Способ и устройство создания эталонных сигналов для точной оценки разницы по времени прихода

Способ и устройство создания эталонных сигналов для точной оценки разницы по времени прихода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Настоящая заявка является непредварительной заявкой, находящейся на совместном рассмотрении с заявкой США № 61/168189, зарегистрированной 9 апреля 2009 г., содержание которой настоящим включено в данный документ посредством ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее раскрытие относится к сетям беспроводной связи и, более конкретно, к устройству и способу передачи и обработки опорных сигналов позиционирования в субкадре нисходящей линии связи, основываясь на идентификаторе, связанном с базовой станцией, передающей субкадр.

Уровень техники

Сети беспроводной связи хорошо известны. Некоторые сети являются полностью проприетарными, тогда как другие подчиняются одному или более стандартам, чтобы позволить различным поставщикам производить оборудование для общей системы. Одной из таких сетей, основанных на стандартах, является Универсальная Система Мобильной Связи (UMTS). UMTS стандартизована Проектом Партнерства Третьего поколения (3GPP), продукт совместной деятельности групп телекоммуникационных ассоциаций с целью создания глобально применяемых технических требований к системе мобильной связи третьего поколения (3G) в рамках проекта Международной Мобильной Связи-2000 Международного союза электросвязи (ITU). В настоящее время предпринимаются усилия, чтобы разработать развернутый стандарт UMTS, который обычно упоминается как UMTS долгосрочного развития (LTE) или развернутая UMTS территориального радиодоступа (Е-UTRA).

В соответствии с редакцией 8 стандарта или техническими требованиями Е-UTRA или LTE, связь по нисходящей линии связи от базовой станции (называемой "улучшенный Узел-В" или просто "eNB") к устройству беспроводной связи (называемому "оборудованием пользователя" или "UE") использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM). При OFDM ортогональные поднесущие модулируются цифровым потоком, который может содержать данные, управляющую информацию или другую информацию, чтобы сформировать набор символов OFDM. Поднесущие могут быть смежными или несмежными, и модуляция данных в нисходящей линии связи может выполняться, используя квадратурную фазовую манипуляцию (QPSK), 16-типозиционную квадратурную амплитудную модуляцию (16QAM) или 64QAM. Символы OFDM преобразуются в субкадр нисходящего канала связи для передачи от базовой станции. Каждый символ OFDM имеет определенную длительность и связывается с циклическим префиксом (CP). Циклический префикс является, по существу, защитным периодом между последовательно передаваемыми символами OFDM в субкадре. Согласно техническим требованиям Е-UTRA, обычный циклический префикс составляет приблизительно пять (5) микросекунд, и расширенный циклический префикс составляет 16,67 микросекунд.

В отличие от нисходящей линии связь по восходящей линии от UE к eNB использует мультидоступ с одиночной несущей и частотным разделением (SC-FDMA), соответствующий стандарту Е-UTRA. При SC-FDMA передача блоков символов данных QAM выполняется с помощью расширения, использующего первое дискретное преобразование Фурье (DFT-расширение) (или предварительное кодирование), сопровождаемого преобразованием поднесущей в традиционном модуляторе OFDM. Предварительное кодирование DFT допускает умеренную кубическую метрику/отношение пиковой мощности к средней мощности (PAPR), приводящие к сниженным затратам, размерам и потреблению энергии усилителя мощности UE. В соответствии с SC-FDMA, каждая поднесущая, используемая для передачи по восходящей линии связи, содержит информацию для всех передаваемых модулированных сигналов, причем поток входных данных распределен по ним. Передача данных в восходящей линии связи управляется станцией eNB, использующей передачу запросов планирования (и информации планирования), посылаемых через каналы управления нисходящей линии связи. Предоставления планирования для передач по восходящей линии связи обеспечиваются станцией eNB на нисходящей линии связи и содержат, помимо прочего, распределение ресурсов (например, размер блока ресурсов на интервал в одну миллисекунду (мс)) и идентификацию модуляции, которая должна использоваться для передач по восходящей линии. При добавлении модуляции более высокого порядка и адаптивной модуляции и кодирования (AMC) возможна большая спектральная эффективность посредством планирования работы пользователей с благоприятными условиями канала.

