Способ и устройство для передачи информации о состоянии канала в беспроводной системе связи

Способ и устройство для передачи информации о состоянии канала в беспроводной системе связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

[Область техники, к которой относится изобретение]

[1] Настоящее изобретение относится к беспроводной системе связи и, в частности, к способу и устройству для передачи информации о состоянии канала (CSI), для определения непроизводительных затрат (overhead) общего опорного сигнала (common reference signal, CRS) и вычисления информации о состоянии канала (CSI) в беспроводной системе связи, поддерживающей совместное многоточечное соединение (cooperative multi-point, СоМР).

[Уровень техники]

[2] Технология использования нескольких передающих и нескольких приемных антенн (Много входов много выходов - Multiple input multiple output, MIMO) увеличивает эффективность передачи и приема данных с использованием нескольких передающих антенн и нескольких приемных антенн вместо одной передающей антенны и одной приемной антенны. Приемник принимает данные через несколько маршрутов, когда используется несколько антенн, тогда как приемник принимает данные через один антенный маршрут, когда используется одна антенна. Соответственно технология MIMO может увеличивать скорость передачи данных и пропускную способность и улучшать покрытие.

[3] Схема MIMO с одной ячейкой может классифицироваться на схему однопользовательского MIMO (single user-ΜΙΜΟ, SU-MIMO) для приема сигнала нисходящей линии связи посредством одного пользовательского оборудования (UE) в единственной ячейке и схему многопользовательского MIMO (multi user-ΜΙΜΟ, MU-MIMO) для приема сигнала нисходящей линии связи двумя или более единицами пользовательского оборудования (UE).

[4] Активно проводятся исследования по согласованному многоточечному соединению (coordinated multi-point, СоМР) для улучшения пропускной способности пользовательского оборудования (UE), размещенного на границе ячейки, посредством применения улучшенной технологии MIMO к среде со многими ячейками (multi-cell environment). Система СоМР может снизить межячейковые помехи в среде со многими ячейками и улучшить характеристики работы системы.

[5] Оценивание параметров канала относится к процедуре для компенсации искажений сигнала из-за замираний для восстановления принимаемого сигнала. Здесь замирания сигнала относятся к непредсказуемым флуктуациям мощности сигнала из-за многолучевой временной задержки в среде беспроводной системы связи. Для оценивания параметров канала требуется опорный сигнал (reference signal, сигнал RS), известный как на передающей стороне, так и на принимающей стороне. В дополнение, опорный сигнал (сигнал RS) может быть сигналом RS или пилотным сигналом в соответствии с применяемым стандартом.

[6] Опорный сигнал RS нисходящей линии связи является пилотным сигналом для когерентной демодуляции для физического совместно используемого канала нисходящей линии связи (PDSCH), физического индикаторного канала формата управления (PCFICH), физического гибридного индикаторного канала (physical hybrid indicator channel, PHICH), а физического канала управления нисходящей линии связи (PDCCH) и т.д. RS сигнал нисходящей линии связи включает в себя общий опорный сигнал (common RS, - CRS сигнал), назначенный для использования всеми единицами пользовательского оборудования (UEs) в ячейке и выделенный опорный сигнал (dedicated RS, DRS сигнал) для конкретного пользовательского оборудования (UE). Для системы (например, для системы, имеющей расширенную антенную конфигурацию стандарта LTE-A для поддержки 8 передающих антенн) по сравнению с традиционной системой связи (например, системой в соответствии с версиями 8 или 9 стандарта LTE) для поддержки 4 передающих антенн демодуляция данных на основе опорного сигнала DRS рассматривалась для эффективного управления опорными сигналами RS и поддержки разработанной схемы передачи. То есть для поддержки передачи данных через расширенные антенны, сигнал DRS для двух или более уровней может быть определен. Сигнал DRS подвергается предварительному кодированию посредством того же устройства предварительного кодирования, что и устройство предварительного кодирования для данных, и таким образом приемник может легко оценивать информацию о канале для демодуляции данных без отдельной информации предварительного кодирования.

[7] Приемник нисходящей линии связи может получать подвергнутую предварительному кодированию информацию о канале для расширенной антенной конфигурации через сигнал DRS, но требуется отдельный опорный сигнал RS, отличный от сигнала DRS, для не подвергнутой предварительному кодированию информации о канале. Соответственно приемник системы в соответствии со стандартом LTE-A может определять опорный сигнал RS для получения информации о состоянии канала (информация CSI), то есть опорный сигнал CSI-RS.

