Способ и устройство для выполнения фрагментарного формирования диаграммы направленности посредством крупномасштабной системы mimo в системе беспроводной связи

Способ и устройство для выполнения фрагментарного формирования диаграммы направленности посредством крупномасштабной системы mimo в системе беспроводной связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

[ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ]

[1] Настоящее изобретение относится к беспроводной связи и, в частности, к способу и устройству для выполнения фрагментарного формирования диаграммы направленности (fractional beamforming) посредством крупномасштабной системы с множественными входами и множественными выходами (MIMO) в системе беспроводной связи.

[УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ]

[2] Будет дано краткое описание системы Проекта долгосрочного развития (LTE) Проекта партнерства по созданию сетей третьего поколения (3GPP) как примера системы беспроводной связи, к которой может быть применено настоящее изобретение.

[3] Фиг. 1 иллюстрирует конфигурацию сети усовершенствованной универсальной системы мобильной связи (E-UMTS) как иллюстративной системы беспроводной связи. Система E-UMTS является развитием прежней системы UMTS, и 3GPP работает над основами стандартизации E-UMTS. E-UMTS также называется системой LTE. Для подробных сведений о технических спецификациях UMTS и E-UMTS см. соответственно выпуск 7 и выпуск документа "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network".

[4] Согласно фиг. 1 система E-UMTS включает в себя пользовательское оборудование (UE), усовершенствованный узел B (eNode B или узел eNB) и шлюз доступа (AG), который расположен на конце усовершенствованной наземной сети радиодоступа UMTS (E-UTRAN) и соединен с внешней сетью. Узел eNB может одновременно передавать множественные потоки данных для службы широковещания, службы многоадресной передачи и/или службы одноадресной передачи.

[5] Один узел eNB управляет одной или более сотами. Сота устанавливается для работы в одной из полос частот 1,25, 2,5, 5, 10, 15 и 20 МГц и обеспечивает службу передачи нисходящей линии связи (DL) или восходящей линии связи (UL) множеству экземпляров пользовательского оборудования на полосе частот. Разные соты могут быть сконфигурированы для обеспечения разных полос частот. Узел eNB управляет передачей и приемом данных множеству экземпляров пользовательского оборудования и от него. Относительно данных нисходящей линии связи узел eNB уведомляет конкретное пользовательское оборудование о частотно-временной области, в которой предполагается передача данных нисходящей линии связи, о схеме кодирования, размере данных, информации гибридного автоматического запроса на повторную передачу данных (HARQ) и т.д. посредством передачи информации планирования нисходящей линии связи пользовательскому оборудованию. Относительно данных восходящей линии связи узел eNB уведомляет конкретное пользовательское оборудование о частотно-временной области, в которой пользовательское оборудование может передавать данные, о схеме кодирования, размере данных, информации HARQ и т.д., посредством передачи информации планирования восходящей линии связи пользовательскому оборудованию. Интерфейс для передачи пользовательского трафика или управляющего трафика может быть определен между узлами eNB. Опорная сеть (CN) может включать в себя шлюз доступа и сетевой узел для регистрации пользовательского оборудования. Шлюз доступа управляет мобильностью пользовательского оборудования на основе области отслеживания (TA). Область отслеживания включает в себя множество сот.

[6] В то время как стадия разработки технологии беспроводной связи достигла системы LTE на основе широкополосного множественного доступа с кодовым разделением (WCDMA), требования и ожидания пользователей и поставщиков услуг растут. С учетом того, что разрабатываются другие технологии радиодоступа, требуется новое технологическое развитие для достижения будущей конкурентоспособности. В частности, требуются снижение затрат на бит, увеличение доступности служб, гибкое использование полос частот, упрощенная структура, открытый интерфейс, подходящая потребляемая мощность пользовательского оборудования и т.д.

[РАСКРЫТИЕ]

[ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА]

[7] Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы решить проблему, которая находится в способе и устройстве для выполнения фрагментарного формирования диаграммы направленности посредством крупномасштабной системы с множественными входами и множественными выходами (MIMO) в системе беспроводной связи.

[ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ]

[8] Задача настоящего изобретения может быть решена посредством обеспечения способа выполнения фрагментарного формирования диаграммы направленности с использованием крупной антенной решетки в базовой станции (BS) в системе беспроводной связи, содержащего деление крупной антенной решетки по строкам или столбцам на разделы, прием информации обратной связи о разделах от пользовательского оборудования (UE), определение предварительных субкодеров для разделов на основе информации обратной связи и передачу сигнала пользовательскому оборудованию посредством выполнения формирования диаграммы направленности с использованием предварительных субкодеров и соединительного предварительного кодера, который соединяет разделы друг с другом.

[9] Если крупная антенная решетка разделена на разделы по столбцам, передача сигнала может включать в себя передачу сигнала пользовательскому оборудованию посредством выполнения вертикального формирования диаграммы направленности с использованием предварительных субкодеров и горизонтального формирования диаграммы направленности с использованием соединительного предварительного кодера. Или если крупная антенная решетка разделена на разделы по строкам, передача сигнала может включать в себя передачу сигнала пользовательскому оборудованию посредством выполнения горизонтального формирования диаграммы направленности с использованием предварительных субкодеров и вертикального формирования диаграммы направленности с использованием соединительного предварительного кодера.

[10] Соединительный предварительный кодер может являться предопределенным предварительным кодером или случайно выбранным предварительным кодером. Способ может дополнительно содержать передачу информации о соединительном предварительном кодере пользовательскому оборудованию.

[11] В другом аспекте настоящего изобретения обеспечено устройство передачи, имеющее крупную антенную решетку, в системе беспроводной связи, включающее в себя модуль беспроводной связи, выполненный с возможностью передавать сигнал устройству приема и принимать сигнал от устройства приема, и процессор, выполненный с возможностью делить крупную антенную решетку по строкам или по столбцам на разделы, определять предварительные субкодеры для разделов и выполнять формирование диаграммы направленности с использованием предварительных субкодеров и соединительного предварительного кодера, который соединяет разделы друг с другом. Предварительные субкодеры определены на основе информации обратной связи, принятой от устройства приема.

[12] Если крупная антенная решетка разделена на разделы по столбцам, процессор может выполнять вертикальное формирование диаграммы направленности с использованием предварительных субкодеров и горизонтальное формирование диаграммы направленности с использованием соединительного предварительного кодера. Или если крупная антенная решетка разделена на разделы по строкам, процессор может выполнять горизонтальное формирование диаграммы направленности с использованием предварительных субкодеров и вертикальное формирование диаграммы направленности с использованием соединительного предварительного кодера.

[13] Соединительный предварительный кодер может являться предопределенным предварительным кодером или случайно выбранным предварительным кодером. Процессор может управлять модулем беспроводной связи для передачи информации о соединительном предварительном кодере устройству приема.

[14] Кроме того, каждый из разделов может включать в себя одинаковое количество антенных портов, и промежуток между антенными портами может быть равен или меньше предопределенного значения.

[ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ]

[15] В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения фрагментарное формирование диаграммы направленности может быть эффективно выполнено посредством крупномасштабной системы MIMO в системе беспроводной связи.

[16] Специалистам в области техники будет очевидно, что эффекты, которые могут быть достигнуты через настоящее изобретение, не ограничены тем, что было, в частности, описано выше, и другие преимущества настоящего изобретения будут более понятны на основании следующего подробного описания.

[ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ]

[17] Прилагаемые чертежи, включенные в описание для обеспечения дополнительного понимания изобретения, иллюстрируют варианты осуществления изобретения и вместе с описанием служат для разъяснения принципов изобретения.

[18] НА ЧЕРТЕЖАХ:

[19] Фиг. 1 иллюстрирует конфигурацию сети усовершенствованной универсальной системы мобильной связи (E-UMTS) как иллюстративной системы беспроводной связи;

[20] Фиг. 2 иллюстрирует стек протоколов плоскости управления и стек протоколов плоскости пользователя в архитектуре протокола радиоинтерфейса, соответствующей стандарту сети беспроводного доступа Проекта партнерства по созданию сетей третьего поколения (3GPP) между пользовательским оборудованием (UE) и усовершенствованной наземной сетью радиодоступа UMTS (E-UTRAN);

[21] Фиг. 3 иллюстрирует физические каналы и общий способ передачи сигнала с использованием физических каналов в системах 3GPP;

