УПРАВЛЕНИЕ РЕСУРСАМИ SDMA
SDMA RESOURCE MANAGEMENT

ОПИСАНИЕ
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Область техники, к которой относится изобретение
Последующее описание в целом имеет отношение к беспроводной связи и, среди прочего, к гибким схемам взаимодействия для беспроводных систем связи.
Уровень техники
Чтобы предоставить возможность передачи данных на мобильные устройства и от них, должна быть задействована надежная сеть связи. Одной конкретной технологией, используемой в сегодняшних мобильных сетях связи, является Модуляция с Ортогональным Разделением Частот или Уплотнение с Ортогональным Разделением Частот (OFDM - Orthogonal Frequency Division Modulation/ Multiplexing). OFDM модулирует цифровые данные в несущий аналоговый электромагнитный сигнал и используется, например, в стандарте для БЛС IEEE 802.11a/g. Модулирующий сигнал OFDM (например, поддиапазон) формирует некоторое количество ортогональных поднесущих, причем каждая поднесущая независимо модулируется своими собственными данными. Выгоды от OFDM включают в себя простоту фильтрования шума, возможность изменять скорости восходящего информационного потока и нисходящего информационного потока (что может быть достигнуто путем распределения большего или меньшего количества несущих для каждого целевого назначения), возможность ослабить последствия частотно-избирательного замирания и т.д.
Кроме того, традиционные сети должны обладать возможностью приспосабливаться к новым технологиям, чтобы оказывать услуги постоянно увеличивающемуся числу пользователей. Таким образом, важно увеличить размерность в пределах секторов сети, не оказывая существенного отрицательного воздействия на качество передачи данных. При применении OFDM увеличение измерений может быть проблематично, поскольку существует конечное число тонов, которые могут использоваться для передачи данных. Многостанционный Доступ с Пространственным Разделением каналов (SDMA - Space Division Multiple Access) дает возможность увеличения размерности при помощи совместного использования частотно-временных ресурсов. Например, первый пользователь и второй пользователь могут использовать аналогичную в значительной степени частоту в один и тот же момент времени в отдельном секторе при условии, что они отделены достаточным пространственным расстоянием. Благодаря использованию лучей, SDMA может применяться в среде OFDM/OFDMA.
В одном конкретном примере, могут применяться передачи по сформированному лучу, чтобы задействовать SDMA в среде OFDM/OFDMA. Множественные передающие антенны, размещенные на базовой станции, могут использоваться для организации использующих "лучи" передач по сформированному лучу, которые обычно покрывают более узкую область, чем передачи, использующие отдельную передающую антенну. Однако отношение сигнал-смесь помехи с шумом (SINR - signal-to-noise-and-interference ratio) увеличивается в пределах области, покрываемой лучами. Части сектора, не покрытые лучом, могут именоваться как нулевая зона. Мобильные устройства, расположенные в пределах нулевой зоны, будут иметь очень низкое отношение SINR, что приводит к снижению эксплуатационных характеристик и возможной потере данных. В результате использования таких лучей, пользователи, отделенные достаточным пространственным расстоянием, могут устанавливать связь на аналогичных в значительной степени частотах, таким образом, увеличивая размерность, которая может применяться в пределах сектора. Однако возможны случаи, когда для пользователя нежелательно использовать SDMA. Например, когда требуется предварительное кодирование или когда требуется разнесение каналов, может произойти ухудшение эксплуатационных характеристик некоторых мобильных устройств в пределах конкретной зоны.
Раскрытие изобретения
Нижеизложенное представляет собой упрощенное раскрытие изобретения для обеспечения общего представления о некоторых аспектах заявленного объекта изобретения. Это раскрытие изобретения не является пространным обзором и не предназначено для выявления ключевых/критических элементов или очерчивания объема заявленного объекта изобретения. Оно предназначено только для представления некоторых понятий в упрощенной форме в качестве вводной части к более детальному описанию, которое представляется далее.
Изложенное в настоящем описании представляет собой системы, способы, устройства и изделия, которые облегчают распределение ресурсов в средах беспроводной связи по прямой линии связи. Может поддерживаться кодовая книга, которая указывает конкретных пользователей или терминалы доступа, по отношению к которым может применяться SDMA. Исходя из анализа кодовой книги, могут поддерживаться первое и второе дерево каналов, причем терминалы доступа, которые могут применять SDMA, соотносятся с портами переходов на разрозненных деревьях каналов. Это позволяет разрозненным терминалам доступа совместно использовать частотно-временные ресурсы. Что касается терминалов доступа, которые не являются кандидатами на применение SDMA, такие терминалы доступа могут быть соотнесены с портами переходов, которые назначаются первому дереву каналов и отображаются на частотные диапазоны, которые не отображаются на порты переходов во втором дереве каналов.
Например, в настоящем описании излагается способ для распределения ресурсов в среде беспроводной связи, причем способ содержит этапы, на которых принимают схему отображения между первым набором портов переходов одного дерева и частотным диапазоном и определяют, назначать ли второй терминал доступа на второй порт перехода, который отображается, по меньшей мере, на тот же частотный диапазон в течение аналогичного в значительной степени момента времени, причем определение производится как функция характеристик, касающихся первого терминала доступа, соотнесенного с первым портом перехода. Способ может дополнительно включать в себя этап, на котором определяют, что первый терминал доступа является кандидатом на применение Многостанционного Доступа с Пространственным Разделением каналов (SDMA), и отображают порт второго перехода на тот же частотный диапазон, и отображают второй порт перехода, и соотносят второй терминал доступа со вторым портом перехода, когда второй терминал доступа также является кандидатом на применение SDMA. Первое дерево каналов может включать в себя множественные отображения между портами переходов и частотными диапазонами согласно первой перестановке переходов, и второе дерево каналов может включать в себя множественные отображения между портами переходов и частотными диапазонами согласно первой перестановке переходов. Способ может дополнительно включать в себя этапы, на которых определяют, что первый терминал доступа имеет первое пространственное направление, определяют, что второй терминал доступа имеет второе пространственное направление, отображают первый терминал доступа на первый порт перехода для первого временного периода и отображают второй терминал доступа на второй порт перехода для первого временного периода. Еще в дополнение, способ может включать в себя этап, на котором принимают квантованную величину, указывающую первое направление от первого терминала доступа, и сопоставляют первый терминал доступа с портом перехода первого перехода, исходя из квантованной величины, причем квантованная величина может быть выбрана из кодовой книги.
