RU2388149C2 - Systems and methods for feedback beam formation in multiple antenna communication systems - Google Patents
Systems and methods for feedback beam formation in multiple antenna communication systems Download PDFInfo
- Publication number
- RU2388149C2 RU2388149C2 RU2007139402/09A RU2007139402A RU2388149C2 RU 2388149 C2 RU2388149 C2 RU 2388149C2 RU 2007139402/09 A RU2007139402/09 A RU 2007139402/09A RU 2007139402 A RU2007139402 A RU 2007139402A RU 2388149 C2 RU2388149 C2 RU 2388149C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- information
- rays
- statistics
- item
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Настоящий документ, в общем, относится к беспроводной связи и, помимо прочего, к формированию собственных лучей для систем беспроводной связи.This document, in General, relates to wireless communications and, inter alia, to the formation of its own beams for wireless communication systems.
Уровень техникиState of the art
Система множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA) использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM). OFDM - это метод модуляции с несколькими несущими, которая разделяет общую полосу пропускания системы на несколько (N) ортогональных частотных поднесущих. Эти поднесущие также могут называться тонами, элементами разрешения и частотными каналами. Каждая поднесущая связана с соответствующей поднесущей, которая может быть модулирована данными. До N символов модуляции могут передаваться на N поднесущих в каждом периоде OFDM-символа. Эти символы модуляции преобразуются во временную область с помощью N-точечного обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT), чтобы сформировать преобразованный символ, который содержит N элементарных сигналов или выборок временной области.The orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) system uses orthogonal frequency division multiplexing (OFDM). OFDM is a multi-carrier modulation technique that divides the overall system bandwidth into several (N) orthogonal frequency subcarriers. These subcarriers may also be called tones, resolution elements, and frequency channels. Each subcarrier is associated with a corresponding subcarrier that can be modulated with data. Up to N modulation symbols may be transmitted on N subcarriers in each OFDM symbol period. These modulation symbols are converted to the time domain using the N-point inverse fast Fourier transform (IFFT) to form a converted symbol that contains N chips or samples of the time domain.
В системе связи со скачкообразным изменением частоты данные передаются на различных частотных поднесущих в течение различных интервалов времени, которые также могут упоминаться как "периоды скачкообразного изменения частоты". Эти частотные поднесущие могут быть предоставлены посредством мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов, других методов модуляции с множеством несущих или каких-либо других структур. При скачкообразном изменении частоты передача данных перестраивается с одной поднесущей на другую поднесущую псевдослучайным способом. Это скачкообразное изменение обеспечивает частотное разнесение и позволяет передаче данных более эффективно противостоять нежелательным эффектам на трассах распространения, такими как узкополосные помехи, преднамеренные помехи, замирание и т.д.In a frequency hopping communication system, data is transmitted on different frequency subcarriers during different time intervals, which may also be referred to as “frequency hopping periods”. These frequency subcarriers may be provided by orthogonal frequency division multiplexing, other multicarrier modulation techniques, or some other structure. With a frequency hopping, the data transmission is tuned from one subcarrier to another subcarrier in a pseudo-random manner. This hopping provides frequency diversity and allows data transmission to more effectively resist unwanted effects on propagation paths, such as narrowband interference, intentional interference, fading, etc.
Проблема, существующая в большинстве систем связи, заключается в том, что приемное устройство находится в конкретной части зоны, обслуживаемой посредством узла доступа. В таких случаях, когда передающее устройство имеет несколько передающих антенн, сигналы, выдаваемые из каждой антенны, не требуется комбинировать, чтобы обеспечить максимальную мощность в приемном устройстве. В этих случаях могут возникать проблемы с декодированием сигналов, принимаемых в приемном устройстве. Один способ, чтобы решать эти проблемы, состоит в использовании формирования лучей.The problem with most communication systems is that the receiver is located in a specific part of the area served by the access node. In such cases, when the transmitting device has several transmitting antennas, the signals output from each antenna do not need to be combined to provide maximum power in the receiving device. In these cases, problems may arise with the decoding of signals received at the receiver. One way to solve these problems is to use beamforming.
Формирование лучей - это метод пространственной обработки, который улучшает отношение сигнал-шум беспроводной линии связи с множеством антенн. В типовом случае формирование лучей может быть использовано в передающем устройстве или в приемном устройстве многоантенной системы. Формирование лучей предоставляет множество преимуществ для улучшения отношения сигнал-шум, которое улучшает декодирование сигналов посредством приемного устройства.Beam shaping is a spatial processing technique that improves the signal-to-noise ratio of a wireless link with multiple antennas. Typically, beamforming may be used in a transmitter or receiver of a multi-antenna system. Beaming provides many advantages for improving the signal-to-noise ratio, which improves the decoding of signals by the receiver.
Конкретными типами OFDMA-систем являются дуплексные OFDMA-системы с частотным разделением каналов (FDD). В этих FDD OFDMA-системах передача от узла доступа к терминалу доступа и от терминала доступа к узлу доступа занимает различные отдельные частотные диапазоны. В FDD OFDMA-системах обратная связь для выполнения формирования лучей, как правило, требует сведений о канале в передающем устройстве, к примеру узле доступа, которые недоступны без значительной обратной связи. Эта обратная связь, в общем, в форме фактических весовых коэффициентов или векторов формирования лучей требует большого объема ресурсов в каналах управления или сигнализации. Это снижает скорости передачи данных и повышает необходимую передачу служебной информации.Specific types of OFDMA systems are frequency division duplex (FDD) OFDMA systems. In these FDD OFDMA systems, transmission from the access node to the access terminal and from the access terminal to the access node occupies various separate frequency ranges. In FDD OFDMA systems, feedback to perform beamforming typically requires channel information in a transmitter, such as an access node, that are not available without significant feedback. This feedback, in general, in the form of actual weights or beamforming vectors, requires a large amount of resources in the control or signaling channels. This reduces the data transfer speeds and increases the necessary transmission of service information.
Следовательно, желательно предоставлять обратную связь для более точного формирования лучей при минимизации ресурсов, требуемых для обеспечения обратной связи от приемного устройства в передающее устройство.Therefore, it is desirable to provide feedback for more accurate beamforming while minimizing the resources required to provide feedback from the receiver to the transmitter.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
В некоторых вариантах осуществления доступные ресурсы передачи обратной линии связи, выделенные для передачи информации формирования лучей, определяются на основе определения доступных ресурсов передачи обратной линии связи. В некоторых вариантах осуществления это может выполняться посредством процессора или другого средства. Дополнительно в некоторых вариантах осуществления эта информация передается по радиоинтерфейсу в качестве команды.In some embodiments, the available reverse link transmission resources allocated for transmitting beamforming information are determined based on the determination of the available reverse link transmission resources. In some embodiments, this may be accomplished by a processor or other means. Additionally, in some embodiments, this information is transmitted over the air as a command.
В определенных вариантах осуществления определение того, следует ли передавать информацию о собственных лучах от, по меньшей мере, одной антенны, основано на информации канала. В некоторых вариантах осуществления информацией канала может быть статистика канала или статистика канала второго порядка. В других вариантах осуществления информацией канала может быть мгновенная информация канала.In certain embodiments, the determination of whether to transmit eigenbeam information from at least one antenna is based on channel information. In some embodiments, the channel information may be channel statistics or second-order channel statistics. In other embodiments, the channel information may be instantaneous channel information.
