Способ и устройство связи с использованием формирования диаграммы направленности в системе беспроводной связи

Способ и устройство связи с использованием формирования диаграммы направленности в системе беспроводной связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее раскрытие относится к передаче/приему сигнала в системе связи, и в частности, к способу и устройству для передачи/приема сигнала через множество лепестков (лепестков диаграммы направленности) в системе беспроводной мобильной связи на основе формирования диаграммы направленности.

Уровень техники

Система беспроводной связи развивалась в направлении поддержки более высокой скорости передачи данных для удовлетворения постоянно растущих потребностей в беспроводном трафике данных. Традиционная система беспроводной связи нуждается в разработке технологии, которая, в основном, повышает спектральную эффективность для увеличения скорости передачи данных. Однако вследствие растущего спроса на смартфоны и планшетные ПК и резкого увеличения количества прикладных программ, которые требуют большого объема трафика в связи с растущими потребностями, потребность в трафике данных быстро увеличивается. Соответственно, трудно удовлетворять быстрорастущим потребностям в беспроводном трафике данных только посредством технологии повышения эффективности использования частот.

Один способ решения вышеописанной проблемы состоит в использовании очень широкой полосы частот. В полосе частот ниже 10 ГГц, которая используется в традиционной системы сотовой мобильной связи, очень трудно обеспечить широкую полосу частот. Соответственно, требуется обеспечение широкополосной частоты в более высокой полосе частот. Однако, по мере повышения частоты передачи для беспроводной связи, потери при распространении по тракту увеличиваются. Таким образом, расстояние прибытия сокращается, что приводит к уменьшению покрытия. Одной из основных технологий снижения потерь при распространении по тракту и увеличения расстояния прибытия для решения вышеописанной проблемы является метод формирования диаграммы направленности.

Формирование диаграммы направленности можно разделить на формирование диаграммы направленности передачи, которое осуществляется передающей стороной, и формирование диаграммы направленности приема, которое осуществляется принимающей стороной. Формирование диаграммы направленности передачи, в общем случае, использует множество антенн и концентрирует сигналы, передаваемые с соответствующих антенн в конкретном направлении (то есть пространстве), для увеличения направленности. Набор из нескольких антенн именуется антенной решеткой, и антенна, включенная в антенную решетку, именуется элементом антенны или элементом решетки. Антенная решетка может быть выполнена в виде различных типов, например, линейной решетки и планарной решетки. Когда используется формирование диаграммы направленности передачи, расстояние прибытия можно увеличить, повышая направленность сигнала, и сигнал не передается ни в каком направлении, отличном от соответствующего направления. В результате, можно значительно снизить помеху, влияющую на другого пользователя.

Принимающая сторона может осуществлять формирование диаграммы направленности приема с использованием приемной антенной решетки. Формирование диаграммы направленности приема позволяет концентрировать принятые радиоволны, ориентируя их в конкретном направлении, увеличивать чувствительность к сигналам, принятым с конкретного направления, и исключать сигналы, принятые с другого направления, чтобы блокировать помеховые сигналы.

Для обеспечения широкой полосы частот предложена сверхвысокочастотная, то есть система миллиметровых (мм) волн. С повышением частоты передачи, длина волны радиоволн сокращается. Соответственно, когда антенны сконфигурированы с интервалами половины длина волны, антенная решетка может быть сформирована увеличенным количеством антенн в одной и той же области. Таким образом, система связи, работающая в полосе сверхвысоких частот, весьма пригодна для применения метода формирования диаграммы направленности, поскольку система связи может добиваться относительно более высокого коэффициента усиления антенны в сравнении с использованием метода формирования диаграммы направленности в полосе низких частот.

Используя метод формирования диаграммы направленности, можно оптимизировать индекс производительности, например отношение сигнал-шум (SNR), путем максимизации коэффициента усиления, обусловленного формированием диаграммы направленности, но не удается получить коэффициент усиления за счет разнесения, поскольку уменьшается многолучевое распространение. Кроме того, чувствительность производительности для формирования диаграммы направленности может генерироваться вследствие рассогласования информации лепестков согласно задержке, до фактического назначения после измерения/выбора мобильности или состояния канала мобильной станции (MS) и лепестка.

