдать сильные межсотовые помехи от необслуживающих сот и могут существенно снижать свои характеристики из-за сильных помех. Данное ухудшение характеристик может происходить как по (i) сценариям внутри узла В, в которых соты принадлежат одному и тому же узлу В, так и (ii) по сценариям между узлами В, в которых соты принадлежат разным узлам В.

Может использоваться несколько схем для координации передач данных на UE в разных сотах, которые могут принадлежать одному и тому же узлу В или разным узлам В. Эти схемы могут применять пространственную размерность для снижения помех и улучшения рабочих характеристик UE на краю соты. Например, могут использоваться следующие схемы:

• Многопользовательская распределенная схема MIMO (или MU-MIMO) - посылает передачи данных с многочисленных сот на многочисленные UE по одним и тем же частотно-временным ресурсам с управлением лучом для снижения помех, и

• Однопользовательская распределенная схема MIMO (или SU-MIMO) - посылает передачу данных с многочисленных сот на единственное UE по ресурсам, которые не используются для передач данных на другие UE.

Управление лучом представляет собой процесс для управления пространственным направлением передачи на целевой приемник и/или от непредусмотренного приемника. Управление лучом может выполняться посредством применения вектора предкодирования к передаче на передатчике, как описано ниже.

Фиг.2 изображает передачу по нисходящей линии связи с MU-MIMO для одного узла В с тремя сотами i, j и k, покрывающими разные географические зоны. Соседние соты обычно перекрывают друг друга на краях, что может позволять UE принимать покрытие связи от одной или нескольких сот в любом местоположении, когда UE перемещается по системе. Для упрощения, фиг.2 изображает только два UE u и v. UE u представляет собой UE на краю соты, расположенное на границе сот i и j. Сота i может выбираться в качестве обслуживающей соты для UE u, и сота j может быть необслуживающей сотой для UE u. UE v располагается внутри соты j. Сотой j может быть обслуживающая сота для UE v, и сотой i может быть необслуживающая сота для UE v. В общем, UE может располагаться внутри покрытия любого количества сот и может иметь любое количество необслуживающих сот.

Для MU-MIMO многочисленные соты могут передавать данные на многочисленные UE, в то же время снижая помехи для UE в других сотах. Например, сота i может передавать данные на UE u, в то же время снижая помехи для UE v в соседней соте j. Аналогично, сота j может передавать данные на UE v, в то же время снижая помехи для UE u в соседней соте i. Каждая сота может формировать пространственные лучи, направленные к своим UE, в то же время снижая помехи для UE в соседних сотах. UE в соседних сотах тогда могут наблюдать меньшие межсотовые помехи.

Фиг. 3 изображает передачу по нисходящей линии связи со схемой SU-MIMO для одного узла В с тремя сотами i, j и k. Для SU-MIMO многочисленные соты могут одновременно передавать один или несколько потоков данных на одно и то же UE. В одной разработке обе соты i и j могут передавать один поток данных на UE u, которое может быть оснащено одной приемной антенной. В другой разработке сота i может передавать один поток данных на UE u, и сота j может передавать другой поток данных на UE u, которое может быть оснащено многочисленными приемными антеннами. Для обеих разработок принимаемая мощность для обеих сот i и j на UE u будет представлять собой требуемую мощность (вместо того, что обслуживающая сота i обеспечивает требуемую мощность, и необслуживающая сота j обеспечивает мощность помехи). Необслуживающая сота j может упоминаться как взаимодействующая сота при передаче данных на UE u.

Для упрощения, большая часть описания ниже предназначена для передачи данных на UE u, которое может иметь одну обслуживающую соту i и одну или несколько необслуживающих сот с индексом j. В одной схеме MU-MIMO необслуживающая сота j может действовать в качестве взаимодействующей соты, и соты i и j обе могут передавать данные на UE u. В другой схеме MU-MIMO обслуживающая сота i может передавать данные на UE u, и необслуживающая сота j может выполнять подавление помех для UE u. В одной схеме SU-MIMO как обслуживающая сота i, так и взаимодействующая сота j могут передавать данные на UE u. Ниже подробно описываются эти различные схемы MIMO.

В общем, каждая сота может быть оснащена одной или многочисленными передающими антеннами. Каждое UE также может быть оснащено одной или многочисленными приемными антеннами. Данные могут посылаться разным образом в зависимости от количества передающих антенн в каждой соте, количества приемных антенн на каждом UE, уровня взаимодействия между сотами и т.д. Для ясности, большая часть описания ниже охватывает передачу данных двумя сотами i и j. Схемы MIMO, описанные в данном документе, могут быть расширены на более двух сот.