Более того, в настоящем описании раскрывается устройство беспроводной связи, причем устройство содержит память, которая включает в себя информацию относительно того, являются ли два терминала доступа кандидатами на применение SDMA в среде OFDM/OFDMA. Устройство может дополнительно включать в себя процессор, который назначает два терминала доступа на два порта переходов, которые отображаются на аналогичные в значительной степени частоты в секторе в аналогичное в значительной степени время, если два терминала доступа являются кандидатами на применение SDMA. В одном примере, первое дерево каналов может включать в себя отображения между множественными портами переходов и множественными частотными диапазонами согласно перестановке переходов, и обрабатывающее устройство может определить отображения, соотнесенные со вторым деревом каналов как функцию перестановки переходов.
Кроме того, в настоящем описании изображается устройство для управления частотными ресурсами в среде беспроводной связи, причем устройство содержит средство для определения того, что первый терминал доступа и второй терминал доступа являются кандидатами на применение SDMA. Устройство может дополнительно включать в себя средство для назначения первого терминала доступа на первый порт перехода и второго терминала доступа на второй порт перехода, причем первый и второй порты переходов отображаются на аналогичные в значительной степени частотно-временные ресурсы. Устройство может дополнительно включать в себя средство для анализа первого дерева каналов, которое включает в себя отображение между первым портом перехода и частотно-временными ресурсами, а также средство для определения отображения между вторым портом перехода и частотно-временными ресурсами во втором дереве каналов.
Дополнительно, в настоящем описании раскрывается машиночитаемый носитель, причем он включает в себя инструкции для определения того, что первый терминал доступа является кандидатом на применение SDMA, назначения первого терминала доступа на один или более портов переходов, которые отображаются на один или более частотные тоны в первом дереве каналов, определения того, что второй терминал доступа является кандидатом на применение SDMA, назначения второго терминала доступа на один или более портов переходов, и отображения одного или более портов переходов, назначенных для второго терминала доступа, на один или более частотных тонов, отображенных на один или более портов переходов, назначенных для первого терминала доступа во втором дереве каналов.
Дополнительно, в настоящем описании раскрывается и изображается процессор, который исполняет инструкции для улучшения эксплуатационных характеристик среды беспроводной связи, при этом инструкции содержат соотнесение первого терминала доступа с первым набором портов переходов, причем первый терминал доступа выполнен с возможностью функционирования в среде OFDM/OFDMA, причем первый терминал доступа является кандидатом на применение SDMA, отображение первого набора портов переходов на диапазон частот, соотнесение второго терминала доступа со вторым набором портов переходов, причем второй терминал доступа выполнен с возможностью функционирования в среде OFDM/OFDMA, причем второй терминал доступа является кандидатом на применение SDMA, и отображение второго набора портов переходов на диапазон частот так, чтобы первый набор портов переходов и второй набор портов переходов отображались на диапазон частот в аналогичное в значительной степени время.
В завершение вышеизложенного и для установления связи между частями настоящего описания, некоторые иллюстративные аспекты излагаются здесь применительно к последующему описанию и прилагаемым чертежам. Эти аспекты указывают, однако, только некоторые из различных путей, которыми принципы заявленного объекта изобретения могут быть реализованы, и предмет заявки предполагает включение в себя всех таких аспектов и их эквивалентов. Другие преимущества и новые признаки могут быть обнаружены в последующем описании осуществления изобретения при рассмотрении совместно с чертежами.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 является высокоуровневой структурной схемой системы, которая облегчает распределение ресурсов в среде беспроводной связи.
Фиг. 2 является представлением дерева каналов.
Фиг. 3 является представлением корневых узлов дерева каналов.
Фиг. 4 является изображением корневых узлов двух отдельных деревьев каналов, причем изображение демонстрирует один конкретный способ распределения частотно-временных ресурсов.
Фиг. 5 является изображением корневых узлов двух отдельных деревьев каналов, причем изображение демонстрирует один конкретный способ распределения частотно-временных ресурсов.
Фиг. 6 является изображением корневых узлов двух отдельных деревьев каналов, причем изображение демонстрирует один конкретный способ распределения частотно-временных ресурсов.
Фиг. 7 представляет собой устройство беспроводной связи, которое может применяться для распределения ресурсов в среде беспроводной связи.
Фиг. 8 является блок-схемой, демонстрирующей методику для распределения частотно-временных ресурсов в среде беспроводной связи.
Фиг. 9 является блок-схемой, демонстрирующей методику для обновления деревьев каналов как функции содержимого кодовой книги.
Фиг. 10 является блок-схемой, демонстрирующей методику для отображения портов переходов на частотные диапазоны во множественных деревьях каналов.
Фиг. 11 является иллюстративной беспроводной системой связи.
Фиг. 12 является демонстрацией иллюстративной беспроводной системы связи.
Фиг. 13 является демонстрацией системы, которая использует формирование луча для увеличения пропускной способности системы в среде беспроводной связи.
Фиг. 14 является демонстрацией системы, которая использует формирование луча для увеличения пропускной способности системы в среде беспроводной связи.
