CN101536588A - 用于反向链路传输的动态simo、su-mimo和mu-mimo操作的统一设计和集中调度 - Google Patents

用于反向链路传输的动态simo、su-mimo和mu-mimo操作的统一设计和集中调度 Download PDF

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Abstract

公开了用于在无线通信***的反向链路中进行导频信号设计、功率控制、数据速率确定以及信道分配的***和方法，以在SIMO、SU－MIMO和MU－MIMO中进行动态调度和联合操作。导频信号基于用于信道估计的周期性发送的多个探测参考序列。功率控制基于预定功率谱密度(PSD)等级的参考信号，以及基于根据发送该参考信号的天线所确定和发送的偏移PSD、其它小区干扰以及功率放大器余量。SIMO/MIMO数据发送的PSD等级基于信道估计和预定的PSD以及偏移PSD来确定。这些数据PSD等级用来产生数据速率，以动态地调度数据流来进行通信。通信资源以依赖于该估计的信道的最大复用阶数的开销通过信道分配来传递。

Description

用于反向链路传输的动态SIMO、SU-MIMO和MU-MIMO操作的统一设计和集中调度
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求2006年10月31日提交的、名称为“A METHOD ANDAPPARATUS FOR SCHEDULING UL TRANSMISSION(用于调度上行链路传输的方法和装置)”的美国临时申请No.60/863,793的权利。通过参考将该申请整体纳入本文。
技术领域
[0002]下面的说明主要涉及无线通信领域，更具体而言涉及反向链路传输的动态SIMO、SU-MIMO和MU-MIMO操作模式的导频设计和集中调度。
背景技术
[0003]无线通信***被广泛部署来提供例如声音，数据等等不同类型的通信内容。这些***可以是通过共享可用的***资源(例如带宽和发射功率)而能够支持和多个用户进行通信的多址***。这些多址***的例子包括码分多址(CDMA)***；时分多址(TDMA)***；频分多址(FDMA)***和正交频分多址(OFDMA)***；第3代合作伙伴计划(3rd Generation PartnershipProject)2超移动宽带(UMB)；以及第3代合作伙伴计划长期演进(LTE)***。通常，每个终端通过前向和反向链路的传输来和一个或者多个基站通信。前向链路(或者下行链路)指从基站到终端的通信链路，反向链路(或者上行链路)指从终端到基站的通信。这些通信链路可以通过基站或者终端处的单个和/或多个接收/发射天线来建立。
[0004]此外，在无线通信中规定了多数频谱带宽以及基站发射功率。在这些限制下的设计使得多入多出(MIMO)***成为提高峰值数据速率、频谱效率以及服务质量的途径。MIMO***分别包括配备的发射机和接收机，以及用于数据传输的多个(NT)发射天线和多个(NR)接收天线。与单入单出(SISO)***相比，仍然能够提供增益的MIMO***的变体是单入多出(SIMO)***。由NT个发射天线和NR个接收天线形成的MIMO信道可以分解为NV个独立的信道，其也被称为空间本征信道，其中1≤NV≤min{NV，NR}。
[0005]如果利用由多个发射和接收天线所产生的额外的维度，则MIMO***能够提供改良的性能(例如，更高的吞吐量，更大的容量，或者更高的可靠性，或者其任何组合)。应当理解，虽然SIMO***在性能上提供的改进较少，但是这样的***通过在用户设备中只使用单个天线并在基站依赖多个天线，避免了接收机过于复杂。MIMO***可以被划分成两个操作类别：(i)单用户MIMO，以及(ii)多用户MIMO。单用户MIMO(SU-MIMO)操作的主要目标是增加每个终端的峰值数据速率，而多用户MIMO(MU-MIMO)的主要目标是增加扇区(或者服务小区)容量。每个这些类别中的操作都有优点。SU-MIMO利用空间复用来提高吞吐量和可靠性，MU-MIMO利用多用户复用(或者多用户分集)来进一步获得容量。此外，即使当用户设备具有单个接收机天线时，MU-MIMO也从空间复用中获益。
[0006]为了从无线通信的MIMO模型中获得改良的性能，同时能够同时为SIMO、SU-MIMO和MU-MIMO用户服务而不损害任何这些操作模式，需要能够提供对SIMO、SU-MIMO和MU-MIMO传输的统一集中和动态的调度的***和方法。
发明内容
[0007]下面描述了简化的发明内容来提供对公开的实施例的一些方面的基本理解。该发明内容并非是广泛的概览，并且既不意在标识关键或者重要的元件，也不描述这些实施例的范围。其目的是以简化的形式显示所描述的实施例的一些概念，作为后文要说明的具体实施方式的开端。
[0008]在一方面，本文公开了一种用于无线通信***中的方法，所述方法包括：从自M个天线的组中选择的天线发送至少一个功率控制参考信号，其中M是正整数；从用来报告所述至少一个功率控制参考信号的天线传递功率谱密度(PSD)偏移，其中所述PSD偏移至少部分地基于用于发送所述至少一个功率控制参考信号的参考PSD等级；以及从所述M个天线的组中的每个天线发送导频信号来估计当M>1时的多入多出信道，以及当M＝1时的SIMO信道。
[0009]在另一方面，公开了一种无线通信装置，包括：处理器，用于从自一组虚拟天线或者一组物理天线中选择的天线发送功率控制参考信号；从所选择的天线传递功率谱密度(PSD)值，所述PSD值至少部分由用于报告所述功率控制参考信号的参考PSD确定；从该组虚拟天线或者该组物理天线的每个天线周期性地发送探测参考信号；以及耦合于所述处理器的存储器。
[0010]在又一方面，本说明书公开了一种在无线通信环境中运行的设备，所述设备包括：用于从自包括M个虚拟天线或者G个物理天线的组中选择的天线发送至少一个功率控制参考信号的模块，其中M和G是正整数；用于从用来报告所述至少一个功率控制参考信号的天线传递功率谱密度(PSD)偏移的模块；用于从所述M个虚拟天线的组或者所述G个物理天线的组的每个天线发送导频信号的模块。
[0011]在再一方面，公开了一种计算机程序产品，包括计算机可读介质，所述计算机可读介质包括：用于使至少一个计算机从自M个天线的组中选择的天线发送至少一个功率控制参考信号的代码，其中M是正整数；用于使所述至少一个计算机从用来报告所述至少一个功率控制参考信号的天线传递功率谱密度(PSD)偏移的代码，其中所述PSD偏移至少基于用于发送所述至少一个功率控制参考信号的参考PSD等级；以及用于使所述至少一个计算机从所述M个天线的组中的每个天线发送导频信号的代码。
[0012]在一方面，本发明的创新点公开了另一种用于无线通信***中的方法，所述方法包括：至少部分地基于接收到由M个天线发送的一组导频信号来估计单入多出(SIMO)或者多入多出(MIMO)信道；根据一组调度的数据流来确定用于在反向链路(RL)中发送数据的功率谱密度；根据该组调度的数据流来确定用于在RL中传递数据的数据速率；以及在单入多出(SIMO)操作、单用户MIMO操作或者多用户MIMO操作中的一种操作下对接入终端进行调度。
[0013]在另一方面，公开了一种在无线通信***中运行的设备，所述设备包括：用于估计无线信道的模块；用于根据一组调度的数据流来确定在反向链路(RL)中发送数据的功率谱密度的模块；用于根据该组调度的数据流来确定在RL中传递数据的数据速率的模块；以及用于在单入多出(SIMO)操作、单用户MIMO操作或者多用户MIMO操作中的一种操作下对终端进行调度的模块。
[0014]在又一方面，本发明的创新点公开了一种无线通信装置，包括：处理器，用于估计单入多出(SIMO)或者多入多出(MIMO)信道；根据一组调度的数据流来确定用于在反向链路(RL)中发送数据的功率谱密度；根据该组调度的数据流来确定在RL中传递数据的数据速率；以及在单入多出(SIMO)操作、单用户MIMO操作或者多用户MIMO操作中的一种操作下对接入终端进行调度；以及耦合于所述处理器的存储器。
[0015]在再一方面，本说明书公开了一种计算机程序产品，包括：计算机可读介质，所述计算机可读介质包括：用于使至少一个计算机估计单入多出(SIMO)或者多入多出(MIMO)信道的代码；用于根据一组调度的数据流使所述至少一个计算机确定用于在反向链路(RL)中发送数据的功率谱密度的代码；用于根据该组调度的数据流使所述至少一个计算机确定用于在RL中传递数据的数据速率的代码；以及用于使所述至少一个计算机在单入多出(SIMO)操作、单用户MIMO操作或者多用户MIMO操作中的至少一种操作下对终端进行调度的代码。
[0016]为了实现前述和相关的目的，一个或者多个实施例包括以下详细描述并在权利要求中特别指出的特征。下面的描述和附图详细阐述了某些说明性的方面，并且说明了采用所述实施例的原理的多种方式中的一部分。从下面的结合附图的详细说明中，其它的优点和新颖性特征将变得更加明显，并且所公开的实施例旨在包括所有这些方面以及他们的等同形式。