Системы Е-UTRA также облегчают использование антенных систем со многими входами и многими выходами (MIMO) в нисходящей линии связи, чтобы увеличить производительность. Как известно, антенные системы MIMO используются на станциях eNB посредством использования множества передающих антенн и в UE - посредством использования множества приемных антенн. UE может опираться на пилотный или опорный символ (RS), посылаемый от станции eNB для оценки канала, последующей демодуляции данных и измерения качества канала связи для регистрации. Результаты измерения качества связи для обратной связи могут содержать такие пространственные параметры как индикатор ранга или количество потоков данных, отправленных на одних и тех же ресурсах, индекс матрицы предварительного кодирования (PMI) и параметры кодирования, такие как схема модуляции и кодирования (MCS) или индикатор качества канала (CQI). Например, если UE определяет, что канал связи может поддерживать ранг выше первого, он может сообщить множество значений CQI (например, два значения CQI, когда ранг равен 2). Дополнительно, результаты измерения качества связи могут сообщаться на периодической или апериодической основе в соответствии с указаниями станции eNB в одном из поддерживаемых режимов обратной связи. Сообщения могут содержать широкополосную или выбранную для определенного диапазона частот информацию о параметрах. Станция eNB может использовать информацию о ранге, CQI и других параметрах, таких как информация о качестве восходящей линии связи, чтобы обслуживать UE по восходящей и нисходящей линии связи.

Как также известно, современные мобильные телефоны содержат приемники глобальной системы навигации и определения местоположения (GPS), чтобы помочь в определении местоположения устройств и их владельцев в случае аварии и выполнить мандаты Е-911 Федеральной комиссии связи (FCC). В большинстве ситуаций приемник телефона GPS может принимать сигналы от соответствующего количества спутников GPS и передавать эту информацию инфраструктуре сотовой системы для определения местоположения устройства, например сервера локализации, соединенного к сети беспроводной связи или образующего ее часть. Однако существуют некоторые обстоятельства, при которых приемник GPS неэффективен. Например, когда пользователь и его сотовый телефон находятся внутри здания, приемник GPS может быть неспособен принимать сигналы от соответствующего количества спутников GPS, чтобы позволить серверу локализации определить местоположение устройства. Дополнительно, устройства беспроводной связи в частных системах не обязаны выполнять мандаты Е-911 FCC и могут не содержать приемник GPS. Однако могут возникнуть обстоятельства, при которых может быть необходимо определение местоположения беспроводных устройств, работающих в таких системах.

Чтобы компенсировать прерывания в эффективности использования системы GPS и обеспечить возможности определения местоположения в частных системах, многие беспроводные системы используют сигнализацию и вводят процессы, посредством которых может быть оценено местоположение беспроводного устройства. Например, во многих системах базовые станции регулярно передают опорные сигналы позиционирования, которые принимаются беспроводными устройствами и используются либо для определения информации, на основе которой устройство инфраструктуры, такое как сервер локализации, может вычислить (например, посредством триангуляции и/или трилатерации) местоположение беспроводного устройства, либо для автономного определения местоположения беспроводного устройства (то есть непосредственно в самом беспроводном устройстве). Когда сервер локализации предназначен для вычисления местоположения беспроводного устройства, беспроводное устройство может определить информацию о времени прихода (TOA) или о разнице по времени прихода (TDOA) после получения опорного сигнала позиционирования и передать TOA или TDOA на сервер локализации через обслуживающую базовую станцию (то есть базовую станцию, предоставляющую услугу беспроводной связи беспроводному устройству). Информация TOA или TDOA обычно определяется, основываясь на внутренней тактовой частоте беспроводного устройства, формируемой гетеродином беспроводного устройства в соответствии с известными способами.

