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

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

Иллюстрации

Показать все

Реферат

[Область изобретения]

[1] Настоящее изобретение относится к системе беспроводной связи, и в частности, к способу и устройству для передачи информации о состоянии канала с использованием совместного кодирования в системе беспроводной связи.

[Предшествующий уровень техники]

[2] Система связи стандарта Долговременного усовершенствования Партнерского проекта по системам 3-го поколения (3rd generation partnership project long term evolution, 3GPP LTE) будет описана ниже как типовая система подвижной связи, для которой применимо настоящее изобретение.

[3] На Фиг. 1 представлена схема, схематически изображающая структуру сети усовершенствованной универсальной системы подвижной связи (Ε-UMTS) как типовой системы радиосвязи. Система Ε-UMTS является усовершенствованием традиционной системы UMTS и ее базовая стандартизация в настоящее время проводится в 3GPP. Система E-UMTS может в целом называться как система долговременного усовершенствования (LTE). Для подробной информации по техническим спецификациям системы UMTS и системы Ε-UMTS, обращайтесь к Версии 7 и Версии 8 "Партнерский проект по системам 3-го поколения; Группа по техническим спецификациям сети радиодоступа".

[4] Как показано на Фиг. 1, система Ε-UMTS включает в себя пользовательское оборудование (UE), усовершенствованный узел связи eNB (или eNode Bs или базовые станции), и шлюз доступа (AG), который размещается в конце сети (E-UTRAN) и подключается к внешней сети. Станции eNBs могут одновременно передавать несколько потоков данных для службы широковещательной передачи, службы многоадресной передачи и/или службы одноадресной передачи.

[5] Одна или более ячеек могут существовать в одной станции eNB. Ячейка настраивается для использования одной из полос частот шириной 1.25, 2.5, 5, 10, 15 и 20 МГц, чтобы предоставлять услугу по передаче по нисходящей линии связи и восходящей линии связи для нескольких единиц UE. Различные ячейки могут устанавливаться, чтобы предоставлять полосы частот различной ширины. Станция eNB управляет передачей данных и приемом данных для множества единиц UE. Станция eNB передает информацию планирования нисходящей линии связи по отношению к нисходящим данным для уведомления соответствующего UE о частотно-временной области, в которой данные будут передаваться, информацию о кодировании, размере данных и информацию, связанную с гибридным автоматическим запросом на повторную передачу (HARQ). В дополнение, станция eNB передает информацию планирования восходящей линии связи по отношению к данным восходящей линии связи для соответствующего UE, чтобы информировать UE о доступной частотно-временной области, кодировании, размере данных, и информацию, связанную с гибридным автоматическим запросом на повторную передачу (HARQ). Интерфейс для передачи пользовательского трафика или трафика управления может использоваться между станциями eNB. Базовая сеть (core network, CN) может включать в себя узел AG, сетевой узел для регистрации пользователя UE и т.п. Узел AG управляет мобильностью UE на основе области слежения (ТА), при этом одна область ТА включает в себя множество ячеек.

[6] Хотя технология радиосвязи была разработана до LTE на основе широкополосного множественного доступа с кодовым разделением (система WCDMA), требования и ожидания пользователей и поставщиков продолжают увеличиваться. В дополнение, поскольку другие технологии радиодоступа продолжают разрабатываться, новая технология требуется, чтобы сохранять конкурентоспособность в будущем. Например, требуются снижение стоимости на бит, увеличение доступности услуги, гибкое использование полосы частот, простая структура, открытый интерфейс и приемлемое энергопотребление пользователем UE.

[7] Технология много входов много выходов (Multiple-input multiple-output, MIMO) относится к способу увеличения эффективности передачи и приема данных посредством использования нескольких передающих антенн и нескольких приемных антенн вместо одной передающей антенны и одной приемной антенны. То есть, технология MIMO увеличивает емкость или улучшает качество работы с использованием нескольких антенн на передающей стороне или приемной стороне системы беспроводной связи. Технология MIMO может также называться как технология использования нескольких антенн.

[8] Для поддержки передачи с помощью нескольких антенн, матрица предварительного кодирования для соответствующего распределения передаваемой информации в соответствии с ситуацией канала и т.д. может применяться для каждой антенны.