附图说明
[0017]图1示出了根据本文公开的方面的多址无线通信***，其中具有多个天线的接入点同时和以SIMO、SU-MIMO和MU-MIMO模式操作的各个接入终端进行通信。
[0018]图2是实现SIMO、SU-MIMO或者MU-MIMO模式下的接入终端的动态集中调度和联合UL操作的***200的高级方框图。
[0019]图3A和3B是分别示出了终端接收的用来确定CQI的参考信号功率的相对大小和用来在RL中发送数据的数据PSD，以及探测(导频)参考信号的示意图。
[0020]图4是示出了用于多个用户的频率资源的导频分配的图。
[0021]图5是用于调度SIMO、SU-MIMO和MU-MIMO用户的联合操作的UL分配信道结构图。
[0022]图6是在MIMO操作中的发射机***和接收机***的示例性实施例的方框图。
[0023]图7示出了示例性的MU-MIMO***。
[0024]图8示出了根据本文公开的方面用于控制功率和导频信令的方法的流程图。
[0025]图9示出了用于调度SIMO、SU-MIMO或者MU-MIMO操作模式的方法的流程图。
[0026]图10示出了用于接收用于在SIMO、SU-MIMO或者MU-MIMO模式中的操作的资源分配的方法的流程图。
[0027]图11示出了根据说明书中公开的多个方面，能够控制功率和导频信号，以及接收通信资源的分配的示例性***的方框图。
[0028]图12是根据本文提出的方面，能够调度SIMO、SU-MIMO或者MU-MIMO操作模式，以及传递通信资源的分配的***的方框图。
具体实施方式
[0029]以下参考附图描述各种实施例，其中，始终使用同样的附图标记来表示相同的元件。为了便于说明，在下面的说明书中阐明了许多具体细节，以便于彻底理解一个或多个实施例。然而，显然可以无需这些具体的细节来实现这些实施例。在其它情况中，以框图的形式来显示公知的结构和设备，以便于描述一个或多个实施例。
[0030]在该申请中，术语“部件”、“模块”、“***”等是指计算机相关的实体，该实体可以是硬件、固件、硬件和软件的组合、软件或执行中的软件。例如，部件可以是但不局限于：处理器上运行的进程、处理器、目标文件、可执行文件、执行的线程、程序和/或计算机。作为说明，在计算设备上运行的应用程序和该计算设备可以是一个部件。一个或多个部件可以驻留在进程和/或执行的线程内，并且部件可以位于一个计算机上和/或分布在两个或多个计算机之间。此外，这些部件可以从存储有各种数据结构的各种计算机可读介质执行。部件可以通过本地和/或远程进程来通信，例如根据具有一个或多个数据包(例如，来自与本地***或分布式***中的另一个部件进行交互的部件的数据，和/或来自通过信号跨越网络(例如因特网)与其它***进行交互的部件的数据)的信号来通信。
[0031]而且，术语“或者”或者“或”想要表示广义的“或者”而不是狭义的“或者”。即，除非详细说明或者在上下文中非常明显，“X使用A或者B”意在表示任何广义的自然排列。即，如果X使用A；X使用B；或者X使用A和B，则在任何前述的例子中都满足“X使用A或B”。此外，在本申请和附加的权利要求中使用的冠词“一”和“一个”应当通常被解释来表示“一个或者多个”，除非详细说明或者在上下文中非常明显地用来指向唯一的形式。
[0032]这里结合无线终端描述了各个实施例。无线终端可以指提供与用户的语音和/或数据连接的设备。无线终端可以连接到例如膝上型电脑或者桌上电脑的通信设备，或者可以是例如个人数字助理(PDA)的自包含设备。无线终端也可以称为***、用户单元、用户站、移动站、移动终端、远程站、接入点、远程终端、接入终端、用户终端、用户代理、用户设备、客户端设备或者用户设备。无线终端可以是具有无线连接功能的用户站、无线设备、蜂窝电话、PCS电话、无绳电话、会话初始化协议(SIP)电话、无线本地环路(WLL)站、个人数字助理(PDA)、手持设备，或者连接到无线调制解调器的其它处理设备。
[0033]基站可以指接入网中的、经由空中接口通过一个或者多个扇区与无线终端进行通信的设备。基站可以充当无线终端和接入网的剩余部分之间的路由器，它可以包括IP网络，通过将接收到的空中接口帧转换成IP分组。基站还协同管理空中接口的属性。而且，这里结合基站描述了各个实施例。基站可以被用来与移动设备进行通信，并且也可以被称为接入点、节点B、演进的节点B(eNodeB)，或者一些其它术语。
[0034]参照附图，图1根据本文公开的方面示出了多址无线通信***100，其中具有多个天线113-128的接入点110同时调度SIMO、SU-MIMO和MU-MIMO操作模式中的不同的移动终端并与之通信。操作模式是动态的：接入点110可以重新调度每个终端130-160和1701-1706的操作模式。对于后者，图1示出了终端和天线之间的通信链路的快照。如图所示，这样的终端可以是固定的或者移动的，并且分布在整个小区180中。如这里使用的以及本领域通用的，术语“小区”根据其所使用的上下文可以指基站110和/或它的地理覆盖区域180。进一步地，终端(例如，130-160和1701-1706)在任何给定的时刻可以与任何数量的基站(例如，所示的接入点110)通信或者不和任何基站通信。注意，终端130具有一个天线，因此在几乎所有时刻它都工作在SIMO模式。
[0035]通常，接入点110拥有NT≥1个发射天线。接入点110(AP)中的天线被图示为多个天线组，一个包括113和128，另一个包括116和119，并且又一个包括122和125。在图1中，为每个天线组示出了两个天线，但是每个天线组可以使用更多或者更少的天线。在图1中示出的快照中，接入终端130(AT)与天线125和122进行SIMO通信，其中天线125和122通过前向链路135FL将信息发送到接入终端130，并通过反向链路135RL从接入终端130接收信息。移动终端140、150和160每个都以SU-MIMO模式与天线119和116进行通信。MIMO信道在终端140、150和160中的每一个和天线119和116之间形成，产生不同的FL145FL、155FL、165FL，以及不同的RL145RL、155RL、165RL。此外，在图1的快照中，终端1701-1706的组185在MU-MIMO下调度，在接入点110，组185的终端和天线128和113之间形成了多个MIMO信道。前向链路175FL和反向链路RL175RL指示在终端1701-1706和基站110之间存在多个FL和RL。
[0036]在一个方面，例如LTE的高级***可以在频分双工(FDD)通信和时分双工(TDD)通信中使用MIMO操作。在FDD通信中，链路135RL-175RL使用与各个链路135FL-175FL不同的频带。在TDD通信中，链路135RL-175RL和135FL-175FL利用相同的频率资源；然而，这样的资源在前向链路和反向链路通信中随时间而共享。
[0037]在另一方面，***100可以利用一个或者多个多址方案，例如CDMA，TDMA，FDMA，OFDMA，单载波FDMA(SC-FDMA)，空分多址(SDMA)，和/或其它合适的多址方案。TDMA使用时分多路复用(TDM)，其中通过在不同时间间隔内传输来使不同终端130-160和1701-1706的传输正交化。FDMA利用频分多路复用(FDM)，其中通过在不同的频率子载波中传输来使不同终端130-160和1701-1706的传输正交化。例如，TDMA和FDMA***也可以使用码分多路复用(CDM)，其中通过使用不同的正交码(例如Walsh-Hadamard码)来使多个终端(例如130-160和1701-1706)的传输正交化，即使这样的传输在相同的时间间隔或者频率子载波中发送。OFDMA利用正交频分多路复用(OFDM)，SC-FDMA利用单载波FDM。OFDM和SC-FDM可以将***带宽分割成多个正交子载波(例如，子载波(tone，bin)...)，这些正交子载波中的每一个都可以使用数据来调制。典型的，调制符号在频域中采用OFDM发送，在时域中采用SC-FDM发送。此外和/或替代的，***带宽可以被划分成一个或者多个频率载波，这些频率载波中的每一个都可以包含一个或者多个子载波。虽然这里描述的SIMO、SU-MIMO和MU-MIMO用户的导频设计和调度通常用于OFDMA***，但是应当理解，这里公开的技术也可以类似地多址工作的任何无线通信***。
[0038]在另一方面，***100中的基站110和终端120可以使用一个或者多个数据信道传递数据，使用一个或多个控制信道传递信令。***100利用的数据信道可以被分配来激活终端120以使每个数据信道在任何给定的时间仅被一个终端使用。或者，数据信道可以被分配给多个终端120，其可以在数据信道上被重叠或者正交地调度。为了节约***资源，***100利用的控制信道也可以在例如使用码分多路复用的多个终端120中共享。在一个例子中，只在频率和时间上正交化地多路复用的数据信道(例如，不使用CDM复用的数据信道)在由于信道状况和接收机缺陷导致的正交性损失方面可以比对应的控制信道更不敏感。