Введение R1-090353 в Рабочую Группу 1 Сети Радиодоступа (RAN) 3GPP (3GPP RANl) обеспечивает подход к разработке субкадров нисходящего канала для использования при передаче опорных сигналов позиционирования к UE в системах Е-UTRA. Согласно введенному документу R1-090353, символы QPSK, содержащие опорный сигнал позиционирования, распределяются по всем символам OFDM, которые не назначены для управляющей информации, так чтобы два элемента ресурсов каждого блока ресурсов для каждого символа OFDM несли опорные символы позиционирования. На фиг. 1 представлены примеры субкадров 101, 103 нисходящего канала связи, передаваемых станциями eNB, обслуживающими ячейки сотовой связи, соседствующие с ячейкой, в которой в настоящее время работает UE. Как показано на чертеже, каждый субкадр 101, 103 содержит блок ресурсов из двенадцати поднесущих (sub₀-sub₁₁), каждый из которых делится на двенадцать временных сегментов (t₀-t₁₁). Каждый временной сегмент на конкретной поднесущей является элементом 102, 104 ресурсов, который содержит модулированный в цифровой форме (например, QPSK, 16QAM или 64 QAM) символ. Набор элементов 102, 104 ресурсов, распределенный по всем поднесущим в течение отдельного сегмента или продолжительности времени, формирует символ OFDM. Набор символов OFDM (двенадцать, как показано на фиг. 1) формирует каждый субкадр 101, 103.

В показанных на чертеже субкадрах 101, 103 первые два символа OFDM каждого субкадра 101, 103 содержат относящиеся к конкретной ячейке опорные символы (обозначенные "CRS" в субкадрах 101, 103) и другую управляющую информацию (обозначенную как "C" в субкадрах 101, 103), а остальные символы OFDM содержат опорный сигнал позиционирования, кодированный как символы в двух элементах 102 ресурсов каждого символа OFDM. Элементы 102, 104 ресурсов, содержащие опорный сигнал кодирования, в субкадрах 101, 103 обозначаются как "PRS". Станции eNB, передающие субкадры 101, 103, управляются одним или более контроллерами при попытке сохранить ортогональность опорных сигналов позиционирования в пределах неуправляемых частей субкадров 101, 103, обеспечивая, что символы опорного сигнала позиционирования без наложения мультиплексируются в элементы 102, 104. Несмотря на намерение сохранить ортогональность таким образом, предложенная структура субкадра при определенных обстоятельствах может вызвать потерю ортогональности. Например, при использовании обычного циклического префикса (CP) для каждого символа OFDM в примерах субкадров 101, 103, расстояние 1,5 км между местами нахождения (ISD) и расширение задержки канала на пять микросекунд могут привести в результате к потере ортогональности между передатчиками разных станций eNB, даже когда они ведут передачу на неперекрывающихся элементах 102, 104 ресурсов, как показано на фиг. 1. Потеря ортогональности происходит в результате того, что полное расширение задержки нисходящего канала (то есть задержка распространения плюс расширение задержки при многолучевом распространении), как видно со стороны UE, превышает длительность CP для обычного CP (приблизительно пять микросекунд) и поэтому предварительное кодирование DFT является неортогональным. Для случая расширенного CP (приблизительно 16,67 микросекунд) развертывание при ISD 4,5 км и расширение задержки канала до пяти микросекунд могут привести к потере ортогональности при передачах поднесущих.

Различные аспекты, признаки и преимущества раскрытия станут более полно очевидны специалистам в данной области техники после внимательного рассмотрения нижеследующего подробного описания со ссылками на чертежи, описанные ниже.

Краткое описание чертежей

Иллюстрирующие чертежи, на которых подобные ссылочные позиции относятся к идентичным или функционально подобным элементам на всех отдельных видах и которые вместе с приведенным ниже подробным описанием объединяются и являются частью спецификации, служат для дополнительного пояснения различных вариантов осуществления и объяснения различных принципов и преимуществ, которые полностью соответствуют одному или более вариантам осуществления раскрытия.

Фиг. 1 - пример субкадра нисходящей линии связи для передачи опорного сигнала позиционирования с базовой станции на устройство беспроводной связи в соответствии со стандартом Е-UTRA.