Фиг. 15 является демонстрацией среды беспроводной связи, которая может применяться в сочетании с различными системами и способами, изложенными в настоящем описании.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее заявленный объект изобретения описывается со ссылкой на чертежи, причем подобные номера позиций повсюду используются по отношению к подобным элементам. В последующем описании, для пояснения, излагаются многочисленные определенные детали, чтобы обеспечить полное понимание заявленного объекта изобретения. Однако может быть ясно, что такой объект изобретения может применяться на практике без этих определенных деталей. В других случаях, хорошо известные структуры и устройства показываются в форме структурной схемы, чтобы облегчить описание настоящего предмета изобретения.
Кроме того, различные варианты осуществления изображаются в настоящем описании применительно к пользовательскому устройству. Пользовательское устройство может также называться системой, абонентской установкой, абонентским пунктом, мобильной станцией, мобильным устройством, удаленной станцией, точкой доступа, базовой станцией, удаленным терминалом, терминалом доступа, пользовательским терминалом, терминалом, пользовательским посредником или пользовательским оборудованием. Пользовательское устройство может быть сотовым телефоном, беспроводным телефоном, телефоном с поддержкой протокола инициации сессии (SIP - Session Initiation Protocol), станцией беспроводного абонентского доступа (WLL - Wireless Local Loop), КПК, переносным устройством, обладающим способностью к беспроводному соединению, или другим обрабатывающим устройством, соединенным с беспроводным модемом.
Более того, аспекты заявленного объекта изобретения могут быть реализованы как способ, устройство или изделие с использованием стандартных программных и/или инженерных технологий для создания программного обеспечения, программно-аппаратного обеспечения, аппаратного обеспечения или любой их комбинации для управления компьютером, чтобы реализовать различные аспекты заявленного объекта изобретения. Термин "изделие", как используется в настоящем описании, предполагает охватывание компьютерной программы, доступной с какого-либо компьютерочитаемого устройства, несущей или носителя. Например, машиночитаемый носитель может включать в себя, но не ограничиваться этим, магнитные запоминающие устройства (например, жесткий диск, гибкий диск, магнитные карты…), оптические диски (например, компакт-диск (CD), цифровой универсальный диск (DVD)…), интеллектуальные карты и устройства памяти с групповой перезаписью (например, плата, карта для фотоаппарата, накопитель-ключ…). Дополнительно нужно принимать во внимание, что может применяться несущая волна, чтобы нести компьютерочитаемые электронные данные, такие как используемые при передаче и приеме голосовой почты или при доступе к сети, например сотовой сети связи. Конечно, специалисты в данной области техники обнаружат, что может быть внесено много изменений в эту конфигурацию без отступления от объема или сущности того, что излагается в настоящем описании.
Вернемся теперь к чертежам. Фиг. 1 демонстрирует систему 100, которая облегчает распределение ресурсов для выполнения SDMA на прямой линии связи в среде беспроводной связи в целом и в среде OFDM/OFDMA в частности. Система 100 включает в себя устройство 102 генерирования кодовой книги, которое может принимать данные от множества терминалов 104-108 доступа в пределах конкретного сектора, причем терминалы 104-108 доступа могут быть рассредоточены по всему сектору. Например, устройство 102 генерирования кодовой книги может обусловить предоставление пилот-сигналов на терминалы 104-108 доступа, а терминалы 104-108 доступа могут сгенерировать данные, касающиеся состояния канала, такие как данные Указателя Качества Канала (CQI - Channel Quality Indicator), и предоставить такие данные на устройство 102 генерирования кодовой книги. В то время как CQI приводится в качестве примера, понятно, что любые подходящие данные обратной связи могут быть предоставлены терминалами 104-108 доступа на устройство генерирования кодовой книги. Основываясь, по меньшей мере, частично, на информации обратной связи, устройство 102 генерирования кодовой книги может определить, является ли каждый из терминалов 104-108 доступа кандидатом на применение SDMA, связи с разнесенным приемом (с разнесением каналов), предварительного кодирования и т.д.
Используя обратную связь, устройство 102 генерирования кодовой книги может использовать, или обновлять, кодовую книгу 110, которая может включать в себя множество частей, что дает возможность планирования работы пользовательских устройств через SDMA. Например, первая часть может включать в себя веса формирования луча так, чтобы работа первого набора терминалов доступа могла планироваться согласно SDMA относительно других терминалов доступа, запланированных исходя из других весов формирования луча в других частях кодовой книги или в других кодовых книгах. В конкретном примере, терминал доступа, назначенный для первой части, может использовать частотно-временные ресурсы совместно с терминалом доступа, назначенным для второй части, поскольку таковые терминалы доступа находятся на достаточном пространственном расстоянии друг от друга. В отличие от этого, терминалы доступа, назначенные в пределах одной и той же части, не способны совместно использовать частотно-временные ресурсы, не приводя к большому значению переходной помехи между ними. Кодовая книга 110 также может включать в себя информацию, касающуюся того, какие лучи запланировать для терминалов доступа в пределах множества терминалов 104-108 доступа, которые не являются кандидатами на SDMA, и таким образом не должны использовать частотно-временные ресурсы совместно с другими терминалами доступа в пределах сектора. Например, терминалы доступа или каналы управления, которые не являются кандидатами на применение SDMA, могут быть выполнены с возможностью разнесения каналов, предварительного кодирования или приема широковещательных данных, и таким образом не должны использовать частотно-временные ресурсы совместно с другими терминалами доступа в этой части кодовой книги. В одном конкретном примере, устройство 102 генерирования кодовой книги может обновлять кодовую книгу 110 по мере того, как оно принимает пакеты от терминалов 104-108 доступа (например, кодовая книга 110 может обновляться попакетно).