Соответственно, традиционное исследование ограничивалось определением весовых коэффициентов формирования диаграммы направленности для оптимизации индекса производительности, например, SNR приема путем максимизации коэффициента усиления, обусловленного формированием диаграммы направленности при применении формирования диаграммы направленности.

Подробное описание раскрытия

Техническая проблема

Настоящее раскрытие предусматривает способ и устройство для передачи/приема информации в системе связи.

Настоящее раскрытие предусматривает способ и устройство для осуществления суперпозиции (совмещения) множества лепестков в системе беспроводной связи с использованием формирования диаграммы направленности.

Настоящее раскрытие относится к способу и устройству для осуществления суперпозиции соседних лепестков во множестве направлений в системе мобильной связи на основе формирования диаграммы направленности, где в качестве основной единицы используются лепестки, имеющие конкретные характеристики лепестка.

Настоящее раскрытие предусматривает способ и устройство для осуществления суперпозиции лепестков во множестве направлений, чтобы лепестками можно было пользоваться как одним совмещенным лепестком в смешанной структуре формирования диаграммы направленности, включающей в себя комбинацию аналогового и цифрового формирования диаграммы направленности.

Настоящее раскрытие предусматривает способ и устройство для осуществления суперпозиции множества лепестков на основании оценки мобильности пользователя и характеристики изменения состояния канала в системе беспроводной мобильной связи на основе формирования диаграммы направленности.

Техническое решение

В соответствии с аспектом настоящего раскрытия, предусмотрен способ передачи сигнала с использованием формирования диаграммы направленности в системе беспроводной связи. Способ включает в себя этапы, на которых: определяют, активировать ли режим суперпозиции лепестков с использованием совмещенного лепестка, сгенерированного посредством суперпозиции множества одинарных лепестков первого узла, согласно заранее определенному условию инициирования и состоянию канала второго узла; выбирают один или более наилучших лепестков из множества одинарных лепестков, когда определено не активировать режим суперпозиции лепестков; передают сигнал для второго узла через выбранный наилучший лепесток; управляют блоком формирования диаграммы направленности первого узла для формирования совмещенного лепестка, сгенерированного посредством суперпозиции множества одинарных лепестков, когда определено активировать режим суперпозиции лепестков; и передают сигнал для второго узла через совмещенный лепесток.

В соответствии с другим аспектом настоящего раскрытия, предусмотрено устройство для передачи сигнала с использованием формирования диаграммы направленности в системе беспроводной связи. Устройство включает в себя: контроллер формирования диаграммы направленности для определения, активировать ли режим суперпозиции лепестков с использованием совмещенного лепестка, сгенерированного посредством суперпозиции множества одинарных лепестков первого узла, согласно заранее определенному условию инициирования и состоянию канала второго узла, выбора одного или более наилучших лепестков из множества одинарных лепестков, когда определено не активировать режим суперпозиции лепестков, и управления коэффициентами формирования диаграммы направленности, когда определено активировать режим суперпозиции лепестков; и блок формирования диаграммы направленности для передачи или приема сигнала для MS через выбранный наилучший лепесток, формирования совмещенного лепестка, сгенерированного посредством суперпозиции множества одинарных лепестков согласно коэффициентам формирования диаграммы направленности, и передачи сигнала для второго узла через совмещенный лепесток.

В соответствии с другим аспектом настоящего раскрытия, предусмотрен способ приема сигнала с использованием формирования диаграммы направленности в системе беспроводной связи. Способ включает в себя этапы, на которых: определяют, активировать ли режим суперпозиции лепестков первого узла с использованием совмещенного лепестка, сгенерированного посредством суперпозиции множества одинарных лепестков первого узла согласно заранее определенному условию инициирования и состоянию канала, измеренному вторым узлом; измеряют показатели качества канала множества одинарных лепестков первого узла и выбирают один или более наилучших лепестков на основании измерений качества канала, когда определено не активировать режим суперпозиции лепестков; сообщают информацию качества канала (CQI), указывающую измерение качества канала выбранного наилучшего лепестка, первому узлу; оценивают измерение общего качества канала заранее определенного количества соседних одинарных лепестков, когда определено активировать режим суперпозиции лепестков; и сообщают вторую CQI, указывающую измерение общего качества канала соседних одинарных лепестков, первому узлу.