[Раскрытие изобретения]

[Техническая проблема]

[8] Задачей настоящего изобретения является решение проблемы, имеющейся в способе и устройстве для сообщения информации о состоянии канала в беспроводной системе связи.

[9] Следует понимать, что как предшествующее общее описание, так и следующее подробное описание настоящего изобретения являются примерными и поясняющими и предназначены для предоставления дополнительного пояснения упомянутого изобретения, как заявлено.

[Техническое решение]

[10] Задача настоящего изобретения может быть решена посредством предоставления способа для передачи информации о состоянии канала (CSI) пользовательским оборудованием в беспроводной системе связи, упомянутый способ включает прием опорного сигнала с информацией о состоянии канала (CSI-reference signal, сигнал CSI-RS), определение непроизводительных затрат ресурсного элемента общего опорного сигнала (common reference signal, сигнал CRS) на основании того же номера антенного порта, как и номер антенного порта, связанного сигналом CSI-RS, и передачу информации CSI, рассчитанной на основе сигнала CSI-RS и непроизводительных затрат ресурсного элемента опорного сигнала CRS.

[11] В другом аспекте настоящего изобретения здесь предлагается способ приема информации о состоянии канала (CSI) базовой станцией (base station, BS) в беспроводной системе связи, способ, включающий передачу опорного сигнала с информацией о состоянии канала (сигнал CSI-RS), и прием информации о состоянии канала (CSI), вычисляемой на основе непроизводительных затрат ресурсного элемента общего опорного сигнала (CRS) и опорного сигнала CSI-RS, при этом накладные расходы ресурсного элемента сигнала CRS определяются на основе того же номера антенного порта, как и номер антенного порта, связанного с опорным сигналом CSI-RS.

[12] В другом аспекте настоящего изобретения предлагается пользовательское оборудование (UE) для передачи информации о состоянии канала (CSI), пользовательское оборудование (UE), включающее в себя радиочастотный (RF) блок, и процессор, при этом упомянутый процессор конфигурируется для приема опорного сигнала с информацией о состоянии канала (сигал CSI-RS), для определения непроизводительных затрат ресурсного элемента общего опорного сигнала (CRS) на основании того же номера антенного порта, как и номер антенного порта, связанного с сигналом CSI-RS, и для передачи информации о состоянии канала (CSI), вычисляемой на основании сигнала CSI-RS и непроизводительных затрат ресурсного элемента сигнала CRS.

[13] В другом аспекте настоящего изобретения предлагается базовая станция (BS) для приема информации о состоянии канала (CSI) в беспроводной системе связи, базовая станция (BS), включающая в себя радиочастотный (radio frequency, RF) блок, и процессор, при этом упомянутый процессор конфигурируется для передачи опорного сигнала информации о состоянии канала (опорный сигнал CSI-RS) и для приема информации о состоянии канала (CSI), вычисляемой на основании непроизводительных затрат ресурсного элемента общего опорного сигнала (common reference signal, CRS) и опорного сигнала CSI-RS, при этом непроизводительные затраты ресурсного элемента сигнала CRS определяются на основании того же номера антенного порта, как и номер антенного порта, связанного с опорным сигналом CSI-RS.

[14] Как правило, следующие особенности могут быть применены в вариантах осуществления настоящего изобретения.

[15] Способ может дополнительно включать в себя прием информации о конфигурации информации о состоянии канала для сообщения информации CSI.

[16] Эта информация о конфигурации информации о состоянии канала (CSI) может не конфигурироваться, чтобы сообщить индекс матрицы предварительного кодирования (индекс PMI) и индикатор ранга (RI), и может конфигурироваться для сообщения индикатора качества канала (CQI).

[17] Эта информация о конфигурации информации о состоянии канала (CSI) может передаваться посредством сигнализации управления радиоресурсами (RRC).

[18] Номер антенного порта, связанного с сигналом CSI-RS, может конфигурироваться равным или меньшим чем 4.

[19] Информация CSI может указывать состояние канала в совместной многоточечной (СоМР) системе с временным дуплексом (time division duplex, TDD), удовлетворяя взаимности канала.