[Раскрытие изобретения]

[Техническая проблема]

[9] Задачей настоящего изобретения, разработанного для решения упомянутой проблемы, являются способ и устройство для передачи информации о состоянии канала в системе беспроводной связи.

[10] Следует понимать, что как вышеупомянутое общее описание, так и следующее подробное описание настоящего изобретения являются примерными и пояснительными и предназначены для дополнительного пояснения изобретения, как заявлено в формуле изобретения.

[Техническое решение]

[11] Задача изобретения может быть достигнута посредством предоставления способа для передачи информации о состоянии канала (далее, информация CSI) с использованием пользовательского оборудования в системе беспроводной связи, упомянутый способ, включающий совместное кодирование индикатора ранга (rank indicator, RI) и первого индикатора матрицы предварительного кодирования (PMI) в одно значение кодирования в режиме сообщения отчета для 4 антенных портов, и передачи информации о состоянии канала, включающей в себя упомянутое значение кодирования, при этом, когда RI составляет 1, индекс кодовой книги имеет то же значение, как упомянутое значение кодирования, и когда RI составляет 2, индекс кодовой книги имеет значение меньше, чем упомянутое значение кодирования на 8.

[12] В другом аспекте настоящего изобретения, предлагаемого здесь, предлагается пользовательское оборудование для передачи информации о состоянии канала (CSI) в системе беспроводной связи, пользовательское оборудование включает в себя радиочастотный блок (RF) и процессор, при этом процессор конфигурируется, для совместного кодирования индикатора ранга (RI) и первого индикатора матрицы предварительного кодирования (PMI) в одно значение кодирования в режиме сообщения отчета для 4 антенных портов и для передачи информации о состоянии канала, включающей в себя упомянутое значение кодирования, при этом, когда RI составляет 1, индекс кодовой книги имеет то же значение, как упомянутое значение кодирования, а когда RI составляет 2, индекс кодовой книги имеет значение меньше, чем упомянутое значение кодирования, на 8.

[13] Следующие особенности могут обычно применяться в упомянутых выше вариантах осуществления настоящего изобретения.

[14] Когда индикатор RI равен 1, упомянутое значение кодирования может быть равным одному из целых чисел от 0 до 7.

[15] Когда RI равен 2, упомянутое значение кодирования может быть равным одному из целых чисел от 8 до 15.

[16] Когда RI равен 3, значение кодирования может быть равно 16.

[17] Когда RI составляет 4, значение кодирования может быть равно 17.

[18] Первый индикатор PMI может соответствовать индикатору PMI широкополосной передачи и долговременной передачи и может использоваться для определения финального индикатора PMI вместе со вторым индикатором PMI для субполосной передачи и кратковременной передачи.

[19] Режим сообщения отчета может быть первым субрежимом режима 1-1 физического восходящего канала управления (physical uplink control channel, PUCCH) для сообщения индикатора PMI и индикатора качества канала (CQI) широкополосной передачи.

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

[Полезные эффекты]

[21] В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, предлагаются способ и устройство для эффективной передачи информации о состоянии канала с использованием совместного кодирования в системе беспроводной связи.

[22] Специалистам в данной области техники очевидно, что эффекты, которые могут быть получены с помощью настоящего изобретения, не ограничиваются тем, что было конкретно описано здесь выше, и другие преимущества настоящего изобретения будут более ясно понятны из последующего подробного описания, взятого в соединении с прилагаемыми чертежами.

[Описание чертежей]

[23] Прилагаемые чертежи, которые включаются для предоставления дополнительного понимания упомянутого изобретения, иллюстрируют варианты осуществления изобретения и вместе с упомянутым описанием служат для пояснения принципов изобретения.