Планировщик 112 может принимать кодовую книгу 110 и распределять ресурсы в пределах среды беспроводной связи. Более подробно, планировщик 112 может отображать терминалы 104-108 доступа на порты переходов и/или назначать перестановку переходов, основываясь на анализе кодовой книги 110, а также может отображать порты переходов на конкретные частоты. В одном конкретном примере, каждый порт перехода может отображаться на частотную область с шестнадцатью тонами. Чтобы предоставить возможность применения SDMA в пределах беспроводной системы связи, планировщик 112 может проанализировать два или более разрозненных дерева каналов, причем дерево каналов является отображением пространства портов на доступную частотную область. Корневые узлы дерева каналов могут соответствовать неперекрывающимся смежным тонам, таким образом, гарантируя ортогональность между терминалами доступа, соотнесенными с деревом каналов. Если два или более дерева каналов соотносятся с одной и той же частотной областью, терминалы доступа, соотнесенные с разрозненными деревьями, могут быть запланированы таким образом, чтобы они совместно использовали частотно-временные ресурсы.
Планировщик 112 может распределять частотно-временные ресурсы при помощи использования двух или более деревьев каналов несколькими различными способами, которые подробнее описываются ниже. Вкратце, планировщик 112 может назначать терминалы доступа на порты переходов, которые отображаются на частотный диапазон в первом дереве каналов, и не назначать терминалы доступа на соответствующие порты переходов (которые отображаются на тот же частотный диапазон) во втором дереве каналов. Это может делаться для помощи в поддержке ортогональности относительно терминалов доступа, которые не являются кандидатами на использование SDMA, поскольку эти терминалы доступа не запланированы для совместного использования частотно-временных ресурсов. Планировщик 112 также может назначать терминалы доступа, которые являются кандидатами на SDMA (в пределах первой части кодовой книги 110) на один или более портов переходов, причем порты переходов отображаются на конкретные частотные диапазоны в первом дереве каналов. После этого разрозненные терминалы доступа, которые являются кандидатами на использование SDMA (в пределах второй части кодовой книги 110), могут быть соотнесены с портами переходов, которые отображаются на аналогичные в значительной степени частотные диапазоны во втором дереве каналов.
В одном примере, отображение портов переходов на частоты в пределах двух или более деревьев каналов может быть сделано случайным образом во время запланированной перестановки. Эта перестановка может помочь в формировании разнесения взаимных помех, но может оказывать отрицательное влияние на расширяемость. В другом примере, отображение портов переходов на частотные диапазоны в пределах деревьев каналов может в точности совпадать. Например, в заданной перестановке, если первый терминал доступа назначается для первого набора портов переходов в первом дереве каналов, то соответствующий терминал доступа назначается для второго набора портов переходов во втором дереве каналов, причем второй набор портов переходов соответствует первому набору портов переходов по частотам, на которые отображаются порты переходов. Более того, порты переходов в пределах соответствующих наборов могут отображаться на соответствующие частоты. Другими словами, если не считать порты переходов, соотнесенные с терминалами доступа, которые не являются кандидатами на режим SDMA, деревья каналов могут быть зеркальным отображением друг друга. Еще в одном примере, отображение портов переходов на частотные диапазоны между деревьями каналов может быть реализовано как комбинация соответствия и хаотичности. Например, если первый терминал доступа назначается для первого набора портов переходов в первом дереве каналов, то соответствующий терминал доступа может быть назначен для второго набора портов переходов во втором дереве каналов, причем второй набор портов переходов соответствует первому набору портов переходов по частотам, на которые отображаются порты переходов. Однако отдельные порты переходов в пределах наборов портов переходов могут отображаться на частоты случайным образом. Поэтому, несмотря на то, что наборы портов переходов находятся в соответствии в деревьях каналов, отдельные порты переходов в пределах наборов могут не совпадать. Таким образом, планировщик 112 может использовать различные перестановки деревьев каналов применительно к определению регламента 114 установления соединений по отношению к терминалам 104-108 доступа.
Теперь обратимся к Фиг. 2. Демонстрируется иллюстративная структура 200 дерева каналов, которая может использоваться применительно к распределению ресурсов в прямой линии связи в пределах среды беспроводной связи OFDM/OFDMA. Древовидная структура 200 представляет отображение пространства портов на доступную частотную область. Корневые узлы 202-216 этой древовидной структуры 200 могут соответствовать неперекрывающимся смежным тонам, чтобы все терминалы доступа, запланированные в пределах одного и того же дерева, были соотнесены с ортогональностью. В традиционных OFDM/OFDMA системах может применяться единая древовидная структура для планирования установления соединений в пределах сектора, причем терминалы доступа, запланированные в пределах дерева каналов, будут соотнесены с ортогональностью каналов. Чтобы предоставить возможность применения SDMA, могут применяться множественные деревья каналов, причем терминалы доступа на разрозненных деревьях могут использовать аналогичные в значительной степени частотно-временные ресурсы.