Понятно, что другие аспекты настоящего изобретения должны стать понятными специалистам в данной области техники из последующего подробного описания, в котором примерные варианты осуществления изобретения показаны и описаны только в качестве иллюстрации. Следует учитывать, что раскрытые варианты осуществления допускают другие и отличающиеся варианты осуществления и аспекты, и определенные детали допускают модификацию в различных аспектах без отступления от объема изобретения.It is understood that other aspects of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following detailed description, in which exemplary embodiments of the invention are shown and described by way of illustration only. It will be appreciated that the disclosed embodiments may allow other and different embodiments and aspects, and certain details may be modified in various aspects without departing from the scope of the invention.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Признаки, характер и преимущества настоящих вариантов осуществления могут стать более очевидными из изложенного ниже подробного описания, рассматриваемого вместе с чертежами, на которых одинаковые ссылочные позиции используются для обозначения соответствующим образом по всему документу и на которых:The characteristics, nature and advantages of the present embodiments may become more apparent from the detailed description set forth below, taken in conjunction with the drawings, in which like reference numerals are used to indicate throughout the document, and in which:
фиг. 1 иллюстрирует систему беспроводной связи с множественным доступом согласно варианту осуществления;FIG. 1 illustrates a multiple access wireless communication system according to an embodiment;
фиг. 2 иллюстрирует схему распределения спектра в системе беспроводной связи с множественным доступом согласно варианту осуществления;FIG. 2 illustrates a spectrum allocation scheme in a multiple access wireless communication system according to an embodiment;
фиг. 3 иллюстрирует концептуальную диаграмму собственных лучей, принимаемых посредством приемного устройства в системе беспроводной связи согласно варианту осуществления;FIG. 3 illustrates a conceptual diagram of self-rays received by a receiver in a wireless communication system according to an embodiment;
фиг. 4 иллюстрирует передающее устройство и приемное устройство в системе беспроводной связи с множественным доступом согласно варианту осуществления;FIG. 4 illustrates a transmitter and a receiver in a multiple access wireless communication system according to an embodiment;
фиг. 5 иллюстрирует блок-схему системы передающего устройства в системе беспроводной связи с множественным доступом согласно варианту осуществления;FIG. 5 illustrates a block diagram of a transmitter system in a multiple access wireless communication system according to an embodiment;
фиг. 6 иллюстрирует блок-схему системы приемного устройства в системе беспроводной связи с множественным доступом согласно варианту осуществления;FIG. 6 illustrates a block diagram of a receiver system in a multiple access wireless communication system according to an embodiment;
фиг. 7 иллюстрирует блок-схему последовательности операций способа определения ресурсов, которые должны быть выделены для предоставления обратной связи о собственных лучах согласно варианту осуществления;FIG. 7 illustrates a flowchart of a method for determining resources to be allocated to provide eigen-beam feedback according to an embodiment;
фиг. 8 иллюстрирует блок-схему последовательности операций способа определения того, следует ли предоставлять обратную связь о собственных лучах согласно другому варианту осуществления;FIG. 8 illustrates a flowchart of a method for determining whether to provide eigen-beam feedback according to another embodiment;
фиг. 9 иллюстрирует блок-схему последовательности операций способа формирования векторов собственных лучей согласно дополнительному варианту осуществления; иFIG. 9 illustrates a flowchart of a method for generating eigenvector vectors according to a further embodiment; and
фиг. 10 иллюстрирует блок-схему последовательности операций способа формирования обратной связи о собственных лучах согласно варианту осуществления.FIG. 10 illustrates a flowchart of a method for generating eigen-beam feedback according to an embodiment.
Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
На фиг. 1 проиллюстрирована система беспроводной связи с множественным доступом согласно одному варианту осуществления. Система 100 беспроводной связи с множественным доступом включает в себя несколько сот, к примеру соты 102, 104 и 106. В варианте осуществления по фиг. 1 каждая сота 102, 104 и 106 может включать в себя узел 150 доступа, которая включает в себя несколько секторов. Несколько секторов могут быть сформированы посредством групп антенн, каждая из которых обеспечивает связь с терминалами доступа в части соты. В соте 102 группы 112, 114 и 116 антенн соответствуют различным секторам. В соте 104 группы 118, 120 и 122 антенн соответствуют различным секторам. В соте 106 группы 124, 126 и 128 антенн соответствуют различным секторам.In FIG. 1 illustrates a multiple access wireless communication system according to one embodiment. The multiple access
Каждая сота включает в себя несколько терминалов доступа, которые поддерживают связь с одним или более секторами каждого узла доступа. Например, терминалы 130 и 132 доступа поддерживают связь с базовой станцией 142, терминалы 134 и 136 доступа поддерживают связь с узлом 144 доступа, а терминалы 138 и 140 доступа поддерживают связь с узлом 146 доступа.Each cell includes several access terminals that communicate with one or more sectors of each access node. For example,
Из фиг. 1 можно видеть, что каждый терминал 130, 132, 134, 136, 138 и 140 доступа находится в части соответствующей соты, отличной от местонахождения всех остальных терминалов доступа в той же соте. Дополнительно каждый терминал доступа может быть на различном расстоянии от соответствующих групп антенн, с которыми он осуществляет связь. Оба этих фактора предоставляют ситуации, также обусловленные окружающей средой и другими условиями в соте, в которых различные характеристики канала могут возникать между каждым терминалом доступа и соответствующей группой антенн, с которой он осуществляет связь.From FIG. 1, it can be seen that each
Как использовано в данном документе, узлом доступа может быть стационарная станция, используемая для осуществления связи с терминалами, и она также может упоминаться как и включать в себя часть или всю функциональность базовой станции, узла B или какого-либо другого термина. Терминал доступа может также упоминаться как абонентское оборудование (UE) устройства беспроводной связи, терминала, мобильной станции и т. д. и включать в себя часть или всю их функциональность.As used herein, the access node may be a fixed station used to communicate with the terminals, and it may also be referred to as including part or all of the functionality of the base station, node B, or some other terminology. An access terminal may also be referred to as a user equipment (UE) of a wireless communication device, terminal, mobile station, etc., and include part or all of their functionality.
На фиг. 2 проиллюстрирована схема распределения спектра в системе беспроводной связи с множественным доступом. Множество OFDM-символов 200 распределено по T периодам символа и S частотным поднесущим. Каждый OFDM-символ 200 содержит один период символа из T периодов символа и тон или частотную поднесущую из S поднесущих.In FIG. 2 illustrates a spectrum allocation scheme in a multiple access wireless communication system. A plurality of
В OFDM-системе со скачкообразным изменением частоты один или более символов 200 могут быть назначены данному терминалу доступа. В одном варианте схемы распределения, проиллюстрированной на фиг. 2, одна или более областей скачкообразного изменения частоты, к примеру область 202 скачкообразного изменения частоты, символов назначена группе терминалов доступа для осуществления связи по обратной линии связи. В каждой области скачкообразного изменения назначение символов может быть рандомизировано, чтобы снизить потенциальные помехи и предоставить частотное разнесение против нежелательных эффектов на путях распространения.In a frequency hopping OFDM system, one or
Каждая область 202 скачкообразного изменения частоты включает в себя символы 204, которые могут быть назначены одному или более терминалам доступа, которые осуществляют связь с сектором узла доступа, и назначены области скачкообразного изменения частоты. В ходе каждого периода скачкообразного изменения частоты или кадра местоположение области 202 скачкообразного изменения частоты в рамках T периодов символа и S поднесущих варьируется согласно последовательности скачкообразного изменения частоты. Помимо этого, назначение символов 204 для отдельных терминалов доступа в области 202 скачкообразного изменения частоты может варьироваться для каждого периода скачкообразного изменения частоты.Each
Последовательность скачкообразного изменения частоты может псевдослучайно, случайно или согласно заранее определенной последовательности выбирать размещение области 202 скачкообразного изменения частоты для каждого периода скачкообразного изменения частоты. Последовательности скачкообразного изменения частоты для различных секторов одного узла доступа могут быть разработаны так, чтобы быть ортогональными друг другу, чтобы избегать "внутрисотовых" помех между терминалами доступа, осуществляющими связь с одним узлом доступа. Дополнительно последовательности скачкообразного изменения частоты для каждого узла доступа могут быть псевдослучайными относительно последовательностей скачкообразного изменения частоты для соседних узлов доступа. Это способствует рандомизации "межсотовых" помех между терминалами доступа, осуществляющими связь с различными узлами доступа.The frequency hopping sequence may pseudo-randomly, randomly, or according to a predetermined sequence select a location of the
В случае передач по обратной линии связи в FDD-системе связи частотные поддиапазоны от 1 до S не перекрываются ни с одним из поддиапазонов от 1 до S прямой линии связи. В обратной линии связи некоторые из символов 204 области 202 скачкообразного изменения частоты могут быть назначены символам пилот-сигнала, которые могут передаваться от терминалов доступа в узлу доступа. Назначение символов пилот-сигнала символам 204 в одном варианте осуществления должно поддерживать множественный доступ с пространственным разделением каналов (SDMA), когда сигналы различных терминалов доступа, перекрывающихся в одной области скачкообразного изменения частоты, могут быть разделены вследствие нескольких приемных антенн в секторе или узле доступа, при условии достаточной разности пространственных сигнатур, соответствующих различным терминалам доступа.In the case of transmissions on the reverse link in the FDD communication system, the frequency subbands from 1 to S do not overlap with any of the
Следует отметить, что хотя фиг. 2 иллюстрирует область 200 скачкообразного изменения частоты, имеющую длину в семь периодов символа, длина области 200 скачкообразного изменения частоты может быть любым требуемым значением, может варьироваться по размеру между периодами скачкообразного изменения частоты или между различными областями скачкообразного изменения частоты в данном периоде скачкообразного изменения частоты.It should be noted that although FIG. 2 illustrates a
Кроме того, следует отметить, что хотя вариант осуществления по фиг. 2 описан относительно использования блочного скачкообразного изменения частоты, местоположение блока необязательно должно изменяться между последовательными периодами скачкообразного изменения частоты.In addition, it should be noted that although the embodiment of FIG. 2 is described with respect to the use of a block frequency hopping, the location of the block need not be changed between successive frequency hopping periods.