I. Многопользовательская распределенная схема MIMO

Фиг.4 изображает разработку MU-MIMO, причем каждая сота оснащена единственной передающей антенной, и каждое UE оснащено единственной приемной антенной. Каждое UE может определять комплексный коэффициент усиления канала для канала по схеме с одним входом и одним выходом (SISO) от передающей антенны на каждой соте до его приемной антенны. UE u может получать коэффициент усиления h _iu канала для соты i и коэффициент усиления h _ju канала для соты j. Аналогично, UE v может получать коэффициент усиления h _iv канала для соты i и коэффициент усиления h _jv канала для соты j. Коэффициент усиления канала для каждой соты может рассматриваться как компонент вектора виртуального канала. UE u может получать вектор-строку h _u=[h _iu h _ju] виртуального канала, и UE v может получать вектор-строку h _v=[h _iv h _jv] виртуального канала. Концептуально, две соты, каждая с единственной передающей антенной, может рассматриваться как виртуальная сота с двумя передающими антеннами.

В одной схеме MU-MIMO с единственной передающей антенной в каждой соте поток данных может посылаться на каждое UE с обеих передающих антенн в двух сотах i и j (вместо только с одной передающей антенны в одной соте). Сота i может принимать потоки данных u и v, предназначенные для UE u и v, соответственно. Сота i может выполнять предкодирование по двум потокам данных с вектором w _i предкодирования для получения выходного потока и может посылать выходной поток через свою передающую антенну. Аналогично, сота j может принимать потоки u и v данных, выполнять предкодирование по двум потокам данных с вектором w _j предкодирования для получения выходного потока и посылать выходной поток через свою передающую антенну. Векторы w _i и w _j предкодирования могут определяться различным образом.

В одной разработке векторы предкодирования могут определяться на основе метода форсирования нуля (ZF). Матрица размера 2×2 виртуального канала может быть сформирована как . Матрица W _zf предкодирования размера 2×2 может быть определена на основе форсирования нуля следующим образом:

Уравнение 1

где Λ представляет собой диагональную матрицу, которая нормализует мощность передачи двух сот, и

«H» обозначает эрмитово или сопряженное транспонирование.

W _zf включает в себя два вектора предкодирования в двух столбцах. Один вектор предкодирования в W _zf может обеспечиваться в качестве вектора w _zf,i предкодирования для соты i, и другой вектора предкодирования в W _zf может обеспечиваться в качестве вектора w _zf,j предкодирования для соты j. Если матрица виртуального канала является точной, тогда UE u может наблюдать малые помехи от соты j, и UE v может наблюдать малые помехи от соты i.

В другой разработке вектор w _mmse,i предкодирования для соты i может определяться на основе метода минимальной среднеквадратической ошибки (MMSE) следующим образом:

Уравнение 2

где N _u представляет собой шум, наблюдаемый UE u, P _i представляет собой мощность передачи соты i, и I представляет собой единичную матрицу.

Вектор w _mmse,i предкодирования MMSE может максимизировать отношение сигнала к вызванным помехам (SCIR) для соты i, которое может быть выражено как:

Уравнение 3

Как показано в уравнении (3), SCIR _i представляет собой отношение принимаемой мощности на UE u (числитель) к мощности помех на UE v плюс шум на UE u (знаменатель). Использование w _mmse,i для w _i в уравнении (3) может максимизировать SCIR _i.

Векторы предкодирования для сот i и j также могут определяться другим образом. Например, векторы предкодирования могут определяться на основе метода оптимального по критерию комбинирования (MCR) и т.д.

Сота i может выполнять предкодирование со своим вектором w _i предкодирования следующим образом:

Уравнение 4

где d _i представляет собой вектор данных размера 1×2, содержащий символы данных в потоках u и v данных, и

x _i представляет собой выходной символ для соты i.

Сота i может использовать w _zf,i или w _mmse,i или некоторый другой вектор предкодирования для w _i в уравнении (4). Вектор w _i предкодирования включает в себя два весовых коэффициента предкодирования. Один весовой коэффициент предкодирования может быть применен к потоку u данных, и другой весовой коэффициент предкодирования может быть применен к потоку v данных.