Обратимся к Фиг. 3. Демонстрируется иллюстративное графическое изображение отображения между портами переходов и частотными областями 300, которое представлено корневыми узлами 202-216 древовидной структуры 200 (Фиг. 2). Отображение может соответствовать одной конкретной перестановке, поскольку порты переходов могут подвергаться отображению на различные частотные диапазоны, дающие разрозненные перестановки. В частности, древовидная структура 200 может включать в себя восемь корневых узлов 202-216, соответственно, восемь портов переходов могут отображаться на восемь различных частотных диапазонов, которые находятся в пределах доступной частотной области в течение одной перестановки переходов. Более подробно, первый порт перехода может отображаться на третий частотный диапазон (fr3), второй порт перехода может отображаться на первый частотный диапазон (fr1), третий порт перехода может отображаться на шестой частотный диапазон (fr6) и т.д. в течение перестановки переходов. Эти отображения могут назначаться случайно, псевдослучайно или каким-либо другим подходящим способом. Кроме того, отображения могут быть переназначены в течение конкретных временных интервалов и/или согласно графику перестановок. Также нужно понимать, что эти отображения позволяют терминалам доступа, которые соотнесены с портами переходов в пределах дерева 200 каналов, оставаться связанными с ортогональными каналами (например, таким образом могут формироваться частотные диапазоны для поддержки ортогональности). Кроме того, несмотря на изображение в виде дерева, можно понять, что структура 200 дерева каналов может храниться в матричной форме или другой подходящей форме, чтобы способствовать планированию терминалов доступа в среде беспроводной связи.
Теперь обратимся к Фиг. 4. Один иллюстративный способ назначения/планирования терминалов доступа на двух разрозненных деревьях каналов демонстрируется при помощи использования представлений 400 и 402 корневых узлов таких деревьев каналов. Как упоминалось выше, может быть сгенерирована кодовая книга, которая включает в себя, по меньшей мере, две группы терминалов доступа, которые могут работать в режиме SDMA (например, не ожидают широковещательных передач, не предпринимают предварительное кодирование,…). Эти группы могут формироваться при помощи указания терминалом доступа предпочтительных лучей, а также при помощи передачи по обратной связи CQI, связанного с предпочтительными лучами. Соответственно, терминалы доступа в первой группе могут использовать частотно-временные ресурсы совместно с терминалами доступа во второй группе, в то время как терминалы доступа в пределах одной и той же группы не должны совместно использовать частотно-временные ресурсы.
Представление 400 изображает корневые узлы первого дерева каналов, причем задается отображение между портами переходов и частотными диапазонами в пределах доступной частотной области по отношению к одной конкретной перестановке. Первое дерево каналов может быть основным деревом, где терминалы доступа, которые не являются кандидатами для работы в режиме SDMA, планируются/назначаются вместе с терминалами доступа в пределах первой группы терминалов доступа. Таким образом, например, первый терминал доступа (который должен работать в режиме SDMA) может быть назначен на первый и второй порты переходов (hp1 и hp2), которые случайно отображаются на третий и первый частотные диапазоны (fr3 и fr1), соответственно, в течение перестановки. Подразумевается, что термин "случайно", как он используется в настоящем описании, охватывает как действительно случайное отображение, так и псевдослучайное отображение портов переходов на частотные диапазоны. Второй терминал доступа (который не является кандидатом для работы в режиме SDMA), может быть соотнесен с третьим и четвертым портами переходов (hp3 и hp4), которые могут быть случайно отображены на шестой и восьмой частотные диапазоны (fr6 и fr8), соответственно. Третий терминал доступа (который должен работать в режиме SDMA), может быть соотнесен с пятым, шестым, седьмым и восьмым портами переходов (hp5, hp6, hp7 и hp8), которые могут быть случайно отображены на второй, седьмой, пятый и четвертый частотные диапазоны (fr2, fr7, fr5, и fr4), соответственно. Таким образом, первое дерево каналов может включать в себя порты переходов, которые соотносятся как с терминалами доступа, которые должны работать в режиме SDMA, так и с терминалами доступа, которые не должны работать в режиме SDMA, и отображение портов переходов на частотные диапазоны может быть выполнено случайным или псевдослучайным образом. Дополнительно, разрозненные пользователи со временем могут назначаться на различные порты переходов, и одни и те же пользователи могут поддерживать соотнесение с портами переходов, поскольку они отображаются на разрозненные частоты после перестановки переходов.
Представление 402 изображает корневые узлы второго дерева каналов, которое может применяться для планирования установления соединений по отношению к терминалам доступа, которые должны работать в режиме SDMA. Конкретнее, терминалы доступа, запланированные/назначенные относительно второго дерева каналов, могут использовать частотно-временные ресурсы совместно с терминалами доступа, запланированными/назначенными относительно первого дерева каналов. Например, четвертый терминал доступа, который должен работать в режиме SDMA, может быть назначен на десятый и одиннадцатый порты переходов, которые могут быть случайно назначены на любые подходящие частотные диапазоны в пределах доступной частотной области, за исключением шестого и восьмого частотных диапазонов (fr6 и fr8), поскольку эти диапазоны резервируются в первом дереве каналов для терминалов доступа, которые не работают в режиме SDMA. В представлении 402, десятый и одиннадцатый порты переходов (hp10 и hp11) случайно отображаются на второй и первый частотные диапазоны (fr2 и fr1), соответственно. Пятый терминал доступа, который должен работать в режиме SDMA, может быть назначен на двенадцатый порт перехода (hp12), который случайно отображается на седьмой частотный диапазон (fr7), а шестой терминал доступа, который должен работать в режиме SDMA, может быть назначен на порты 14-16 переходов, которые случайно отображаются на пятый, третий и четвертый частотные диапазоны (fr5, fr3 и fr4), соответственно. Это случайное отображение между портами переходов и частотными диапазонами обеспечивает разнесение взаимных помех в прямой линии связи для терминалов доступа, работающих в режиме SDMA, поскольку терминалы доступа, соотнесенные с разрозненными деревьями каналов, не могут совпадать. В заключение, порты переходов, соотнесенные с двумя деревьями каналов, могут случайно отображаться на частотные диапазоны в течение перестановок переходов, таким образом увеличивая разнесение взаимных помех.