На фиг. 3 проиллюстрирована концептуальная блок-схема собственных лучей, воспринимаемых в системе беспроводной связи согласно одному варианту осуществления. Передающее устройство 300, которым может быть узел доступа, передает несколько символов в ходе данного периода скачкообразного изменения частоты, предназначенного для приемного устройства 304, которым может быть терминал доступа. Сигналы, передаваемые от передающего устройства 300, передаются от антенн 302a, 302b, 302c,..., 302t и принимаются посредством приемного устройства 304 антеннами 306a, 306b, …, 306r. Это образует MIMO-канал между передающим устройством 200 и приемным устройством 304. При передаче символов от передающего устройства 300 к приемному устройству 304 передающее устройство 300 формирует собственные лучи символов. Формирование собственных лучей - это метод, который объединяет выигрыши от формирования лучей, разнесения и пространственного мультиплексирования, использования собственных векторов для умножения, сдвига по фазе и/или сдвига по амплитуде символов для передачи в зависимости от антенны, от которой они должны быть переданы.In FIG. 3 illustrates a conceptual block diagram of self-rays perceived in a wireless communication system according to one embodiment. A
В одном варианте осуществления передающее устройство 300 передает символы пилот-сигнала от антенн 302a, 302b, 302c,..., 302t, которые используются приемным устройством 304 для оценивания канала нисходящей линии связи и вычисления его матрицы корреляции. Затем приемное устройство 304 выполняет разложение по собственным значениям матрицы корреляции и предоставляет информацию, касающуюся собственных векторов, в передающее устройство 300. В некоторых вариантах осуществления приемное устройство 304 определяет то, какая из диаграмм лучей собственных векторов приводит к наибольшему отношению сигнал-шум (SNR) или другим требуемым характеристикам сигнала, и передает эту информацию базовой станции, которая может использовать эту информацию собственных векторов для формирования лучей для передачи данных в эту мобильную станцию при последующих передачах.In one embodiment,
Как проиллюстрировано на фиг.3, собственные лучи могут иметь несколько (локальных) максимумов 308а, 308b и 308с, ориентированных в различных направлениях. Другие собственные лучи могут иметь части 310а и 310в, которые ориентированы в других направлениях, но имеют меньшую величину, как принимается в приемном устройстве 304, чем собственные лучи, имеющие максимумы 308а, 308b и 308 с. Дополнительно диаграмма направленности, а следовательно, и те собственные лучи, имеющие наибольшие максимумы, могут варьироваться во времени по мере того, как характеристики канала, местоположение приемного устройства или другие факторы изменяются.As illustrated in FIG. 3, intrinsic beams may have several (local)
Чтобы предоставить достаточно информации для выполнения формирования собственных лучей в передающем устройстве 300, приемное устройство 304 предоставляет информацию обратной связи, касающуюся собственных векторов, в передающее устройство 300. В варианте осуществления обратная связь предоставляется на основе характеристик канала. Например, в варианте осуществления, если характеристики канала практически не изменяются, обратная связь может не предоставляться. В других вариантах осуществления, если характеристики канала недавно изменились, то обратная связь может быть предоставлена. Помимо этого, в вариантах осуществления, если характеристики канала постоянно изменяются, обратная связь может не предоставляться или может предоставляться минимальная обратная связь. В других вариантах осуществления обратная связь может предоставляться, если есть недавние изменения в характеристиках канала или если характеристики канала практически не изменяются. В некоторых вариантах осуществления изменения в характеристиках канала могут быть определены посредством изменения в статистике канала, мгновенной информации канала или отношений сигнал-шум.In order to provide enough information to perform eigen-beam generation in the
В одном варианте осуществления обратная связь может содержать собственные векторы, вычисленные в приемном устройстве 304 для доминирующих собственных векторов, принимаемых посредством приемного устройства 304. В некоторых вариантах осуществления информация, касающаяся собственных векторов, квантуется согласно таблице кодирования, а затем квантованные биты передаются в передающее устройство 302, которое включает в себя таблицу кодирования для считывания квантованных битов.In one embodiment, the feedback may comprise eigenvectors computed at the
В варианте осуществления квантованные биты основаны на минимальной среднеквадратической ошибке между таблицей кодирования и доминирующими собственными лучами либо доминирующими лучами и другими собственными лучами.In an embodiment, the quantized bits are based on a minimum mean square error between the coding table and the dominant eigen-rays or dominant rays and other eigen-rays.
Обратная связь, предоставляемая посредством терминала доступа, используется для того, чтобы формировать предварительную матрицу формирования лучей, содержащую множество собственных векторов, которые переданы по обратной связи от приемного устройства в передающее устройство. Вследствие ограниченных ресурсов обратной линии связи эта предварительная матрица формирования лучей может не содержать все собственные векторы, необходимые для передачи.The feedback provided by the access terminal is used to generate a preliminary beamforming matrix containing a plurality of eigenvectors that are transmitted feedback from the receiver to the transmitter. Due to limited reverse link resources, this preliminary beamforming matrix may not contain all the eigenvectors necessary for transmission.
Чтобы сформировать набор векторов формирования собственных лучей, которые предоставляют оптимальные доступные характеристики передачи, QR-разложение матрицы формирования лучей выполняется, чтобы сформировать полный набор собственных векторов следующим образом:To form a set of eigenvector formation vectors that provide the optimal available transmission characteristics, QR decomposition of the ray formation matrix is performed to form a complete set of eigenvectors as follows:
V=QR (B), V = QR (B) ,
B=[v 1 v 2 …v k], B = [ v 1 v 2 ... v k ],
где K - K собственных векторов, переданных по обратной связи;where K is K feedback eigenvectors;
B - предварительная матрица формирования лучей;B is a preliminary matrix of the formation of rays;
V - конечная матрица формирования лучей, состоящая из полного набора собственных векторов;V is the final matrix of the formation of rays, consisting of a complete set of eigenvectors;
V=[v 1 v 2 … v k v k+1 …v M], V = [ v 1 v 2 ... v k v k + 1 ... v M ],
где v k+1 … v M - это псевдособственные векторы, которые сформированы из QR-разложения.where v k + 1 ... v M are pseudo-eigenvectors that are formed from QR decomposition.
Отдельные скаляры векторов формирования лучей представляют весовые коэффициенты формирования, которые применяются к символам, передаваемым от M T антенн в каждый терминал доступа. Эти векторы затем формируются посредством следующего соотношения:The individual scalars of the beamforming vectors represent the weighting coefficients of the formation, which apply to the symbols transmitted from the M T antennas to each access terminal. These vectors are then formed by the following relationship:
где M - число уровней, используемых для передачи.where M is the number of levels used for transmission.