Фиг. 2 - электрическая блок-схема системы беспроводной связи, предоставляющей услугу беспроводной связи устройству беспроводной связи в соответствии с примером варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 3 - электрические блок-схемы примера базовой станции, используемой в системе беспроводной связи, показанной на фиг. 2, и устройства беспроводной связи, в соответствии с примером варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 4 - логическая блок-схема последовательности выполнения этапов, осуществляемых базовой станцией, для создания субкадра нисходящей линии связи для передачи опорного сигнала позиционирования устройству беспроводной связи, в соответствии с примером варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 5 - блок-схема способа определения распределения многочисленных элементов ресурсов для опорных символов позиционирования с помощью одиночной матрицы Костаса.

Фиг. 6 - блок-схема способа отсечения столбцов 12×12 матрицы Костаса для определения распределения элементов ресурсов опорных символов позиционирования на блоке ресурсов, имеющем меньше 12 символов без управления.

Фиг. 7 - блок-схема способа распределения местоположений для элементов ресурсов для опорных символов для размещения опорных символов, используя псевдослучайно выбранную матрицу перестановки.

Фиг. 8 - блок-схема способа распределения местоположений элементов ресурсов для размещения опорных символов, используя матрицы, являющиеся циклическими сдвигами диагональной или антидиагональной матрицы.

Фиг. 9 - блок-схема способа назначения местоположений элементов ресурсов для размещения опорных символов в блоках ресурсов, имеющих меньше 12 символов без управления, обрезая последние столбцы матриц, являющихся циклическими сдвигами диагональной или антидиагональной матрицы.

Фиг. 10 - блок-схема способа назначения местоположений элементов ресурсов для размещения опорных символов посредством случайного выбора столбца для каждой строки матрицы.

Фиг. 11 - блок-схема способа для использования быстрого преобразования Фурье и обратного быстрого преобразования Фурье, чтобы создать опорный сигнал синхронизации из сигнала с расширенным спектром кодом прямой последовательности с одиночной несущей во временной области.

Фиг. 12 - блок-схема способа отображения размещения опорных символов в одноадресном субкадре, содержащем общие опорные символы.

Фиг. 13 - блок-схема способа объединения одноадресных или многоадресных данных в опорных символах позиционирования в одном и том же субкадре, в котором блоки ресурсов, наиболее удаленные от несущей частоты, используются для передачи данных, а остальные блоки ресурсов используются для передачи опорных символов позиционирования.

Фиг. 14 - логическая блок-схема последовательности выполнения этапов, осуществляемых устройством беспроводной связи для обработки субкадра в нисходящей линии, содержащего опорный сигнал позиционирования, в соответствии с примером варианта осуществления настоящего изобретения.

Специалисты в данной области техники должны понимать, что элементы на чертежах показаны для простоты и ясности и не обязательно вычерчены в масштабе или содержат каждый компонент элемента. Например, размеры некоторых из элементов на чертежах могут быть преувеличены сами по себе или относительно других элементов, или некоторые и, возможно, многие компоненты элемента могут быть исключены из элемента, чтобы помочь улучшить понимание различных вариантов осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание

В целом, настоящее изобретение охватывает устройство и способ передачи опорных сигналов позиционирования, основываясь на идентификаторе, связанном с базовой станцией. В соответствии с одним вариантом осуществления устройство является устройством беспроводной связи, которое, помимо прочего, содержит приемник и процессор. Приемник выполнен с возможностью приема, по меньшей мере, секции из одного или более субкадров, которые могут быть или не быть одновременными, от одной или более базовых станций (например, предоставляющих услугу беспроводной связи для обслуживания зон покрытия (например, ячейки), соседствующих с зоной покрытия обслуживанием, в которой располагается устройство беспроводной связи). Каждый субкадр содержит ресурсы передачи (например, элементы ресурсов Е-UTRA), которые делятся во времени символа, используя множество поднесущих, чтобы сформировать множество мультиплексированных символов с ортогональным частотным разделением (OFDM). Каждый ресурс передачи передается в течение заданного количества времени на соответствующей одной из поднесущих внутри символа OFDM. Символы OFDM располагаются, по меньшей мере, в первом наборе символов OFDM, который содержит опорный сигнал позиционирования (например, наблюдаемый сигнал разницы по времени прихода (OTDOA)) и второй набор символов OFDM, который не содержит опорный сигнал позиционирования, но который, как вариант, может дополнительно содержать опорный сигнал, свойственный ячейке, и управляющую информацию (например, физический канал управления нисходящего канала связи или PDCCH).