[0039]被设计来进行通信的每组天线和/或区域通常称为接入点的扇区。扇区可以是整个小区180，如图1示出的，或者更小的区域。典型的，当被扇区化时，小区(例如，180)包括被单个接入点(例如110)覆盖的一些扇区(未示出)。应当理解这里公开的各个方面可以被用于具有扇区化和/或未扇区化的小区的***中。而且，还应当理解，具有任何数量的扇区化的和/或未扇区化的小区的所有适合的无线通信网络都落入所附权利要求的范围内。为了简化，这里使用的术语“基站”可以指服务于扇区的站以及服务于小区的站。尽管为了简化，下面的描述通常涉及每个终端与一个服务接入点(例如，110)进行通信的***，但是应当理解，终端可以与几乎任何数量的服务接入点进行通信。
[0040]在前向链路135FL-175FL的通信中，接入点110的发射天线可以利用波束成形(例如，以实现SDMA通信)来为不同的接入终端130-160和1701-1706提高前向链路的信噪比。并且，使用波束成形向随机分布在接入点覆盖区域内的接入终端进行发送的接入点相比于通过一个单独的天线向其所有接入终端发送的接入点，给相邻小区中的接入终端造成的干扰更小。
[0041]注意，基站110可以通过回程网络(backhaul network)与小区180所位于的蜂窝网络中服务于其它小区(未示出)的其它基站(未示出)进行通信。这些通信是在蜂窝网络主干上进行的点对点通信，其可以使用T载波/E载波链路(例如，T1/E1线路)和基于分组的因特网协议(IP)。
[0042]图2是用于在SIMO、SU-MIMO或者MU-MIMO模式下对接入终端进行动态、集中调度和联合UL操作的***200的高级方框图。接入终端220通过反向链路235向节点B 250传递***信息(CQI 239、功率谱密度(PSD)偏移243以及导频信号247)，其中节点B 250处理这些信息并通过DL 265向该接入终端传输资源分配261。注意，接入终端220可以利用至多NR≥1个具有相关联的收发器(未示出)的物理天线进行操作，节点B 250利用NT>1个天线进行操作。还应该注意，虽然MU-MIMO模式涉及多个终端，根据主要的改进方面对该模式的调度依赖于***信息从单个终端的发送。接下来，将描述实现联合SIMO、SU-MIMO和MU-MIMO操作的主要的改进的各个方面。
[0043]由NT个发射天线和NR个接收天线构成的MIMO信道是复数的NR×NT矩阵信道，该矩阵信道可以被分解(通过奇异值分解)成NV个独立(本征)信道，也被称为空间信道，或者正交流或层(layer)，其中1≤NV≤min{NT，NR}是空间复用或分集阶数(spatial multiplexing or diversity order)。NV个独立信道中的每一个对应于一个维度。应当理解，使用正交流的通信不会出现流内干扰。这种分解使得能够形成虚拟天线，虚拟天线可以被定义为在发射机处等效地采用NT个物理天线的物理天线的旋转，其中信道统计被保留，且功率被平均地分配在所述物理天线中。这样的旋转通过NT×NT的酉矩阵U(U H U＝UU H＝1来表征，其中1是NT×NT的单位矩阵，U H是U的Hermitian共轭矩阵)。可用的虚拟天线子集的数量[n(V)]取决于NT和NR：
n(V)＝∑1≤q≤min{NT，NR}NT！[q！(NT-q)！]-1       (1)
其中，n！＝1·2...(n-1)·n是整数n的阶乘函数。对于TX和RX天线的对称(NT，NR＝NT)配置，公式(3)预测了 n ( V ) = 2 N T - 1 个可能的虚拟天线的不等集。这些集合中的每一个具有NV个虚拟天线。
[0044]CQI 239.—接入终端220从单个物理天线或者虚拟天线在UL235中发送CQI 239，而不考虑移动设备可用的允许的物理/虚拟的数量。这些确定确保NR＝1的终端可以和具有更多天线的终端被联合地调度。报告的CQI239基于接收到的由服务基站(例如，节点B250)发送的符号的已知的导频序列。可以使用不同的序列，例如：恒包络零自相关(CAZAC)序列、伪随机码、或者伪噪声序列，或者Gold序列、Walsh-Hadamard序列、指数序列、Golomb序列、Rice序列、M序列，或者广义Chirp-like(GCL)序列(例如，Zadoff-Chu序列)。在一个方面，CQI生成部件224接收根据具体的多址操作模式(例如，CDMA、FDMA或者TDMA)传递的导频信号，并确定CQI。在CQI值确定后，接入终端220通过生成部件224，采用功率或功率谱密度的参考级别来发送用于报告CQI 239的CQI信道。利用恒包络零自相关(CAZAC)序列对CQI信道内容，例如CQI 239，进行调制。信道质量指示可以基于信号干扰比、信噪比、信号与干扰加噪声之比等中的至少一个。在另一方面，移动设备可以确定采用物理天线还是虚拟天线来传输CQI239。应当理解，这些灵活性来自于CQI 239在接入终端220处被处理/确定，以及节点B250可以无需知道采用物理还是虚拟天线来进行CQI传输，由于必要的实际信息是信道质量指示的值。但是注意，CQI 239通过检测部件254在接入点250处检测。
[0045]ΔPSD 243.—接入终端220总是反馈单个ΔPSD；至少部分基于所发送的CQI信道的参考PSD级别和终端(例如220)用来进行CQI传输的相关的物理或者虚拟天线所确定的功率谱密度(PSD)调整(例如，控制)(见下文)，其中所述CQI信道报告CQI 239。传递单个ΔPSD 243提供了与在SU-MIMO和/或MU-MIMO下调度的终端联合来调度NR＝1的终端的一致性。应当理解，虽然CQI信道用作功率控制的参考信号，但是实质上以PSD参考等级发送并通过对应的信道传递的任何其它参考信号都可以被用来进行功率控制和确定ΔPSD 243。
[0046]导频信号247.—探测(导频)参考信号可以从支持MIMO的终端中的多个物理或虚拟天线(例如，NR>1)周期性地发送以在发射机，例如节点B250，执行MIMO信道估计。SIMO用户设备传递从一个单独的天线发送出来的单独的导频。应当理解，为了利用波束成形，或者预编码，MIMO容量(以及吞吐量)的增益，以及多用户分集，MIMO信道探测是必要的。探测参考信号(RS)在接入终端(例如，220)由导频生成部件228产生。一方面，产生的导频序列可以是CAZAC序列，伪随机码，或者伪噪声序列，或者Gold序列，Walsh-Hadamard序列，指数序列，Golomb序列，Rice序列，M序列，或者GCL序列。然而，应当理解，由于传递探测RS的移动设备可以共享多个接入信道用于多路复用，所以正交RS可以减少载波间干扰，提高在基站(例如，250)成功解码的可能性从而通过减少重传周期来减少传输开销。
[0047]注意，天线排列(antenna permutation)并不应用于探测RS，以允许动态调度SU-MIMO和MU-MIMO的灵活性。
[0048]与CQI情况相似，接入点250可以无需知道采用物理天线还是虚拟天线的映射来发送探测(导频)参考信号247。
[0049]接入终端220传递的信息由接入点250用来通过调度器258来调度移动终端的操作模式(例如SIMO，SU-MIMO和MU-MIMO)。用户(例如接入终端1701—1706)可以被调度来使目标功能最大化，例如扇区吞吐量，扇区容量，或者多个用户的功率使用。此外，由调度器258执行的调度确定是为了获得诸如特定误码率、特定延时或者特定频谱效率之类的预定服务质量。几种传统的算法(例如，轮叫(round robin)，公平队列(fair queuing)，比例公平，以及最大吞吐量调度)和量子算法(例如，量子遗传算法)可以被用来确定最优的操作模式。处理器262可以执行用来调度的算法的一部分。算法、用来执行这些算法的指令以及所接收的控制信息，例如CQI 239，ΔPSD 243和导频信号247，可以存储在存储器266中。接下来要描述SIMO，SU-MIMO和MU-MIMO的调度。
[0050]SIMO模式.—调度器258基于通过将参考信号的PSD与报告的ΔPSD 243相加所得到的净PSD等级来确定数据速率，其中所述参考信号被传递到接入终端以确定CQI 239，所述报告的ΔPSD 243来自确定要在SIMO模式中被调度的每个UE。
[0051]SU-MIMO模式.—调度器258首先根据接收的导频信号247估计MIMO信道。假如其中采用天线排列来在SU-MIMO中传输，估计的MIMO信道根据由接入点250确定的具体的排列模式来排列以容许准确的速率确定。应当理解，排列模式可以由在正交层NV的子空间定义的酉矩阵P(PP +＝P+ P＝1，其中1是NV×NV的单位矩阵)来表征，这样在第一层中的代码字在分配来进行通信的每个音调(tone)或者子载波被排列到第二层。排列通常是循环的或者伪随机的。酉矩阵P在接入点250和接入终端220处已知。应当理解，速率确定相关的计算的一部分可以由处理器262执行。类似的，处理器262可以执行天线排列。
[0052]检测部件254可以包括最小均方误差均衡器(MMSE)，迫零(ZF)滤波器，或者最大比合并(MRC)滤波器。这些检测部件可以结合额外的串行干扰消除(SIC)部件。解码部件可以用来为每个接收到的导频信号247确定PSD。
