Способ и устройство для подавления помех и приема сигнала в системе беспроводной связи

Способ и устройство для подавления помех и приема сигнала в системе беспроводной связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

[1] Настоящее изобретение относится к системе беспроводной связи и, в частности, к способу и устройству для приема сигнала посредством подавления помех в системе беспроводной связи.

Уровень техники

[2] Система с множественными входами и множественными выходами (MIMO) увеличивает эффективность передачи и приема данных с использованием нескольких передающих антенн и нескольких приемных антенн вместо одиночной передающей антенны и одиночной приемной антенны. Приемник принимает данные через несколько трактов, когда используются несколько антенн, тогда как приемник принимает данные через один тракт антенны, когда используется одиночная антенна. В соответствии с этим система MIMO может увеличить скорость передачи данных и пропускную способность и улучшить покрытие.

[3] Схема MIMO в одной соте может быть разделена на схему однопользовательской системы MIMO (SU-MIMO) для приема нисходящего сигнала посредством одного пользовательского оборудования (UE) в одной соте и схему многопользовательской системы MIMO (MU-MIMO) для приема нисходящего сигнала двумя или более экземплярами пользовательского оборудования.

[4] Оценкой канала называется процедура компенсации искажения сигнала вследствие замирания для восстановления сигнала передачи. Здесь замиранием называется внезапное колебание интенсивности сигнала вследствие многотрактовой временной задержки в среде системы беспроводной связи. Для оценки канала требуется опорный сигнал (RS), известный и передатчику, и приемнику. Кроме того, опорный сигнал может упоминаться как сигнал RS или контрольный сигнал в соответствии с примененным стандартом.

[5] Нисходящий сигнал RS представляет собой контрольный сигнал для когерентной демодуляции для физического общего канала нисходящей линии связи (канал PDSCH), физического канала индикатора управляющего формата (PCFICH), физического гибридного канала индикатора (PHICH), физического канала управления нисходящей линии связи (PDCCH) и т.д. Нисходящий сигнал RS включает в себя общий сигнал RS (CRS), совместно используемый всеми экземплярами пользовательского оборудования в соте, и выделенный сигнал RS (DRS) для конкретного пользовательского оборудования. Для системы (например, системы, имеющий стандарт LTE-A с конфигурацией расширенных антенн для поддержки 8 передающих антенн) по сравнению с традиционной системой связи (например, системой в соответствии с выпуском 8 или 9 стандарта LTE) для поддержки 4 передающих антенн, демодуляция данных на основе сигнала DRS была рассмотрена для эффективно управления сигналами RS и поддержки разработанной схемы передачи. Таким образом, для поддержки передачи данных через расширенные антенны может быть определен сигнал DRS для двух или более уровней. Сигнал DRS предварительно кодируется тем же самым предварительным кодером, как и предварительный кодер для данных, и, таким образом, приемник может легко оценить информацию канала для демодуляции данных без отдельной информации предварительного кодирования.

[6] Приемник нисходящей линии связи может собрать предварительно закодированную информацию канала для конфигурации расширенных антенн через сигнал DRS, но требует отдельного сигнала RS, отличающегося от сигнала DRS для незакодированной информации канала. В соответствии с этим приемник системы в соответствии со стандартом LTE-A может определить сигнал RS для сбора информации состояния канала (CSI), то есть сигнал CSI-RS.

Раскрытие изобретения

Техническая проблема

[7] Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить способ и устройство для приема сигнала посредством подавления помех в системе беспроводной связи.

[8] Специалисты в области техники поймут, что цели, которые могут быть достигнуты с помощью настоящего изобретения, не ограничены тем, что было, в частности, описано выше, и упомянутые выше и другие цели, которые может достигнуть настоящее изобретение, будут более ясно понятны из следующего подробного описания.

Техническое решение

[9] В одном аспекте настоящего изобретения способ для приема сигнала с использованием подавления помех с помощью сети (NAICS) в системе беспроводной связи, поддерживающей агрегацию несущих, посредством пользовательского оборудования (UE) может включать в себя передачу информации о возможностях пользовательского оборудования, включающей в себя информацию комбинации полос, информация комбинации полос указывает комбинацию полос, поддерживаемую пользовательским оборудованием при агрегации несущих, и прием сигнала на основе информации о возможностях пользовательского оборудования. Информация комбинации полос может включать в себя максимальную полосу пропускания, поддерживающую NAICS для комбинации полос.