В одном варианте осуществления процессор выполнен с возможностью определения времени прихода (TOA) опорного сигнала позиционирования, основываясь на опорной временной информации (например, полученной от гетеродина беспроводного устройства), соответствующей передаче от конкретной базовой станции. Дополнительно, процессор может быть выполнен с возможностью определения времени прихода опорного сигнала позиционирования, переданного от второй базовой станции, основываясь на опорной временной информации, и вычисления разницы по времени прихода (TDOA) опорного сигнала позиционирования от второй базовой станции относительно первой базовой станции. В таком варианте осуществления устройство беспроводной связи может дополнительно содержать передатчик, выполненный с возможностью передачи, по меньшей мере, одного из времен прихода и разницы по времени прихода на сервер локализации через базовую станцию, которая предоставляет услугу беспроводной связи устройству беспроводной связи.

В альтернативном варианте осуществления устройство может быть базовой станцией, выполненной с возможностью кодирования, мультиплексирования и передачи по нисходящей линии субкадра, содержащего опорный сигнал позиционирования, опорный сигнал для конкретной ячейки и, как вариант, другую информацию, такую как управляющая информация. В таком варианте осуществления базовая станция содержит, помимо прочего, процессор и передатчик. Процессор базовой станции выполнен с возможностью кодирования опорного сигнала позиционирования в первый набор ресурсов передачи (например, элементы ресурсов Е-UTRA), кодирования информации, отличной от опорного сигнала позиционирования, во второй набор ресурсов передачи, и мультиплексирования первого набора ресурсов передачи и второго набора ресурсов передачи в субкадр, содержащий множество символов OFDM. Передатчик базовой станции выполнен с возможностью передачи субкадра устройствам беспроводной связи в пределах диапазона покрытия базовой станции.

В соответствии с одним вариантом осуществления первый набор ресурсов передачи мультиплексируется на участок (то есть некоторые, но не все, символы OFDM) первого набора символов OFDM субкадра (например, символы OFDM, формирующие часть субкадра, который не используется для передачи управляющей информации (например, не формируя область PDCCH)), основываясь на идентификаторе, связанном с базовой станцией, и второй набор ресурсов передачи мультиплексируется во второй набор символов OFDM субкадра (например, символы OFDM, используемые для передачи управляющей информации (например, PDCCH)). Дополнительно, первый набор ресурсов передачи может быть мультиплексирован в первый набор символов OFDM, так что ресурсы передачи мультиплексируются в подмножество поднесущих, формирующих один или более символов OFDM первого набора символов OFDM. Например, первый набор ресурсов передачи может быть мультиплексирован в одну шестую поднесущих, формирующих символ OFDM (например, каждая шестая поднесущая может использоваться для переноса ресурса передачи, соответствующего опорному сигналу позиционирования).

Варианты осуществления настоящего изобретения могут быть легче поняты со ссылкой на фиг. 2-5, на которых сходные ссылочные позиции обозначают сходные элементы. На фиг. 2 представлена электрическая блок-схема системы 200 беспроводной связи, предоставляющая услуги беспроводной связи одному или более устройствам 201 беспроводной связи в соответствии с примером варианта осуществления настоящего изобретения. Беспроводная система 200 содержит, помимо прочего, множество базовых станций 203-205 (для целей иллюстрации показаны три станции), одно или более устройств 201 беспроводной связи (одно показано для целей иллюстрации) и дополнительный сервер 207 локализации. Как правило, беспроводная система может содержать много других базовых станций и устройств беспроводной связи. Однако для целей упрощения соединения с описанием различных признаков настоящего изобретения, на фиг. 2 представлены только три базовых станций 203-205 и одно устройство 201 беспроводной связи. В одном варианте осуществления система 200 беспроводной связи 200 является системой, реализующей стандарт Е-UTRA. Альтернативно беспроводная система 200 может быть любой системой, которая использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением и позволяет беспроводным устройствам 201 автономно определять свое местоположение или позицию в пределах системы 200 или абсолютно, или помочь в таком определении местоположения, например, сообщая временную информацию (например, информацию о времени (TOA) или о разнице по времени прихода (TDOA)) серверу 207 локализации.