[20] Следует понимать, что вышеупомянутое общее описание и следующее подробное описание настоящего изобретения являются примерными и поясняющими и предназначены для предоставления дополнительного пояснения этого изобретения, как оно заявлено.

[Благоприятные эффекты]

[21] В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения информация о состоянии канала (CSI) может более эффективно сообщаться в беспроводной системе связи.

[22] В дополнение, в соответствии с упомянутыми вариантами осуществления настоящего изобретения непроизводительные затраты общего опорного сигнала (common reference signal, CRS) могут эффективно определяться и информация CSI может вычисляться в беспроводной системе связи, поддерживающей совместное многоточечное соединение (cooperative multi-point, СоМР).

[23] Для специалистов в данной области техники очевидно, что упомянутые эффекты, которые могут быть достигнуты с помощью настоящего изобретения, не ограничиваются тем, что было конкретно описано выше, и другие преимущества настоящего изобретения будут более ясно понятны из следующего подробного описания, данного в сочетании с прилагаемыми чертежами.

[Описание чертежей]

[24] Прилагаемые чертежи, которые включаются, чтобы предоставить дополнительное понимание настоящего изобретения, иллюстрируют варианты осуществления изобретения и вместе с упомянутым описанием служат для пояснения принципа настоящего изобретения.

На чертежах:

[25] На Фиг. 1 показана структура радиокадра типа 1;

[26] На Фиг. 2 показана структура ресурсной сетки нисходящей линии связи на интервале длительности одного слота нисходящей линии связи;

[27] На Фиг. 3 показана структура субкадра нисходящей линии связи;

[28] На Фиг. 4 показана структура субкадра восходящей линии связи;

[29] На Фиг. 5 представлена конфигурация системы связи MIMO, имеющей несколько антенн;

[30] На Фиг. 6 показан известный шаблон для опорных сигналов CRS и DRS;

[31] На Фиг. 7 показан типовой DM RS шаблон, определенный для системы LTE-A;

[32] На Фиг. 8 представлены типовые шаблоны для опорного сигнала CSI-RS;

[33] На Фиг. 9 представлена типовая периодическая передача опорного сигнала CSI-RS;

[34] На Фиг. 10 представлена типовая апериодическая передача опорного сигнала CSI-RS;

[35] На Фиг. 11 представлен пример использования двух CSI-RS конфигураций;

[36] На Фиг. 12 представлена блок-схема способа передачи информации о состоянии канала (CSI) в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения; и

[37] На Фиг. 13 представлена схема, иллюстрирующая базовую станцию (BS) и пользовательское оборудование (UE), для которых вариант осуществления настоящего изобретения может быть применен.

[Пример осуществления изобретения]

[38] Следующие варианты осуществления изобретения предлагаются посредством объединения составных компонентов и характеристик настоящего изобретения в соответствии с заранее определенным форматом. Отдельные составные компоненты или характеристики должны рассматриваться опциональными факторами при условии, что нет дополнительных замечаний. Если требуется, то отдельные составные компоненты или характеристики могут не совмещаться с другими компонентами или характеристиками. Также, некоторые составные компоненты и/или характеристики могут сочетаться для осуществления упомянутых вариантов осуществления настоящего изобретения. Порядок операций, предназначенных для раскрытия в упомянутых вариантах осуществления настоящего изобретения, может изменяться. Некоторые компоненты или характеристики любого варианта осуществления могут также включаться в другие варианты осуществления, или могут замещаться компонентами или характеристиками других вариантов осуществления при необходимости.

[39] Варианты осуществления настоящего изобретения раскрываются на основе взаимосвязи передачи данных между базовой станцией и терминалом. В этом случае базовая станция (BS) используется как конечный узел сети, через который базовая станция (BS) может напрямую связываться с терминалом (UE). В настоящем изобретении конкретные операции, которые должны выполняться базовой станцией (BS), могут также проводиться верхним узлом базовой станции (BS) при необходимости.