[10] Информация комбинации полос может включать в себя максимальное количество компонентных несущих (CC), поддерживающих NAICS в комбинации полос.

[11] Информация комбинации полос может включать в себя информацию индикации, указывающую, поддерживается ли NAICS для комбинации полос, соответствующей информации комбинации полос.

[12] Информация индикации может быть сконфигурирована в битовом массиве, и каждый бит битового массива может соответствовать комбинации максимального количества компонентных несущих и максимального значения полосы пропускания.

[13] Если информация индикации включена в информацию комбинации полос, информация индикации может указывать поддержку NAICS для комбинации полос, соответствующей информации комбинации полос.

[14] Если информация индикации включена в информацию комбинации полос, количество портов общего опорного сигнала (CRS) в создающей помехи соте может быть определено как равное 2.

[15] Максимальная полоса пропускания может быть указана как количество физических ресурсных блоков (PRB).

[16] В другом аспекте настоящего изобретения пользовательское оборудование для приема сигнала с использованием NAICS в системе беспроводной связи, поддерживающей агрегацию несущих, может включать в себя радиочастотный (RF) блок и процессор. Процессор может передавать информацию о возможностях пользовательского оборудования, включающую в себя информацию комбинации полос, информация комбинации полос указывает комбинацию полос, поддерживаемую пользовательским оборудованием при агрегации несущих, и принимать сигнал на основе информации о возможностях пользовательского оборудования. Информация комбинации полос может включать в себя максимальную полосу пропускания, поддерживающую NAICS для комбинации полос.

[17] Информация комбинации полос может включать в себя максимальное количество компонентных несущих, поддерживающих NAICS в комбинации полос.

[18] Информация комбинации полос может включать в себя информацию индикации, указывающую, поддерживается ли NAICS для комбинации полос, соответствующей информации комбинации полос.

[19] Информация индикации может быть сконфигурирована в битовом массиве, и каждый бит битового массива может соответствовать комбинации максимального количества компонентных несущих и максимального значения полосы пропускания.

[20] Если информация индикации включена в информацию комбинации полос, информация индикации может указывать поддержку NAICS для комбинации полос, соответствующей информации комбинации полос.

[21] Если информация индикации включена в информацию комбинации полос, количество портов сигнала CRS в создающей помехи соте может быть определено как равное 2.

[22] Максимальная полоса пропускания может быть указана как количество блоков PRB.

Выгодные эффекты

[23] В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения могут быть обеспечены способ и устройство для приема сигнала посредством подавления помех в системе беспроводной связи.

[24] Специалистам в области техники будет очевидно, что эффекты, которые могут быть достигнуты с помощью настоящего изобретением, не ограничены описанным выше, и другие преимущества настоящего изобретения будут более понятны на основе следующего подробного описания, рассматриваемого вместе с прилагаемыми чертежами.

Описание чертежей

[25] Прилагаемые чертежи, которые включены в настоящий документ, чтобы обеспечить дополнительное понимание изобретения, иллюстрируют варианты осуществления изобретения и вместе с описанием служат для описания принципа изобретения.

[26] Фиг. 1 иллюстрирует структуру радиокадра типа 1;

[27] Фиг. 2 иллюстрирует структуру ресурсной решетки нисходящей линии связи для продолжительности одного слота нисходящей линии связи;

[28] Фиг. 3 иллюстрирует структуру субкадра нисходящей линии связи;

[29] Фиг. 4 иллюстрирует структуру субкадра восходящей линии связи;

[30] Фиг. 5 иллюстрирует конфигурацию системы связи с множественными входами и множественными выходами (MIMO), имеющей несколько антенн;

[31] Фиг. 6 иллюстрирует шаблон традиционного общего опорного сигнала (CRS) и выделенного опорного сигнала (DRS);