Для системы дуплекса с временным разделением (TDD) нисходящая линия связи и восходящая линия связи совместно используют один и тот же частотный канала, и характеристика канала нисходящей линии связи может быть сильно коррелирована с характеристикой канала восходящей линии связи. В данном случае, соты могут оценивать h _u и h _v, основываясь на пилот-сигналах, посылаемых по восходящей линии связи посредством UE u и v. Для системы дуплекса с частотным разделением (TDD) нисходящая линия связи и восходящая линия связи используют разные частотные каналы, и характеристика канала нисходящей линии связи может не коррелироваться хорошо с характеристикой канала восходящей линии связи. В данном случае, UE u может оценивать h _u и посылать его на свою обслуживающую соту i, и UE v может оценивать h _v и посылать его на свою обслуживающую соту j.

В одной разработке UE u может определять информацию индикатора направления канала (CDI) следующим образом. UE u может сначала получать оценку h _u, например, на основе опорного сигнала или пилот-сигнала, принимаемого от каждой соты. UE u может делить вектор канала на его величину для получения вектора с единичной нормой следующим образом:

Уравнение 5

где ||h _u|| представляет собой величину вектора-строки h _u виртуального канала, и

представляет собой нормализованный вектор виртуального канала с единичной величиной.

UE u может выбирать вектор канала в кодовой книге из 2^В векторов канала, которые наиболее близко соответствуют . UE u затем может посылать В-битовый индекс выбранного вектора канала в качестве информации CDI.

Фиг. 5 изображает разработку MU-MIMO, причем каждая сота оснащена единственной передающей антенной, и каждое UE оснащено многочисленными (R) приемными антеннами. Каждое UE может определять вектор характеристики канала (или просто вектор канала) для канала с одним входом и многими выходами (SIMO) от передающей антенны в каждой соте до его R приемных антенн. UE u может получать вектор h _iu=[h _iu,1 … h _iu,R]^T канала размера R×1 для соты i, где h _iu,r для r∈{1, …, R} представляет собой комплексный коэффициент усиления канала от передающей антенны в соте i до приемной антенны r на UE u, и «Т» обозначает транспонирование. UE u также может получать вектор h _ju канала размера R×1 для соты j. UE u может определять коэффициент усиления h _iu,eq эквивалентного канала для соты i посредством применения приемного фильтра к h _iu. Например, UE u может определять h _iu,eq посредством применения доминирующего левого собственного вектора u _u матрицы канала для UE u следующим образом:

Уравнение 6

Доминирующий левый собственный вектор может определяться так, как описано ниже.

UE u также может определять коэффициент усиления h _ju,eq эквивалентного канала для соты j посредством применения этого же доминирующего левого собственного вектора следующим образом:

Уравнение 7

Вектор виртуального канала для UE u затем может формироваться как h _u=[h _iu,eq h _ju,eq]. Описанная выше обработка для случая с одной приемной антенной может применяться к h _u, полученному с многочисленными приемными антеннами на UE u.

Планирование может выполняться различным образом для случая, в котором каждая сота оснащена единственной передающей антенной. В одной разработке каждая сота может планировать свои UE независимо и может выбирать UE для передачи данных на основе любого набора критериев. На этапе формирования луча/предкодирования выбранные UE могут подбираться парами для совместной передачи. Каждая пара UE может включать в себя одно UE в одной соте и другое UE в другой соте. Векторы предкодирования могут определяться для спаренных UE и могут использоваться для посылки потоков данных на эти UE, например, как описано выше.

В другой разработке совместный планировщик может работать по многочисленным сотам. В одной разработке совместного планирования по двум сотам планировщик может сначала выбирать UE с самой высокой метрикой (например, основываясь на равнодоступности и т.д.) среди UE в двух сотах. Если выбранное UE находится в соте i, тогда планировщик может выбрать совместимое UE в другой соте j. Чтобы выбрать совместимое UE, планировщик может идентифицировать поднабор UE в соте j, векторы канала которых имеют малую корреляцию относительно вектора канала выбранного UE в соте i. Затем планировщик может выбрать UE с самой высокой метрикой из поднабора UE в соте j. Затем планировщик может образовать пару из выбранного UE в соте i с выбранным UE в соте j. Данная схема выбора UE может уменьшить потери мощности от предкодирования.

В одной разработке планирования одно UE может выбираться от каждой соты, например, как описано выше. В другой разработке планирования одно или оба UE в данной соте могут выбираться, например, если оба UE имеют высокие метрики, и их векторы канала имеют малую корреляцию. Для этой разработки планирования UE может ассоциироваться с виртуальной сотой (вместо физической соты) и может обслуживаться одной или несколькими физическими сотами в виртуальной соте.