В соответствии с другим аспектом настоящего раскрытия, предусмотрено устройство для приема сигнала с использованием формирования диаграммы направленности в системе беспроводной связи. Устройство включает в себя: контроллер формирования диаграммы направленности для определения, активировать ли режим суперпозиции лепестков первого узла с использованием совмещенного лепестка, сгенерированного посредством суперпозиции множества одинарных лепестков первого узла согласно заранее определенному условию инициирования и состоянию канала, измеренному вторым узлом, измерения показателей качества канала множества одинарных лепестков первого узла и выбора одного или более наилучших лепестков на основании измерений качества канала, когда определено не активировать режим суперпозиции лепестков, и оценивания измерения общего качества канала заранее определенного количества соседних одинарных лепестков, когда определено активировать режим суперпозиции лепестков; и передатчик для сообщения первой информации качества канала (CQI), указывающей измерение качества канала выбранного наилучшего лепестка, первому узлу, и сообщения второй CQI, указывающей измерение общего качества канала соседних одинарных лепестков, первому узлу.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 демонстрирует пример сценария передачи/приема сигнала на основе формирования диаграммы направленности согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.

Фиг. 2 – блок-схема, демонстрирующая физический уровень (PHY) передающей стороны BS для поддержки формирования диаграммы направленности согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.

Фиг. 3 демонстрирует пример сценария связи между BS и MS на основе формирования диаграммы направленности согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.

Фиг. 4 демонстрирует пример множества одинарных лепестков.

Фиг. 5 демонстрирует примеры картин лепестков для совмещенных лепестков согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.

Фиг. 6 демонстрирует пример структуры кадра для передачи опорного сигнала согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.

Фиг. 7 – блок-схема операций, демонстрирующая работу BS, которая действует в режиме суперпозиции лепестков согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.

Фиг. 8 – блок-схема операций, демонстрирующая работу MS, которая действует в режиме суперпозиции лепестков согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.

Фиг. 9 (включающая в себя Фиг. 9A и 9B) демонстрирует пример структуры передачи/приема формирования диаграммы направленности согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.

Фиг. 10 и 11 демонстрируют картины лепестков совмещенных лепестков, сгенерированных посредством суперпозиции двух соседних лепестков и трех соседних лепестков согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.

Фиг. 12 (включающая в себя Фиг. 12A и 12B) – блок-схема операций, демонстрирующая работу MS, которая действует в режиме суперпозиции лепестков согласно другому варианту осуществления настоящего раскрытия.

Предпочтительные варианты осуществления

Далее, примерный вариант осуществления настоящего раскрытия будет описан со ссылкой на прилагаемые чертежи. Кроме того, в нижеследующем описании настоящего раскрытия, подробное описание известных функций и конфигураций, включенных в него, будет опущено, чтобы не затемнять предмет настоящего раскрытия. Термины, которые будут описаны ниже, являются терминами, определенными с учетом функций в настоящем раскрытии, и могут различаться согласно пользователям, намерениям пользователей или клиентов. Таким образом, определения терминов следует определять на основании содержания на протяжении описания изобретения.