[32] Фиг. 7 демонстрирует иллюстративный шаблон опорного сигнала демодуляции (DM RS), определенный для усовершенствованной системы долгосрочного развития (LTE-A);

[33] Фиг. 8 демонстрирует иллюстративные шаблоны опорного сигнала информации состояния каналов (CSI-RS);

[34] Фиг. 9 демонстрирует иллюстративную периодическую передачу сигнала CSI-RS;

[35] Фиг. 10 демонстрирует иллюстративную апериодическую передачу сигнала CSI-RS;

[36] Фиг. 11 иллюстрирует пример использования двух конфигураций сигнала CSI-RS;

[37] Фиг. 12 иллюстрирует общую среду помех в системе нисходящей линии связи;

[38] Фиг. 13 демонстрирует иллюстративный режим передачи (TM) смежной соты в соответствии с информацией множества субкадров инициирования;

[39] Фиг. 14 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая вариант осуществления настоящего изобретения; и

[40] Фиг. 15 - блок-схема базовой станции (BS) и пользовательского оборудования (UE), к которым применим вариант осуществления настоящего изобретения.

Предпочтительный вариант осуществления изрбретения

[41] Следующие варианты осуществления предложены посредством комбинирования составляющих компонентов и характеристик настоящего изобретения в соответствии с предварительно заданным форматом. Индивидуальные составляющие компоненты или характеристики следует рассматривать как факультативные факторы при условии, что нет никакого дополнительного замечания. При необходимости индивидуальные составляющие компоненты или характеристики могут не быть комбинированы с другими компонентами или характеристиками. Кроме того, некоторые составляющие компоненты и/или характеристики могут быть комбинированы, чтобы реализовать варианты осуществления настоящего изобретения. Порядок операций, которые будут раскрыты в вариантах осуществления настоящего изобретения, может быть изменен. Некоторые компоненты или характеристики любого варианта осуществления также могут быть включены в другие варианты осуществления или могут быть заменены компонентами или характеристиками из других вариантов осуществления по мере необходимости.

[42] Варианты осуществления настоящего изобретения раскрыты на основе соотношения передачи данных между базовой станцией и терминалом. В этом случае базовая станция используется в качестве терминального узла сети, через которую базовая станция может непосредственно осуществлять связь с терминалом. Конкретные операции, которые будут проводиться базовой станцией в настоящем изобретении, по мере необходимости также могут быть проведены более верхним узлом относительно базовой станции.

[43] Другими словами, для специалистов в области техники будет очевидно, что различные операции для предоставления возможности базовой станции осуществлять связь с терминалом в сети, составленной из нескольких сетевых узлов, включающих в себя базовую станцию, будут проводиться базовой станцией или другими сетевыми узлами, кроме базовой станции. Термин "базовая станция (BS)" может быть заменен на стационарную станцию, узел-B, узел eNode-B (eNB) или точку доступа по мере необходимости. Термин "ретрансляция" может быть заменен на термины ретрансляционный узел (RN) или ретрансляционная станция (RS). Термин "терминал" может также быть заменен на пользовательское оборудование (UE), мобильную станцию (MS), станцию мобильного абонента (MSS) или абонентскую станцию (SS) по мере необходимости.

[44] Следует отметить, что конкретные условия, раскрытые в настоящем изобретении, предложены для удобства описания и лучшего понимания настоящего изобретения, и использование этих конкретных условий может быть заменено на другие форматы в техническом объеме или сущности настоящего изобретения.

[45] В некоторых случаях известные структуры и устройства опущены, чтобы избежать затруднения понимания концепций настоящего изобретения, и важные функции структур и устройства показаны в форме блок-схем. Одинаковые ссылочные номера будут использоваться на всех чертежах для ссылки на одинаковые или схожие части.

[46] Иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения поддерживаются стандартными документами, раскрытыми по меньшей мере для одной из систем беспроводного доступа, в том числе системы 802 Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE), системы Проекта партнерства по созданию сетей третьего поколения (3GPP), системы долгосрочного развития (LTE) 3GPP, усовершенствованной системы LTE (LTE-A) и системы 3GPP2. В частности, этапы или части, которые не описаны для ясного раскрытия технической идеи настоящего изобретения, в вариантах осуществления настоящего изобретения могут поддерживаться упомянутыми выше документами. Вся используемая здесь терминология может поддерживаться по меньшей мере одним из упомянутых выше документов.