[40] Другими словами, для специалистов в данной области техники очевидно, что различные операции, обеспечивающие базовой станции (BS) возможность связываться с терминалом в сети, составленной из нескольких сетевых узлов, включающих в себя базовую станцию (BS), будут проводиться базовой станцией (BS) или другими сетевыми узлами, иными, чем базовая станция (BS). При необходимости термин "базовая станция (BS)" может замещаться другим термином: неподвижная станция, Узел-Б (Node-B), улучшенный Узел-Б (eNode-B (eNB) или точкой доступа. Термин "ретрансляционное оборудование (relay)" может замещаться терминами ретрансляционный узел (RN) или ретрансляционная станция (RS). При необходимости термин "терминал (terminal)" может также замещаться терминами пользовательское оборудование (UE), мобильная станция (MS), мобильная абонентская станция (MSS) или абонентская станция (SS).

[41] Следует отметить, что конкретные термины, раскрываемые в настоящем изобретении, предлагаются для удобства описания и лучшего понимания настоящего изобретения, и использование этих конкретных терминов может изменяться на других форматах в пределах области защиты или сущности настоящего изобретения.

[42] В некоторых примерах хорошо известные структуры и устройства пропущены для того, чтобы предотвратить неясность концепций настоящего изобретения, при этом важные функции структур и устройств изображены в форме блок-схемы. Те же ссылочные номера будут использоваться по всем чертежам для ссылки на одни и те же или подобные части.

[43] Примеры осуществления настоящего изобретения поддерживаются документами стандартов, написанных по меньшей мере для одной из систем беспроводного доступа, включающих в себя систему Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике 802 IEEE, систему Партнерского проекта по системам 3-го поколения (3GPP), систему долгосрочного развития сетей связи 3GPP (LTE), усовершенствованную систему долгосрочного развития сетей связи 3GPP (LTE-advanced, LTE-А) и систему Партнерского проекта 2 по системам 3-го поколения (3GPP2). В частности, этапы или части, которые не описаны для ясного раскрытия технической идеи настоящего изобретения, в упомянутых вариантах осуществления настоящего изобретения могут поддерживаться упомянутыми выше документами. Вся терминология, используемая здесь, может поддерживаться по меньшей мере одним из вышеупомянутых документов.

[44] Описанные далее варианты осуществления настоящего изобретения могут применяться к разнообразным технологиям беспроводного доступа, например множественный доступ с кодовым разделением (code division multiple access, CDMA), множественный доступ с частотным разделением (frequency division multiple access, FDMA), множественный доступ с временным разделением (time division multiple access, TDMA), множественный доступ с ортогональным частотным разделением (orthogonal frequency division multiple access, OFDMA), множественный доступ с частотным разделением с одной несущей (single carrier frequency division multiple access, SC-FDMA) и т.п. Технология CDMA может осуществляться через беспроводную (или радио) технологию, такую как универсальный наземный радиодоступ (UTRA) или технологию CDMA2000. Технология TDMA может осуществляться через беспроводную (или радио) технологию, такую как глобальная система подвижной связи (GSM) / система пакетной радиосвязи общего назначения (general packet radio service, GPRS) / развитие стандарта GSM с увеличенной скоростью передачи данных (enhanced data rates for GSM evolution, EDGE). Технология OFDMA может осуществляться через беспроводную (или радио) технологию, такую как технология Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике - IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, и развитие технологии универсального наземного радиодоступа (E-UTRA). Технология UTRA является частью универсальной мобильной телекоммуникационной системы (universal mobile telecommunications system, UMTS). Долговременное развитие систем Партнерского проекта по системам 3-го поколения (3GPP LTE) является частью развития универсальной мобильной телекоммуникационной системы (Ε-UMTS, Evolved UMTS), которая использует технологию E-UTRA. Технология 3GPP LTE использует технологию OFDMA на нисходящей линии связи и использует технологию SC-FDMA на восходящей линии связи. Улучшенное долговременное усовершенствование систем Партнерского проекта по системам 3-го поколения (LTE-Advanced, LTE-А) является усовершенствованной версией технологии 3GPP LTE. Технология WiMAX может раскрываться стандартом IEEE 802.16e (беспроводная MAN-OFDMA опорная система) и улучшенным стандартом IEEE 802.16m (беспроводная MAN-OFDMA улучшенная система). Для упрощения следующее далее описание фокусируется на системах IEEE 802.11. Однако технические функциональные возможности настоящего изобретения не ограничиваются этим.