[22] Фиг. 4 иллюстрирует структуру радиокадра в системе Проекта долгосрочного развития (LTE);

[23] Фиг. 5 иллюстрирует структуру радиокадра нисходящей линии связи в системе LTE;

[24] Фиг. 6 иллюстрирует структуру субкадра восходящей линии связи в системе LTE;

[25] Фиг. 7 иллюстрирует конфигурацию общей системы связи с множественными входами и множественными выходами (MIMO);

[26] Фиг. 8 и 9 иллюстрируют конфигурации опорного сигнала (RS) нисходящей линии связи в системе LTE, поддерживающей передачу нисходящей линии связи через четыре антенны (нисходящая передача 4-Tx);

[27] Фиг. 10 демонстрирует распределение иллюстративного опорного сигнала демодуляции (DMRS) нисходящей линии связи, определенное в текущей спецификации стандарта 3GPP;

[28] Фиг. 11 иллюстрирует конфигурацию #0 опорного сигнала информации состояния канала (CSI-RS) из конфигураций CSI-RS нисходящей линии связи, определенных в текущей спецификации стандарта 3GPP;

[29] Фиг. 12 иллюстрирует схемы наклона антенны;

[30] Фиг. 13 является изображением, сравнивающим систему антенн предшествующего уровня техники с системой активных антенн (AAS);

[31] Фиг. 14 демонстрирует иллюстративное заданное для пользовательского оборудования формирование диаграммы направленности на основе системы AAS;

[32] Фиг. 15 иллюстрирует сценарий двухмерной направленной передачи на основе системы AAS;

[33] Фиг. 16 иллюстрирует пример применения выровненного фрагментарного предварительного кодирования к однородной линейной решетке в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;

[34] Фиг. 17 иллюстрирует пример применения выровненного по столбцам фрагментарного предварительного кодирования к квадратной решетке в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;

[35] Фиг. 18 иллюстрирует пример применения выровненного по строкам фрагментарного предварительного кодирования к квадратной решетке в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;

[36] Фиг. 19 иллюстрирует пример применения выровненного по группам строк фрагментарного предварительного кодирования к квадратной решетке в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;

[37] Фиг. 20, 21 и 22 иллюстрируют способы распределения шаблона контрольных сигналов в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения; и

[38] Фиг. 23 является блок-схемой устройства связи в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

[ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ]

[39] Конфигурация, функционирование и другие признаки настоящего изобретения будут легко поняты с помощью вариантов осуществления настоящего изобретения, описанных со ссылкой на приложенные чертежи. Изложенные здесь варианты осуществления настоящего изобретения являются примерами, в которых технические характеристики настоящего изобретения применены к системе Проекта партнерства третьего поколения (3GPP).

[40] Хотя варианты осуществления настоящего изобретения описаны в контексте систем проекта долгосрочного развития систем связи (LTE) и усовершенствованного LTE (LTE-A), они являются чисто иллюстративные. Таким образом, варианты осуществления настоящего изобретения применимы к любой другой системе связи, пока описанные выше определения пригодны для системы связи. Кроме того, хотя варианты осуществления настоящего изобретения описаны в контексте дуплексирования с частотным разделением (FDD), они также легко применимы к полудупдексированию с частотным разделением (H-FDD) или к дуплексированию с временным разделением (TDD) с некоторыми модификациями.

[41] Термин "базовая станция (BS)" может быть использован для охвата значений терминов, включающих в себя выносной радиомодуль (RRH), усовершенствованный узел B (узел eNB или узел eNode B), точку приема (RP), ретрансляционную станцию и т.д.

[42] Фиг. 2 иллюстрирует стеки протоколов плоскости управления и плоскости пользователя в архитектуре протокола радиоинтерфейса, соответствующей стандартам сети беспроводного доступа 3GPP между пользовательским оборудованием (UE) и усовершенствованной наземной сетью радиодоступа UMTS (E-UTRAN). Плоскость управления является трактом, по которому пользовательское оборудование и сеть E-UTRAN передают управляющие сообщения для управления вызовами, и плоскость пользователя является трактом, по которому передаются данные, сформированные на прикладном уровне, например, голосовые данные или пакетные данные Интернета.