Будет раскрыта технология для осуществления суперпозиции узких лепестков основной единицы, имеющих конкретные характеристики лепестка (например, ширину лепестка и коэффициент усиления лепестка) в системе беспроводной мобильной связи на основе формирования диаграммы направленности. Узкие лепестки основной единицы могут совмещаться во множестве соседних направлений на основании мобильности пользователя и характеристики изменения состояния канала. Например, в смешанной структуре формирования диаграммы направленности, включающей в себя комбинацию аналогового формирования диаграммы направленности и цифрового формирования диаграммы направленности, достоверность можно повысить посредством суперпозиции множества соседних одинарных лепестков, имеющих конкретные характеристики лепестка, для увеличения ширины лепестка, подлежащего использованию для фактических передачи/приема сигнала. Здесь, одинарный лепесток можно именовать узким лепестком, поскольку одинарный лепесток имеет меньшую ширину лепестка в сравнении с совмещенным лепестком. Совмещенный лепесток является широким лепестком или широким лепестком, имеющим увеличенную ширину лепестка в сравнении с одинарным лепестком.

Традиционная технология, например, Wireless Gigabit (WiGig) не поддерживает режим множественных входов и множественных выходов (MIMO) с использованием множественных передающих/приемных антенн и, в основном, использует формирование диаграммы направленности посредством аналоговой решетки с помощью множества РЧ/антенных устройств через один радиочастотный (РЧ) тракт. Формирование диаграммы направленности может осуществляться путем выбора и обратной связи одного лепестка, имеющего самый сильный сигнал, принятый на принимающей стороне. Такую технологию можно применять, в основном, к среде в помещении, которая, в общем случае, имеет канальный тракт по линии наблюдения (LoS) на расстоянии близости в несколько метров без мобильности. Однако при осуществлении беспроводной мобильной связи вне помещения, в которой состояние канала быстро изменяется за счет характеристики тракта не-LoS (NLoS) или замирания канала вследствие мобильности в несколько км/ч, быстрого вращения MS или препятствия, чувствительность согласно большому ухудшению показателей в окружении пользователя может увеличиваться с использованием формирования диаграммы направленности в узком лепестке, который максимизирует коэффициент усиления лепестка в конкретном направлении и имеет только направленность.

При этом одно или более разных значений ширины лепестка просто используются без учета структуры формирования диаграммы направленности или проблем работы системы. Однако в этом случае требуются раздельные опорные сигналы для оценивания соответствующих состояний канала с разными значениями ширины лепестка в разных направлениях, и служебная нагрузка увеличивается согласно передаче/приему опорных сигналов. Кроме того, сложность увеличивается вследствие процесса раздельного оценивание состояния канала для каждого опорного сигнала, и возникает другая проблема со сложностью, при этом разные значения ширины лепестка требуют отдельных опорных сигналов и структур символа/кадра, соответственно. Кроме того, сложность увеличивается вследствие разных конструкций для разных коэффициентов аналогового/цифрового формирования диаграммы направленности для работы с разными значениями ширины лепестка, хранения и работы с таблицами для разных конструкциях, и операций с переменными согласно ширине лепестка структуры формирования диаграммы направленности.

Соответственно, в настоящем изобретении, описанном ниже, соседние одинарные лепестки совмещаются и используются как один широкий лепесток согласно данному условию суперпозиции лепестков в системе беспроводной мобильной связи на основе формирования диаграммы направленности, которая работает с множеством одинарных лепестков, имеющих относительно малые значения ширины лепестка. Согласно настоящему изобретению, поскольку используются одинарные лепестки, имеющие одному и ту же характеристику лепестка, достоверность формирования диаграммы направленности можно повысить без увеличения сложности вследствие формирования диаграммы направленности и передачи/приема опорного сигнала в сравнении со структурой формирования диаграммы направленности, действующей на множестве лепестков, имеющих разные значения ширины лепестка.

Фиг. 1 демонстрирует пример сценария передачи/приема сигнала на основе формирования диаграммы направленности согласно варианту осуществления настоящего раскрытия. Здесь будет описана структура сигналов передачи/приема между двумя узлами связи с использованием формирования диаграммы направленности. Узлами связи могут быть, например, базовая станция (BS) и MS.