Чтобы принять решение о том, сколько собственных лучей должно быть использовано (ранговое прогнозирование) и какой режим передачи должен быть использован для того чтобы получить максимальные выигрыши от формирования собственных лучей, может быть использовано несколько подходов. Если терминал доступа не диспетчеризован, то обратная связь о собственных лучах, к примеру 7-битовая или другого размера обратная связь, может включать в себя информацию ранга, может быть вычислена на основе широкополосных пилот-сигналов и передана вместе с информацией о собственных лучах. Информация канала управления или служебных сигналов, передаваемая из терминала доступа, после декодирования может выступать в качестве широкополосного пилот-сигнала для обратной линии связи.In order to make a decision about how many own rays should be used (rank prediction) and which transmission mode should be used in order to get the maximum gains from the formation of own rays, several approaches can be used. If the access terminal is not scheduled, then eigen-beam feedback, for example 7-bit or other size feedback, can include rank information, can be calculated based on wideband pilot signals and transmitted along with eigen-beam information. The information of the control channel or service signals transmitted from the access terminal, after decoding, can act as a broadband pilot signal for the reverse link.
На фиг. 4 проиллюстрировано передающее устройство и приемное устройство в системе беспроводной связи с множественным доступом в соответствии с одним вариантом осуществления. В системе 410 передающего устройства данные трафика для ряда потоков данных предоставляются из источника 412 данных в процессор 414 данных передачи (TX). В варианте осуществления каждый поток данных передается посредством соответствующей передающей антенны. Процессор 414 TX-данных форматирует, кодирует и перемежает данные трафика для каждого потока данных на основе конкретной схемы кодирования, выбранной для этого потока данных, чтобы предоставлять кодированные данные. В некоторых вариантах осуществления процессор 414 TX-данных применяет весовые коэффициенты формирования лучей к символам потоков данных на основе пользователя, которому передаются символы. В некоторых вариантах осуществления весовые коэффициенты формирования лучей могут быть сформированы на основе векторов собственных лучей, сформированных в приемном устройстве 402 и предоставленных в качестве обратной связи в передающее устройство 400. Дополнительно в этих случаях диспетчеризованных передач процессор 414 TX-данных может выбирать формат пакета на основе информации ранга, которая передана от пользователя.In FIG. 4 illustrates a transmitter and a receiver in a multiple access wireless communication system in accordance with one embodiment. In the
Кодированные данные для каждого потока данных могут быть мультиплексированы с данными пилот-сигнала с использованием OFDM-методов. Данные пилот-сигнала типично являются известным шаблоном данных, который обрабатывается известным способом и может быть использован в системе приемного устройства для того, чтобы оценить чувствительность канала. Мультиплексированные данные пилот-сигнала и кодированные данные для каждого потока данных затем модулируются (т.е. отображаются на символы) на основе конкретной схемы модуляции (к примеру, BPSK, QSPK, M-PSK или M-QAM), выбранной для этого потока данных, чтобы предоставить символы модуляции. Скорость передачи данных, кодирование и модуляция для каждого потока данных может быть определена посредством выполняемых команд, предоставляемых посредством процессора 430. Как описано выше, в некоторых вариантах осуществления формат пакета для одного или более потоков может варьироваться согласно информации ранга, которая передана от пользователя.The coded data for each data stream may be multiplexed with pilot data using OFDM techniques. The pilot data is typically a known data pattern that is processed in a known manner and can be used in a receiver system in order to estimate channel sensitivity. The multiplexed pilot data and encoded data for each data stream is then modulated (i.e., mapped to symbols) based on a particular modulation scheme (e.g., BPSK, QSPK, M-PSK or M-QAM) selected for that data stream to provide modulation symbols. The data rate, coding, and modulation for each data stream can be determined by executing instructions provided by
Символы модуляции для всех потоков данных затем предоставляются в TX MIMO-процессор 420, который может дополнительно обрабатывать символы модуляции (к примеру, для OFDM). TX MIMO-процессор 420 далее предоставляет N
T потоков символов модуляции в N
T передающих устройств (TMTR) 422a-422t. В конкретных вариантах осуществления TX MIMO-процессор 420 применяет весовые коэффициенты формирования лучей к символам потоков данных на основе пользователя, которому символы передаются, и антенны, из которой символы передаются, из этой информации отклика пользовательского канала.Modulation symbols for all data streams are then provided to
Каждое передающее устройство 422 принимает и обрабатывает соответствующий поток символов, чтобы предоставить один или более аналоговых сигналов, и дополнительно преобразует (к примеру усиливает, фильтрует и преобразует с повышением частоты) аналоговые сигналы, чтобы предоставить модулированный сигнал, подходящий для передачи по MIMO-каналу. N
T модулированных сигналов из передающих устройств 422a-532t затем передаются из N
T антенн 424a-534t соответственно.Each transmitter 422 receives and processes a respective symbol stream to provide one or more analog signals, and further converts (e.g., amplifies, filters, and upconverts) the analog signals to provide a modulated signal suitable for transmission over the MIMO channel. N T modulated signals from
В системе 450 приемного устройства передаваемые модулированные сигналы принимаются посредством N R антенн 452a-452r, и принимаемый сигнал из каждой антенны 452 предоставляется в соответствующее приемное устройство (RCVR) 454. Каждое приемное устройство 454 преобразует (к примеру фильтрует, усиливает и преобразует с понижением частоты) соответствующий принимаемый сигнал, оцифровывает преобразованный сигнал, чтобы предоставить выборки, и дополнительно обрабатывает выборки, чтобы предоставить соответствующий принимаемый поток символов.At receiver system 450, the transmitted modulated signals are received by N R antennas 452a through 452r, and the received signal from each antenna 452 is provided to a respective receiver (RCVR) 454. Each receiver 454 converts (e.g., filters, amplifies, and downconverts) ) the corresponding received signal, digitizes the converted signal to provide samples, and further processes the samples to provide a corresponding received stream of characters.
Процессор 460 RX-данных затем принимает и обрабатывает N
R принимаемых потоков символов от N
R приемных устройств 454 на основе конкретного метода обработки приемного устройства, чтобы предоставить N
T обнаруженных потоков символов. Обработка посредством процессора 460 RX-данных подробнее описывается ниже. Каждый обнаруженный поток символов включает в себя символы, которые являются оценками символов модуляции, передаваемых для соответствующего потока данных. Процессор 460 RX-данных после этого демодулирует, обратно перемежает и декодирует каждый обнаруженный поток символов, чтобы восстановить данные трафика для потока данных. Обработка посредством процессора 460 RX-данных комплементарна обработке, выполняемой TX MIMO-процессором 420 и процессором 414 TX-данных в системе 410 передающего устройства.An
Оценка отклика канала, сформированная посредством RX-процессора 460, может быть использована для того, чтобы выполнять пространственную, пространственно/временную обработку в приемном устройстве, регулировать уровень мощности, изменять скорости или схемы модуляции либо выполнять другие действия. RX-процессор 460 дополнительно может оценивать отношения сигнал-шум-и-помехи (SNR) обнаруженных потоков символов и, возможно, другие характеристики канала и предоставлять эти значения в процессор 470. Процессор 460 RX-данных или процессор 470 дополнительно может извлекать оценку рабочего SNR для системы. Далее процессор 470 предоставляет оцененную информацию состояния (CSI), которая может содержать различные типы информации, касающиеся линии связи и/или потока принимаемых данных. Например, CSI может содержать только рабочий SNR. Затем CSI обрабатывается посредством процессора 438 TX-данных, который также принимает данные трафика для ряда потоков данных из источника 476 данных, модулированных посредством модулятора 480, преобразованных в передающих устройствах 454a-454r и переданных обратно в систему 410 передающего устройства.The channel response estimate generated by the
Помимо этого, процессор 470 может вычислять собственные лучи, принимаемые посредством приемного устройства 402. Собственные лучи могут быть вычислены так, как описано относительно фиг. 3. Затем процессор 470 может определять доминирующие собственные лучи, и обратная связь может предоставляться только для них. Процессор 470 может квантовать доминирующие собственные лучи согласно таблице кодирования, которая известна для передающего устройства 400. В некоторых вариантах осуществления, как описано относительно фиг. 3, могут быть использованы 5-битовые коды, допускающие широкий диапазон обратной связи. Размер таблицы кодирования может варьироваться в зависимости от ресурсов обратной линии связи, доступных для этой обратной связи.In addition, the
Чтобы определить то, когда посылать по обратной связи доминирующие собственные лучи, процессор 470 может вычислять статистику канала и определять, какое изменение произошло в статистике канала между двумя или более последовательными передачами в приемное устройство 402. В зависимости от степени изменения решение может быть принято в отношении того, следует ли предоставлять обратную связь о собственных лучах. В дополнительных вариантах осуществления процессор может определять мгновенную информацию канала для конкретной передачи и затем определять изменение между мгновенной информацией канала для одной или более предыдущих передач. Эта информация далее может быть использована для того, чтобы определять то, следует ли предоставлять обратную связь о собственных лучах.To determine when to send dominant eigenbeams for feedback, the
В системе 410 передающего устройства модулированные сигналы из системы 450 приемного устройства принимаются посредством антенн 424, преобразуются посредством приемных устройств 422, демодулируются посредством демодулятора 440 и обрабатываются посредством процессора 442 RX-данных, чтобы восстановить CSI, сообщенный посредством системы приемного устройства. Сообщенный CSI далее предоставляется в процессор 430 и используется для того, чтобы (1) определять скорости передачи данных и схемы кодирования и модуляции, которые должны быть использованы для потоков данных, и (2) формировать различные сигналы управления для процессора 414 TX-данных и TX MIMO-процессора 420.In
В приемном устройстве различные методы обработки могут быть использованы для обработки N R принимаемых сигналов для обнаружения N T передаваемых потоков символов. Эти методы обработки приемного устройства могут быть сгруппированы в две основные категории, (i) пространственные и пространственно-временные методы обработки приемного устройства (которые также упоминаются как методы коррекции); и (ii) методы обработки приемного устройства с "последовательным формированием провалов/коррекцией и подавлением помех" (которые также упоминаются как методы обработки приемного устройства "с последовательным подавлением помех" или "последовательным подавлением").At the receiver, various processing methods can be used to process N R received signals to detect N T transmitted symbol streams. These receiver processing methods can be grouped into two main categories, (i) spatial and spatio-temporal receiver processing methods (which are also referred to as correction methods); and (ii) “sequential dipping / correction and interference suppression” receiver processing techniques (which are also referred to as “sequential interference suppression” or “sequential suppression” receiving methods).