[43] Физический уровень (PHY) на уровне 1 (L1) обеспечивает службу переноса информации своему более высокому уровню, уровню управления доступом к среде (MAC). Уровень PHY соединен с уровнем MAC через транспортные каналы. Транспортные каналы доставляют данные между уровнем MAC и уровнем PHY. Данные передаются на физических каналах между уровнями PHY передатчика и приемника. Физические каналы используют время и частоту как радиоресурсы. В частности, физические каналы модулируются с помощью множественного доступа с ортогональной частотным разделением (OFDMA) для нисходящей линии связи (DL) и с помощью множественного доступа с частотным разделением с одной несущей (SC-FDMA) для восходящей линии связи (UL).

[44] Уровень MAC на уровне 2 (L2) обеспечивает службу своему более высокому слою, слою управления линией радиосвязи (RLC) через логические каналы. Уровень RLC на уровне L2 поддерживает надежную передачу данных. Функциональность RLC может быть реализована в функциональном блоке уровня MAC. Уровень протокола слияния пакетных данных (PDCP) на уровне L2 выполняет сжатие заголовка для уменьшения количества ненужной управляющей информации и, таким образом, эффективной передачи пакетов протокола Интернета (IP), таких как пакеты IP версии 4 (IPv4) или IP версии 6 (IPv6) через радиоинтерфейс, имеющий узкую пропускную способность.

[45] Уровень управления радиоресурами (RRC) на самой нижней части уровня 3 (или L3) определен только на плоскости управления. Уровень RRC управляет логическими каналами, транспортными каналами и физическими каналами относительно конфигурации, реконфигурации и высвобождения радиоканалов-носителей. Радиоканал-носитель относится к службе, обеспечиваемой на уровне L2 для передачи данных между пользовательским оборудованием и сетью E-UTRAN. С этой целью уровни RRC пользовательского оборудования и сети E-UTRAN обмениваются друг с другом сообщениями RRC. Если соединение RRC установлено между пользовательским оборудованием и сетью E-UTRAN, пользовательское оборудование находится в режиме соединения RRC, и в ином случае пользовательское оборудование находится в нерабочем режиме RRC. Уровень без доступа (NAS) над уровнем RRC выполняет функции, включающие в себя управление сеансами и управление мобильностью.

[46] Транспортные каналы нисходящей линии связи, используемые доставки данных от сети E-UTRAN к экземплярам пользовательского оборудования, включают в себя широковещательный канал (BCH), переносящий системную информацию, канал поискового вызова (PCH), переносящий сообщение поискового вызова, и совместно используемый канал (SCH), переносящий пользовательский трафик или управляющее сообщение. Многоадресный трафик нисходящей линии связи или управляющие сообщения или широковещательный трафик нисходящей линии связи или управляющие сообщения могут быть переданы по каналу SCH нисходящей линии связи или по отдельно определенному многоадресному каналу (MCH) нисходящей линии связи. Транспортные каналы восходящей линии связи, используемые для доставки данных от пользовательского оборудования к сети E-UTRAN, включают в себя канал случайного доступа (RACH), переносящий первоначальное управляющее сообщение, и канал SCH восходящей линии связи, переносящий пользовательский трафик или управляющее сообщение. Логические каналы, которые определены выше транспортных каналов и отображаются на транспортные каналы, включают в себя канал управления широковещательной передачей (BCCH), канал управления поисковым вызовом (PCCH), общий канал управления (CCCH), канал управления многоадресной передачей (MCCH), канал многоадресного трафика (MTCH) и т.д.

[47] Фиг. 3 иллюстрирует физические каналы и общий способ передачи сигналов на физических каналах в системе 3GPP.

[48] Согласно фиг. 3, когда пользовательское оборудование включается или входит в новую соту, пользовательское оборудование выполняет первичный поиск соты (S301). Первичный поиск соты включает в себя получение синхронизации с узлом eNB. В частности, пользовательское оборудование синхронизирует свой отсчет времени с узлом eNB и извлекает идентификатор соты (ID) и другую информацию посредством приема первичного канала синхронизации (P-SCH) и вторичного канала синхронизации (S-SCH) от узла eNB. Затем пользовательское оборудование может получить информацию, широковещательно передаваемую в соте, посредством приема физического канала широковещания (PBCH) от узла eNB. Во время первичного поиска соты пользовательское оборудование может отслеживать состояние каналов нисходящей линии связи посредством приема опорного сигнала нисходящей линии связи (DL RS).