[0053]不考虑流间或者用户间干扰，从第一个接收的流中派生的数据PSD(例如，在RL中的数据传输的PSD)除了ΔPSD 243外由参考信号PSD规定。剩余(导频)流的数据PSD对应于具有根据MIMO信道的PAR调整和路径差分校正的第一流的数据PSD。为了维持终端220的同样的总发射功率，应当理解，根据调度的MIMO流的数目，产生的PSD等级要降低。例如，在两个流被调度(通过调度器258)的情况下，数据传输中涉及的每个天线的ΔPSD有效地减半。此外，当分配的资源块比要求的更小时，ΔPSD基于分配的到接入终端的带宽来进行调整。一旦数据PSD确定，可以利用MMSE接收机和MMSE-SIC接收机对各个流的速率进行计算。处理器262可以处理这样的计算的一部分。
[0054]MU-MIMO模式.—接入点250首先根据请求数据传输的终端(例如1701-1706)的宽带导频估计MIMO信道。如上面介绍的，每个终端传递CQI239、ΔPSD 243和导频信号247。应当理解，请求数据传输的接入终端(例如220)可以是先前已经被调度的接入终端，这种情况下接入终端用来传递探测RS的天线的数目对接入点(例如250)来说是已知的；这些信息可以保留在存储器266中。然而，如果无线终端先前没有被调度，则由于不知道天线配置，所以接入点可以以次优级调度请求的无线终端。注意，根据从MU-MIMO用户接收的多个数据流所估计的信道采用在接入终端的数据传输中要使用的排列模式P’来排列。
[0055]一旦估计了MIMO信道，则根据导频信号247的PSD的连续解码来计算数据速率。解码通过可能包括MMSE-SIC接收机的检测部件254来完成。一旦成功解码与导频信号247相关联的多个接收的流，就计算每个流的速率。处理器262可以执行速率计算的一部分。
[0056]为了在SIMO、SU-MIMO或者MU-MIMO操作模式下调度终端220，接入点250将资源分配261和数据速率、数据速率偏移、用于传输的天线子集选择以及天线模式选择一起传递给接入终端220。
[0057]图3A是示出了移动终端使用来发送报告CQI值的CQI信道参考信号的参考信号功率PREF310的相关大小，和用来在RL中发送数据的PSDDATA315的示意图300。PSDDATA315通过由报告CQI的移动终端(例如130，140或者220)反馈的ΔPSD 320来确定。如上所述，用来报告CQI的单个(物理或者虚拟)天线被用来独立于终端可用的天线来传递ΔPSD 320。当使用物理天线时，ΔPSD 320可以基于用来报告CQI 239的天线中的功率放大器(PA)的功率余量(power headroom)和从相邻小区接收的负载指示符，以及报告的CQI 239来计算(例如由处理器232计算)。此外，诸如预期的电池寿命、由无线终端执行的应用的类型之类的其它因素可以忽略其它扇区干扰指示并报告比从小区间干扰预计出的更高的ΔPSD 320，所述无线终端例如用于执行通过完成任务，例如在线金融资金转移，来要求维持活动通信链路的应用。如果使用虚拟天线，并且终端可用的每个物理天线的PA基本上是同一类型(例如，干线电压(rail voltage)，输入/输出阻抗，等等)，可以基于基本上任何PA的剩余余量来计算ΔPSD 320，其中所述PA操作组合来构成虚拟天线的任何物理天线。当从虚拟天线中传递CQI 243时，PA更好地被利用。替代地，或者此外，可以基于分配给接入终端的调制和编码方案来制表(tabulate)ΔPSD 320。
[0058]图3B是探测(导频)参考信号的示意图350。探测RS P1-PV3731-373V，P’1-P’V3761-376V，P”1-P”V3791-379V等等以由通信信道的衰减瞬时特性(例如，快或者慢)确定的周期τ360来周期性地发送。例如，在足够慢的衰减信道中，与特定用户的UL流量时间跨度相比，1/τ基本上比较小。注意，周期τ360是自适应的，当信道状况(例如，报告的CQI 243)发展时，可由接入终端(例如130，140或者220)来调整。应当理解，τ减少，处理增益可以在接收接入点实现；然而，通信开销增加了。在一个方面，RS跨越与这里被称为“t-块(t-BLOCK)”370的间隔相对应的间隔Δt365。这样的t-块可以对应于一个或者多个携带参考的时隙。例如，t-块370可以对应于LTE无线帧结构中的子帧中的长块(LB)。在另一个例子中，t-块可以对应于多个包括不同的通信子帧的LB。应当理解，一旦t-块被确定，Δt365就建立了。还应当理解，开销随着Δt365而增长；然而，传递多个携带RS的块对于确保在接入点(例如，节点B 250)成功解码可能是必须的，特别是在差的信道状况下。导频生成部件228和处理器232一起可以确定周期τ360和t-块跨度Δt365。
[0059]如图3B所示，RS在连续的频率资源，例如3731-373V，中传递。对于物理或者虚拟天线J(J＝1，...，V)而言，这些频率资源中的每个都对应于携带序列，例如P1-PV，的特定数量的子带，或者其中的一部分。频率资源的频率交织分配以及探测RS的通信也是可能的。
[0060]应当理解，用于通信CQI(例如，239)和信道探测的参考信号设计以及功率控制(ΔPSD)设计对SIMO、SU-MIMO和MU-MIMO基本上相同。
[0061]图4是示出了为多个用户进行频率资源的导频分配的示意图400。为了获得SIMO、SU-MIMO和MU-MIMO操作模式的联合性能，有必要在空间分开的用户的探测RS之间保留正交性。为了保留导频正交性，从探测参考信号派生的、小区中调度的用户的最大允许的空间复用阶数N要由服务基站来广播给用户。例如，但不作为限制，在单个SIMO用户130被小区180中的基站110调度的情况下，这个用户可以在基本上所有可用的时间频率资源410中发送探测RS。然而，当SIMO用户130和另一个SIMO用户140同时被调度时，每个所述用户可以使用可用的时间频率资源的一部分来传递相互正交的导频——例如，子载波430可以由用户420使用，而用户430可以使用子载波440。注意，保护子载波435将可用的频率资源分离开以进一步确保正交性。导频在跨越时间间隔Δt365的t-块370中传递。应当理解，之前的例子可以用于SU-MIMO用户、MU-MIMO用户或者他们的结合，而不是SIMO用户130和420。
[0062]图5是用于调度SIMO、SU-MIMO和MU-MIMO用户的联合操作的示例性UL分配信道结构的示意图500。结构510和550分别对应于最大空间复用阶数NV＝2和NV＝4。在一个方面，调度的用户装置的分配包括基本速率、在分配了额外流的情况下用于所述额外流的偏移(或者差值)数据速率、天线子集选择索引以及天线模式选择。典型的，调度分配由服务基站(例如，110)通过下行链路物理控制信道来传递。例如，在LTE中，调度分配在物理下行链路控制信道(PDCCH)中传递。通常，PDCCH可以在子帧(例如，LTE子帧跨度0.5ms，根据循环前缀长度携带6或7个OFDM符号)中传递。结构510.—数据速率515采用5比特传递，差值数据速率525采用3比特传递；天线子集选择535被分配1比特；天线模式选择545用1比特进行通信。注意，天线子集选择(索引)535可以包括在差值数据速率525中。而且，如果在几乎所有时间接入点(例如，110)都将用户和不同的虚拟天线索引配对，则可以去除1比特的天线模式选择。通过将用户和不同的虚拟天线索引配对，与产生所述虚拟天线的旋转相关联的辐射分布几乎是正交的，并且流间干扰被大量减轻。因此，结构550.—该主题结构使用5比特来发送数据速率555，使用3比特来发送差值数据速率525。与结构510相比，天线子集选择575采用4比特进行通信；天线模式选择采用3比特进行传递。如果我们只向用户分配不同的虚拟天线索引，则可以去除2比特的天线模式选择。导频模式可以直接从天线索引中确定。
[0063]对于结构510和520，当调度SIMO用户时，由于服务基站(例如，节点B250)和用户的终端(例如，接入终端220)了解到只能分配一个流，所以有效负载(或者开销)可以减少。这时，差值数据速率525和565，以及天线模式选择545和585不需要分配。应当理解，结构510和550可以在FDD和TDD中使用。还应当理解，以上公开的用来传递UL分配的具体的比特数目可以至少根据下列各项来自适应地修改：信道状况、服务小区中的用户数目、所调度的终端中的剩余电池寿命、由所调度的终端执行或者将要执行的应用的类型等等。