MIMO-канал, сформированный посредством N T передающих и N R приемных антенн, может быть разложен на N S независимых каналов, где N S =<min {N T , N R }. Каждый из N S независимых каналов также может упоминаться как пространственный подканал (или канал передачи) MIMO-канала и соответствует измерению.A MIMO channel formed by N T transmit and N R receive antennas can be decomposed into N S independent channels, where N S = < min {N T , N R } . Each of the N S independent channels may also be referred to as a spatial subchannel (or transmission channel) of the MIMO channel and corresponds to a measurement.
В полноранговом MIMO-канале, где N S =N T <N R, независимый поток данных может передаваться от каждой из N T передающих антенн. Передаваемые потоки данных могут воспринимать различные характеристики канала (к примеру, различные эффекты затухания и многолучевого распространения) и им могут соответствовать различные отношения сигнал-шум-и-помехи (SNR) для данной величины мощности передачи. Более того, в случаях, если обработка последовательного подавления помех используется в приемном устройстве для того, чтобы восстанавливать передаваемые потоки данных (описаны ниже), то различные SNR могут быть реализованы для потоков данных в зависимости от конкретного порядка, в котором восстанавливаются потоки данных. Как следствие, различные скорости передачи данных могут поддерживаться посредством различных потоков данных в зависимости от их реализуемых SNR. Поскольку характеристики канала обычно варьируются во времени, скорость передачи данных, поддерживаемая посредством каждого потока данных, также варьируется во времени.In a full-rank MIMO channel, where N S = N T <N R , an independent data stream may be transmitted from each of the N T transmit antennas. Transmitted data streams can perceive different characteristics of the channel (for example, various effects of attenuation and multipath propagation) and they can correspond to different signal-to-noise-and-noise (SNR) ratios for a given value of transmit power. Moreover, in cases where sequential interference cancellation processing is used in the receiver to recover the transmitted data streams (described below), different SNRs may be implemented for the data streams depending on the particular order in which the data streams are restored. As a result, different data rates may be supported through different data streams depending on their implemented SNR. Since channel characteristics typically vary over time, the data rate supported by each data stream also varies over time.
MIMO-схема может иметь два режима работы: с одним кодовым словом (SCW) и с множеством кодовых слов (MCW). В MCW-режиме передающее устройство может кодировать данные, передаваемые в каждом пространственном уровне, независимо, возможно, с различными скоростями. Приемное устройство использует алгоритм последовательного подавления помех (SIC), который работает следующим образом: декодируется первый уровень, а затем вычитается его доля из принимаемого сигнала после повторного кодирования и умножения кодированного первого уровня на оценку канала, после чего декодируется второй уровень и т.д. Этот подход разделения на уровни означает, что каждый последовательно декодируемый уровень воспринимает возрастающее SNR и, следовательно, может поддерживать более высокие скорости. При отсутствии распространения ошибок MCW-схема с SIC получает максимальную пропускную способность передачи в системе на основе характеристик канала. Недостаток этой схемы вытекает из необходимости управления скоростями на каждом пространственном уровне: (a) повышение обратной связи CQI (должен быть предоставлен один CQI для каждого уровня); (b) увеличение объема обмена сообщениями подтверждения приема (ACK) или отрицания приема (NACK) (один для каждого уровня); (c) усложнение гибридного ARQ (HARQ), поскольку каждый уровень может завершаться при различных передачах; (d) зависимость производительности SIC от ошибок оценки канала при повышенном эффекте Доплера и/или низком SNR; и (e) более жесткие требования к задержке декодирования, поскольку каждый последовательный уровень не может быть декодирован до тех пор, пока не будут декодированы предшествующие уровни.A MIMO scheme can have two modes of operation: with one codeword (SCW) and with multiple codewords (MCW). In the MCW mode, the transmitter can encode data transmitted at each spatial level, independently, possibly at different rates. The receiver uses a sequential interference suppression (SIC) algorithm, which works as follows: the first level is decoded, and then its fraction from the received signal is deducted after re-encoding and multiplying the encoded first level by the channel estimate, after which the second level is decoded, etc. This layering approach means that each sequentially decoded layer senses an increasing SNR and therefore can support higher rates. In the absence of error propagation, the SIC MCW scheme obtains the maximum transmission throughput in the system based on channel characteristics. The disadvantage of this scheme stems from the need for speed control at each spatial level: (a) increased CQI feedback (one CQI should be provided for each level); (b) an increase in acknowledgment (ACK) or rejection (NACK) messaging (one for each level); (c) the complication of hybrid ARQ (HARQ), since each level can be completed in different gears; (d) the dependence of SIC performance on channel estimation errors with increased Doppler effect and / or low SNR; and (e) more stringent decoding delay requirements, since each successive layer cannot be decoded until the previous layers have been decoded.
В схеме SCW-режима передающее устройство кодирует данные, передаваемые на каждом пространственном уровне, с идентичными скоростями передачи данных. Приемное устройство может использовать линейное приемное устройство малой сложности, например приемное устройство с минимальной среднеквадратической ошибкой (MMSE) или с нулевой частотой (ZF), либо нелинейные приемные устройства, такие как QRM, для каждого тона. Это позволяет предоставить сообщения с оценками канала посредством приемного устройства только для оптимального уровня и дает возможность снижения объема передачи служебных данных для предоставления этой информации.In the SCW mode scheme, the transmitter encodes the data transmitted at each spatial level with identical data rates. The receiver may use a linear receiver of low complexity, such as a receiver with a minimum mean square error (MMSE) or zero frequency (ZF), or non-linear receivers, such as QRM, for each tone. This allows you to provide messages with channel estimates through the receiving device only for the optimal level and makes it possible to reduce the amount of overhead transmission to provide this information.