[49] После первичного поиска соты пользовательское оборудование может получить подробную системную информацию посредством приема физического канала управления нисходящей линии связи (PDCCH) и приема физического совместно используемого канала нисходящей линии связи (PDSCH) на основе информации, включенной в канал PDCCH (S302).

[50] Если пользовательское оборудование первично получает доступ к узлу eNB или не имеет радиоресурсов для передачи сигналов к узлу eNB, пользовательское оборудование может выполнить процедуру произвольного доступа с узлом eNB (с S303 по S306). В процедуре произвольного доступа пользовательское оборудование может передать предопределенную последовательность как преамбулу на физическом канале случайного доступа (PRACH) (S303 и S305) и может принять ответное на преамбулу сообщение на каналах PDCCH и PDSCH, связанных с каналом PDCCH (S304 и S306). В случае соревновательного канала RACH пользовательское оборудование может дополнительно выполнить процедуру соревновательного разрешения.

[51] После описанной выше процедуры пользовательское оборудование может принять канал PDCCH и/или канал PDSCH от узла eNB (S307) и передать физический совместно используемый канал восходящей линии связи (PUSCH) и/или физический канал управления восходящей линии связи (PUCCH) узлу eNB (S308), что является общей процедурой передачи сигналов нисходящей и восходящей линий связи. В частности, пользовательское оборудование принимает управляющую информацию нисходящей линии связи (DCI) на канале PDCCH. При этом DCI включает в себя управляющую информацию, такую как информация распределения ресурсов для пользовательского оборудования. Различные форматы DCI определены в соответствии с различным использованием DCI.

[52] Управляющая информация, которую пользовательское оборудование передает узлу eNB на восходящей линии связи или принимает от узла eNB на нисходящей линии связи, включает в себя сигнал положительного/отрицательного подтверждения нисходящей/восходящей линии связи (ACK/NACK), индикатор качества канала (CQI), индекс матрицы предварительного кодирования (PMI), индикатор ранга (RI) и т.д. В системе LTE 3GPP пользовательское оборудование может передать управляющую информацию, такую как индикатор CQI, индекс PMI, индикатор RI и т.д., на канале PUSCH и/или канале PUCCH.

[53] Фиг. 4 иллюстрирует структуру радиокадра, используемого в системе LTE.

[54] Согласно фиг. 4 радиокадр составляет 10 мс (327200xT_s) по длительности и разделен на 10 субкадров равного размера. Каждый субкадр составляет 1 мс по длительности и дополнительно разделен на два слота. Каждый временной слот составляет 0,5 мс (15360xT_s) по длительности. Здесь T_s представляет время дискретизации, и T_s=1/(15 кГц×2048)=3,2552×10^-8 (приблизительно 33 нс). Слот включает в себя множество символов мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM) или символов SC-FDMA во временной области и множество ресурсных блоков (RB) в частотной области. В системе LTE один ресурсный блок включает в себя 12 поднесущих и 7 (или 6) символов OFDM. Единица времени, в течение которой передаются данные, определена как интервал времени передачи (TTI). Интервал TTI может быть определен в единицах из одного или более субкадров. Описанная выше структура радиокадра является чисто иллюстративной, и, таким образом, количество субкадров в радиокадре, количество слотов в субкадре или количество символов OFDM в слоте могут изменяться.

[55] Фиг. 5 демонстрирует иллюстративные каналы управления, включенные в область управления субкадра в радиокадре нисходящей линии связи.

[56] Согласно фиг. 5 субкадр включает в себя 14 символов OFDM. Первые от одного до трех символов OFDM субкадра используются для области управления, и другие от 13 до 11 символов OFDM используются для области данных в соответствии с конфигурацией субкадра. На фиг. 5 опорные символы с R1 по R4 обозначают опорные сигналы или контрольные сигналы для антенн 0-3. Опорные сигналы выделяются согласно предопределенному шаблону в субкадре независимо от области управления и области данных. Канал управления выделяется ресурсам не опорного сигнала в области управления, и информационный канал также выделяется ресурсам не опорного сигнала в области данных. Каналы управления, выделенные для области управления, включают в себя физический канал индикатора формата Управления (PCFICH), физический канал индикатора гибридного автоматического запроса на повторную передачу данных (HARQ) (PHICH), физический канал управления нисходящей линии связи (PDCCH) и т.д.