Согласно Фиг. 1, BS 100 имеет одну соту 10 и зону обслуживания, включающую в себя один или более секторов 20, соответствующих соте 10. Количество секторов 10, включенных в одну соту 10, может быть равно одному или более. Многолепестковый режим может использоваться согласно каждой соте или каждому сектору 20. Для поддержки одной или более MS при получении коэффициента усиления, обусловленного формированием диаграммы направленности, BS 100 формирует один или более лепестков передачи/лепестков приема для нисходящей линии связи/восходящей линии связи, одновременно или последовательно развертывая лепестки передачи/лепестки приема в разных направлениях. Например, BS 100 одновременно формирует N лепестков приема, ориентированных в N направлениях в N слотах. В другом примере, BS 100 последовательно формирует N лепестков приема, ориентированных в N направлениях в N слотах, развертывая их. В частности, первый лепесток формируется только в первом слоте, второй лепесток формируется только во втором лепестке, i-й лепесток формируется только в i-ом слоте, и N-й лепесток формируется только в N-ом слоте.

Вследствие структурного ограничения MS 110, MS 110, в общем случае, использует более широкий лепесток, поддерживающий меньший коэффициент усиления лепестка по сравнению с BS 100. В некоторых реализациях, MS 110 может поддерживать один или более лепестков приема/лепестки передачи для нисходящей линии связи/восходящей линии связи.

Каждая из BS 100 и MS 110 может выбирать наилучший лепесток, ориентированный в направлении соответствующей станции из одного или более лепестков и передавать/принимать сигнал через выбранный лепесток.

На Фиг. 2 показана блок-схема, демонстрирующая физический уровень (PHY) передающей стороны BS для поддержки формирования диаграммы направленности согласно варианту осуществления настоящего раскрытия. Здесь, в порядке примера будет описана смешанная структура одновременного применения аналогового формирования диаграммы направленности и цифрового формирования диаграммы направленности.

Согласно Фиг. 2, L цифровых сигналов, соответствующих L слоям, вводятся в кодер 206 MIMO через кодер (ENC) 202 и модулятор (MOD) 204 для каждого слоя, и Mt потоков, выводимых из кодера 206 MIMO, предварительно кодируются прекодером 208 и модулируются в Nf предварительно кодированных сигналов, соответствующих Nf РЧ трактам. Каждый из предварительно кодированных сигналов выводится через РЧ тракты, включающие в себя IFFT 210, параллельно-последовательный преобразователь (P/S) 121, блок 214 вставки циклического префикса (CP) и цифро-аналоговый преобразователь (DAC) 216. Полосы сигналов, выводимых из РЧ трактов, преобразуются в РЧ полосы посредством преобразователя 218 частоты, и затем сигналы вводятся в блок 220 аналогового формирования диаграммы направленности.

Блок 220 аналогового формирования диаграммы направленности управляет входными РЧ сигналами для регулировки фаз и амплитуд для множества элементов антенны через множество фазовращателей и усилителей мощности (PA)/ усилитель с переменным коэффициентом усиления (VGA), для формирования лепестков, передаваемых в конкретном направлении. Сформированные лепестки передаются через антенную решетку 222, сконфигурированную группированием множества элементов антенны для увеличения коэффициента усиления, обусловленного формированием диаграммы направленности.

Кроме того, посредством цифрового формирования диаграммы направленности с помощью РЧ трактов, включающих в себя IFFT 210 до DAC 216, и кодер 206 MIMO и прекодер 208, можно получить функции обеспечения дополнительного коэффициента усиления, обусловленного формированием диаграммы направленности, работы с множественными пользователями, избирательного назначения полосы частот и формирования множественных лепестков. Структура, показанная на Фиг. 1, может преобразовываться в различные формы путем изменения и объединения множества блоков.

Лепестки, сформированные на основании смешанной структуры формирования диаграммы направленности, могут по-разному использоваться согласно характеристике канала опорного сигнала / канала данных /канала управления, с учетом мобильности MS или состояния канала или на основании восходящей линии связи (UL)/нисходящей линии связи (DL) или передачи/приема. Каждый лепесток генерируется путем управления коэффициентами формирования диаграммы направленности аналогового/цифрового порта для обеспечения конкретных ширины лепестка в конкретном направлении, направления лепестка и коэффициента усиления лепестка. При этом, когда входная мощность антенны сконфигурирована одинаково, может устанавливаться корреляция, в которой, с увеличением ширины лепестка, максимальный коэффициент усиления лепестка для направления соответствующего лепестка уменьшается.