[45] Далее со ссылкой на Фиг. 1 будет описана структура радиокадра нисходящей линии связи

[46] В сотовой беспроводной пакетной системе связи с мультиплексированием с ортогональным частотным разделением (OFDM) пакеты данных восходящей линии связи и пакеты данных нисходящей линии связи передаются в субкадрах. Один субкадр определяется как заранее определенный период времени, включающий в себя множество OFDM-символов. Стандарт 3GPP LTE поддерживает структуру радиокадра типа 1, применимую к частотному дуплексу (frequency division duplex, FDD), и поддерживает структуру радиокадра типа 2, применимую к временному дуплексу (time division duplex, TDD).

[47] На Фиг. 1 представлена структура радиокадра типа 1. Радиокадр нисходящей линии связи делится на 10 субкадров. Каждый субкадр далее делится на два слота во временной области. Единица времени, в течение которого передается один субкадр, определяется как временной интервал передачи (Transmission Time Interval, интервал TTI). Например, один субкадр может иметь длительность 1 мс и один слот может иметь длительность 0.5 мс. Слот включает в себя множество OFDM-символов во временной области и множество ресурсных блоков (resource blocks, RB) в частотной области. Поскольку система 3GPP LTE использует технологию OFDMA для нисходящей линии связи, OFDM-символ представляет период одного символа. OFDM-символ может называться как SC-FDMA-символ или период символа. Ресурсный блок (Resource Block, RB) является единицей для назначения ресурсов, включающей в себя множество смежных поднесущих в слоте.

[48] Число OFDM-символов в одном слоте может меняться в зависимости от конфигурации циклического префикса (cyclic prefix, CP). Имеется два типа циклических префиксов (CP): расширенный CP и нормальный СР. В случае нормального CP один слот включает в себя 7 OFDM-символов. В случае расширенного CP длительность одного OFDM-символа увеличивается и таким образом число OFDM-символов в слоте меньше, чем в случае нормального СР. Таким образом, когда используется расширенный CP, то, например, 6 OFDM-символов могут быть включены в один слот. Если состояние канала становится хуже, например, во время быстрого движения пользовательского оборудования (UE), то расширенный CP может использоваться для дополнительного снижения межсимвольных помех (ISI).

[49] В случае нормального CP один субкадр включает в себя 14 OFDM-символов, поскольку один слот включает в себя 7 OFDM-символов. Первые два или три OFDM-символа каждого субкадра могут назначаться физическому каналу управления нисходящей линии связи (physical downlink control channel, PDCCH), а другие OFDM-символы могут назначаться физическому совместно используемому каналу нисходящей линии связи (physical downlink shared channel, PDSCH).

[50] Описанные выше структуры радиокадра являются чисто примерными и поэтому следует отметить, что число субкадров в радиокадре, число слотов в субкадре или число символов в слоте может меняться.

[51] На Фиг. 2 представлена структура ресурсной сетки нисходящей линии связи на интервале длительности одного слота нисходящей линии связи. Фиг. 2 соответствует случаю, в котором OFDM-символ включает в себя нормальный СР. Как показано на Фиг. 2, слот нисходящей линии связи включает в себя множество OFDM-символов во временной области и включает в себя множество ресурсных блоков (RB) в частотной области. Здесь один слот нисходящей линии связи включает в себя 7 OFDM-символов во временной области и ресурсный блок (RB) включает в себя 12 поднесущих в частотной области, что не ограничивает область действия и сущность настоящего изобретения. Элемент на ресурсной сетке обозначается как ресурсный элемент (resource element, RE). Например, ресурсный элемент (RE) (k, l) относится к местоположению ресурсного элемента (RE) на k-й поднесущей и первом OFDM-символе. В случае нормального CP один ресурсный блок (RB) включает в себя 12×7 ресурсных элементов (RE) (в случае расширенного CP один ресурсный блок (RB) включает в себя 12×6 ресурсных элементов (RE)). Интервал между поднесущими составляет 15 кГц и таким образом один ресурсный блок (RB) охватывает около 180 кГц в частотной области. Число N^DL представляет собой количество ресурсных блоков (RB) в слоте нисходящей линии связи. Число N^DL зависит от ширины полосы передачи нисходящей линии связи, конфигурируемой базовой (BS) при планировании.