[0064]图6是根据本文说明的一个或多个方面，可以在无线环境下提供小区(或者扇区)通信的多入多出(MIMO)***中的发射机***610(例如节点B250)和接收机***650(例如，接入终端220)的实施例的方框图600。在发射机***610处，从数据源612向发射(TX)数据处理器614提供用于多个数据流的业务数据。在一个实施例中，每个数据流通过各个发射天线发送。TX数据处理器614根据为每个数据流选择的特定编码方案来对该数据流的业务数据进行格式化、编码和交织，以提供编码数据。可以使用OFDM技术将每个数据流的编码数据与导频数据复用。导频数据典型地是以已知方式处理的已知的数据模式，并且可以在接收机***中使用以估计信道响应。然后基于为每个数据流选择的特定调制方案(例如，二进制相移键控(BPSK)、四相相移键控(QPSK)、多相移键控(M-PSK)、M阶正交调幅(M-QAM)等等)对每个数据流的复用的导频和编码数据进行调制(例如符号映射)，以提供调制符号。可以通过处理器630执行的指令来确定每个数据流的数据速率、编码和调制方法，所述指令和数据可以存储在存储器632中。
[0065]所有数据流的调制符号然后被提供给TX MIMO处理器620，TXMIMO处理器620可以进一步处理所述调制符号(例如用于OFDM)。然后TX MIMO处理器620将NT个调制符号流提供给NT个收发机(TMTR/RCVR)622A至622T。在一些实施例中，TX MIMO处理器620将波束赋形权重应用(或预编码)到数据流的符号上以及发送符号的天线上。每个收发机622接收并处理相应的符号流以提供一个或多个模拟信号，并且进一步调节(例如放大、滤波和上变换)所述模拟信号，以提供适于在MIMO信道上传输的调制信号。来自收发机622A至622T的NT个调制信号然后被分别从NT个天线6241至624T发送。在接收机***650，通过NR个天线6521至652R接收发送的调制信号，并且将来自每个天线652的接收信号提供给相应的收发机(RCVR/TMTR)654A至654R。每个收发机6541至654R调节(例如滤波、放大和下变换)相应的接收信号，数字化所调节的信号以提供样本，并且进一步处理该样本以提供对应的“接收”符号流。
[0066]RX数据处理器660可以基于特定的接收机处理技术来接收并处理从NR个收发机6541至654R接收的NR个接收符号流，以提供NT个“检测”符号流。RX数据处理器660然后对每个检测符号流进行解调、解交织和解码，以恢复数据流的业务数据。由RX数据处理器660执行的处理与在发射机***610处由TX MIMO处理器620和TX数据处理器614执行的处理互补。处理器670可以定期判断使用哪一个预编码矩阵，所述矩阵可以存储在存储器672中。处理器670可以制定反向链路消息，该消息包括矩阵索引部分和排列值部分。存储器672可以存储当由处理器670执行时来制定该反向链路消息的指令。反向链路消息可以包括关于通信链路或所接收的数据流，或者二者的组合，的各类信息。例如，这些信息可以包括信道质量指示(例如CQI 239)、用于调整调度的资源的偏移(例如ΔPSD 243)，和/或用于链路(或者信道)估计的探测参考信号。反向链路消息然后被TX数据处理器638处理，被调制器680调制，被收发机654A至954R调节并被发送回发射机***610，其中TX数据处理器638还从数据源636接收多个数据流的业务数据。
[0067]在发射机***610，来自接收机***650的调制信号被天线6241至624T接收，由收发机622A至622T调节，由解调器640解调并被RX数据处理器642处理，以提取接收机***650发送的反向链路消息。处理器930然后确定使用哪一个预编码矩阵来确定波束赋形权重，并处理所提取的消息。
[0068]如上面描述的，结合图2，接收机650可以被动态地调度以在SIMO、SU-MIMO和MU-MIMO下操作。接下来，将描述在这些操作模式下的通信。注意，在SIMO模式中，在接收机处使用单个天线(NR＝1)来进行通信；因此，SIMO操作可以解释为SU-MIMO的特例。如前面在图6中的介绍以及根据其中所描述的操作，单用户MIMO操作模式对应于单个接收机***650和发射机***610进行通信的情况。在这样的***中，NT个发射机6241至624T(也已知为TX天线)和NR个接收机6521至652R(也已知为RX天线)构成了用于无线通信的MIMO矩阵信道(例如，具有慢或快衰减的瑞利信道或者高斯信道)。如上所述，SU-MIMO信道由NR×NT的随机复数矩阵来描述。信道的秩等于NR×NT矩阵的算术秩，对于空-时或空-频编码，该矩阵的秩等于可以在SU-MIMO信道中发送而不造成流间干扰的独立的数据流(或层)的数量NV≤min{NT，NR}。
[0069]在一个方面，在SU-MIMO模式下，音调(tone)ω处的OFDM发送/接收符号可以表示为：
y(ω)＝H(ω)c(ω)+n(ω).       (2)
这里，y(ω)是接收的数据流，并且是NR×1的向量，H(ω)是在音调ω的信道响应NR×NT矩阵(例如，时变信道响应矩阵h的傅立叶变换)，c(ω)是NT×1的输出符号向量，n(ω)是NR×1的噪声向量(例如，加性高斯白噪声)。预编码可以将NV×1阶向量转换成NT×1的预编码输出向量。NV是由发射机610发送的数据流(层)的实际数量，且NV可以至少部分基于信道状况(例如，报告的CQI)和终端(例如，接收机650)的调度请求中报告的秩而在发射机(例如，发射机610，节点B250，或者接入点110)的决定下被调度。应当理解，c(ω)是由发射机应用的至少一个多路复用方案和至少一个预编码(或者波束成形)方案的结果。此外，c(ω)与功率增益矩阵进行卷积，其确定分配来发送每个数据流NV的功率发射机610的数量。应当理解，这样的功率增益矩阵可以是分配给终端(例如，接入终端220，接收机650，或者UE 140)的资源，并且可以通过例如之前描述的ΔPSD 243之类的功率调整偏移来控制。
[0070]如上所述，根据一个方面，一组终端(例如，移动设备1701-1706)的MU-MIMO操作在主题创新的范围之中。而且，调度的MU-MIMO终端与SU-MIMO终端和SIMO终端联合操作。图7示出了示例性的多用户MIMO***700，其中在基本与接收机650相同的接收机中实现的三个AT 650P、650U和650S与实现节点B的发射机610进行通信。应当理解，***700的操作代表了在服务小区的MU-MIMO操作中由驻留在服务接入点(例如，110或250)的集中调度器调度的任一组(例如，185)无线设备(例如终端1701-1706)的操作。如上所述，发射机610具有NT个TX天线6241-624T，每个AT具有多个RX天线；即，ATP具有NP个天线6521-652P，APU具有NU个天线6521-652U，APS具有NS个天线6521-652S。终端和接入点之间的通信通过上行链路715P，715U和715S进行。类似的，下行链路710P，710U和710S分别实现节点B610和终端ATP，ATU和ATS之间的通信。此外，每个终端和基站之间的通信基本上按照相同的方式、通过基本相同的部件来实现，如图6及其对应的描述所示。
[0071]终端可以位于接入点610服务的小区(例如，小区180)中的不同位置，因此每个用户装置650P，650U和650S具有其自己的MIMO矩阵信道h α和响应矩阵Hα(α＝P，U和S)，以及其自己的秩(或者，等效地，奇异值分解)。由于多个用户存在于由基站610服务的小区中，所以可能出现小区内干扰。这样的干扰可以影响由每个终端650P，650U和650S报告的CQI值。类似的，干扰还可以影响在节点B610用来进行功率控制的功率偏移(例如，ΔPSD243)的反馈值。
[0072]虽然在图7中示出了三个终端，但是应当理解，MU-MIMO***可以包括任何数量的终端，下面每个这样的终端用索引k来指示。根据不同的方面，接入终端650P，650U和650S的每一个可以报告单个天线的CQI，并可将与这些单个天线相关联的PSD偏移反馈传递给节点B610。此外，这些终端的每一个可以将探测参考信号从用来通信的天线组中的每个天线发送给节点B610。节点B610可以按照不同的操作模式，例如SU-MIMO或者SIMO，动态地重新调度每个终端650P，650U和650S。
[0073]在一个方面，对于用户k，音调ω处的OFDM发送/接收符号可以表示为：
yk(ω)＝H k(ω)ck(ω)+H k(ω)∑′cm(ω)+nk(ω).     (3)
这里，符号具有和公式(1)中相同的含义。应当理解，由于多用户分集，用户k接收到的信号中的其它用户的干扰用公式(2)左手边的第二项来表示。符号(′)指示发送的符号向量ck从总和中去除。该级数项代表用户k(通过其信道响应H K)收到的发射机(例如，接入点250)发送给小区中其它用户的符号。
[0074]考虑到上面示出和描述的示例性***，参考图8、9和10的流程图可以更好地理解可以根据所公开的内容来实现的方法。尽管为了简化说明，将方法显示和描述为一系列模块，但是应当理解，所要求的内容并不限于模块的数量或者顺序，一些模块可以按照不同的顺序出现和/或与本文说明或者描述的其它模块同时出现。而且，实现下文描述的方法并不一定需要所有的模块。应当理解，与模块相关联的功能可以通过软件、硬件及其结合或者任何其它适当的手段(例如，设备、***、进程、部件，...)来实现。此外，还应当理解，下文中以及整个说明书公开的方法能够存储在制作商的产品中，以将这些方法传输和传送到不同的装置。本领域技术人员应当理解，方法也可以表示为一系列相互关联的状态或者事件，例如在状态图中。