Описанные выше разработки могут обслуживать два UE в двух сотах по одним и тем же частотно-временным ресурсам. Эти разработки могут быть расширены на обслуживание трех и более UE в трех или более сотах по одним и тем же ресурсам. Вектор виртуального канала для каждого UE может зависеть от количества сот, которые будут передавать на это UE. Вектор предкодирования для каждой соты может зависеть от векторов виртуального канала для всех UE, на которые эта сота будет передавать данные.

Если каждая сота оснащена многочисленными (Т) передающими антеннами, данные могут посылаться с предкодированием несколькими способами. В первой схеме MU-MIMO предкодирование может выполняться по многочисленным сотам. Во второй схеме MU-MIMO предкодирование может выполняться каждой сотой.

Фиг. 6 изображает разработку предкодирования по сотам для первой схемы MU-MIMO, при этом каждая сота оснащена многочисленными (Т) передающими антеннами, и каждое UE оснащено единственной приемной антенной. Каждое UE может определять вектор-строку характеристики канала (или просто вектор канала) для канала с многими входами и одним выходом (MISO) от Т передающих антенн в каждой соте до его приемной антенны. UE u может получать вектор h _iu=[h _iu,1 … h _iu,T] канала для соты i, где h _iu,t для t∈{1,…,T} представляет собой комплексный коэффициент усиления канала от передающей антенны t в соте i до приемной антенны на UE u. UE u также может получать вектор h _ju канала для соты j. Вектор канала для каждой соты может рассматриваться как компонент вектора виртуального канала. UE u может формировать вектор h _u=[h _iu h _ju] виртуального канала. Аналогично, UE v может получать вектор h _iv канала для соты i и вектор h _jv канала для соты j и может формировать вектор h _v=[h _iv h _jv] виртуального канала.

Для первой схемы MU-MIMO поток данных может посылаться на каждое UE с 2Т передающих антенн на двух сотах i и j (вместо только с Т передающих антенн в одной соте). Сота i может принимать потоки u и v данных, предназначенные для UE u и v, соответственно. Сота i может выполнять предкодирование по двум потокам данных с матрицей W _i предкодирования для получения Т выходных потоков и может посылать эти Т выходных потоков по своим Т передающим антеннам. Аналогично, сота j может принимать потоки u и v данных, выполнять предкодирование по двум потокам данных при помощи матрицы W _j предкодирования для получения Т выходных потоков и посылать эти Т выходных потоков при помощи своих Т передающих антенн. Матрицы W _i и W _j предкодирования могут определяться на основе форсирования нуля, MMSE и т.д.

Фиг. 7 изображает разработку предкодирования по сотам для первой схемы MU-MIMO, при этом каждая сота оснащена многочисленными (Т) передающими антеннами, и каждое UE оснащено многочисленными (R) приемными антеннами. Каждое UE может определять матрицу характеристики канала (или просто матрицу канала) для канала MIMO от Т передающих антенн на каждой соте до его R приемных антенн. UE u может получать матрицу H _iu канала размера R×T для соты i, и матрицу H _ju канала для соты j. UE u может определять векторы h _iu и h _ju эквивалентного канала на основе матриц канала и приемного фильтра для UE u. Аналогично, UE v может получать матрицу H _iv канала для соты i и матрицу H _jv канала для соты j. UE v может определять векторы h _iv и h _jv эквивалентного канала на основе матриц канала и приемного фильтра для UE v.

В одной разработке разложение по сингулярным числам матрицы H _iu канала может быть выражено как:

Уравнение 8

где U _iu представляет собой унитарную матрицу размера R×R левых собственных векторов H _iu,

Λ _iu представляет собой диагональную матрицу размера R×T сингулярных чисел H _iu, и

V _iu представляет собой унитарную матрицу размера T×T правых собственных векторов H _iu.

Унитарная матрица U характеризуется свойством U ^H U=I. Столбцы U ортогональны друг другу, и каждый столбец имеет единичную мощность. Диагональные элементы Λ _iu представляют собой сингулярные числа, которые представляют коэффициенты усиления канала собственных мод H _iu. Сингулярные числа в Λ _iu могут быть упорядочены от наибольшего к наименьшему по диагонали. Векторы в U _iu и V _iu могут быть упорядочены аналогичным образом в качестве сингулярных значений в Λ _iu. После упорядочения первый столбец U _iu представляет собой доминирующий левый собственный вектор и может быть обозначен как u _i,1. Первый столбец V _iu представляет собой доминирующий правый собственный вектор и может быть обозначен как v _i,1.