[52] На Фиг. 3 представлена структура субкадра нисходящей линии связи. До трех OFDM-символов в начале первого слота в субкадре нисходящей линии связи используются для области управления, для которой назначаются каналы управления, а другие OFDM-символы субкадра нисходящей линии связи используется для области данных, для которой назначается физический канал PDSCH. Базовой единицей передачи является один субкадр. То есть канал PDCCH и канал PDSCH назначаются через два слота. Каналы управления нисходящей линии связи, использующиеся в системе 3GPP LTE, включают в себя, например, физический индикаторный канал формата управления (physical control format indicator channel, PCFICH), физический канал управления нисходящей линии связи (physical downlink control channel, PDCCH) и физический индикаторный канал гибридного автоматического запроса повторной передачи (physical hybrid automatic repeat request (HARQ) indicator channel, PHICH). Канал PCFICH размещается в первом OFDM-символе субкадра, передавая информацию о количестве OFDM-символов, используемых для передачи каналов управления в субкадре. Канал PHICH доставляет сигнал HARQ подтверждения (ACKnowledgment)/негативного подтверждения (Negative ACKnowledgment) (ACK/NACK) в ответ на передачу по восходящей линии связи. Управляющая информация, передаваемая по каналу PDCCH, называется управляющей информацией нисходящей линии связи (downlink conrol information, DCI). Эта информация DCI передает информацию планирования нисходящей линии связи или восходящей линии связи, или команды управления мощностью передачи восходящей линии связи для групп пользовательского оборудования (UE). Физический канал PDCCH передает информацию о назначении ресурсов и транспортном формате для совместно используемого канала нисходящей линии связи (downlink shared channel, DL-SCH), информацию о назначении ресурсов для совместно используемого канала восходящей линии связи (uplink shared channel, UL-SCH), пейджинговую информацию пейджингового канала (paging channel, РСН), системную информацию по каналу DL-SCH, информацию о назначении ресурсов для управляющего сообщения более высокого уровня, такую как ответ для случайного доступа, передаваемый по каналу PDSCH, набор команд управления мощностью передачи для отдельных единиц (пользователей) пользовательского оборудования (UE) группы пользовательского оборудования (UE), управляющую информацию о мощности передачи, информацию активации передачи голосового трафика по протоколу сети Интернет (voice over Internet protocol, VoIP) и т.д. Множество каналов PDCCH может передаваться в области управления. Пользовательское оборудование (UE) может отслеживать множество каналов PDCCH. Канал PDCCH формируется посредством агрегирования одного или более последовательных элементов управляющего канала (Control Channel Elements, элемент ССЕ). Элемент ССЕ является логическим блоком назначения, используемым для предоставления канала PDCCH, при скорости кодирования на основе состояния радиоканала. Элемент ССЕ соответствует множеству групп ресурсных элементов (RE). Упомянутый формат канала PDCCH и число доступных бит для канала PDCCH определяются в соответствии с корреляцией между количеством элементов ССЕ и скоростью кодирования, предоставляемых элементами ССЕ. Станция eNB определяет формат PDCCH в соответствии с информацией DCI, передаваемой пользовательскому оборудованию (UE), и добавляет циклический контроль по избыточности (CRC) к управляющей информации. Циклический контроль по избыточности (CRC) маскируется посредством идентификатора (ID), известного как временный идентификатор радиосети (RNTI), в соответствии с владельцем или использованием канала PDCCH. Когда канал PDCCH передается конкретному пользовательскому оборудованию (UE), его циклический контроль по избыточности (CRC) может маскироваться посредством временного идентификатора радиосети для ячейки (cell-RNTI, C-RNTI) пользовательского оборудования (UE). Когда канал PDCCH используется для пейджингового сообщения, циклический контроль по избыточности (CRC) канала PDCCH может маскироваться пейджинговым индикаторным идентификатором (P-RNTI). Когда канал PDCCH передает системную информацию, в частности блок системной информации (SIB), его циклический контроль по избыточности (CRC) может маскироваться идентификатором (ID) системной информации и временным идентификатором радиосети для системной информации (SI-RNTI). Чтобы указывать, что канал PDCCH передает ответ для случайного доступа в ответ на преамбулу случайного доступа, передаваемую пользовательским оборудованием (UE), его циклический контроль по избыточности (CRC) может маскироваться временным идентификатором радиосети для случайного доступа (RNTI, RA-RNTI).