[47] Следующие варианты осуществления настоящего изобретения могут быть применены ко множеству технологий беспроводного доступа, например, ко множественному доступу с кодовым разделением (CDMA), ко множественному доступу с частотным разделением (FDMA), ко множественному доступу с временным разделением (TDMA), ко множественному доступу с ортогональным частотным разделением (OFDMA), ко множественному доступу с частотным разделением с одиночной несущей (SC-FDMA) и т.п. Технология CDMA может быть воплощена через беспроводную (или радио) технологию, такую как универсальный наземный радиодоступ (UTRA) или CDMA2000. Технология TDMA может быть воплощена через беспроводную (или радио) технологию, такую как глобальная система для мобильной связи (GSM)/общая служба пакетной радиопередачи (GPRS)/развитие стандарта GSM с увеличенной скоростью передачи данных (EDGE). Технология OFDMA может быть воплощена через беспроводную (или радио) технологию, такую как стандарты IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20 и усовершенствованный доступ UTRA (E-UTRA). Технология UTRA является частью универсальной системы мобильной связи (UMTS). Система долгосрочного развития (LTE) Проекта партнерства по созданию сетей третьего поколения (3GPP) является частью усовершенствованной системы UMTS (E-UMTS), которая использует E-UTRA. Система 3GPP LTE использует OFDMA на нисходящей линии связи и использует SC-FDMA на восходящей линии связи. Система LTE-A является усовершенствованной версией системы 3GPP LTE. WiMAX может быть описан посредством стандарта IEEE 802.16e (опорная система wirelessMAN-OFDMA) и посредством усовершенствованного стандарта IEEE 802.16m (усовершенствованная система wirelessMAN-OFDMA). Для ясности следующее описание сосредоточено на системах IEEE 802.11. Однако технические признаки настоящего изобретения не ограничены этим.

[48] Со ссылкой на фиг. 1 ниже будет описана структура радиокадра нисходящей линии связи.

[49] В сотовой беспроводной пакетной системе связи ортогонального мультиплексирования с частотным разделением (OFDM) пакеты данных восходящей и/или нисходящей линий связи передаются в субкадрах. Один субкадр определен как предварительно заданный период времени, включающий в себя множество символов OFDM. Стандарт 3GPP LTE поддерживает структуру радиокадра типа 1, применимую к дуплексной передаче с частотным разделением (FDD), и структуру радиокадра типа 2, применимую к дуплексной передаче с временным разделением (TDD).

[50] Фиг. 1 иллюстрирует структуру радиокадра типа 1. Радиокадр нисходящей линии связи разделен на 10 субкадров. Каждый субкадр далее разделен на два слота во временной области. Единица времени, в течение которой передается один субкадр, определена как интервал времени передачи (TTI). Например, один субкадр может составлять 1 мс по продолжительности, и один слот может составлять 0,5 мс по продолжительности. Слот включает в себя множество символов OFDM во временной области и множество ресурсных блоков (RB) в частотной области. Поскольку система 3GPP LTE применяет OFDMA для нисходящей линии связи, символ OFDM представляет один период символа. Символ OFDM может упоминаться как символ SC-FDMA или период символа. Ресурсный блок представляет собой единицу распределения ресурсов, включающую в себя множество смежных поднесущих в слоте.

[51] Количество символов OFDM в одном слоте может изменяться в зависимости от конфигурации циклического префикса (CP). Имеется два типа циклических префиксов: расширенный циклический префикс и обычный циклический префикс. В случае обычного циклического префикса один слот включает в себя 7 символов OFDM. В случае расширенного циклического префикса длина одного символа OFDM увеличена, и, таким образом, количество символов OFDM в слоте меньше, чем в случае обычного циклического префикса. Таким образом, когда используется расширенный циклический префикс, в один слот могут быть включены, например, 6 символов OFDM. Если состояние каналов становится плохим, например, во время быстрого перемещения пользовательского оборудования, расширенный циклический префикс может использоваться, чтобы дополнительно уменьшить межсимвольные помехи (ISI).