Хотя фиг. 4 и соответствующее описание относятся к MIMO-системе, другие системы с множеством входов и одним выходом (MISO) с одним входом и множеством выходов (SIMO) также могут использовать структуры по фиг. 4 и структуры, способы и системы, описанные относительно фиг. 3.Although FIG. 4 and the corresponding description relate to a MIMO system, other systems with multiple inputs and one output (MISO) with one input and multiple outputs (SIMO) can also use the structures of FIG. 4 and the structures, methods and systems described with respect to FIG. 3.
На фиг. 5 проиллюстрирована блок-схема системы передающего устройства в системе беспроводной связи с множественным доступом согласно одному варианту осуществления. Передающее устройство 500 на основе информации канала использует блок 502 рангового прогнозирования, который управляет кодером 504 с одним входом и одним выходом (SISO), чтобы сформировать информационный поток.In FIG. 5, a block diagram of a transmitter system in a multiple access wireless communication system according to one embodiment is illustrated. A
Биты 506 также подвергаются турбокодированию посредством блока 506 кодера и преобразуются в символы модуляции посредством блока 508 преобразования в зависимости от формата пакета (PF) 524, заданного посредством блока 502 рангового прогнозирования. Кодированные символы затем демультиплексируются посредством демультиплексора 510 на M уровней 512, которые предоставляются в модуль 514 формирования лучей.
Модуль 514 формирования лучей формирует матрицу формирования лучей N
T
xM. Матрица может быть сформирована для каждой передачи по обратной линии связи. Каждая передача может влечь за собой обработку M уровней и формировать N
T потоков. Весовые коэффициенты собственных лучей могут быть сформированы из обратной связи 524 о собственных лучах, к примеру квантованных собственных векторов, переданных посредством терминала доступа в узел доступа. Дополнительно, как описано выше, обратная связь может содержать только доминирующие собственные вектора, воспринимаемые в терминале доступа.The
N T потоков 512 после формирования лучей предоставляются в OFDM-модуляторы 518a-518t, которые перемежают выходные потоки символов с символами пилот-сигнала. OFDM-обработка для каждой передающей антенные 520a-520t затем выполняется идентичным образом, после чего сигналы передаются посредством MIMO-схемы. N T streams 512 after beamforming are provided to OFDM modulators 518a-518t, which interleave the output symbol streams with pilot symbols. The OFDM processing for each transmitting
В SISO-кодере 504 турбокодер 506 кодирует поток данных и в варианте осуществления использует скорость кодирования 1/5. Следует отметить, что могут быть использованы другие типы кодеров и скорости кодирования. Символьный кодер 508 преобразует кодированные данные в символы группы для передачи. В одном варианте осуществления группы могут быть квадратурно-амплитудными группами. Хотя в данном документе описан SISO-кодер, могут быть использованы другие типы кодеров, в том числе MIMO-кодеры.In
Блок 502 рангового прогнозирования обрабатывает CQI и/или информацию оценки канала, в том числе информацию ранга, которая принимается в узле доступа для каждого терминала доступа. Информация ранга может предоставляться на основе широкополосных символов пилот-сигнала, символов пилот-сигнала со скачкообразным изменением частоты или и того и другого. Информация ранга используется для того, чтобы определить скорость модуляции посредством блока 502 рангового прогнозирования. В варианте осуществления алгоритм рангового прогнозирования может использовать 5-битовую CQI-обратную связь 522 примерно каждые 5 миллисекунд и/или оценки канала. Фактическое число битов CQI-обратной связи 22 может варьироваться на основе проектных решений или параметров.The
Формат пакета, к примеру скорость модуляции, определяется с помощью нескольких методов. Примерные методы проиллюстрированы и раскрыты в находящейся одновременно на рассмотрении Патентной заявке США, номер 11/021791, озаглавленной "Performance Based Rank Prediction for MIMO Design", и Патентной заявке США, номер 11/022347, озаглавленной "Capacity Based Rank Prediction for MIMO Design", обе из которых полностью содержатся в данном документе по ссылке.The packet format, for example, modulation rate, is determined using several methods. Exemplary methods are illustrated and disclosed in U.S. Patent Application No. 11/021791, entitled "Performance Based Rank Prediction for MIMO Design", and US Patent Application, No. 11/022347, entitled "Capacity Based Rank Prediction for MIMO Design" , both of which are fully contained in this document by reference.
На фиг. 6 проиллюстрирована блок-схема системы приемного устройства в системе беспроводной связи с множественным доступом согласно одному варианту осуществления. На фиг. 6 каждая антенна 602a-602t принимает один или более символов, предназначенных для приемного устройства 600. Антенны 602a-602t соединены с OFDM-демодуляторами 604a-604t, каждый из которых соединен с буфером 606 скачкообразного изменения частоты. OFDM-демодуляторы 704a-604t демодулируют принимаемые OFDM-символы в принимаемые потоки символов. Буфер 606 скачкообразного изменения частоты сохраняет принимаемые символы для области скачкообразного изменения, в которой они переданы.In FIG. 6 illustrates a block diagram of a receiver system in a multiple access wireless communication system according to one embodiment. In FIG. 6, each
Выходной сигнал буфера 606 скачкообразного изменения частоты предоставляется в декодер 608, которым может быть декодер, который независимо обрабатывает каждую несущую частоту OFDM-диапазона. Буфер 606 скачкообразного изменения частоты и декодер 608 соединены с блоком 610 обработки статистики канала, который также формирует весовые коэффициенты собственных лучей, которые могут быть предоставлены в передающее устройство для последующих передач. Кроме того, блок 610 обработки статистики канала обрабатывает статистику канала, статистику канала второго порядка, мгновенную информацию канала или отношение сигнал-шум для нескольких передач. Блок 610 обработки статистики канала также может определить, произошли ли изменения, и затем передать обратную связь о собственных лучах. Помимо этого, приемное устройство 600 может определять доступные ресурсы обратной линии связи.The output of the
Демодулированные информационные потоки затем предоставляются в блок 612 коэффициента логарифмического правдоподобия и декодер 614, который может быть турбодекодером или другим декодером, чтобы соответствовать декодеру, используемому в узле доступа, который предоставляет декодированный поток данных для обработки.The demodulated information streams are then provided to a log
На фиг. 7 проиллюстрирована блок-схема последовательности операций способа определения ресурсов, которые должны быть выделены для предоставления обратной связи о собственных лучах согласно варианту осуществления. Выполняется определение в отношении доступных ресурсов обратной линии связи, этап 700. Ресурсами может быть число символов, которые могут быть переданы по каналу сигнализации или управления обратной линии связи, доступная полоса пропускания или другая информация. Это определение может выполняться в узле доступа и предоставляться в терминал доступа или в терминале доступа на основе фиксированных параметров или скоростей передачи данных для следующей передачи по прямой линии связи.In FIG. 7 illustrates a flowchart of a method for determining resources to be allocated to provide eigen-beam feedback according to an embodiment. A determination is made regarding the available reverse link resources, step 700. The resources may be the number of characters that can be transmitted on the reverse link signaling or control channel, available bandwidth, or other information. This determination can be made at the access node and provided to the access terminal or the access terminal based on fixed parameters or data rates for the next transmission on the forward link.
Затем выполняется определение в отношении величины передаваемых данных обратной связи о собственных лучах, которая доступна в терминале доступа (этап 702). Этой величиной может быть общее число собственных лучей, число доминирующих собственных лучей или ранг собственных лучей. Дополнительно эта величина может включать в себя информацию ранга или CQI-информацию, чтобы учитывать всю или большую часть обратной связи, требуемой от терминала доступа.Then, a determination is made regarding the magnitude of the transmitted eigen-beam feedback data that is available in the access terminal (block 702). This value can be the total number of eigen rays, the number of dominant eigen rays, or the rank of eigen rays. Additionally, this value may include rank information or CQI information to account for all or most of the feedback required from the access terminal.
Формируется индикатор в отношении ресурсов, выделенных для передачи по обратной линии связи (этап 704). Индикатор может быть сформирован в узле доступа или в терминале доступа и затем передан в терминал доступа. Ресурсы по обратной линии связи далее выделяются для передачи на основе индикатора (этап 706).An indicator is generated with respect to resources allocated for transmission on the reverse link (block 704). The indicator may be formed in the access node or in the access terminal and then transmitted to the access terminal. Reverse link resources are then allocated for transmission based on the indicator (block 706).