В смешанной структуре формирования диаграммы направленности, блок 220 аналогового формирования диаграммы направленности управляет фазой и величиной веса для каждого элемента антенны для единообразного формирования лепестков, имеющих конкретный коэффициент усиления лепестка во множестве направлений, чтобы охватывать или покрывать соту или сектор BS. Значения ширины лепестка и направления лепестков из множества лепестков сконфигурированы иметь одинаковый максимальный коэффициент усиления лепестка в конкретном направлении. Согласно варианту осуществления настоящего раскрытия, каждый лепесток соответствует одинарному лепестку, имеющему конкретные характеристики лепестка (например, ширину лепестка и коэффициент усиления лепестка).

В одном варианте осуществления, блок 220 аналогового формирования диаграммы направленности формирует одинарные лепестки путем управления коэффициентами формирования диаграммы направленности, связанными с фазой и величиной веса для каждого элемента антенны, благодаря чему, лепестки, фактически имеющие одинаковую ширину на уровне половинной мощности (HPBW) ориентируются в разных направлениях, покрывая соту/сектор. Например, блок 220 аналогового формирования диаграммы направленности конфигурирует неоднородный вес лепестка, чтобы каждый элемент антенны формировал лепестки в разных направлениях с одинаковой HPBW.

В другом варианте осуществления, блок 220 аналогового формирования диаграммы направленности может формировать множество лепестков, которые фактически не имеют полностью одинаковую HPBW, но имеют такой же коэффициент усиления лепестка (коэффициент усиления решетки) в конкретном направлении, чтобы иметь однородное волновое число в пространстве лепестков. Например, блок 220 аналогового формирования диаграммы направленности может формировать наборы лепестков в разных направлениях, имеющих одинаковый коэффициент усиления, ортогональные столбцу матрицы цифрового преобразования Фурье (DFT), размер которой пропорционален количеству элементов антенны.

Согласно варианту осуществления настоящего раскрытия, некоторые одинарные лепестки могут совмещаться с образованием одного совмещенного лепестка при заранее определенном условии. В отношении единичных аналоговых лепестков, сформированных путем формирования диаграммы направленности аналогового порта на основании аналого-цифровой смешанной структуры формирования диаграммы направленности, суперпозиция одинарных лепестков может осуществляться путем объединения, на цифровом порту, аналоговых лепестков, отображаемых в РЧ тракт цифрового порта. В одном варианте осуществления, одинарный лепесток в конкретном направлении может отображаться в один РЧ тракт, и таким образом, количество одинарных лепестков, которые могут перекрываться, ограничивается количеством (Nf) РЧ трактов согласно структуре формирования диаграммы направленности и максимальной ширине лепестка для совмещенного лепестка, сформированного посредством суперпозиции одинарных лепестков, определяется шириной лепестка каждого одинарного лепестка и количеством РЧ трактов на передающей стороне.

В частности, блок 220 аналогового формирования диаграммы направленности могут формировать одинарные лепестки, имеющие конкретные значения ширины лепестка и коэффициенты усиления лепестков, путем управления коэффициентами, соответствующими весовым коэффициентам антенной решетки, обеспечивать смещение значению, соответствующему волновому числу для ориентирования каждого из одинарных лепестков.

Фиг. 3 демонстрирует пример сценария связи между BS и MS на основе формирования диаграммы направленности согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.

Согласно Фиг. 3 BS 300 одновременно или последовательно развертывает и передает множество сигналов, обладающих диаграммой направленности. В некоторых реализациях, MS 310 может принимать всенаправленный сигнал без поддержки формирования диаграммы направленности приема, поддерживать единомоментно одну конкретную картину формирования диаграммы направленности с поддержкой формирования диаграммы направленности приема, или поддерживать одновременно множество картин формирования диаграммы направленности в разных направлениях с поддержкой формирования диаграммы направленности приема.