[57] Канал PCFICH является физическим каналом индикатора формата управления, переносящим информацию о количестве символов OFDM, используемых для каналов PDCCH в каждом субкадре. Канал PCFICH располагается в первом символе OFDM субкадра и конфигурируется с приоритетом над каналом PHICH и каналом PDCCH. Канал PCFICH включает в себя 4 группы ресурсных элементов (REG), и каждая группа REG распределена для области управления на основе идентификатора соты (ID). Одна группа REG включает в себя 4 ресурсных элемента (RE). Элемент RE является минимальным физическим ресурсом, заданным посредством одной поднесущей и одним символом OFDM. Канал PCFICH устанавливается равным 1-3 или 2-4 согласно пропускной способности. Канал PCFICH модулируется посредством квадратурной фазовой модуляции (QPSK).

[58] Канал PHICH является физическим каналом индикатора гибридного автоматического запроса на повторную передачу данных (HARQ), переносящим сигнал ACK/NACK HARQ для передачи восходящей линии связи. Таким образом, канал PHICH является каналом, который доставляет информацию ACK/NACK нисходящей линии связи для HARQ восходящей линии связи. Канал PHICH включает в себя одну группу REG и является скремблированным в зависимости от соты. Сигнал ACK/NACK указывается в одном бите и модулируется посредством двоичной фазовой модуляции (BPSK). Модулированный сигнал ACK/NACK расширяется с фактором расширения (SF) 2 или 4. Множество каналов PHICH, отображенных на одинаковые ресурсы, формирует группу каналов PHICH. Количество каналов PHICH, мультиплексированных в группу каналов PHICH, определяется в соответствии с количеством кодов расширения. Канал (группа каналов) PHICH повторяется три раза для получения усиления с разнесением в частотной области и/или временной области.

[59] Канал PDCCH является физическим каналом управления нисходящей линией связи, выделенным для первых n символов OFDM субкадра. Здесь n равно 1 или большему целому числу, обозначенному посредством канала PCFICH. Канал PDCCH занимает один или несколько элементов CCE. Канал PDCCH переносит информацию распределения ресурсов о транспортных каналах, каналы PCH и DL-SCH, разрешение планирования восходящей линии связи и информацию HARQ каждому пользовательскому оборудованию или группе экземпляров пользовательского оборудования. Каналы PCH и DL-SCH передаются на канале PDSCH. Таким образом, узел eNB и пользовательское оборудование передают и принимают данные обычно по каналу PDSCH, за исключением специфической управляющей информации или специфических сервисных данных.

[60] Информация, указывающая на один или несколько экземпляров пользовательского оборудования для приема данных канала PDSCH, и информация, указывающая, каким образом, как предполагается, экземпляры пользовательского оборудования принимают и декодируют данные канала PDSCH, обеспечена на канале PDCCH. Например, при условии, что циклический контроль по избыточности (CRC) заданного канала PDCCH маскирован посредством временного идентификатора беспроводной сети (RNTI) "A", и информация данных, передаваемых в радиоресурсах (например, в позиции частоты) "B", на основе информации транспортного формата (например, размера транспортного блока, схемы модуляции, информации кодирования и т.д.) "C" передается в заданном субкадре, пользовательское оборудование в соте отслеживает, то есть, выполняет слепое декодирование канала PDCCH с использованием его информации RNTI в пространстве поиска. Если один или несколько экземпляров пользовательского оборудования имеют RNTI "A", эти экземпляры пользовательского оборудования принимают канал PDCCH и принимают канал PDSCH, обозначенные как "B" и "C", на основе информации принятого канала PDCCH.

[61] Фиг. 6 иллюстрирует структуру субкадра восходящей линии связи в системе LTE.