[52] В случае обычного циклического префикса один субкадр включает в себя 14 символов OFDM, поскольку один слот включает в себя 7 символов OFDM. Первые два или три символа OFDM каждого субкадра могут быть распределены физическому каналу управления нисходящей линии связи (PDCCH), и другие символы OFDM могут быть распределены физическому общему каналу нисходящей линии связи (PDSCH).

[53] Описанные выше структуры радиокадра являются чисто иллюстративными, и, таким образом, следует отметить, что количество субкадров в радиокадре, количество слотов в субкадре или количество символов в слоте могут изменяться.

[54] Фиг. 2 иллюстрирует структуру ресурсной решетки нисходящей линии связи для продолжительности одного слота нисходящей линии связи. Фиг. 2 соответствует случаю, в котором мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM) включает в себя обычный циклический префикс. Согласно фиг. 2 слот нисходящей линии связи включает в себя множество символов OFDM во временной области и включает в себя множество ресурсных блоков в частотной области. Здесь один слот нисходящей линии связи включает в себя 7 символов OFDM во временной области, и ресурсный блок включает в себя 12 поднесущих в частотной области, что ограничивает объем и сущность настоящего изобретения. Элемент в ресурсной решетке упоминается как ресурсный элемент (RE). Например, RE a(k, 1) ссылается на местоположение ресурсного элемента в k-й поднесущей и первом символе OFDM. В случае обычного циклического префикса один ресурсный блок включает в себя 12×7 ресурсных элементов (в случае расширенного циклического префикса один ресурсный блок включает в себя 12×6 ресурсных элементов). Интервал между поднесущими составляет 15 кГц, и, таким образом, один ресурсный блок включает в себя приблизительно 180 кГц в частотной области. N^DL представляет собой количество ресурсных блоков в слоте нисходящей линии связи. N^DL зависит от ширины полосы пропускания нисходящей линии связи, сконфигурированной посредством планирования базовой станции.

[55] Фиг. 3 иллюстрирует структуру субкадра нисходящей линии связи. Вплоть до трех символов OFDM в начале первого слота в субкадре нисходящей линии связи используются для области управления, в которой распределены каналы управления, и другие символы OFDM субкадра нисходящей линии связи используются для области данных, в которой распределен канал PDSCH. Основной единицей передачи является один субкадр. Таким образом, канал PDCCH и канал PDSCH распределены через два слота. Каналы управления нисходящей линии связи, используемые в системе 3GPP LTE, включают в себя, например, физический канал индикатора управляющего формата (PCFICH), физический канал управления нисходящей линии связи (PDCCH) и физический канал индикатора гибридного автоматического запроса повторной передачи (HARQ) (PHICH). Канал PCFICH расположен в первом символе OFDM субкадра, несущем информацию о количестве символов OFDM, используемых для передачи каналов управления в субкадре. Канал PHICH переносит сигнал подтверждения/не подтверждения HARQ (ACK/NACK) в ответ на передачу по восходящей линии связи. Управляющая информация, переносимая по каналу PDCCH, называется управляющей информацией нисходящей линии связи (DCI). Информация DCI транспортирует информацию планирования восходящей или нисходящей линии связи или команды управления мощностью передачи по восходящей линии связи для групп пользовательского оборудования. Канал PDCCH обеспечивает информацию о распределении ресурсов и транспортном формате для общего канала нисходящей линии связи (DL-SCH), информацию о распределении ресурсов на общем канале восходящей линии связи (UL-SCH), пейджинговую информацию пейджингового канала (PCH), системную информацию на канале DL-SCH, информацию о распределении ресурсов для управляющего сообщения более высокого уровня, такого как ответ произвольного доступа, переданный на канале PDSCH, множество команд управления мощностью передачи для индивидуальных экземпляров пользовательского оборудования из группы пользовательского оборудования, информацию управления мощностью передачи, информацию активации передачи речи по протоколу IP (VoIP) и т.д. Множество каналов PDCCH может быть передано в области управления. Пользовательское оборудование может контролировать множество каналов PDCCH. Канал PDCCH сформирован посредством агрегирования одного или более последовательных элементов канала управления (CCE). Элемент CCE представляет собой логическую единицу распределения, используемую для обеспечения канала PDCCH со скоростью кодирования, основанной на состоянии радиоканала. Элемент CCE соответствует множеству групп ресурсных элементов. Формат канала PDCCH и количество доступных битов для канала PDCCH определяются в соответствии со взаимоотношением между количеством элементов CCE и скоростью кодирования, обеспеченной элементами CCE. Узел eNB определяет формат канала PDCCH в соответствии с информацией DCI, переданной пользовательскому оборудованию, и добавляет циклический избыточный код (CRC) к управляющей информации. Код CRC маскируется идентификатором (ID), известным как временный идентификатор радиосети (RNTI) в соответствии с владельцем или использованием канала PDCCH. Когда канал PDCCH направлен к конкретному пользовательскому оборудованию, его код CRC может быть замаскирован индикатором RNTI соты (C-RNTI) пользовательского оборудования. Когда канал PDCCH предназначен для пейджингового сообщения, код CRC канала PDCCH может быть замаскирован идентификатором пейджингового индикатора (P-RNTI). Когда канал PDCCH переносит системную информацию, в частности блок системной информации (SIB), его код CRC может быть замаскирован идентификатором системной информации и идентификатором RNTI системной информацией (SI-RNTI). Чтобы указать, что канал PDCCH переносит ответ произвольного доступа в ответ на преамбулу произвольного доступа, переданную пользовательским оборудованием, его код CRC может быть замаскирован идентификатором RNTI произвольного доступа (RA-RNTI).