В одной разработке вектор h _iu канала для обслуживающей соты i может быть определен как:

Уравнение 9

где λ _i,1 представляет собой наибольшее сингулярное число в Λ _iu

Для разработки, показанной в уравнении (9), UE u может, как предполагается, выполнять приемную фильтрацию MIMO (или обнаружение MIMO) посредством предварительного умножения своих принимаемых сигналов на приемный фильтр u _i,1. h _iu тогда может представлять собой эквивалентный канал, определяемый масштабированной версией доминирующего правого собственного вектора v _i,1.

В одной разработке вектор h _ju канала для необслуживающей соты j может определяться как:

Уравнение 10

В разработке, показанной в уравнении (10), вектор h _ju канала для необслуживающей соты j получается посредством применения этого же приемного фильтра u _i,1 к матрице H _ju канала для необслуживающей соты j.

Для случая с многочисленными приемными антеннами на каждом UE, как показано на фиг. 7, матрицы W _i и W _j предкодирования могут определяться на основе h _iu и h _ju и в соответствии с форсированием нуля, MMSE и т.д. Соты i и j тогда могут посылать данные на UE u и v с матрицами W _i и W _j предкодирования, соответственно, аналогично случаю с единственной приемной антенной на каждом UE.

В одной разработке перестановка антенн может применяться к потоку(ам) данных, посылаемому на одной UE, чтобы достичь симметрии, выравнивания и/или робастности среди потоков данных. Для перестановки антенн каждый поток данных может посылаться с разных антенн в разные интервалы времени и/или по разным частотным поднесущим.

В общем, две или более сот могут одновременно передавать данные двум или более UE с предкодированием по этим сотам. Количество потоков данных (N_S), которые могут посылаться одновременно на данное UE, может определяться как N_S≤min{N_T, N_R}, где N_T представляет собой общее количество передающих антенн во всех сотах, посылающих потоки данных, и N_R представляет собой общее количество приемных антенн на UE. Если один поток данных посылается на каждое UE, тогда более одного UE могут планироваться на соту, если общее количество UE, подлежащих обслуживанию, меньше или равно общему количеству передающих антенн (N_T) во всех сотах. Матрица предкодирования для каждой соты может определяться на основе векторов виртуального канала от всех обслуживаемых UE и может выводиться посредством форсирования нуля, MMSE и т.д.

Планирование может выполняться различным образом для случая, в котором каждая сота оснащена многочисленными передающими антеннами. В одной разработке количество UE, планируемых для передачи данных, может быть равно количеству сот, и один поток данных может посылаться на каждое запланированное UE. В данной разработке планирование и выбор UE может выполняться так, как описано выше, для случая, в котором каждая сота оснащена одной передающей антенной. В частности, каждая сота может выполнять планирование независимо, и одно UE может выбираться на соту, например, в последовательном порядке. Альтернативно, планирование может выполняться совместно по сотам, и UE могут выбираться (например, в последовательном порядке) из числа UE в этих сотах.

В другой разработке количество UE для обслуживания может быть больше, чем количество сот и/или больше, чем один поток данных может посылаться на запланированное UE. В данной разработке UE может посылать М векторов виртуального канала, чтобы принимать до М потоков данных, где М≥1. Каждый вектор виртуального канала может рассматриваться, как если бы он принимался от UE с единственной антенной. UE тогда могут выбираться, например, в последовательном порядке, основываясь на метрике. При планировании могут применяться дополнительные ограничения. Например, планирование может выполняться так, что по меньшей мере одно UE выбирается от каждой соты, максимум L потоков данных (например, L=2) посылается на данное UE, и т.д. Общее количество потоков данных, посылаемых на все запланированные UE, может быть меньше или равно общему количеству передающих антенн (N_T) на всех сотах, посылающих эти потоки данных.

В общем, если UE хорошо разделены пространственно, тогда может быть лучше выбирать больше UE с одним потоком данных, чем выбирать несколько UE с многочисленными потоками данных. Выбор большего количества UE может обеспечивать больший выигрыш от разнесения, в то же время уменьшая потери мощности предкодирования.

Для второй схемы MU-MIMO предкодирование может выполняться каждой сотой вместо по сотам. Каждая сота может