Теперь обратимся к Фиг. 5. Демонстрируется другой иллюстративный способ для распределения ресурсов при помощи использования двух деревьев каналов, корневые узлы которых представлены на графических изображениях 500 и 502. Представление 500 изображает корневые узлы первого дерева каналов, причем отображение между портами переходов и частотными диапазонами в пределах доступной частотной области задается относительно одной перестановки переходов. В представлении 500, наборы портов переходов могут назначаться конкретному терминалу доступа или набору терминалов доступа. Например, первый набор портов переходов 504 может включать в себя первый и второй порты переходов (hp1 и hp2), которые могут быть назначены первому терминалу доступа. На иллюстративных изображениях 500 и 502, первый терминал доступа не является кандидатом на работу в режиме SDMA. hp1 и hp2 изображаются как случайно отображаемые на первый и третий частотные диапазоны (fr1 и fr3), соответственно. Однако понято, что отображение портов переходов на частотные диапазоны может задаваться как функция обратной связи терминала доступа, режима работы терминала доступа или любого другого подходящего параметра. Второй терминал доступа (который должен работать в режиме SDMA) может быть назначен на второй набор 506 портов переходов, причем такой набор 506 включает в себя порты 3-5 переходов (hp3, hp4, hp5). Эти порты переходов отображаются на шестой, седьмой и второй частотные диапазоны, соответственно. Первое дерево каналов может дополнительно включать в себя информацию, касающуюся набора 508 портов переходов, причем набор 508 включает в себя порты 6-8 переходов. Эти порты переходов назначаются третьему терминалу доступа, который должен работать в режиме SDMA, причем порты переходов отображаются на седьмой, четвертый и пятый частотные диапазоны (fr7, fr4 и fr5), соответственно.
Поскольку режим SDMA касается совместного использования частотно-временных ресурсов по отношению к терминалам доступа, может использоваться второе дерево каналов (корневые узлы которого представлены изображением 502). Второе дерево каналов может использоваться для планирования работы терминалов доступа на перекрывающихся частотах в течение перестановки переходов. Например, терминалы доступа на перекрывающихся частотах могут использовать разрозненные лучи для приема и передачи данных, причем такие лучи могут помочь в поддержании порогового уровня переходной помехи. Определение подходящего луча может быть сделано на основании пространственных характеристик, связанных с одним или более терминалами доступа. Как может быть понято из рассмотрения изображения 502, наборы портов переходов и отображения соответствуют наборам портов переходов и отображениям на изображении 500 (например, узлы корневого уровня двух деревьев каналов совпадают, за исключением относящихся к портам переходов, назначенным терминалам доступа, которые не запланированы для режима SDMA). Более подробно, четвертый набор 510 портов переходов соответствует первому набору 504 портов переходов. Однако, поскольку первый набор 504 портов переходов сопоставляется с терминалом доступа, который не должен работать в режиме SDMA, четвертый набор портов переходов не отображается на частотный диапазон и, следовательно, не назначается терминалам доступа. Пятый набор портов переходов 512 соответствует второму набору портов переходов 506. То есть пятый набор портов переходов 512 включает в себя одиннадцатый, двенадцатый и тринадцатый порты переходов, которые отображаются на частотные диапазоны, на которые порты переходов в пределах второго набора портов переходов 506 отображаются в течение перестановки переходов (например, четвертый терминал доступа соотносится с пятым набором портов переходов 512 и использует частотно-временные ресурсы совместно со вторым терминалом доступа). Шестой набор 514 портов переходов, который включает в себя четырнадцатый, пятнадцатый и шестнадцатый порты переходов (hp14, hp15 и hp16), соответствует третьему набору портов переходов (например, порты переходов в пределах шестого набора 514 портов переходов отображаются на частоты, которые соответствуют отображениям, сопоставленным с портами переходов в пределах третьего набора 508 портов переходов). Более подробно, hp14, hp15 и hp16 отображаются на fr7, fr4 и fr5, соответственно, в течение перестановки. Назначение пользователей на соответствующим образом отображенные порты переходов повышает расширяемость системы, однако может отрицательно влиять на разнесение взаимных помех.
Обратимся к Фиг. 6. Демонстрируется в корне отличный способ распределения ресурсов в среде беспроводной связи посредством применения двух деревьев каналов. Продемонстрированы представления 600 и 602 корневых узлов первого и второго деревьев каналов, соответственно, причем деревья каналов могут использоваться планировщиком 112 (Фиг. 1) для планирования установления соединений в беспроводной среде. Представление 600, связанное с первым деревом каналов, показывает, что наборы портов переходов могут быть соотнесены с терминалами доступа, и порты переходов могут быть назначены на частотные диапазоны или случайно, или в соответствии с подходящим алгоритмом в планировщике 112 (Фиг. 1) для каждой перестановки переходов. Представление 600 в значительной степени аналогично представлению 500 на Фиг. 5, включающему в себя аналогичные наборы портов переходов (504-508) и аналогичные отображения на частотные диапазоны.
Отображения, показанные на представления 602 корневых узлов второго дерева каналов, тем не менее, генерируются в корне отличным способом. Вместо отображений портов переходов в пределах наборов, соотнесенных со вторым деревом каналов, однозначно соответствующих отображениям портов переходов в пределах наборов, соотнесенных с первым деревом каналов, порты переходов в пределах наборов, соотнесенных со вторым деревом каналов, могут случайно отображаться на частотные диапазоны, соотнесенные с соответствующими наборами в пределах первого дерева каналов. Более подробно, представление 602 может включать в себя четвертый набор 510 портов переходов, который соответствует первому набору 504 портов переходов в представлении 600. Поскольку первый набор 504 портов переходов соотносится с терминалом доступа, который не будет работать в режиме SDMA, порты переходов в пределах четвертого набора 510 не отображаются, и частотные диапазоны fr1 и fr3 используются исключительно первым терминалом доступа. Пятый набор 512 портов переходов включает в себя hp11-13, которые соответствуют hp3-5 во втором наборе 506 портов переходов. Поскольку hp3-5 соотносятся с fr6, fr8 и fr2, соответственно, такие частоты будут отображаться на hp11-13. Однако hp11-13 могут случайно отображаться на эти частотные диапазоны, следовательно, например, hp11 может отображаться на fr8, hp12 может отображаться на fr2, а hp13 может отображаться на fr6. Таким образом, назначения пользователей на наборы портов переходов могут совпадать между первым и вторым деревьями каналов, но порты переходов в пределах наборов могут случайно назначаться на частотные диапазоны. Набор 514 портов переходов может включать в себя hp14 - hp16, которые отображаются на fr5, fr4 и fr7. Этот способ распределения ресурсов в беспроводной среде, в пределах которой при желании применяется SDMA, обеспечивает как расширяемость, так и разнесение взаимных помех между портами переходов.