На чертежах:

[24] на Фиг. 1 представлена схема, схематически изображающая структуру сети усовершенствованной универсальной системы подвижной связи (Ε-UMTS) как типовой системы радиосвязи;

[25] на Фиг. 2 представлена схема, иллюстрирующая плоскость управления и плоскость пользователя протокола радиоинтерфейса между UE и усовершенствованной универсальной наземной сетью радиодоступа (Е-UTRAN) на основе стандарта сети радиодоступа Партнерского проекта по системам 3-го поколения (3GPP);

[26] на Фиг. 3 представлена схема, изображающая физические каналы, используемые в 3GPP системе и обычный способ передачи сигнала с ее использованием;

[27] на Фиг. 4 представлена схема, иллюстрирующая пример структуры радиокадра, используемого в системе долговременного усовершенствования (LTE);

[28] на Фиг. 5 представлена схема, иллюстрирующая канал управления, включаемый в область управления субкадра в радиокадре нисходящей линии связи;

[29] на Фиг. 6 представлена схема, иллюстрирующая структуру субкадра восходящей линии связи, используемую в системе LTE;

[30] на Фиг. 7 показана конфигурация обычной системы связи со многими входами и многими выходами (система MIMO);

[31] Фиг. с 8 по 11 иллюстрируют периодическое сообщение информации о состоянии канала (CSI);

[32] на Фиг. 12 представлена схема, иллюстрирующая периодическое сообщение информации о состоянии канала, рассматриваемой в системе LTE-А;

[33] на Фиг. 13 представлена схема, иллюстрирующая обратную связь CSI в субрежиме 1 режима 1-1 на Фиг. 8;

[34] на Фиг. 14 представлена схема, иллюстрирующая обратную связь CSI в субрежиме 2 режима 1-1 на Фиг. 8;

[35] на Фиг. 15 представлена схема, иллюстрирующая обратную связь CSI в режиме 2-1 на Фиг. 8;

[36] на Фиг. 16 представлена блок-схема способа сообщения информации о состоянии канала в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения; и

[37] на Фиг. 17 представлена схема, иллюстрирующая базовую станцию BS и пользовательское оборудование UE, для которых вариант осуществления настоящего изобретения является применимым.

[Лучший пример осуществления]

[38] Здесь далее, структуры, операции и другие особенности настоящего изобретения будут ясно понятны из вариантов осуществления настоящего изобретения, примеры которых описываются со ссылкой на прилагаемые чертежи. Упомянутые варианты осуществления, которые будет описаны ниже, являются примерами, в которых технические особенности настоящего изобретения являются применимыми для системы 3GPP.

[39] Хотя варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны на основе системы LTE и системы LTE-A (LTE-Advanced), система LTE и система LTE-A являются только примерами и варианты осуществления настоящего изобретения могут применяться ко всем системам связи, соответствующим упомянутому выше определению. В дополнение, хотя варианты осуществления настоящего изобретения будут здесь описаны на основе режима дуплекса с частотным разделением (FDD), режим FDD является только примером и варианты осуществления настоящего изобретения могут легко изменяться и применяться к режиму Η-FDD (Half-FDD) или режиму дуплекса с временным разделением (TDD).

[40] Фиг. 2 является видом, иллюстрирующим структуры плоскости управления и плоскости пользователя протокола радиоинтерфейса между UE и системой E-UTRAN на основе спецификации сети радиодоступа 3GPP. Плоскость управления относится к пути, через который передаются сообщения управления, используемые пользовательским оборудованием (UE) и сетью, для управления вызовом. Плоскость пользователя относится к пути, через который передаются данные, генерируемые на уровне приложений, например, речевые данные или пакетные данные сети Интернет.

[41] Физический уровень первого уровня предоставляет услугу передачи информации для верхнего уровня с использованием физического канала. Физический уровень соединяется с уровнем контроля доступа к среде (MAC) верхнего уровня через транспортный канал. Данные передаются между уровнем MAC и физическим уровнем через транспортный канал. Через физический канал также передаются данные между физическим уровнем передающей стороны и физическим уровнем приемной стороны. Физический канал использует время и частоту как радиоресурсы. Более конкретно, физический канал модулируется с использованием схемы множественного доступа с ортогональным частотным разделением (OFDMA) на нисходящей линии связи и модулируется с использованием схемы множественного доступа с частотным разделением с одной несущей (SC-FDMA) на восходящей линии связи.

[42] Уровень MAC второго уровня предоставляет услугу для уровня управления радиолинией (RLC) верхнего уровня через логический канал. Уровень RLC второго уровня поддерживает надежную передачу данных. Функционирование уровня RLC может осуществляться посредством функционального блока в пределах уровня MAC. Уровень протокола сходимости пакетных данных (PDCP) второго уровня выполняет функцию сжатия заголовка для уменьшения ненужной информации управления для эффективной передачи пакета протокола сети Интернет (Internet Protocol, IP) такого как: пакет IPv4 или пакет IPv6, по радиоинтерфейсу, имеющему относительно узкую ширину полосы пропускания.