[53] На Фиг. 4 представлена структура субкадра восходящей линии связи. Субкадр восходящей линии связи может быть разделен на область управления и область данных в частотной области. Физический канал управления восходящей линии связи (PUCCH), передающий управляющую информацию восходящей линии связи, назначается в области управления и физический совместно используемый канал восходящей линии связи (PUSCH), передающий пользовательские данные, назначается в области данных. Чтобы поддерживать характеристики одной несущей, пользовательское оборудование (UE) не передает канал PUSCH и канал PUCCH одновременно. Канал PUCCH для пользовательского оборудования (UE) назначается паре ресурсных блоков (RB) в субкадре. Эти ресурсные блоки (RB) из этой пары ресурсных блоков (RB) занимают различные поднесущие в двух слотах. Поэтому говорят, что пара ресурсных блоков (RB), назначаемая каналу PUCCH, имеет скачок по частоте через границу слота.

[54] Моделирование системы MIMO

[55] Система со многими входами и многими выходами (MIMO) увеличивает эффективность передачи/приема данных с использованием нескольких передающих (Тх) антенн (далее - Тх антенн), и нескольких приемных (Rx) антенн (далее - Rx антенн). Технология MIMO не зависит от отдельного антенного пути для обеспечения приема всех сообщений, но вместо этого может объединять множество фрагментов данных, принимаемых через множество антенн, и принимать все данные.

[56] Технология MIMO включает в себя схему пространственного разнесения, схему пространственного мультиплексирования и т.д. Схема пространственного разнесения может увеличить надежность передачи или может расширить диаметр ячейки за счет выигрыша от разнесения и, таким образом, является подходящей для передачи данных пользовательского оборудования (UE), которое передается с высокой скоростью. Схема пространственного мультиплексирования может одновременно передавать различные данные для того, чтобы увеличить скорость передачи данных без увеличения ширины полосы частот системы.

[57] На Фиг. 5 представлена конфигурация системы связи MIMO, имеющей несколько антенн. Как показано на Фиг. 5(a), одновременное использование множества антенн как на передающей стороне, так и на приемной стороне увеличивает теоретическую пропускную способность передачи по каналу по сравнению с использованием множества антенн только на одной из сторон на передающей стороне или на принимающей стороне. Поэтому скорость передачи может увеличиваться и частотная эффективность может в значительной степени увеличиться. По мере того как скорость передачи по каналу увеличивается, скорость передачи может быть увеличена, теоретически, как произведение максимальной скорости R_o передачи, которая может быть получена с одной антенной, и коэффициента Ri увеличения скорости передачи.

[58] [Уравнение 1]

[59]

[60] Например, система связи MIMO с четырьмя передающими (Тх) антеннами и четырьмя приемными (Rx) антеннами может теоретически достигать четырехкратного увеличения в скорости передачи по отношению к системе с одной антенной. Поскольку теоретическое увеличение пропускной способности системы MIMO было проверено в середине 1990-х годов, многие технологии были активно предложены для увеличения скорости передачи данных при осуществлении в реальных условиях. Некоторые из технологий были уже отражены в различных стандартах беспроводных систем связи для систем подвижной связи 3-го поколения (подвижная связь 3G), локальных беспроводных сетей (WLAN) следующего поколения и т.д.

[61] В соответствии с направлениями исследований MIMO в настоящее время активные исследования идут полным ходом во многих аспектах MIMO, включая исследования в теории информации относительно вычисления пропускной способности систем связи со многими антеннами в условиях эксплуатации с раснесенными каналами и в условиях эксплуатации со множественным доступом, исследования измерения радиоканалов системы MIMO и моделирования системы MIMO, исследования технологий пространственно-временной обработки сигналов для увеличения надежности передачи и скорости передачи и т.д.

[62] Передача информации в системе MIMO будет описана подробно через математическое моделирование. Предполагается, что в системе присутствуют N_T передающих (Тх) антенн и N_R приемных (Rx) антенн.