На фиг. 8 проиллюстрирована блок-схема последовательности операций способа определения того, следует ли предоставлять обратную связь о собственных лучах согласно другому варианту осуществления. Формируется информация канала (этап 800). Информацией канала может быть мгновенная информация канала или статистика канала. В некоторых вариантах осуществления информация канала может относиться к частоте ошибок по пакетам, замиранию, интенсивности сигнала, информации состояния канала или другой информации. Дополнительно может быть использована информация канала, вычисленная в одной из или обеих из временной и частотной области. Дополнительно в некоторых вариантах осуществления используется статистика канала второго порядка. В других вариантах осуществления используется статистика канала первого порядка или более высокого порядка помимо или вместо статистики канала второго порядка. В некоторых вариантах осуществления информация канала может вычисляться на основе символов пилот-сигнала либо символов пилот-сигнала и символов данных.In FIG. 8, a flowchart of a method for determining whether to provide eigen-beam feedback according to another embodiment is illustrated. Channel information is generated (block 800). Channel information may be instantaneous channel information or channel statistics. In some embodiments, the channel information may relate to packet error rate, fading, signal strength, channel status information, or other information. Additionally, channel information calculated in one or both of the time and frequency domain can be used. Additionally, in some embodiments, second-order channel statistics are used. In other embodiments, first-order or higher-order channel statistics are used in addition to or instead of second-order channel statistics. In some embodiments, channel information may be computed based on pilot symbols or pilot symbols and data symbols.
Определяется изменение в информации канала (этап 802). Изменение может быть между последовательными передачами, между текущей передачей и передачей на N передач до текущей передачи, усредненные во времени изменения, усреднения по M передачам или другие подходы. В одном варианте осуществления изменения могут быть вычислены как абсолютное значение или разность квадратов информации канала для текущей передачи и передачи, которая предшествует на N передач текущей передачи.A change in channel information is determined (step 802). The change can be between successive transmissions, between the current transmission and transmission to N transmissions before the current transmission, time-averaged changes, averaging over M transmissions, or other approaches. In one embodiment, the changes can be calculated as the absolute value or the square difference of the channel information for the current transmission and transmission that precedes N transmissions of the current transmission.
Выполняется определение того, является канал между терминалом доступа и узлом доступа стационарным или изменяющимся (этап 804). В варианте осуществления это определение может быть сделано на основе того, превышает ли изменение в статистике канала порог или ниже порога. В других вариантах осуществления определение может быть основано на скорости изменения между несколькими определениями изменения информации канала. Другие подходы также могут быть использованы для того, чтобы определить то, является канал стационарным или изменяющимся.A determination is made as to whether the channel between the access terminal and the access node is stationary or variable (step 804). In an embodiment, this determination can be made based on whether the change in channel statistics exceeds or below a threshold. In other embodiments, the determination may be based on the rate of change between several changes in channel information changes. Other approaches can also be used to determine if a channel is stationary or changing.
В случае, если определено, что канал является стационарным, определяются доминирующие собственные лучи (этап 806). Информация, касающаяся доминирующих собственных лучей, передается в узел доступа (этап 808). Информация, касающаяся доминирующих собственных лучей, может быть квантована согласно таблице кодирования. Так же следует отметить, что этап 806 может выполняться в любое время до этапа 804 и может быть независимым от процесса, проиллюстрированного на фиг. 8. В случае, если определено, что канал является изменяющимся, обратная связь не предоставляется (этап 810).In the event that it is determined that the channel is stationary, the dominant eigenbeams are determined (step 806). Information regarding the dominant eigen rays is transmitted to the access node (block 808). Information regarding dominant eigenbeams may be quantized according to a coding table. It should also be noted that
На фиг. 9 проиллюстрирована блок-схема последовательности операций способа формирования векторов собственных лучей согласно дополнительному варианту осуществления. Считывается информация о собственных лучах, предоставляемая от терминала в узел доступа (этап 900). Как описано ранее, в некоторых вариантах осуществления информация о собственных лучах может быть квантована и, следовательно, надлежащая информация считывается из таблицы кодирования для использования на этапе 900. Дополнительно информация о собственных лучах может применяться только к доминирующим собственным лучам.In FIG. 9, a flowchart of a method for generating eigenvector vectors according to a further embodiment is illustrated. The eigen-beam information provided from the terminal to the access node is read (step 900). As described previously, in some embodiments, eigenbeam information can be quantized, and therefore appropriate information is read from the coding table for use at
Информация о собственных лучах используется для формирования матрицы формирования собственных лучей (этап 902). Затем матрица формирования собственных лучей разлагается (этап 904). Разложением может быть QR-разложение. Собственные векторы, представляющие весовые коэффициенты формирования лучей, после этого могут быть сформированы для символов следующей области скачкообразного изменения частоты для передачи в терминал доступа (этап 906).Information about the own rays is used to form the matrix of the formation of own rays (step 902). Then the matrix of the formation of its own rays decomposes (step 904). The decomposition can be QR decomposition. Eigenvectors representing the beamforming weights can then be generated for the symbols of the next frequency hopping region for transmission to the access terminal (step 906).
На фиг. 10 проиллюстрирована блок-схема последовательности операций способа формирования обратной связи о собственных лучах согласно варианту осуществления. Канал линии прямой связи оценивается на основе принимаемых символов, такие как символы пилот-сигнала (этап 1000). Доминирующие собственные лучи затем определяются и вычисляются на основе оценки канала прямой линии связи (этап 1002). Выполняется определение в отношении показателя доступных ресурсов прямой линии связи (этап 1004). Ресурсами может быть число символов, которые могут быть переданы по каналу сигнализации или управления обратной линии связи, доступная полоса пропускания или другая информация. Это определение может выполняться в узле доступа и предоставляться в терминал доступа или в терминале доступа на основе фиксированных параметров или скоростей передачи данных для следующей передачи по прямой линии связи.In FIG. 10 is a flowchart of a method for generating eigen-beam feedback according to an embodiment. The forward link channel is estimated based on the received symbols, such as pilot symbols (block 1000). The dominant eigenbeams are then determined and calculated based on the forward link channel estimate (block 1002). A determination is made with respect to the available forward link resource metric (block 1004). Resources can be the number of characters that can be transmitted over a signaling or reverse link control channel, available bandwidth, or other information. This determination can be made at the access node and provided to the access terminal or the access terminal based on fixed parameters or data rates for the next transmission on the forward link.
В случае если ресурсы обратной линии связи считаются низкими, определяется средняя частота доминирующих собственных лучей до предоставления в качестве обратной связи в узел доступа (этап 1006). В случае если ресурсы обратной линии связи считаются высокими, доминирующие собственные лучи предоставляются в качестве обратной связи в узел доступа (этап 1008).If the resources of the reverse link are considered low, the average frequency of the dominant own rays is determined before being provided as feedback to the access node (step 1006). If the resources of the reverse link are considered high, the dominant own beams are provided as feedback to the access node (step 1008).
Вышеописанные процессы могут быть выполнены с помощью TX-процессора 420 или 460, процессора 430 или 470 и запоминающего устройства 432 или 472. Дополнительные процессы, операции и признаки, описанные в отношении фиг. 5A, 5B и 6-10, могут выполняться на любом процессоре, контроллере и/или другом обрабатывающем устройстве и могут быть сохранены как машиночитаемые инструкции в машиночитаемом носителе в качестве исходного кода, объектного кода или иным образом.The above processes can be performed using a
Описанные в данном документе методы могут быть реализованы различными средствами. Например, эти методы могут быть реализованы в аппаратных средствах, программном обеспечении или их сочетании. При реализации в аппаратных средствах блоки обработки, используемые в узле доступа или терминале доступа, могут быть реализованы в одной или более специализированных интегральных схемах (ASIC), процессорах цифровых сигналов (DSP), устройствах цифровой обработки сигналов (DSPD), программируемых логических устройствах (PLD), программируемых пользователем матричных БИС (FPGA), процессорах, контроллерах, микроконтроллерах, микропроцессорах, других электронных устройствах, предназначенных для выполнения описанных в данном документе функций, или в их сочетании.The methods described herein can be implemented by various means. For example, these methods may be implemented in hardware, software, or a combination thereof. When implemented in hardware, the processing units used in the access node or access terminal can be implemented in one or more specialized integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs) ), user-programmable matrix LSI (FPGA), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, other electronic devices designed to perform the functions described in this document, or in their combination.