Когда MS не поддерживает формирование диаграммы направленности приема, MS 310 измеряет качество канала опорного сигнала, передаваемого из каждого из лепестков передачи BS, и выбирает один или более наилучших лепестков 302 для MS 310 из множества лепестков передачи BS на основании результата измерения. Информация о выбранном наилучшем лепестке 302 и информация качества канала (CQI) на выбранном наилучшем лепестке 302 сообщаются BS 300.

Когда MS поддерживает формирование диаграммы направленности приема, MS 310 измеряет показатели качества канала множества лепестков передачи BS согласно каждой из картин лепестков приема MS 310 и сообщает результат измерения для всех комбинаций лепестков 302 передачи BS и лепестков 312 приема MS или некоторых из комбинаций с высоким рангом. BS 300 выделяет MS надлежащий лепесток передачи на основании отчета MS 310. Когда MS 310 может одновременно принимать множество лепестков передачи BS или поддерживать комбинацию лепестков передачи BS и лепестков приема MS, BS 300 может выбирать один или более лепестков с учетом разнесения передачи посредством повторяющейся передачи или одновременной передачи.

Одинарные лепестки для аналогового формирования диаграммы направленности имеют конкретные характеристики лепестка, сконфигурированные для покрытия соты/сектора BS и сформированы для направления разных направлений. В случае нисходящей линии связи, BS может передавать сигнал через один наилучший лепесток передачи для MS из множества лепестков передачи или передавать сигнал через более широкий лепесток (далее именуемый совмещенным лепестком), соответствующий суперпозиции одинарных лепестков, для повышения устойчивости лепестка на основании мобильности MS или оценки изменения состояния канала. Каждый одинарный лепесток или совмещенный лепесток может использоваться для передачи трафика данных или передачи сигнала управления.

Согласно примеру, приведенному на Фиг. 3, BS 300 выбирает i-й лепесток 302 для MS 310 и передает один и тот же сигнал на MS 310, одновременно и дополнительно используя (i-1)-й лепесток и (i+1)-й лепесток по обе стороны i-го лепестка 302. Таким образом, посредством суперпозиции трех одинарных лепестков, формируется совмещенный лепесток, имеющий увеличенную ширину лепестка. Максимальное количество совмещенных одинарных лепестков ограничивается согласно количеству РЧ трактов BS 300. Фактически, количество лепестков, подлежащих суперпозиции, необходимое для формирования диаграммы направленности, устойчивого к изменению канала, определяется на основании мобильности MS или изменения состояния канала. Например, MS или BS может осуществлять суперпозицию заранее определенного количества одинарных лепестков, таким образом, чтобы среднее или среднеквадратическое отклонение для значения измерения канала, например, отношение несущей к помехе и шуму (CINR)/ индикатор интенсивности принимаемого сигнала (RSSI) удовлетворяло конкретному пороговому условию.

Фиг. 4 демонстрирует примеры множества одинарных лепестков.

Согласно Фиг. 4, в антенной структуре типа однородной линейной решетки (ULA) 16x1, множество одинарных лепестков 402 сформировано для деления сектора в 180 градусов на 16 лепестковых зон, имеющих однородное волновое число, на основании лепесткового коэффициента, например матрицы DFT. Каждый одинарный лепесток имеет один и тот же максимальный коэффициент усиления лепестка в конкретном направлении и единообразно поддерживает все секции 180 градусов, которые находятся в одном и том же диапазоне коэффициентов усиления лепестка.

Фиг. 5 демонстрирует примеры картин лепестков для совмещенных лепестков согласно варианту осуществления настоящего раскрытия. На Фиг. 5, проиллюстрированы картины 502 лепестков, полученные суперпозицией лепестков, в которую добавлены оба соседних боковых одинарных лепестка каждого из одинарных лепестков, показанных на Фиг. 4, на основании направления 0 градусов.