[43] Уровень управления радиоресурсами (RRC), который размещается на самой нижней части третьего уровня, определяется только в плоскости управления. Уровень RRC управляет логическими каналами, транспортными каналами и физическими каналами в отношении конфигурации, повторной конфигурации и освобождения радионесущих. Радионесущие относятся к услуге, предоставляемой вторым уровнем для передачи данных между UE и сетью. С этой целью, уровень RRC пользовательского оборудования (UE) и уровень RRC сети обмениваются сообщениями RRC. Пользовательское оборудование (UE) находится в подключенном режиме RRC, если соединение RRC было установлено между уровнем RRC радиосети и уровнем RRC пользовательского оборудования (UE). Иначе, UE находится в режиме ожидания RRC. Уровень без доступа (Non-Access Stratum, NAS), размещаемый на верхнем уровне уровня RRC, выполняет такие функции как управление сеансом и управление мобильностью.

[44] Одна ячейка станции eNB устанавливается, чтобы использовать одно из значений ширины полосы пропускания, такое как 1.25, 2.5, 5, 10, 15 и 20 МГц, чтобы предоставить услугу передачи нисходящей линии связи и восходящей линии связи для множества единиц UE. Различные ячейки могут устанавливаться, чтобы предоставлять различные значения ширины полосы пропускания.

[45] Транспортные каналы нисходящей линии связи для передачи данных от сети к UE включают в себя широковещательный канал (Broadcast Channel, ВСН) для передачи системной информации, пейджинговый канал (Paging Channel, РСН) для передачи пейджинговых сообщений, и нисходящий совместно используемый канал (SCH) для передачи сообщений пользовательского трафика или сообщений управления. Сообщения пользовательского трафика или сообщения управления услуги многоадресной или широковещательной передачи по нисходящей линии связи могут передаваться через нисходящий канал SCH или могут передаваться через дополнительный нисходящий канал многоадресной передачи (МСН). Кроме того, транспортные каналы восходящей линии связи для передачи данных от UE в сеть включают в себя канал случайного доступа (RACH) для передачи начальных сообщений управления и восходящий канал SCH для передачи сообщений пользовательского трафика или сообщений управления. Логические каналы, которые размещаются на верхнем уровне транспортных каналов и отображаются в транспортные каналы, включают в себя широковещательный канал управления (ВССН), пейджинговый канал управления (РССН), общий канал управления (СССН), канал управления многоадресной передачи (МССН), и канал трафика многоадресной передачи (МТСН).

[46] На Фиг. 3 показана схема, иллюстрирующая физические каналы, используемые в системе 3GPP, и общий способ передачи сигналов, с ее использованием.

[47] Пользовательское оборудование (UE) выполняет первоначальный поиск ячейки, такой как установление синхронизации со станцией eNB, когда включается питание или UE переходит в новую ячейку (этап S301). Пользовательское оборудование (UE) может принимать первичный канал синхронизации (Primary Synchronization Channel, P-SCH) и вторичный канал синхронизации (Secondary Synchronization Channel, S-SCH) от станции eNB, устанавливать синхронизацию со станцией eNB, и получать такую информацию, как идентификатор ячейки (ID). После этого, пользовательское оборудование (UE) может принимать физический широковещательный канал (ВСН) от станции eNB, чтобы получать широковещательную информацию в пределах упомянутой ячейки. Кроме того, пользовательское оборудование (UE) может принимать опорный сигнал нисходящей линии связи (DL RS) на начальном этапе поиска ячейки, чтобы подтвердить состояние канала нисходящей линии связи.

[48] После завершения начального поиска ячейки, пользовательское оборудование (UE) может принимать физический управляющий канал нисходящей линии связи (Physical Downlink Control Channel, PDCCH) и совместно используемый физический канал нисходящей линии связи (PDSCH) в соответствии с информацией, передаваемой по управляющему каналу PDCCH для получения более подробной системной информации (этап S302).