При реализации в программном обеспечении описанные в данном документе методы могут быть реализованы с помощью модулей (к примеру, процедур, функций и т.п.), которые выполняют описанные в данном документе функции. Программные коды могут быть сохранены в запоминающем устройстве и приведены в исполнение процессором. Запоминающее устройство может быть реализовано в процессоре или как внешнее по отношению к процессору, причем во втором случае оно может быть подсоединено к процессору с помощью различных средств, известных в данной области техники.When implemented in software, the methods described in this document can be implemented using modules (for example, procedures, functions, etc.) that perform the functions described in this document. Program codes can be stored in a storage device and executed by the processor. The storage device can be implemented in the processor or as external to the processor, and in the second case, it can be connected to the processor using various means known in the art.
Предшествующее описание раскрытых вариантов осуществления предоставлено для того, чтобы дать возможность любому специалисту в данной области техники создавать или использовать признаки, функции, операции и варианты осуществления, раскрытые в данном документе. Различные модификации в этих вариантах осуществления должны быть очевидными для специалистов в данной области техники, а описанные в данном документе общие принципы могут быть применены к другим вариантам осуществления без отступления от их сущности и объема изобретения. Таким образом, настоящее изобретение не ограничивается показанными в данном документе вариантами осуществления, а должно соответствовать самому широкому объему, согласованному с принципами и новыми признаками, раскрытыми в данном документе.The foregoing description of the disclosed embodiments is provided to enable any person skilled in the art to create or use the features, functions, operations, and embodiments disclosed herein. Various modifications in these embodiments should be apparent to those skilled in the art, and the general principles described herein may be applied to other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention. Thus, the present invention is not limited to the embodiments shown herein, but should correspond to the broadest scope consistent with the principles and new features disclosed herein.
Claims (84)
по меньшей мере, две антенны; и
процессор, предназначенный для определения доступных ресурсов передачи по обратной линии связи относительно величины передаваемых данных обратной связи о собственных лучах и предоставляющий индикатор ресурсов передачи по обратной линии связи, выделенных для передачи информации формирования собственных лучей, на основе определения доступных ресурсов передачи по обратной линии связи.1. A wireless communication device, comprising:
at least two antennas; and
a processor for determining the available transmission resources on the reverse link relative to the amount of transmitted feedback data about the own rays and providing an indicator of the transmission resources on the reverse link allocated for transmitting information of forming own rays based on the determination of the available transmission resources on the reverse link.
запоминающее устройство; и
процессор, соединенный с запоминающим устройством, предназначенный для определения того, следует ли передавать информацию о собственных лучах от, по меньшей мере, одной антенны, на основе информации канала.13. An electronic wireless communications device, comprising:
Memory device; and
a processor connected to a storage device for determining whether to transmit information about the own rays from at least one antenna based on the channel information.
определяют ресурсы обратной линии связи, доступные в устройстве беспроводной связи;
определяют величину ресурсов, требуемых для обратной связи формирования собственных лучей;
назначают ресурсы обратной связи формирования собственных лучей в обратной линии связи на основе доступных ресурсов обратной линии связи.36. A method of allocating resources in a wireless communication system, comprising the steps of:
determining reverse link resources available in the wireless device;
determine the amount of resources required for feedback forming own rays;
assign feedback resources of eigen-beam formation in the reverse link based on available reverse link resources.
формируют информацию о собственных лучах в устройстве беспроводной связи;
формируют информацию канала, касающуюся канала связи в отношении устройства беспроводной связи; и
определяют, следует ли передавать информацию о собственных лучах, на основе информации канала.45. A method for allocating resources in a wireless communication system, comprising the steps of:
generate information about their own beams in a wireless communication device;
generating channel information regarding the communication channel with respect to the wireless communication device; and
determine whether to transmit information about its own rays, based on the channel information.
средство определения доступных ресурсов обратной линии связи;
средство определения величины ресурсов, требуемых для обратной связи формирования собственных лучей;
средство назначения ресурсов обратной связи формирования собственных лучей в обратной линии связи на основе доступных ресурсов обратной линии связи.63. A wireless communications device, comprising:
means for determining available reverse link resources;
means for determining the amount of resources required for feedback forming own beams;
means for assigning feedback resources to form own beams in the reverse link based on available reverse link resources.
средство формирования информации о собственных лучах;
средство формирования информации канала, касающейся канала связи в отношении устройства; и
средство определения, следует ли передавать информацию о собственных лучах, на основе информации канала.68. A wireless communications device, comprising:
a means of generating information about its own rays;
means for generating channel information regarding the communication channel with respect to the device; and
means for determining whether to transmit information about the own rays, based on the channel information.
Applications Claiming Priority (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US66512005P | 2005-03-24 | 2005-03-24 | |
| US60/665,120 | 2005-03-24 | ||
| US69180805P | 2005-06-16 | 2005-06-16 | |
| US60/691,808 | 2005-06-16 | ||
| US60/710,402 | 2005-08-22 | ||
| US11/233,844 US9154211B2 (en) | 2005-03-11 | 2005-09-21 | Systems and methods for beamforming feedback in multi antenna communication systems |
| US11/233,844 | 2005-09-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007139402A RU2007139402A (en) | 2009-04-27 |
| RU2388149C2 true RU2388149C2 (en) | 2010-04-27 |
Family
ID=38792426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007139402/09A RU2388149C2 (en) | 2005-03-24 | 2006-03-24 | Systems and methods for feedback beam formation in multiple antenna communication systems |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| NO (1) | NO20075362L (en) |
| RU (1) | RU2388149C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2509443C1 (en) * | 2011-06-28 | 2014-03-10 | ЗетТиИ Уистрон Телеком АБ | Method and system for transmitting common downlink channels |
| RU2753373C1 (en) * | 2017-12-27 | 2021-08-13 | Гуандун Оппо Мобайл Телекоммьюникейшнс Корп., Лтд. | Method and apparatus for information feedback and computer data storage medium |
-
2006
- 2006-03-24 RU RU2007139402/09A patent/RU2388149C2/en active
-
2007
- 2007-10-19 NO NO20075362A patent/NO20075362L/en not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2509443C1 (en) * | 2011-06-28 | 2014-03-10 | ЗетТиИ Уистрон Телеком АБ | Method and system for transmitting common downlink channels |
| RU2753373C1 (en) * | 2017-12-27 | 2021-08-13 | Гуандун Оппо Мобайл Телекоммьюникейшнс Корп., Лтд. | Method and apparatus for information feedback and computer data storage medium |
| US11412469B2 (en) | 2017-12-27 | 2022-08-09 | Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Method and device for selecting transmission time used to send feedback information |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO20075362L (en) | 2007-10-19 |
| RU2007139402A (en) | 2009-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101182976B1 (en) | Systems and methods for beamforming feedback in multi antenna communication systems | |
| JP4768805B2 (en) | System and method for beamforming and rate control in a multiple input multiple output communication system | |
| JP4723632B2 (en) | System and method for beamforming in a multiple input multiple output communication system | |
| KR20080041100A (en) | A method of data transmission in wireless communication system | |
| EP1687924A2 (en) | Flexible rate split method for mimo transmission | |
| CN101124760A (en) | Performance based rank prediction for MIMO design | |
| US20090067528A1 (en) | Link-adaptation system in mimo-ofdm system, and method therefor | |
| CN101171817A (en) | Systems and methods for beamforming and rate control in a multi-input multi-output communication systems | |
| JP4195073B2 (en) | Apparatus and method for obtaining delay diversity | |
| RU2388149C2 (en) | Systems and methods for feedback beam formation in multiple antenna communication systems | |
| RU2402163C2 (en) | Systems and methods for generation of antenna directivity patterns in systems of communication with multiple inputs and multiple outputs |