Теперь обратимся к Фиг. 7. Демонстрируется устройство 700 беспроводной связи, которое может применяться для выполнения распределения ресурсов в среде беспроводной связи, в которой при желании применяется SDMA. Устройство 700 может включать в себя память 702, в которой может сохраняться и/или поддерживаться кодовая книга. Как описано выше, кодовая книга может включать в себя данные, касающиеся того, являются ли терминалы доступа кандидатами на использование SDMA в конкретный момент времени (что может задаваться, например, попакетно). Более подробно, кодовая книга может включать в себя квантованные величины, которые свидетельствуют о пространственных направлениях, сопоставленных с терминалами доступа. Кроме того, память 702 может включать в себя представления деревьев каналов, которые могут использоваться для планирования установления соединений, например, в среде OFDM/OFDMA. Деревья каналов могут включать в себя отображения между портами переходов и частотными диапазонами, причем частотные диапазоны могут многократно использоваться для терминалов доступа, которые запланированы для режима SDMA. Более того, отображения могут изменяться согласно различным перестановкам переходов.
Эта информация может быть предоставлена процессору 704, который затем может в соответствии с этим планировать установление соединений в беспроводной среде. В одном примере, процессор 704 может анализировать первое дерево каналов и определять отображения в пределах второго дерева каналов на основании, по меньшей мере, частично, содержимого первого дерева каналов. Например, содержимое первого дерева каналов может привести к ограничению в отношении частотных диапазонов во втором дереве каналов. Аналогично, перестановка переходов может использоваться для определения множественных отображений между портами переходов и частотными диапазонами как в первом дереве каналов, так и во втором дереве каналов.
В другом примере, как упоминалось выше, терминалы доступа могут попакетно планироваться по размерностям SDMA по аналогичным в значительной степени частотно-временным ресурсам. Коэффициент SDMA может быть функциональным планированием, предпринимаемым процессором 704. Точнее говоря, процессор 704 может назначать один или более терминалов доступа на канал, который соответствует аналогичным в значительной степени частотно-временным блокам в последовательных передачах. Индекс уплотнения может полностью управляться процессором 704 во время планирования, причем вполне разделенные терминалы доступа могут попарно или по трое планироваться относительно одного канала, и другие терминалы доступа не могут пространственно уплотняться. В еще одном примере, процессор 704 может применяться в сочетании с оптимизацией разнесения взаимных помех посредством случайного перекрывания терминалов доступа с поддержкой SDMA по частоте и времени. Процессор 704 может разделить все частотно-временные ресурсы на сегменты с различным индексом уплотнения. Для сегментов с индексом N уплотнения, может иметься N наборов каналов, где каждый набор является ортогональным, но перекрывающим среди наборов (см. Фиг. 6). Перекрывающиеся каналы могут иметь различные последовательности переходов по времени и частоте для того, чтобы максимизировать разнесение взаимных помех внутри сектора.
Обратимся к Фиг. 8-11. Демонстрируются методики, касающиеся распределения ресурсов, чтобы задействовать SDMA в среде OFDM/OFDMA. В то время как, для простоты толкования, методики показываются и описываются как последовательность действий, нужно понимать и принимать во внимание, что методики не ограничиваются порядком действий, поскольку некоторые действия, в соответствии с заявленным объектом изобретения, могут осуществляться в различном порядке и/или одновременно с другими действиями из тех, которые показаны и описаны в настоящей заявке. Например, специалисты в данной области техники поймут и примут во внимание, что методика могла бы быть в качестве альтернативы представлена как ряд взаимосвязанных состояний или событий, таких как в диаграмме состояний. Более того, для реализации методики в соответствии с одним или более вариантами осуществления могут использоваться не все проиллюстрированные действия.
Обратимся только к Фиг. 8. Демонстрируется методика 800 для распределения ресурсов в беспроводной среде. Методика 800 начинается на этапе 802, и на этапе 804 принимается отображение между первым портом перехода и частотным диапазоном. Например, это отображение может находиться в пределах первого дерева каналов после конкретной перестановки, которая может приниматься планировщиком (который может быть связан с обрабатывающим устройством). Более того, порт перехода может отображаться на конкретный частотный диапазон, основываясь на соотнесении терминала доступа или пользователя с таким портом перехода, а также с другими портами переходов и частотными диапазонами, назначенными им. На этапе 806 анализируется терминал доступа, назначенный на первый порт перехода. Например, от терминала доступа может приниматься информация обратной связи, касающаяся CQI для конкретного луча, предпочтительного луча и т.п. Более того, хотя не показано, могут также приниматься и анализироваться данные от других терминалов доступа.