[49] Кроме того, если пользовательское оборудование (UE) получает первоначальный доступ к станции eNB или если радиоресурсы для передачи сигналов отсутствуют, пользовательское оборудование (UE) может выполнять процедуру случайного доступа (этапы с S303 по S306) по отношению к станции eNB. С этой целью, пользовательское оборудование (UE) может передавать индивидуальную последовательность через физический канал случайного доступа (PRACH) как преамбулу (этапы с S303 и S305), и принимать ответное сообщение на преамбулу через управляющий канал PDCCH и канал PDSCH, в соответствии с этим (этапы с S304 и S306). В случае конфликта на канале RACH, может дополнительно выполняться процедура разрешения конфликта.

[50] Пользовательское оборудование (UE), которое выполняет упомянутые выше процедуры, может принимать канал PDCCH/PDSCH (этап S307) и передавать физический совместно используемый канал восходящей линии связи (PUSCH)/физический канал управления восходящей линии связи (PUCCH) (этап S308) в соответствии с общей процедурой передачи сигналов восходящей линии связи / нисходящей линии связи. Конкретно, пользовательское оборудование (UE) принимает информацию управления нисходящей линии связи (DCI) через канал управления PDCCH. Информация DCI включает в себя такую информацию управления как информацию о назначении ресурсов для пользовательского оборудования (UE) и имеет различные форматы в соответствии с целью использования.

[51] Кроме того, информация управления, передаваемая пользовательским оборудованием (UE) на станцию eNB через восходящую линию связи или принимаемая пользовательским оборудованием (UE) от станции eNB через нисходящую линию связи, включает в себя нисходящий/восходящий сигнал подтверждения/негативного подтверждения (ACK/NACK), индикатор качества канала (CQI), индикатор матрицы предварительного кодирования (PMI), индикатор ранга (RI) и т.п. В случае системы 3GPP LTE, пользовательское оборудование (UE) может передавать такую информацию управления как CQI/PMI/RI через канал PUSCH и/или через канал PUCCH.

[52] На Фиг. 4 показана схема, иллюстрирующая структуру радиокадра, используемого в системе LTE.

[53] Как показано на Фиг. 4, радиокадр имеет длительность 10 мс (327200 Ts) и включает в себя 10 субкадров равного размера. Каждый из субкадров имеет длительность 1 мс и включает в себя два слота. Каждый из слотов имеет длительность 0,5 мс (15360 Ts). В этом случае, Ts обозначает время дискретизации и представлено посредством соотношения Ts = 1/(15 кГц × 2048) = 3.2552×10^-8 (около 33 нс). Каждый слот включает в себя множество OFDM-символов во временной области и включает в себя множество ресурсных блоков (RB) в частотной области. В системе LTE, один ресурсный блок включает в себя 12 поднесущих × 7 (или 6) OFDM-символов. Интервал времени передачи (Transmission Time Interval, TTI), который является единицей времени для передачи данных, может определяться в единицах одного или более субкадров. Описанная выше структура радиокадра является чисто примерной, и различные модификации могут быть сделаны в количестве субкадров, включаемых в радиокадр, числе слотов, включаемых в субкадр, числе OFDM-символов, включаемых в слот.

[54] На Фиг. 5 представлена схема, иллюстрирующая каналы управления, содержащиеся в области управления одного субкадра в радиокадре нисходящей линии связи.

[55] Как показано на Фиг. 5, один субкадр включает в себя 14 OFDM-символов. Символы с первого по третий из 14 OFDM-символов могут использоваться как область управления и оставшиеся от 11 до 13 OFDM-символов могут использоваться в области данных, в соответствии с конфигурацией субкадра. На Фиг. 5, сигналы с R1 по R4 представляют опорные сигналы (RS) или пилотные сигналы для антенн с 0 по 3, соответственно. Сигналы RS являются фиксированными для заранее определенного шаблона в пределах субкадра независимо от области управления и области данных. Каналы управления назначаются в области управления для тех ресурсов, для которых сигнал RS не назначается. Каналы трафика назначаются в области данных для тех ресурсов, для которых сигналы RS не назначаются. Упомянутые каналы управления, назначаемые для области управления, включают в себя физический канал индикатора формата управления (Physical Control Format Indicator Channel, PCFICH), физический канал индикатора гибридного автоматического запроса на повторную передачу данных (Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel, PHICH), физический канал управления нисходящей линии связи (Physical Downlink Control Channel, PDCCH) и т.д.