[0075]图8示出了用于为SIMO、SU-MIMO和MU-MIMO的联合操作控制功率和导频信号的方法800的流程图。在810，信道质量指示(CQI)信道或者参考信号从一组M个天线中的单个天线发送。应当理解，尽管CQI控制信道可以用来功率控制，如结合图2所述，但是基本上任何参考信道(信号)都可以用来进行功率控制。M个天线允许接入终端(例如，220)在服务小区(例如，180)中进行通信/操作，其中在服务小区(例如，180)中多个接入终端以SIMO、SU-MIMO和MU-MIMO模式(图1)与基站进行通信。在一个方面，除了在分配资源的调度算法(在服务扇区中)中将传递的CQI用作参数之外，CQI可以根据从服务基站发送的参考信号来确定，并被用来在通信时估计下行信道。在820，从用来发送CQI的天线传递PSD偏移(ΔPSD243)。这个偏移可以基于所确定的CQI值以及与小区间干扰相关联的负载指示符来估计。所传递的PSD偏移可以根据分配给报告接入终端(例如，接入终端220)的调制和编码方案来制表(以dB为单位)。PSD偏移确定报告终端在反向链路中发送数据的功率，如结合图2的相关描述。在830，查询该组M个天线的天线数量。数量M>1使得进行动作840，其中从M个天线的每一个发送导频信号。在一个方面，导频信号可以用来确定执行导频信令的终端和接收参考信号的基站之间的通信信道(例如，信道探测)。
[0076]如图3的相关讨论，探测(导频)参考信号可以周期性地发送，可以在通信中与数据复用，或者没有同时的数据传输。后者与终端上的资源利用相关，因为电池寿命可能会降低，所以可以在终端关闭发送期间执行信道探测。然而获取信道估计会带来服务基站的分配机会，这可以增加终端可用的资源或者可以产生具有增强的性能(例如，更高的峰值数据速率、吞吐量、降低的干扰，等等)的新调度的操作模式。查询830的结果为M＝1使得不产生进一步的动作。
[0077]图9表示了用于调度SIMO、SU-MIMO或者MU-MIMO操作模式的方法900的流程图。在动作910，对SIMO/MIMO信道进行估计。对于具有单个发射天线的用户(例如终端130)，估计SIMO信道，而对于具有多个发射天线的用户(例如，接入点650P，650U和650S或者终端1701-1706)估计MIMO信道。该估计可以通过信道探测——传递在接入终端(例如，在导频产生部件228中)产生的并在基站检测和处理的导频信号，或者探测参考信号，来实现。例如，节点B(例如，250)根据从接入终端(例如，220)的一组M个天线中接收的一组导频信号来估计SIMO/MIMO。信道的估计用于确定最大复用阶数NV，或者信道所支持的线性无关的正交层或数据流的数量。在动作920，检查天线排列的存在。肯定的检查说明多个用户在MU-MIMO模式调度，其典型地要求天线排列，并且因而在930确定排列模式。排列模式可以通过在NV层(例如，NV×NV)子空间中定义的酉矩阵P(PP +＝P+ P＝1NV×NV)来表示，这样，在分配来进行通信的每个音调或者子载波，第一层中的代码字被排列到第二层。通常排列是循环的或者伪随机的。在动作940，根据排列模式P对各个层进行排列，且P被传递(例如，通过服务基站广播给服务小区中的用户)。在960，根据调度流的数量1≤NS≤NV来确定PSD。在这种情况下，为终端NS＝1(天线排列检查(例如，动作920)导致非有效的检查)调度SIMO模式，且通过将用来确定CQI的参考信号功率(见方法800)和信道指示所反馈的反馈功率相加来确定PSD。在NS>1的情况下，每个流基于差分过程来分配PSD，从而将基值添加到为每个流(包括排列或者处于其它操作中)确定的PSD中。在动作970，基于调度的流和它们对应的PSD来确定数据速率。或者，根据多个探测RS和FL/RL的互反性，用连续的干扰消除进行检测可以为多个导频中的每一个产生CQI估计，并且根据这些值中的每一个能够确定偏移PSD，并将其与参考PSD相加；这在NS>1的情况下确定了每个流的PSD。在动作980，终端在SIMO、SU-MIMO和MU-MIMO中调度，相关联的资源被传递给终端。传统的算法(例如，轮叫，公平队列，比例公平，以及最大吞吐量调度)和量子算法(例如，量子遗传算法)可以被用来进行调度。注意，尽管上文中描述的方法900基于MIMO调度的天线排列，但是诸如预编码之类的其它类型的信道自适应/变换也可以用来实现SIMO/MIMO模式下的联合调度。
[0078]图10示出了用于接收在SIMO、SU-MIMO或者MU-MIMO模式下操作的资源分配的方法1000的流程图。在动作1010，接收基本数据流的数据速率δBASE。数据速率通过由服务基站(例如，110)确定的固定数量的比特R在控制信道(例如，LTE中的PDCCH)中传递。在一方面，R与可用于上行链路通信的可能的MCS选项一致，这种可用性典型的由标准规范来确定。这样的数据速率由可以被分配给用于接收该分配的终端的调制和编码方案确定。星座图大小和码速率取决于信道状况；例如，根据SNR的函数，不同的MSC，例如BPSK，QPSK，4-QAM和16-QAM，的比特误码的可能性增大，同时数据速率提高。在一方面，接收基本流的数据速率确保了局限于SIMO操作，例如具有单个收发机天线，的终端可以与具有额外天线的终端联合操作。
[0079]在动作1020，检查调度的数据流的数量NS。肯定的检查说明有多个数据流，这表示是MIMO操作模式。在动作1040，以不同的MIMO操作模式与不同终端中的多个数据流一起操作，接收差值数据速率Δδ；在该分配下接收到Q<R个比特。后者的偏移通过使用数据速率的阶梯(ladder)而能够确定不同流的数据速率：δJ+1＝δBASE+J×Δδ，其中J＝1，...，NS。在动作1050，接收天线子集选择，用P个比特来传递该分配并指示天线要通过多个数据流进行UL通信。天线的子集可以是物理的或者虚拟的。在动作1060，接收天线模式选择，通过S个比特来指示。这样的模式决定了在用来通信的物理或者虚拟天线中的电磁耦合。
[0080]接下来，结合图11和12来描述可以实现所公开的主题的各个方面的示例性***。这些***可以包括功能块，其可以是表示由处理器或者电子机器、软件，或者它们的结合(例如，固件)实现的功能的功能块。
[0081]图11示出了根据说明书公开的各个方面，能够控制功率和导频信号以及接收通信资源的分配的示例性***的方框图。***1100可以至少部分地位于接入终端(例如用户设备1701-1706，或者接入终端220)中。***1100包括可以联合工作的电子部件的逻辑组1110。在一个方面，逻辑组1110包括：电子部件1115，用于从包括M个虚拟天线或G个物理天线的组中所选择的天线发送至少一个功率控制参考信号，其中M和G都是正整数；电子部件1125，用于从用来报告所述至少一个功率控制参考信号的天线传递功率谱密度(PSD)偏移；电子部件1135，用于从M个虚拟天线的组中或者G个物理天线的组中的每个天线发送导频信号。此外，***1100可以包括：电子部件1145，用于接收数据速率分配；电子部件1155，用于当调度两个或更多个数据流以进行数据传输时接收偏移数据速率分配；电子部件1165，用于接收对M个虚拟天线的组或者G个物理天线的组进行的天线子集选择；以及电子部件1175，用于接收天线模式选择。
[0082]***1100还可以包括存储器1180，存储器1180保存了用于执行与电子部件1115、1125、1135、1145、1155、1165和1175相关联的功能的指令，以及在执行这些功能期间可能产生的测量和/或计算数据。尽管显示位于存储器1180外部，但是应当理解，电子部件1115、1125、1135、1145、1155、1165和1175中的一个或者多个可以存在于存储器1180中。
[0083]图12是根据这里说明的方面能够调度SIMO、SU-MIMO或者MU-MIMO操作模式，并传递通信资源的分配的***的方框图。***1200可以至少部分地存在于基站(例如，接入点110或者节点B250)中。***1200包括能够联合工作的电子部件的逻辑组1210。在一方面，逻辑组1210包括：电子部件1215，用于估计单入多出(SIMO)或多入多出(MIMO)无线信道；电子部件1225，用于根据一组调度的数据流确定在反向链路(RL)中发送数据的功率谱密度；电子部件1235，用于根据一组调度的数据流确定在RL中传递数据的数据速率；以及电子部件1245，用于在SIMO操作、单用户MIMO操作，或者多用户MIMO操作之一中调度终端。
[0084]此外，***1200可以包括：电子部件1255，用于传递数据速率分配；电子部件1265，用于发送偏移数据速率分配；电子部件1275，用于传送对M个物理天线的组或者G个虚拟天线的组进行的天线子集选择；以及电子部件1285，用于传递天线模式选择。