Устройство 201 беспроводной связи может быть реализовано как мобильный телефон, смартфон, устройство обмена текстовыми сообщениями, портативный компьютер, плата беспроводной связи, персональный цифровой секретарь (PDA), ноутбук или переносной компьютер, оборудование, расположенное на территории клиента, (CPE) или любое другое устройство связи, которое было модифицировано или изготовлено так, чтобы содержать функциональные признаки настоящего изобретения. Смартфон является мобильным телефоном, обладающим возможностями обработки дополнительных приложений. Например, в одном варианте осуществления смартфон является комбинацией (i) карманного персонального компьютера (PC), портативного PC, миниатюрного PC, или PDA, и (ii) мобильного телефона. Примерами смартфонов являются iPHONE™, доступный от Apple, Inc., Купертино, штат Калифорния и MOTOROLA Q™, доступный от Motorola, Inc. Шамбург, штат Иллинойс. Панель беспроводной связи в одном варианте осуществления постоянно находится или может вставляться внутрь PC или ноутбука. Термин "устройство беспроводной связи", как он используется здесь и в приложенной формуле изобретения, имеет в виду большое разнообразие различных типов устройств, которые могут принимать и/или передавать сигналы и которые могут работать в системе беспроводной связи. Например и в частности, устройство беспроводной связи может содержать любое из следующих устройств или их комбинацию: сотовый телефон, мобильный телефон, смартфон, двусторонняя радиоустановка, двусторонний пейджер, устройство беспроводного обмена сообщениями, ноутбук/компьютер, передвижной шлюз, шлюз с постоянным местоположением, персональный компьютер, сервер, PDA, CPE, маршрутизатор, радиотелефон, беспроводное устройство электронной почты, мобильное игровое устройство, включающее встроенный беспроводной модем, и т.п. Электрическая блок-схема примера устройства 201 беспроводной связи представлена на фиг. 3.

Базовые станции 203-205 предоставляют услугу беспроводной связи в соответствующих географических зонах охвата обслуживанием (например, ячейках). Базовые станции 203-205 могут быть расположены вместе или различным образом разнесены. При совместном расположении базовые станции 203-205 могут обеспечивать услугу беспроводной связи для соответствующих участков (например, секторов) единой зоны охвата обслуживанием (например, ячейки). В одном варианте осуществления базовые станции являются станциями eNB, работающими в соответствии со стандартом Е-UTRA.

Сервер 207 локализации хорошо известен и используется для определения местоположения устройств 207 беспроводной связи в пределах системы 200 беспроводной связи. В одном варианте осуществления сервер 207 локализации использует триангуляцию или трилатерацию для определения местоположения устройства 201 беспроводной связи, основываясь на известных местоположениях базовых станций 203-205 внутри системы 200 вместе с результатами измерений времени прихода или разницы по времени прихода, проведенных и сообщенных устройством 201 беспроводной связи в ответ на прием субкадров, несущих опорные сигналы 209-211 позиционирования от базовых станций 203-205. Местоположения, определенные сервером 207 локализации, могут использоваться по множеству причин, в том числе, определение местоположения беспроводного устройства, которое подало сигнал тревоги, когда такое устройство не обладает функциональными возможностями GPS или когда функциональные возможности GPS не могут быть использованы или ухудшились по какой-то причине. Хотя сервер 207 локализации показан как объект, отдельный от базовых станций 203-205, это не обязательно, поскольку определенные базовые станции могут также обеспечивать логические функциональные возможности сервера 207 локализации.