[56] Физический канал индикатора формата управления (PCFICH) информирует пользовательское оборудование (UE) о числе OFDM-символов на субкадр, используемых для управляющего канала PDCCH. Канал PCFICH размещается в первом OFDM-символе и устанавливается перед каналом PHICH и каналом PDCCH. Канал PCFICH состоит из 4 групп ресурсных элементов (REG) и каждая из групп REG распределяется в области управления на основе идентификтора ID ячейки. Одна группа REG включает в себя 4 ресурсных элемента (RE). Ресурсный элемент (RE) указывает минимальный физический ресурс, определяемый как одна поднесущая x один OFDM-символ. Значение для канала PCFICH указывает значения от 1 до 3 или значения от 2 до 4 в зависимости от ширины полосы пропускания и модулируется посредством квадратурной фазовой модуляции (QPSK).

[57] Физический канал индикатора гибридного автоматического запроса на повторную передачу данных (PHICH) используется для передачи сигнала HARQ ACK/NACK для передачи восходящей линии связи. То есть, канал PHICH указывает канал, через который передается информация ACK/NACK нисходящей линии связи для HARQ восходящей линии связи. Канал PHICH включает в себя одну группу REG и скремблируется индивидуально для конкретной ячейки. Сигнал ACK/NACK указывается посредством 1 бита и модулируется посредством двоичной фазовой модуляции (BPSK). Спектр модулированного сигнала ACK/NACK расширяется с использованием коэффициента расширения (SF) SF=2 или 4. Множество каналов PHICH, которые отображаются на тот же ресурс, составляет группу PHICH. Число каналов PHICH, мультиплексируемых для группы PHICH, определяется в зависимости от числа коэффициентов SF. PHICH (группа) повторяется три раза, чтобы получить выигрыш от разнесения в частотной области и/или во временной области.

[58] Физический канал управления нисходящей линии связи (PDCCH) назначается для первых n OFDM-символов субкадра. В этом случае, n является целым числом больше чем 1 и указывается посредством канала PCFICH. Канал управления PDCCH состоит из одного или более элементов канала управления (Control Channel Elements, ССЕ). Канал PDCCH информирует каждое UE или группу UE об информации, связанной с назначением ресурсов пейджингового канала (РСН) и нисходящего совместно используемого канала (DL-SCH), предоставления планирования восходящей линии связи, информации гибридного автоматического запроса на повторную передачу (HARQ) и т.д. Таким образом, станция eNB и UE передают и принимают данные, отличающиеся от индивидуальной информации управления или индивидуальных служебных данных, через канал PDSCH.

[59] Информация, указывающая для какого отдельного UE или нескольких единиц UE данные PDSCH должны передаваться, информация, указывающая как несколько единиц UE должны получить данные PDSCH, и информация, указывающая как несколько единиц UE должны выполнить декодирование, содержится в канале PDCCH. Например, предполагается, что конкретный канал PDCCH является CRC маскируемым каналом с помощью временного идентификатора радиосети (RNTI) "А", и информация "В" о данных, которые передаются с использованием радиоресурсов (например, расположение частоты), и информация "С" о транспортном формате (например, размер блока передачи, схема модуляции, информация кодирования, и т.д.), передается через конкретный субкадр. В этом случае, UE, размещаемое в ячейке, отслеживает канал PDCCH с использованием своей собственной информации RNTI. Если одна или более единиц UE, имеющих RNTI 'A', присутствуют, то единицы пользовательского оборудования (UE) принимают канал PDCCH и принимают канал PDSCH, указываемый посредством 'В' и 'С' через принятую информацию канала PDCCH.

[60] Фиг. 6 иллюстрирует структуру субкадра восходящей линии связи, используемого в системе LTE.