[0085]***1200还可以包括存储器1290，存储器1290保存了用于执行与电子部件1215、1225、1235、1245、1255、1265、1275和1285相关联的功能的指令，以及在执行这些功能的期间可能产生的测量和/或计算数据。尽管显示位于存储器1290外部，但是应当理解，电子部件1215、1225、1235、1245、1255、1265、1275和1285中的一个或者多个可以存在于存储器1290中。
[0086]对于软件实现，这里描述的技术可以采用执行这里描述的功能的模块来实现(例如，进程、函数，等等)。软件代码可以存储在存储器单元中并由处理器执行。存储器单元可以在处理器内部或者外部实现，当存储器单元在处理器外部实现时，可以根据本领域所公知的各种方式通信地耦合于处理器。
[0087]可以使用标准编程技术和/或工程技术将本文描述的各个方面或特征实现为方法、装置或制造产品。本文使用的术语“制造产品”意在包括可从任何计算机可读设备、载体或介质访问的计算机程序。例如，计算机可读介质可以包括但不局限于：磁存储设备(例如硬盘、软盘、磁带等等)，光盘(例如压缩盘(CD)、多用途盘(DVD)等等)、智能卡和闪存设备(例如EPROM、闪存卡、记忆棒、键驱动器(key drive)等等)。另外，本文描述的各种存储介质可以表示一个或多个设备和/或其它的用于存储信息的机器可读介质。术语“机器可读介质”可以包括但不局限于：无线信道和其它各种能够存储、包含和/或携带指令和/或数据的介质。
[0088]如在这里使用的，术语“处理器”可以指传统的架构或者量子计算机。传统架构包括，但不限于包括：单核处理器；具有软件多线程处理能力的单处理器；多核处理器；具有软件多线程处理能力的多核处理器；利用硬件多线程技术的多核处理器；并行平台；以及具有分布式共享存储器的并行平台。另外，存储器可以指集成电路、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑控制器(PLC)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)、离散门或晶体管逻辑、离散硬件部件，或者设计来执行这里描述的功能的任何组合。量子计算机架构可以基于包含在门控的或者自组装的量子点中的量子比特、核磁共振平台、超导Josephson结等。为了优化空间利用或者增强用户设备的性能，处理器可以使用纳米级架构，例如但不限于：基于分子和量子点的晶体管、开关和门。处理器也可以实现为计算装置的结合，例如，DSP和微处理器的结合、多个微处理器、一个或者多个与DSP核联合的微处理器，或者任何其它这样的配置。
[0089]而且，在本说明书中，术语“存储器”指数据存储，算法存储，以及其它信息存储，例如但不限于：图像存储，数字音乐和视频存储，图表和数据库。应当理解这里描述的存储器部件可以是易失性存储器或者非易失性存储器，或者可以既包括易失性存储器也包括非易失性存储器。作为说明而非限制，非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)或者闪存。易失性存储器可以包括随机存取存储器(RAM)，其用作外部高速缓存。作为说明而非限制，RAM可以有多种形式，例如同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双倍数据速率SDRAM(DDRSDRAM)、增强SDRAM(ESDRAM)、同步链接DRAM(SLDRAM)以及直接型Rambus RAM(DRRAM)。另外，这里公开的***和/或方法的存储器部件意在包含但不限于这些和任何其它适当类型的存储器。
[0090]上面的描述包括一个或者多个实施例的例子。当然，不可能为描述前面提到的实施例而描述部件或者方法的每个可以想象的结合，但是本领域技术人员可以认识到可以有各个实施例的许多更多的结合和排列。因此，描述的实施例意在包括落入所附权利要求的精神和范围内的所有这样的变体、修改和变化。而且，说明书或者权利要求中使用了术语“包含”，这个术语与术语“包括”类似，意在表示包括在内，就像“包括”作为连接词用于权利要求书中被解释的意思一样。

Claims (70)

1、一种用于无线通信***中的方法，所述方法包括：
从自M个天线的组中选择的天线发送至少一个功率控制参考信号，其中M是正整数；
从用来报告所述至少一个功率控制参考信号的天线传递功率谱密度(PSD)偏移，其中所述PSD偏移至少部分地基于用于发送所述至少一个功率控制参考信号的参考PSD等级；以及
从所述M个天线的组中的每个天线发送导频信号来估计当M>1时的多入多出信道，以及当M＝1时的SIMO信道。
2、根据权利要求1所述的方法，所述至少一个功率控制参考信号包括CQI信道。
3、根据权利要求1所述的方法，所发送的参考信号是恒包络零自相关(CAZAC)序列中的至少一个。
4、根据权利要求1所述的方法，所述PSD偏移至少基于与小区间干扰相关联的负载指示符来估计。
5、根据权利要求1所述的方法，所述PSD偏移根据分配给移动终端的调制和编码方案来制表。
6、根据权利要求1所述的方法，所述PSD偏移调整基站分配给移动终端以在反向链路中发送数据的功率。
7、根据权利要求1所述的方法，还包括确定从物理天线还是虚拟天线报告所述至少一个功率控制参考信号。
8、根据权利要求1所述的方法，所述M个天线的组是一组物理天线。
9、根据权利要求6所述的方法，至少基于被选择来报告所述至少一个功率控制参考信号的物理天线中的功率放大器的功率余量来确定所述PSD偏移。
10、根据权利要求1所述的方法，所述M个天线的组是一组虚拟天线。
11、根据权利要求7所述的方法，至少基于一组物理天线中的可用物理天线中的功率放大器PA的剩余功率余量来确定所述PSD偏移，其中所述一组物理天线组合在一起构成用于报告所述至少一个功率控制参考信号的虚拟天线。
12、根据权利要求1所述的方法，发送导频信号包括周期性地发送所述导频信号。
13、根据权利要求1所述的方法，其中所述导频信号是恒包络零自相关(CAZAC)序列中的至少一个。
14、根据权利要求1所述的方法，其中所发送的导频信号是伪随机码或者伪噪声序列中的至少一种。
15、根据权利要求1所述的方法，其中所发送的导频信号是Gold序列、Walsh-Hadamard序列、指数序列、Colomb序列、Rice序列、M序列或者广义Chirp-like(GCL)序列中的至少一种。
16、根据权利要求1所述的方法，还包括：
接收数据速率分配；
当两个或者更多个数据流被调度来发送数据时，接收偏移数据速率分配；
接收对所述M个天线的组进行的天线子集选择；以及
接收天线模式选择。
17、根据权利要求15所述的方法，其中所述数据速率用5比特传递。
18、根据权利要求15所述的方法，其中所述数据速率由调制和编码方案确定。
19、根据权利要求15所述的方法，其中所述偏移数据速率分配用3比特传递。
20、根据权利要求15所述的方法，其中所述天线子集选择用P比特传递，所述P比特由与关联于所述M个天线的组的无线通信信道相关联的最大复用阶数(L)来确定。
21、根据权利要求19所述的方法，其中L＝2时P是1比特，L＝4时P是4比特。
22、根据权利要求15所述的方法，其中所述天线模式选择在最大复用阶数(L)是2时用1比特，L＝4时用2比特来传递。
23、一种无线通信装置，包括：
处理器，用于从自一组虚拟天线或者一组物理天线中选择的天线发送功率控制参考信号；从所选择的天线传递功率谱密度(PSD)值，所述PSD值至少部分由用于报告所述功率控制参考信号的参考PSD确定；从该组虚拟天线或者该组物理天线的每个天线周期性地发送探测参考信号；以及
耦合于所述处理器的存储器。
24、根据权利要求23所述的无线通信装置，其中所发送的导频信号是Gold序列、Walsh-Hadamard序列、指数序列、Colomb序列、Rice序列、M序列或者广义Chirp-like(GCL)序列中的至少一种。
25、根据权利要求23所述的无线通信装置，其中所发送的探测参考信号是CAZAC序列或者Zadoff-Chu序列中的至少一种。
26、根据权利要求23所述的无线通信装置，所述处理器还用于在连续的频率资源中发送所述探测参考信号。
27、根据权利要求26所述的无线通信装置，其中所述频率资源是物理或者虚拟天线的、携带所述探测参考信号的特定子带。
28、根据权利要求23所述的无线通信装置，所述处理器还用于在交织的频率资源中发送所述探测参考信号。
29、根据权利要求23所述的无线通信装置，其中所述探测参考信号跨越超帧或者无线帧中至少之一的一个或者多个块。
30、根据权利要求23所述的无线通信装置，所述处理器还用于响应于所报告的CQI而调整周期性地发送探测参考信号的周期。
31、根据权利要求23所述的无线通信装置，其中所述PSD值至少部分地确定基站分配给接入终端以在反向链路中发送数据的PSD。
32、根据权利要求23所述的无线通信装置，所述处理器还用于接收数据速率分配；接收偏移数据速率分配；接收对该组虚拟天线或者该组物理天线进行的天线子集选择；以及接收天线模式选择。
33、根据权利要求32所述的无线通信装置，所述数据速率分配用5比特传递，并且所述偏移数据速率分配用3比特传递。