Согласно Фиг. 5 каждая из картин 502 лепестков для совмещенных лепестков нормализуется для коэффициента формирования диаграммы направленности согласно количеству совмещенных лепестков, таким образом, чтобы коэффициенты усиления всех антенн были одинаковы на аналоговом порту.

Благодаря нормализации, по мере уменьшения направленности совмещенного лепестка в конкретном направлении, ширина лепестка увеличивается, но максимальный коэффициент усиления лепестка в конкретном направлении уменьшается. Соответственно, предпочтительно конфигурировать количество совмещенных одинарных лепестков с учетом направленности и компромисса с коэффициентом усиления, обусловленным формированием диаграммы направленности. Кроме того, с учетом уменьшения коэффициента усиления лепестка для совмещенного лепестка, может осуществляться адаптация линии связи, включающая в себя конфигурирование уровня схемы модуляции и кодирования (MCS). Другими словами, адаптация линии связи осуществляется для компенсации уменьшения коэффициента усиления, обусловленного формированием диаграммы направленности, которой может генерироваться вследствие использования совмещенного лепестка.

Формирование совмещенного лепестка, то есть суперпозиция лепестков, может осуществляться, когда определено, что необходимо повышение достоверности для формирования диаграммы направленности согласно мобильности MS и/или состояния канала. Передатчик (BS в случае нисходящей линии связи и MS в случае восходящей линии связи) формирует более широкий лепесток, то есть перекрывающийся лепесток, посредством суперпозиции одного или более одинарных лепестков, соседствующих с выбранным одинарным лепестком. Режим суперпозиции лепестков означает режим передачи сигнала с использованием совмещенного лепестка и отличается от режима одинарного лепестка (то есть режима одного узкого лепестка) с использованием одного выбранного одинарного лепестка. Условие инициирования для задания активации/деактивации режима суперпозиции лепестков можно определить путем сравнения между пороговым качеством канала в течение заранее определенного времени и качеством канала совмещенного лепестка и качеством канала одного выбранного наилучшего одинарного лепестка. Здесь, качество канала означает среднее и/или среднеквадратическое отклонение измерения канала, например CINR/RSSI. Для определения инициирования режима суперпозиции лепестков, MS может периодически возвращать или событийно инициировать на BS метрики отчета, например, оценочное значение доплеровской скорости и среднего/среднеквадратического отклонения CINR/RSSI.

Когда определено инициирование режима суперпозиции лепестков, передатчик определяет количество лепестков, подлежащих суперпозиции, и выбирает лепестки, подлежащие суперпозиции. В одном варианте осуществления, передатчик рассматривает качество канала в отношении суперпозиции лепестков (среднее или среднеквадратическое отклонение CINR/RSSI). Качество канала сообщается приемником. В дополнительном варианте осуществления, передатчик может дополнительно рассматривать компромисс между увеличением ширины лепестка (увеличением достоверности) и уменьшением коэффициента усиления лепестка.

Переход между одинарным лепестком и совмещенным лепестком путем инициирования режима суперпозиции лепестков может осуществляться согласно условию инициирования и метрикам отчета режима суперпозиции лепестков. Режим суперпозиции лепестков может инициироваться, например, BS или MS. Когда режим суперпозиции лепестков инициируется BS, BS определяет, выполнять ли суперпозицию лепестков, на основании заранее определенного условия инициирования и метрик отчета от MS. Когда режим суперпозиции лепестков инициируется MS, MS определяет, совмещены ли лепестки, согласно заранее определенному условию инициирования и результату измерения качества канала, и подает запрос на включение/отключение суперпозиции лепестков на BS.

Согласно другому варианту осуществления при формировании диаграммы направленности нисходящей линии связи, MS может определять, совмещены ли лепестки приема MS, согласно заранее определенному условию инициирования и результату измерения качества канала для комбинации лепестка передачи BS и лепестка приема MS и включения/отключения суперпозиции лепестков приема MS. при формировании диаграммы направленности восходящей линии связи, BS может подавать запрос на включение/отключение суперпозиции лепестков передачи MS на MS согласно заранее определенному условию инициирования и результату измерения качества канала для оп