[56] Фиг. 4 иллюстрирует структуру субкадра восходящей линии связи. Субкадр восходящей линии связи может быть разделен на область управления и область данных в частотной области. Физический канал управления восходящей линии связи (PUCCH), переносящий управляющую информацию восходящей линии связи, распределен для области управления, и физический общий канал восходящей линии связи (PUSCH), переносящий пользовательские данные, распределен для области данных. Для поддержания свойства одиночной несущей пользовательское оборудование не передает канал PUSCH и канал PUCCH одновременно. Канал PUCCH для пользовательского оборудования распределен для пары ресурсных блоков в субкадре. Ресурсные блоки из пары ресурсных блоков занимают разные поднесущие в двух слотах. Таким образом, говорится, что пара ресурсных блоков, распределенная для канала PUCCH, перескакивает по частоте на границе слота.

[57] Моделирование системы MIMO

[58] Система с множественными входами и множественными выходами (MIMO) увеличивает эффективность передачи/приема данных c использованием нескольких передающих (Tx) антенн и несколько приемных (Rx) антенн. Технология MIMO не зависит от тракта отдельной антенны, чтобы принимать все сообщения, а вместо этого может объединять несколько фрагментов данных, принятых через несколько антенн, и принять все данные.

[59] Технология MIMO включает в себя схему пространственного разнесения, схему пространственного мультиплексирования и т.д. Схема пространственного разнесения может увеличить надежность передачи или может расширить диаметр соты с усилением при разнесении и, таким образом, является подходящей для передачи данных пользовательского оборудования, которое перемещается с высокой скоростью. Схема пространственного мультиплексирования может одновременно передавать разные данные, чтобы увеличить скорость передачи данных без увеличения системной полосы пропускания.

[60] Фиг. 5 иллюстрирует конфигурацию системы связи MIMO, имеющей несколько антенн. Как проиллюстрировано на фиг. 5(a), одновременное использование множества антенн и в передатчике, и в приемнике увеличивает теоретическую пропускную способность канала по сравнению с использованием нескольких антенн только в передатчике или только в приемнике. Таким образом, скорость передачи может быть увеличена, и эффективность использования частотных ресурсов может быть существенно увеличена. Поскольку скорость передачи канала увеличена, скорость передачи может быть увеличена теоретически до произведения максимальной скорости передачи R_o, которая может быть достигнута с одиночной антенной, и увеличения скорости передачи Ri.