[63] Относительно сигнала передачи до N_T частей информации может передаваться через N_T передающих (Тх) антенн, как выражено ниже в Уравнении 2:

[64] [Уравнение 2]

[65]

[66] Различная мощность передачи может применяться к каждой части передающейся информации - . Пусть уровни мощности передачи упомянутой передающейся информации обозначаются посредством ряда значений мощности - , соответственно. Тогда вектор передачи передающейся информации с управлением мощностью задается как:

[67] [Уравнение 3]

[68]

[69] Вектор ŝ передачи с управлением мощностью передающейся информации может быть выражен следующим образом, с использованием диагональной матрицы P мощности передачи:

[70] [Уравнение 4]

[71]

[72] Множество N_T сигналов передачи может быть генерировано посредством умножения вектора ŝ передачи с управлением мощностью передающейся информации на весовую матрицу W. Весовая матрица W функционирует для соответствующего распределения упомянутой передающейся информации для Tx антенн в соответствии с состоянием канала передачи и т.д. Эти N_T сигналов передачи представляются как вектор x, который может определяться Уравнением 5, представленным ниже:

[73] [Уравнение 5]

[74]

[75] Здесь w_ij относится к весовому коэффициенту между i_th передающей Тх антенной и j_th информацией.

[76] Принимаемый сигнал x может рассматриваться различными способами в соответствии с двумя случаями (например, пространственное разнесение и пространственное мультиплексирование). В случае пространственного мультиплексирования,различные сигналы подвергаются мультиплексированию и подвергнутые мультиплексированию сигналы передаются на принимающую сторону, и, таким образом, элементы информационного вектора (векторов) имеют различные значения. В случае пространственного разнесения тот же сигнал повторно передается через множество канальных путей и, таким образом, элементы информационного вектора (векторов) имеют те же значения. Также может рассматриваться гибридная схема пространственного мультиплексирования и пространственного разнесения. То есть один и тот же сигнал может передаваться через три Тх антенны и оставшиеся сигналы могут быть подвергнуты пространственному мультиплексированию и переданы приемнику.

[77] В случае N_R принимающих Рx антенн принимаемый сигнал каждой антенны может быть выражен как вектор, показанный ниже в Уравнении 6:

[78] [Уравнение 6]

[79]

[80] Когда выполняется моделирование канала в системе связи MIMO, отдельные каналы могут различаться друг от друга в соответствии с индексами антенн передачи/приема (Tx/Rx). Канал, проходящий в направлении от Тх антенны j до Rx антенны i, обозначается коэффициентом h_ij. Следует отметить, что индексы канала h_ij располагаются в определенном порядке, впереди размещается индекс принимающей (Rx) антенны и после размещается индекс передающей (Тх) антенны.

[81] На Фиг. 5(b) показаны каналы от N_T передающих Тх антенн к i принимающей Rx антенне. Упомянутые каналы могут быть представлены в форме вектора и матрицы. Как показано на Фиг. 5(b), упомянутые каналы, проходящие в направлении от N_T передающих Тх антенн к i принимающей Rx антенне, могут представляться посредством Уравнения 7, представленного ниже:

[82] [Уравнение 7]

[83]

[84] Все каналы, проходящие в направлении от N_T передающих Тх антенн до N_R принимающих Rx антенн, обозначаются посредством матрицы, показанной в Уравнении 8, представленном ниже:

[85] [Уравнение 8]

[86]

[87] Аддитивный белый гауссовский шум (AWGN) добавляется к реальному каналу, который прошел через матрицу канала. Аддитивный белый гауссовский шум (AWGN) (n₁, n₂, …, n_NR), добавляемый к каждой из N_R приемных (reception, Rx) антенн, может быть представлен посредством Уравнения 9, показанного ниже:

[88] [Уравнение 9]

[89]

[90] Принимаемый сигнал, вычисляемый посредством упомянутых выше уравнений, может быть представлен посредством Уравнения 10, показанного ниже:

[91] [Уравнение 10]

[92]

[93] Число строк и число столбцов матрицы Н канала, указывающей условия передачи по каналу, определяются числом Tx/Rx антенн. В матрице Н канала число строк равно числу (N_R) принимающих Rx антенн и число столбцов равно числу (N_T) передающих Тх антенн. Таким образом, упомянутая матрица Н канала обозначается посредством N_R×N_T матрицы.

[94] Ранг матрицы определяется как наименьшее число между числом независимых строк и числом независимых столбцов в матрице канала. Соответственно, ранг матрицы канала равен числу не больше, чем число строк или число столбцов матрицы канала. Ранг rank(Н) матрицы Н канала удовлетворяет следующему ограничению:

[95] [Уравнение 11]

[96] rank(H)≤min(N_T, N_R)

[97] Для MIMO передачи ′rank′ указывает число маршрутов для независимой передачи сигналов, и ′число уровней′ указывает число потоков, передавае