[61] Как показано на Фиг. 6, субкадр восходящей линии связи делится на область, в которую назначается канал PUCCH для передачи информации управления, и на область, в которую назначается канал PUSCH для передачи пользовательских данных. Канал PUSCH назначается в середине субкадра, тогда как канал PUCCH назначается на обоих концах области данных в частотной области. Информация управления, передаваемая по каналу PUCCH, включает в себя подтверждение ACK/NACK, индикатор CQI, представляющий состояние нисходящего канала связи, индикатор RI для системы MIMO (Много входов много выходов), запрос планирования (SR), указывающий запрос для назначения восходящих ресурсов, и т.д. Канал PUCCH пользовательского оборудования (UE) занимает один ресурсный блок (RB) на различной частоте в каждом слоте субкадра. То есть, два блока RB, назначены для канала PUCCH со скачком по частоте через границу слота. В частности, Фиг. 6 иллюстрирует пример, в котором каналы PUCCH для m=0, m=1, m=2, и m=3 назначаются в субкадре.

[62] Система MIMO

[63] Далее, будет описана система MIMO. Технология MIMO относится к способу использования нескольких передающих антенн и нескольких приемных антенн для повышения эффективности передачи/приема данных. А именно, множество антенн используется на передающей стороне или приемной стороне системы беспроводной связи так, что пропускная способность может быть увеличена и характеристики могут быть улучшены. В этом описании технология MIMO может также называться как 'много антенн'.

[64] Технология MIMO не зависит от одного антенного пути для того, чтобы принять целое сообщение. Вместо этого, технология MIMO собирает множество фрагментов данных, принимаемых через несколько антенн, объединяет фрагменты данных и формирует полные данные. Использование технологии MIMO может повысить зону покрытия системы, а также повысить скорость передачи в пределах области ячейки конкретного размера или гарантирует конкретную скорость передачи данных. Технология MIMO может широко использоваться в терминалах систем подвижной связи и узлах ретрансляции. Технология MIMO может преодолеть ограничения передачи ограниченного количества данных в системе подвижной связи на основе одной антенны.

[65] Конфигурация общей системы связи MIMO показана на Фиг. 7. Передающая сторона оборудована NT передающими (Тх) антеннами и приемная сторона оборудована NR приемными (Rx) антеннами. Если множество антенн используется, как на передающей стороне, так и на приемной стороне, то теоретическая пропускная способность передачи по каналу возрастает в отличие от случая, где только либо передающая сторона или приемная сторона использует множество антенн. Увеличение пропускной способности передачи по каналу пропорционально числу антенн, и таким образом достигается увеличение скорости передачи и частотной эффективности. Если максимальная скорость передачи с использованием одной антенны равна Ro, то скорость передачи с использованием многих антенн может быть теоретически увеличена произведением максимальной скорости передачи Ro на коэффициент Ri увеличения скорости передачи. Коэффициент Ri увеличения скорости передачи представлен следующим уравнением 1, где Ri принимает наименьшее значение из NT и NR.

[66] [Уравнение 1]

[67]

[68] 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 для существенного увеличения скорости передачи данных находились в процессе разработки. Некоторые из технологий были уже включены в различные стандарты беспроводных систем связи, например системы подвижной связи 3-го поколения (3G mobile communications) и локальные беспроводные сети (WLAN) следующего поколения.

[69] Активные исследования, проводящиеся до настоящего времени, относящиеся к технология MIMO, были сфокусированы на нескольких различных аспектах, включающих в себя исследования в области теории информации, относящиеся к вычислению пропускной способности систем связи MIMO в средах различных каналов и в средах множественного доступа, исследования в области измерений беспроводных каналов и получения моделей систем MIMO, и исследования в области технологий пространственно-временной обработки сигналов для улучшения надежности передачи и скорости передачи.

[70] Чтобы описать способ передачи информации в системе MIMO подробно, математическая модель этой системы приводится ниже. Как показано на Фиг. 7, предполагается, что имеются NT Тх антенн и NR Rx антенн. В случае передачи сигнала, максимальное число передаваемых фрагментов информации составляет NT при условии, что NT Тх антенн используются так, что информация передачи (передающаяся информация) может быть представлена посредством вектора, представленного посредством следующего уравнения 2:

[71] [Уравнение 2]

[72]

[73] Кроме того, отдельные фрагменты S₁, S₂, …, информации передачи могут иметь различные мощности передачи. В этом случае, если отдельные мощности передачи обозначаются посредством P₁, P₂, …, , информация передачи, имеющая регулируемые уровни мощности передачи, может быть представлена посредством вектора, представленного следующим уравнением 3:

[74] [Уравнение 3]

[75]

[76] Вектор передачи с управлением мощностью информации передачи может быть выражен следующим образом, с использованием диагональной матрицы Р мощности передачи:

[77] [Уравнение 4]

[78]

[79]

[80] NT передающихся сигналов x₁, x₂, …, , предназначенных для фактической передачи, могут конфигурироваться посредством умножения вектора управления мощностью передающейся информации на весовую матрицу W. В этом случае, упомянутая весовая матрица W адаптирована для соответствующего распределения информации передачи для отдельных антенн в соответствии с ситуациями канала передачи. Сигналы х₁, x₂, …, могут быть представлены посредством следующего Уравнения 5 с использованием вектора X в Уравнении 5, w_ij относится к весовому коэффициенту между i-й Тх антенной и j-й информацией и W является весовой матрицей, которая может также называться как матрица предварительного кодирования.

[81] [Уравнение 5]

[82]

[83] Обычно, физический смысл ранга матрицы канала может представлять собой максимальное число различных фрагментов информации, которое может быть передано в данном канале. Соответственно, поскольку ранг матрицы канала определяется как наименьшее число из числа строк или столбцов, которые являются независимыми друг от друга, ранг матрицы не превышает число строк или столбцов. Ранг матрицы канала Н, rank(H), ограничивается следующим образом.

[84] [Уравнение 6]

[85]

[86] Каждая единица различной информации, передаваемой с использованием технологии MIMO, определяется как 'поток передачи' или просто 'поток'. Упомянутый 'поток' может называться как 'уровень'. Число потоков передачи не превышает значение ранга канала, которое является максимальным числом различных фрагментов передаваемой информации. Соответственно, матрица Н канала может указываться посредством следующего Уравнения 7:

[87] [Уравнение 7]

[88]

[89] где обозначение '# of streams' обозначает число потоков. Следует отметить, что один поток может передаваться через одну или более антенн.

[90] Могут быть различные способы, чтобы позволить одному или более потокам соответствовать многим антеннам. Эти способы могут быть описаны следующим образом в соответствии с типами технологии MIMO. Случай, где один поток передается через много антенн может быть назван пространственным разнесением, и случай, где много потоков передаются через много антенн может быть назван пространственным мультиплексированием. Также возможно гибридное конфигурирование пространственного разнесения и пространственного мультиплексирования.

[91] Обратная связь CSI

[92] Теперь дается описание сообщения с отчетом об информации о состоянии канала (CSI). В текущем стандарте LTE, схема передачи MIMO классифицируется на схему MIMO с открытой петлей, которая работает без CSI, и схему MIMO с замкнутой петлей, которая работает на основе CSI. В частности, в соответствии с системой MIMO с замкнутой петлей, каждая станция eNB и пользовательское оборудование (UE) могут быть способны выполнить формирование лучей диаграммы направленности (beamforming) на основе информации CSI, чтобы получить выигрыш мультиплексирования MIMO антенн. Чтобы получить информацию CSI от пользовательского оборудования (UE), станция eNB назначает канал PUCCH или канал PUSCH чтобы дать команду пользовательскому оборудованию (UE) передать по обратной связи информацию CSI для сигнала нисходящей линии связи.

[93] Информация CSI делится на три типа информации: индикатор ранга (RI), индикатор матрицы предварительного кодирования (PMI), и индикатор качества канала (CQI). Во-первых, RI представляет информацию о ранге канала, как описано выше, и указывает число потоков, которые могут быть приняты через один и тот же частотно-временной ресурс. Поскольку RI определяется по долговременному замиранию канала, RI может, как правило, передаваться по обратной связи при цикле более длинном, чем цикл для PMI или CQI.

[94] Во-вторых, индикатор PMI равен значению, отражающему пространственную характеристику канала, и указывает индекс матрицы предварительного кодирования станции eNB, предпочтительный для пользовательского оборудования (UE), на основании критерия отношения мощности сигнала к мощности помех плюс шум (SINR). Последнее, индикатор CQI является информацией, указывающей уровень мощности канала, и указывает прием критерия SINR, получаемого, когда станция eNB использует PMI.

[95] В усовершенствованной системе связи, такой как система LTE-A, доп