[62] Согласно фиг. 6 субкадр восходящей линии связи может быть разделен на область управления и область данных. Физический канал управления восходящей линии связи (PUCCH), включающий в себя управляющую информацию восходящей линии связи (UCI), распределен для области управления, и физический совместно используемый канал восходящий линии связи (PUSCH), включающий в себя пользовательские данные, распределен для области данных. Середина субкадра распределена для канала PUSCH, в то время как обе стороны области данных в частотной области распределены для канала PUCCH. Управляющая информация, передаваемая на канале PUCCH, может включать в себя сигнал ACK/NACK HARQ, индикатор CQI, представляющий состояние нисходящего канала, индикатор RI для системы с множественными входами и множественными выходами (MIMO), запрос планирования (SR), запрашивающий распределение ресурсов восходящей линии связи. Канал PUCCH для одного экземпляра пользовательского оборудования занимает один ресурсный блок в каждом слоте субкадра. Таким образом, два ресурсных блока, распределенные для канала PUCCH, расположены со скачкообразной перестройкой частоты по границе слота субкадра. В частности, каналы PUCCH с m=0, m=1 и m=2 выделены для субкадра на фиг. 6.

[63] Теперь будет дано описание системы MIMO. Система MIMO может увеличить эффективность передачи и приема данных посредством использования множества передающих (Tx) антенн и множества принимающих (Rx) антенн. Таким образом, с использованием множественных антенн в передатчике или приемнике система MIMO может увеличить пропускную способность и улучшить работу в системе беспроводной связи. Термин "MIMO" является взаимозаменяемым с термином "многоантенный".

[64] Технология системы MIMO не зависит от тракта отдельной антенны для приема целого сообщения. Вместо этого она совершает сообщение посредством комбинирования фрагментов данных, принятые через множество антенн. Система MIMO может увеличить скорость передачи данных в пределах области соты предопределенного размера или расширить системное покрытие на заданной скорости передачи. Кроме того, система MIMO может найти использование в широком диапазоне, включающем в себя мобильные терминалы, ретрансляционные станции и т.д. Система MIMO может преодолеть ограниченную пропускную способность, с которой встречаются в традиционной технологии с одной антенной в мобильной связи.

[65] Фиг. 7 иллюстрирует конфигурацию типичной системы связи MIMO. Согласно фиг. 7 передатчик имеет N_T передающих антенн, и приемник имеет N_R принимающих антенн. Использование множества антенн и в передатчике, и в приемнике увеличивает теоретическую пропускную способность канала по сравнению с использованием множества антенн только в передатчике или только в приемнике. Пропускная способность канала увеличивается пропорционально количеству антенн. Таким образом, скорость передачи и эффективность использования частотных ресурсов увеличиваются. При заданной максимальной скорости передачи R_o, которая может быть достигнута с одной антенной, скорость передачи может быть теоретически увеличена до произведения R_o и роста скорости передачи R_i в случае нескольких антенн. R_i является меньшим значением между N_T и N_R.

[66] [Уравнение 1]

R_i=min(N_T, N_R)

[67] Например, система связи MIMO с четырьмя передающими антеннами и четырьмя принимающими антеннами теоретически может достигнуть четырехкратного увеличения скорости передачи относительно системы с одной антенной. С тех пор как теоретическое общее улучшение системы MIMO было подтверждено в середине 1990-х годов, было активно предложено много методик для увеличения скорости передачи данных в практической реализации. Некоторые методики уже были отражены в различных стандартах беспроводной связи, таких как стандарты для мобильной связи 3G, беспроводной локальной сети (WLAN) будущего поколения и т.д.

[68] Что касается тенденции исследования технологии MIMO до настоящего времени, активные исследования находятся в стадии реализации во многих аспектах технологии MIMO, в том числе исследования по теории информации, относящиеся к вычислению пропускной способности многоантенной связи в разнообразных средах канала и средах множественного доступа, исследования по измерению радиоканалов MIMO и моделированию системы MIMO, исследования методов пространственно-временной обработки сигнала для увеличения надежности передачи и скорости передачи и т.д.

[69] Связь в системе MIMO с N_T передающими антеннами N_R принимающими антеннами, проиллюстрированной на фиг. 7, будет описана подробно посредством математического моделирования. Что касается сигнала передачи, вплоть до N_T информационных фрагментов могут быть переданы через N_T передающих антенн, как выражено следующим вектором.