34、根据权利要求32所述的无线通信装置，其中所述天线子集选择用P比特传递，所述P比特由与该组虚拟天线或者该组物理天线相关联的空间复用阶数(L)来确定。
35、根据权利要求34所述的无线通信装置，其中L＝2时P是1比特，L＝4时P是4比特。
36、根据权利要求34所述的无线通信装置，其中所述天线模式选择在最大复用阶数(L)是2时用1比特，L＝4时用2比特来传递。
37、一种在无线通信环境中运行的设备，所述设备包括：
用于从自包括M个虚拟天线或者G个物理天线的组中选择的天线发送至少一个功率控制参考信号的模块，其中M和G是正整数；
用于从用来报告所述至少一个功率控制参考信号的天线传递功率谱密度(PSD)偏移的模块；
用于从所述M个虚拟天线的组或者所述G个物理天线的组的每个天线发送导频信号的模块。
38、根据权利要求39所述的设备，还包括：
用于接收数据速率分配的模块；
用于当两个或者更多个数据流被调度来发送数据时接收偏移数据速率分配的模块；
用于接收对所述M个虚拟天线的组或者所述G个物理天线的组进行的天线子集选择的模块；以及
用于接收天线模式选择的模块。
39、一种计算机程序产品，包括
计算机可读介质，所述计算机可读介质包括：
用于使至少一个计算机从自M个天线的组中选择的天线发送至少一个功率控制参考信号的代码，其中M是正整数；
用于使所述至少一个计算机从用来报告所述至少一个功率控制参考信号的天线传递功率谱密度(PSD)偏移的代码，其中所述PSD偏移至少基于用于发送所述至少一个功率控制参考信号的参考PSD等级；以及
用于使所述至少一个计算机从所述M个天线的组中的每个天线发送导频信号的代码。
40、根据权利要求39所述的计算机程序产品，还包括：
计算机可读介质，所述计算机可读介质包括：
用于使至少一个计算机接收数据速率分配的代码；
用于使所述至少一个计算机在两个或者更多个数据流被调度来发送数据时接收偏移数据速率分配的代码；以及
用于使所述至少一个计算机接收天线模式选择的代码。
41、一种用于无线通信***中的方法，所述方法包括：
至少部分地基于接收到由M个天线发送的一组导频信号来估计单入多出(SIMO)或者多入多出(MIMO)信道；
根据一组调度的数据流来确定用于在反向链路(RL)中发送数据的功率谱密度；
根据该组调度的数据流来确定用于在RL中传递数据的数据速率；以及
在单入多出(SIMO)操作、单用户MIMO操作或者多用户MIMO操作中的一种操作下对接入终端进行调度。
42、根据权利要求41所述的方法，还包括：
传递数据速率分配；
当两个或者更多个数据流被调度来发送数据时，发送偏移数据速率分配；
发送对该组M个物理天线或者一组G个虚拟天线进行的天线子集选择；
当所述接入终端在单用户MIMO或者多用户MIMO下被调度时传递天线模式选择。
43、根据权利要求42所述的方法，传递数据速率分配包括在分配的信道中发送5比特。
44、根据权利要求42所述的方法，发送偏移数据速率分配包括发送3比特。
45、根据权利要求42所述的方法，发送天线子集选择包括传递P比特，所述P比特由与该组M个物理天线或者该组G个虚拟天线相关联的空间复用阶数(L)来确定。
46、根据权利要求42所述的方法，其中L＝2时P是1比特，L＝4时P是4比特。
47、根据权利要求42所述的方法，传递天线模式选择包括在最大复用阶数(L’)是2时发送1比特，L’＝4时发送2比特。
48、根据权利要求41所述的方法，还包括：
确定应用于一组数据流的天线排列；
确定排列模式，并排列一组与所述MIMO信道相关联的数据层；以及
传递所述排列模式。
49、根据权利要求41所述的方法，其中接收由M个天线发送的一组导频信号包括周期性地接收该组导频信号。
50、根据权利要求41所述的方法，其中该组导频信号的组成是Gold序列、Walsh-Hadamard序列、指数序列、Colomb序列、Rice序列、M序列或者广义Chirp-like(GCL)序列中的至少一种。
51、根据权利要求41所述的方法，其中该组导频信号的组成是CAZAC序列或者Zadoff-Chu序列中的至少一种。
52、根据权利要求41所述的方法，根据一组调度的数据流来确定用于在反向链路中发送数据的功率谱密度包括：
接收用于单个流的功率控制参考信号；
接收用于所述单个流的功率谱密度(PSD)偏移，其中所述单个流与接收所述功率控制参考信号相关联；
确定基本PSD以用于在所述RL中进行数据传输，所述基本PSD是通过将参考PSD和所接收的PSD偏移相加得到的；以及
根据峰均比PSD调整和所述MIMO信道的路径差分校正来调整所述基本PSD，以用于确定每个数据流的PSD。
53、根据权利要求41所述的方法，根据该组调度的数据流来确定用于在RL中传递数据的数据速率包括利用连续干扰消除接收机采用最小均方误差均衡器对每个数据流的速率进行计算。
54、根据权利要求41所述的方法，在SIMO操作、单用户MIMO操作或者多用户MIMO操作中的一种操作下对接入终端进行调度包括分配通信资源以使得扇区吞吐量或者扇区容量中的至少一个最大化。
55、根据权利要求41所述的方法，在SIMO操作、单用户MIMO操作或者多用户MIMO操作中的一种操作下对接入终端进行调度包括分配通信资源以维护预定误码率、预定延迟或者预定频谱效率中的至少一个。
56、根据权利要求48所述的方法，确定排列模式包括确定应用循环排列或者伪随机排列的酉矩阵P。
57、一种在无线通信***中运行的设备，所述设备包括：
用于估计单入多出(SIMO)或者多入多出(MIMO)无线信道的模块；
用于根据一组调度的数据流来确定在反向链路(RL)中发送数据的功率谱密度的模块；
用于根据该组调度的数据流来确定在RL中传递数据的数据速率的模块；以及
用于在SIMO操作、单用户MIMO操作或者多用户MIMO操作中的一种操作下对终端进行调度的模块。
58、根据权利要求52所述的装置，还包括：
用于传递数据速率分配的模块；
用于发送偏移数据速率分配的模块；
用于发送对一组M个物理天线或者一组G个虚拟天线进行的天线子集选择的模块；以及
用于传递天线模式选择的模块。
59、一种无线通信装置，包括：
处理器，用于估计单入多出(SIMO)或者多入多出(MIMO)信道；根据一组调度的数据流来确定用于在反向链路(RL)中发送数据的功率谱密度；根据该组调度的数据流来确定在RL中传递数据的数据速率；以及在单入多出(SIMO)操作、单用户MIMO操作或者多用户MIMO操作中的一种操作下对接入终端进行调度；以及
耦合于所述处理器的存储器。
60、根据权利要求59所述的无线通信装置，所述处理器还用于传递数据速率分配；发送偏移数据速率分配；发送对一组M个物理天线或者一组G个虚拟天线进行的天线子集选择；以及当在单用户MIMO或者多用户MIMO下对所述终端进行调度时传递天线模式选择。
61、根据权利要求60所述的无线通信装置，传递数据速率分配包括在分配信道中发送5比特。
62、根据权利要求60所述的无线通信装置，发送偏移数据速率分配包括在分配信道中发送3比特。
63、根据权利要求60所述的无线通信装置，发送天线子集选择包括传递P比特，所述P比特由与该组M个物理天线或者该组G个虚拟天线相关联的空间复用阶数(L)来确定，其中L＝2时P＝1，L＝4时P＝4。
64、根据权利要求60所述的无线通信装置，传递天线模式选择包括在最大复用阶数(L’)是2时发送1比特，L’＝4时发送2比特。
65、根据权利要求59所述的无线通信装置，所述处理器还用于接收单个传输流的功率控制参考信号；接收与所述功率控制参考信号相关联的单个流的功率谱密度(PSD)偏移；确定用于在所述RL中进行数据传输的基本PSD偏移，所述基本PSD是由参考PSD和所接收的PSD偏移相加得到的；以及根据峰均比PSD调整和所述MIMO信道的路径差分校正来调整所述基本PSD，以用于确定每个数据流的PSD。
66、根据权利要求65所述的无线通信装置，其中所述功率控制信号是CQI信道。
67、根据权利要求65所述的无线通信装置，其中所述CQI信道的内容用恒包络零自相关(CAZAC)序列进行调制。
68、根据权利要求59所述的无线通信装置，在SIMO操作、单用户MIMO操作或者多用户MIMO操作中的至少一种操作下对接入终端进行调度包括优化扇区吞吐量或者扇区容量中的至少一个。
69、根据权利要求59所述的无线通信装置，在SIMO操作、单用户MIMO操作或者多用户MIMO操作中的至少一种操作下对接入终端进行调度包括分配通信资源以维护预定误码率、预定延迟或者预定频谱效率中的至少一个。
70、一种计算机程序产品，包括：
计算机可读介质，所述计算机可读介质包括：
用于使至少一个计算机估计单入多出(SIMO)或者多入多出(MIMO)信道的代码；
用于根据一组调度的数据流使所述至少一个计算机确定用于在反向链路(RL)中发送数据的功率谱密度的代码；
用于根据该组调度的数据流使所述至少一个计算机确定用于在RL中传递数据的数据速率的代码；以及
用于使所述至少一个计算机在单入多出(SIMO)操作、单用户MIMO操作或者多用户MIMO操作中的至少一种操作下对终端进行调度的代码。
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