На фиг. 3 представлены электрические блок-схемы устройства 201 беспроводной связи и пример базовой станции 301, пригодной для использования в системе 200 беспроводной связи, показанной на фиг. 2. Базовая станция 301 может использоваться для реализации любой из базовых станций 203-205 системы 200 беспроводной связи, показанной на фиг. 2. Каждая базовая станция 301 содержит, среди прочего, одну или более передающих антенн 304-307 (для целей иллюстрации показаны четыре антенны), одну или более приемных антенн 309, 310 (для целей иллюстрации показаны две антенны), один или более передатчиков 312 (для целей иллюстрации показан один передатчик), один или более приемников 314 (для целей иллюстрации показан один приемник), один или более процессоров 316 (для целей иллюстрации показан один процессор) и запоминающее устройство 318. Хотя на чертеже все показано отдельно, передатчик 312 и приемник 314 могут быть объединены в один или более приемопередатчиков, как хорошо известно в технике. Путем включения в базовую станцию множества передающих антенн 304-307 и другого соответствующего аппаратного и программного обеспечения, как должно быть понятно специалистам в данной области техники, базовая станция 301 может поддерживать использование антенной системы с многими входами и многими выходами (MIMO) для передач по нисходящей линии (от базовой станции к устройству беспроводной связи). Система MIMO облегчает одновременную передачу потоков данных по нисходящей линии от множества передающих антенн 304-307 в зависимости от ранга канала, например, как указано устройством 201 беспроводной связи или как предпочитается базовой станцией 301. Ранг, предоставляемый устройством 201 беспроводной связи, помогает базовой станции 301 определять соответствующую конфигурацию с множеством антенн (например, разнесение при передаче, пространственное мультиплексирование с разомкнутым контуром, пространственное мультиплексирование с замкнутым контуром и т.д.) для передачи нисходящей линии с точки зрения текущих условий нисходящей линии связи.

Процессор 316, который оперативно соединяется с передатчиком 312, приемником 314, и запоминающим устройством 318, может быть одним или более микропроцессорами, микроконтроллерами, процессорами цифрового сигнала (DSP), конечными автоматами, логическими электрическими схемами, любой их комбинацией или любым другим устройством или комбинацией устройств, которые обрабатывают информацию, основываясь на рабочих или программных командах, хранящихся в запоминающем устройстве 318. Специалист в данной области техники должен понимать, что процессор 316 может быть реализован, используя многочисленные устройства обработки, которые могут быть необходимы для выполнения требований обработки согласно настоящему изобретению и различных других функций базовой станции 301. Специалисту в данной области техники также должно быть понятно, что когда процессор 316 имеет одну или более его функций, выполняемых конечным автоматом или логической электрической схемой, запоминающее устройство, содержащее соответствующие рабочие команды, может быть встроено внутрь конечного автомата или логической электрической схемы, а не быть внешним по отношению к процессору 316.

Запоминающее устройство 318, которое может быть отдельным элементом, как изображено на фиг. 3, или может быть интегрировано в процессор 316, может содержать оперативное запоминающее устройство (RAM), постоянное запоминающее устройство (ROM), флэш-память, электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EEPROM), съемное запоминающее устройство, жесткий диск и/или различные другие формы запоминающих устройств, известные в технике. Запоминающее устройство 318 может содержать различные компоненты, такие как, например, один или более программных компонентов запоминающего устройства для хранения программных команд, исполняемых процессором 316, один или более компонент ассоциативного запоминающего устройства для хранения идентификатора, связанного с базовой станцией 301, а также для хранения адресов устройств беспроводной связи, осуществляющих на текущий момент связь с базовой станцией 301, и различные компоненты хранения данных. Идентификатор может быть выведен из, по меньшей мере, одного из идентификатора сдвига, специфического для базовой станции, идентификатора базовой станции, идентификатора местонахождения ячейки, идентификатора физической ячейки, идентификатора глобальной ячейки, индекса слота, индекса субкадра, номера системного кадров и/или идентификатора транзакций радиосети. Компонент программной памяти запоминающего устройства 318 может содержать стек протоколов для управления передачей информации, создаваемой процессором 316, по каналам данных и/или каналов управления системы 200. Специалисты в данной области техники должны понимать, что различные компоненты запоминающего устройства могут быть группой отдельно расположенных зон памяти общего или совокупного запоминающего устройства 318 и что запоминающее устройство 318 может содержать один или более индивидуальных элементов запоминающего устройства.