[70] [Уравнение 2]

[71] Разная мощность передачи может быть применена к каждому фрагменту информации передачи . Обозначим уровни мощности передачи информации как , соответственно. Тогда вектор информации передачи с регулируемой мощностью задан как

[72] [Уравнение 3]

[73] Вектор информации передачи с регулируемой мощностью может быть выражен следующим образом с использованием диагональной матрицы P мощности передачи.

[74] [Уравнение 4]

[75] N_T сигналов передачи могут быть сформированы посредством умножения вектора информации передачи с регулируемой мощностью на матрицу W весовых коэффициентов. Матрица W весовых коэффициентов действует так, чтобы должным образом распределить информацию передачи по передающим антеннам согласно состояниям канала передачи и т.д. Эти N_T сигналов передачи представлены как вектор X, который может быть определен посредством [уравнения 5]. Здесь w_i,j обозначает весовой коэффициент между j-м фрагментом информации и i-ой передающей антенной, матрица W упоминается как матрица весовых коэффициентов или матрица предварительного кодирования.

[76] [Уравнение 5]

[77] В целом ранг матрицы канала является максимальным количеством разных фрагментов информации, которые могут быть переданы на заданном канале, в его физическом смысле. Таким образом, ранг матрицы канала определяется как меньшее между количеством независимых строк и количеством независимых столбцов в матрице канала. Ранг матрицы канала не больше, чем количество строк или столбцов матрицы канала. Ранг rank(H) матрицы H канала удовлетворяет следующему ограничению.

[78] [Уравнение 6]

rank(H)≤min(N_T, N_R)

[79] Отдельный фрагмент информации, передаваемый в системе MIMO, упоминается как "поток передачи" или кратко "поток". "Поток" также может называться "уровнем". Таким образом, можно прийти к заключению, что количество потоков передачи не больше, чем ранг каналов, т.е. максимальное количество разных фрагментов информации, которая может быть передана. Таким образом, матрица H канала определена следующим образом

[80] [Уравнение 7]

# потоков≤rank(H)≤min(N_T, N_R)

[81] "# потоков" обозначает количество потоков. Здесь следует отметить тот факт, что один поток может быть передан через одну или более антенн.

[82] Один или более потоков могут быть отображены на множество антенн множеством способов. Отображение потока на антенну может быть описано следующим образом в зависимости от схем MIMO. Если один поток передается через множество антенн, это может рассматриваться как пространственное разнообразие. Когда множество потоков передается через множество антенн, это может представлять собой пространственное мультиплексирование. Само собой разумеется, что может быть рассмотрена гибридная схема пространственного разнообразия и пространственного мультиплексирования в комбинации.

[83] Ожидается, что стандарт мобильной связи будущего поколения, LTE-A, будет поддерживать скоординированную многоточечную передачу (CoMP), чтобы увеличить скорость передачи данных по сравнению с прежним стандартом системы LTE. Передача CoMP относится к передаче данных пользовательскому оборудованию через сотрудничество двух или более узлов eNB или сот, чтобы увеличить производительность связи между пользовательским оборудованием, расположенным в области затенения, и узлом eNB (сотой или сектором).

[84] Схемы передачи CoMP могут быть разделены на схему CoMP с объединенной обработкой (CoMP-JP), называемую системой MIMO с согласованным действием, характеризуемой совместным использованием данных, и схему CoMP с координированным планированием и формированием диаграммы направленности (CoMP-CS/CB).

[85] В схеме CoMP-JP нисходящей линии связи пользовательское оборудование может немедленно принимать данные одновременно от узлов eNB, которые выполняют передачу CoMP, и может комбинировать принятые сигналы, тем самым увеличивая производительность приема (объединенная передача (JT)). Кроме того, один из узлов eNB, участвующих в передаче CoMP, может передавать данные пользовательскому оборудованию в заданный момент времени (динамический выбор точки (DPS)).

[86] Напротив, в схеме CoMP-CS/CB нисходящей линии связи пользовательское оборудование может принимать данные немедленно от одного узла eNB, то есть, обслуживающего узла eNB, посредством формирования диаграммы