[61] Уравнение 1

[62]

[63] Например, система связи MIMO с четырьмя передающими антеннами и четырьмя приемными антеннами теоретически может достигнуть четырехкратного увеличения скорости передачи относительно системы c одиночной антенной. С тех пор как теоретическое увеличение пропускной способности системы MIMO было проверено в середине 1990-х, активно выдвигалось много методик для увеличения скорости передачи данных в реальной реализации. Некоторые методики были уже отражены в различных стандартах беспроводной связи для мобильной связи 3G, беспроводной локальной сети (WLAN) будущего поколения и т.д.

[64] Что касается тенденции исследований системы MIMO до сегодняшнего времени, активные исследования осуществляются во многих аспектах системы MIMO, в том числе исследования теории информации относительно вычисления пропускной способности связи с несколькими антеннами в средах с разнесением каналов и средах множественного доступа, исследования измерения радиоканалов системы MIMO и моделирование системы MIMO, исследования методов пространственно-временной обработки сигнала для увеличения надежности передачи и скорость передачи и т.д.

[65] Связь в системе MIMO будет описана подробно посредством математического моделирования. Предполагается, что в системе присутствуют N_T передающих антенн и N_R приемных антенн.

[66] Что касается сигнала передачи, вплоть до N_T фрагментов информации может быть передано через N_T передающих антенн, как выражено в уравнении 2 ниже.

[67] Уравнение 2

[68]

[69] Разная мощность передачи может быть применена к каждому фрагменту передаваемой информации . Пусть уровни мощности передачи передаваемой информации будут обозначены , соответственно. Тогда вектор передаваемой информации с управлением мощностью передачи задан как

[70] Уравнение 3

[71]

[72] Вектор передаваемой информации с управлением мощностью передачи может быть выражен следующим образом с использованием диагональной матрицы мощности передачи.

[73] Уравнение 4

[74]

[75] N_T сигналов передачи могут быть сформированы посредством умножения вектора информации с управлением мощностью передачи на матрицу весовых коэффициентов W. Матрица весовых коэффициентов W функционирует для должного распределения передаваемой информации по передающим антеннам в соответствии с состоянием канала передачи и т.д. Эти N_T сигналов передачи представлены как вектор x, который может быть определен уравнением 5 ниже.

[76] Уравнение 5

[77]

[78] Здесь относится к весовому коэффициенту между i-й передающей антенной и j-й информацией.

[79] Сигнал приема x может рассматриваться по-разному в соответствии с двумя случаями (например, пространственное разнесение и пространственное мультиплексирование). В случае пространственного мультиплексирования мультиплексируются разные сигналы, и мультиплексированные сигналы передаются приемнику, и, таким образом, элементы информационного вектора (векторов) имеют разные значения. В случае пространственного разнесения один и тот же сигнал многократно передается через множество трактов каналов, и, таким образом, элементы информационных векторов имеют одинаковое значение. Можно также рассматривать гибридную схему пространственного мультиплексирования и пространственного разнесения. Таким образом, один и тот же сигнал может быть передан через три передающих антенны, а остальные сигналы могут быть пространственно мультиплексированы и переданы приемнику.

[80] В случае N_R приемных антенн сигнал приема каждой антенны может быть выражен как вектор, показанный в уравнении 6 ниже.

[81] Уравнение 6

[82]

[83] Когда моделирование канала выполняется в системе связи MIMO, отдельные каналы можно отличить друг от друга в соответствии с индексами передающих/приемных (Tx/Rx) антенн. Канал, передающий диапазон от передающей антенны j к приемной антенне i, обозначается h_ij. Следует отметить, что порядок индексов канала h_ij расположен перед индексом приемной (Rx) антенны и расположен после индекса передающей (Tx) антенны.

[84] Фиг. 5(b) иллюстрирует каналы от N_T передающих антенн к приемной антенне i. Каналы могут быть коллективно представлены в форме вектора и матрицы. Согласно фиг. 5(b), каналы, передающие диапазон от N_T передающих антенн к приемной антенне i, могут быть представлены уравнением 7 ниже.

[85] Уравнение 7

[86]

[87] Все каналы, передающие диапазон от N_T передающих антенн к N_R приемным антеннам, обозначены матрицей, показанной в уравнении 8 ниже.