В одном варианте осуществления передатчик 312, приемник 314 и процессор 316 базовой станции предназначены осуществлять и поддерживать протокол широкополосной беспроводной связи, такой как протокол Универсальной Системы Мобильной Связи (UMTS), протокол Е-UTRA, протокол долгосрочного развития 3GPP (LTE) или собственный протокол, действующий для передачи цифровых данных, таких как данные пользователя (которые могут содержать голосовые, текстовые, видео- и/или графические данные), и/или управляющей информации между базовой станцией 301 и устройством 201 беспроводной связи по различным типам каналов. В системе Е-UTRA восходящий канал передачи данных может быть каналом PUSCH, восходящий канал передачи управления может быть физическим восходящим каналом передачи управления (PUCCH), нисходящий канал передачи управления может быть физическим нисходящим каналом передачи управления (PDCCH) и нисходящий канал передачи данных может быть физическим нисходящим каналом общего пользования (PDSCH). Управляющая информация восходящей линии может передаваться по PUCCH и/или PUSCH, а управляющая информация нисходящей линии канала обычно передается по каналу PDCCH.

Когда базовая станция 301 реализует стандарт Е-UTRA, процессор 316 базовой станции в одном варианте осуществления содержит секцию логического кодирования и мультиплексирования канала для осуществления кодирования канала и мультиплексирования управляющей информации и опорных сигналов позиционирования, предназначенных для передачи через субкадр 340 нисходящей линии. Секция кодирования и мультиплексирования канала является логической секцией процессора 316 базовой станции, которая выполняет кодирование и мультиплексирование, реагируя на программные команды, хранящиеся в запоминающем устройстве 318. Секция кодирования и мультиплексирования канала может содержать один блок кодирования канала для кодирования информации канала управления (например, индикаторов качества канала, опорных символов для конкретной ячейки (CRS), индикаторов ранга и гибридные автоматические подтверждения запроса повторения (HARQ-ACK/NACK)) в соответствующие ресурсы передачи (например, элементы частотно-временных ресурсов), и другой блок для кодирования опорных сигналов позиционирования и другой информации, обычно передаваемой по первичному/вторичному каналу синхронизации (например, P/S-SCH) в связанные ресурсы передачи. Секция кодирования и мультиплексирования канала процессора 316 может содержать дополнительные блоки кодирования для кодирования различных других типов информации и/или опорных символов, используемых устройством 201 беспроводной связи для демодуляции и определения качества нисходящей линии. Секция кодирования и мультиплексирования канала процессора 316 также содержит блок мультиплексирования канала, который мультиплексирует кодируемую информацию, создаваемую различными блоками кодирования канала, в субкадр, подаваемый на передатчик 312 для передачи по нисходящей линии.

Каждое устройство 201 беспроводной связи содержит, среди прочего, одну или более передающих антенн 320 (для целей примера показана одна антенна), одну или более приемных антенн 322, 323 (для целей примера показаны две антенны), один или более передатчиков 325 (для целей примера показан один передатчик), один или более приемников 327 (для целей примера показан один приемник), процессор 329, запоминающее устройство 331, гетеродин 332, необязательный дисплей 333, необязательный интерфейс 335 пользователя и необязательный механизм 337 предупреждения. Хотя на чертеже они показаны отдельно, передатчик 325 и приемник 327 могут быть объединены в один или более приемопередатчиков, как хорошо известно в технике. Вводя в схему множество приемных антенн 322, 323 и другое соответствующее аппаратурное и программное обеспечение, как должны понимать специалисты в данной области техники, устройство 201 беспроводной связи может облегчить использование антенной системы MIMO для нисходящей связи.

Передатчик 325, приемник 327 и процессор 329 устройства беспроводной связи предназначены для осуществления и поддержки протокола широкополосной беспроводной связи, такого как протокол UMTS, протокол Е-UTRA, протокол 3GPP LTE или собственный протокол, действующие для передачи цифровой информации, такой как данные пользователя (которые могут содержать голосовые, текстовые, видео- и/или графические данные), и/или управляющая информация, между устройством 201 беспроводной связи и сервисной базовой станцией 301 по каналам управления и каналам данных. В системе Е-UTRA восходящий канал данных может быть каналом PUSCH и восходящий канал управления может быть каналом PUCCH. Управляющая ин