[88] Уравнение 8

[89]

[90] Аддитивный белый нормально распределенный шум (AWGN) добавляется к фактическому каналу, который прошел матрицу канала. AWGN (n₁, n₂,..., n_NR), добавленный к каждой из N_R приемных антенн, может быть представлен уравнением 9 ниже.

[91] Уравнение 9

[92]

[93] Сигнал приема, вычисленный посредством приведенных выше уравнений, может быть представлен уравнением 10 ниже.

[94] Уравнение 10

[95]

[96] Количество строк и количество столбцов матрицы канала H, указывающей состояние канала, определены количеством принимающих/приемных антенн. В матрице канала H количество строк равно количеству (N_R) приемных антенн, и количество столбцов равно количеству (N_T) передающих антенн. А именно, матрица канала H обозначается матрицей N_RN_T.

[97] Ранг матрицы определен как наименьшее между количеством независимых строк и количеством независимых столбцов в матрице канала. В соответствии с этим ранг матрицы канала не больше, чем количество строк или столбцов матрицы канала. Ранг матрицы канала H, rank(H), удовлетворяет следующему ограничению.

[98] Уравнение 11

[99]

[100] Для передачи в системе MIMO "ранг" указывает количество трактов для независимой передачи сигналов, и "количество уровней" указывает количество потоков, передаваемых через каждый тракт. В целом сторона передачи передает уровни, количество которых соответствует количеству рангов, используемых для передачи сигналов, и, таким образом, ранг имеет такое же значение, как количество уровней, если нет другого раскрытия.

[101] Опорные сигналы (RS)

[102] В системе беспроводной связи пакет передается по радиоканалу. Ввиду природы радиоканала пакет может быть искажен во время передачи. Чтобы успешно принять сигнал, приемник должен компенсировать искажение сигнала приема с использованием информации канала. Обычно, чтобы предоставить приемнику возможность собрать информацию канала, передатчик передает сигнал, известный и передатчику, и приемнику, и приемник собирает данные о канале на основе искажения сигнала, принятого на радиоканале. Этот сигнал называют контрольным сигналом или сигналом RS.

[103] В случае передачи и приема данных через несколько антенн для успешного приема сигнала требуется информация о состоянии каналов между передающими антеннами и приемными антеннами. В соответствии с этим сигнал RS должен быть передан через каждую передающую антенну.

[104] Сигналы RS в системе мобильной связи могут быть разделены на два типа в соответствии с их целями: сигнал RS для сбора информации канала и сигнал RS для демодуляции данных. Поскольку его цель заключается в том, что пользовательское оборудование собирает информацию о канале нисходящей линии связи, первый из них должен передаваться в широкой полосе и приниматься и измеряться даже тем пользовательским оборудованием, которое не принимает данные нисходящей линии связи в конкретном субкадре. Этот сигнал RS также используется в такой ситуации, как эстафетная передача. Второй из них представляет собой сигнал RS, который узел eNB передает наряду с данными нисходящей линии связи в конкретных ресурсах. Пользовательское оборудование может оценить канал посредством приема сигнала RS и в соответствии с этим может демодулировать данные. Сигнал RS должен быть передан в области передачи данных.

[105] Система 3GPP LTE прежних версий (например, 3GPP LTE, выпуск 8) определяет два типа нисходящих сигналов RS для одноадресных сервисов: общий сигнал RS (CRS) и выделенный сигнал RS (DRS). Сигнал CRS используется для сбора информации о состоянии каналов, измерения эстафетной передачи и т.д. и может упоминаться как заданный для соты сигнал RS. DRS используется для демодуляции данных и может упоминаться как заданный для пользовательского оборудования сигнал RS. В системе 3GPP LTE прежних версий сигнал DRS используется только для демодуляции данных, и сигнал CRS может использоваться как в целях сбора информации канала, так и для демодуляции данных.

[106] Сигналы CRS, которые являются заданными для соты, передаются через широкую полосу в каждом субкадре. В соответствии с количеством передающих антенн в узле eNB узел eNB может передавать сигналы CRS для вплоть до че