На этапе 808 осуществляется определение относительно того, является ли терминал доступа кандидатом на применение SDMA. Например, если терминал доступа ждет широковещательные данные или работает в режиме разнесения, такой терминал доступа не будет кандидатом на применение SDMA. Точно так же, если терминал доступа запрашивает предварительное кодирование, такой терминал доступа не может быть кандидатом на применение SDMA на прямой линии связи. Если терминал доступа не является кандидатом на применение SDMA, то на этапе 810 другие порты переходов не будут отображаться на частотный диапазон, на который отображается первый порт перехода. Это гарантирует разнесение каналов и ортогональность по отношению к каналу, используемому терминалом доступа. Если терминал доступа является кандидатом на применение SDMA, то на этапе 812 второй порт перехода отображается на частотный диапазон, на который отображается первый порт перехода. Методика 800 завершается на этапе 814.
Теперь обратимся к Фиг. 9. Демонстрируется методика 900 для использования кодовой книги совместно с распределением ресурсов в среде беспроводной связи. Методика 900 начинается на этапе 902, и на этапе 904 один или более пилот-символов предоставляются терминалу доступа в пределах сектора. Например, при работе в режиме SDMA, терминал доступа может указать предпочтительный луч (из SDMA-группы), а также передать по обратной связи CQI, связанный с предпочтительным лучом. Пилотный канал CQI (F-CPICH), который может планироваться периодически при блочном режиме переходов, может применяться для оценки характеристики канала широкополосной частотной области на физических передающих антеннах. На этапе 906 поддерживается кодовая книга, основываясь на информации обратной связи, принятой от терминала доступа. Например, может вычисляться качество сигналов, исходя из записей кодовой книги на основании обратной связи на пилотном канале CQI. Это качество сигналов может применяться в сочетании с группированием пользователей (и тем самым, поддерживая кодовую книгу). Более подробно, каждый терминал доступа в режиме SDMA может сообщать индекс предпочтительного луча, который сохраняется в конкретной SDMA-группе в пределах кодовой книги. Терминалы доступа, соответствующие одной и той же SDMA-группе, помещаются в аналогичную в значительной степени группу, причем пользователи в пределах этой группы планируются так, чтобы они оставались ортогональными (например, они не перекрываются). Дело в том, что лучи в пределах одних и тех же SDMA-групп могут иметь аналогичные пространственные характеристики; следовательно, терминалы доступа, использующие эти лучи, вероятно, будут иметь аналогичные пространственные характеристики и не должны перекрываться. На этапе 908, первое и второе деревья каналов обновляются, исходя из содержимого кодовой книги. Например, пользователи в пределах одной и той же группы могут планироваться на одном и том же дереве каналов. Пользователи в раздельных группах могут совместно использовать частотно-временные ресурсы и, следовательно, могут планироваться на раздельных деревьях каналов. Методика 900 завершается на этапе 910.
Обратимся к Фиг. 10. Демонстрируется методика 1000 для распределения ресурсов в среде беспроводной связи. Методика 1000 начинается на этапе 1002, и на этапе 1004 определяется, что первый терминал доступа является кандидатом на использование SDMA. Например, может поддерживаться и анализироваться кодовая книга для определения того, что терминал доступа является кандидатом на применение SDMA. В детализированном примере, может быть определено, что терминал доступа является пространственно отдаленным от несопоставимого терминала доступа на достаточное расстояние, чтобы использовать SDMA. На этапе 1006, первый терминал доступа назначается на один или более портов переходов, и, на этапе 1008, эти один или более порты переходов отображаются на один или более частотные диапазоны в первом дереве каналов. Однако понятно, что порты переходов могут отображаться на частоты до назначения терминала доступа и что порядок действий методики 1000 может изменяться в зависимости от контекста и/или реализации. На этапе 1010 определяется, что второй терминал доступа является кандидатом на применение SDMA, и на этапе 1012 второй терминал доступа назначается на один или более портов переходов. На этапе 1014 эти один или более портов переходов, соотнесенные со вторым терминалом доступа, отображаются на один и тот же частотный(ые) диапазон(ны), на который отображаются эти один или более портов переходов, соотнесенные с первым терминалом доступа. Это дает возможность первому терминалу доступа и второму терминалу доступа совместно использовать частотно-временные ресурсы. После этого методика 1000 завершается на этапе 1016.
Фиг. 11 демонстрирует иллюстративную беспроводную систему связи с многостанционным доступом. Беспроводная система 1100 связи с многостанционным доступом включает в себя множество ячеек, например ячейки 1102, 1104 и 1106. В иллюстративной системе, продемонстрированной на Фиг. 11, каждая ячейка 1102, 1104 и 1106 может включать в себя точку 1150 доступа, которая включает в себя множество секторов. Множество секторов формируются антенными группами, каждая из которых отвечает за установление соединения с терминалами доступа в части ячейки. В ячейке 1102 каждая из антенных групп 1112, 1114 и 1116 соответствует различным секторам. В ячейке 1104 каждая из антенных групп 1118, 1120 и 1122 соответствует различным секторам. В ячейке 1106 каждая из антенных групп 1124, 1126 и 1128 соответствует различным секторам.
Каждая ячейка включает в себя несколько терминалов доступа, которые находятся на связи с одним или более секторами каждой точки доступа. Например, терминалы 1130 и 1132 доступа находятся на связи с точкой 1142 доступа (или базовой станцией), терминалы 1134 и 1136 доступа находятся на связи с точкой 1144 доступа, и терминалы 1138 и 1140 доступа находятся на связи с точкой 1146 доступа.
Как продемонстрировано на Фиг. 11, каждый терминал 1130, 1132, 1134, 1136, 1138 и 1140 доступа располагается в другой части своей соответствующей ячейки, нежели любой другой терминал доступа в той же самой ячейке. Дополнительно, каждый терминал доступа может находиться на различном расстоянии от соответствующих антенных групп, с которыми он связывается. Оба этих параметра обеспечивают ситуации, а также вследствие относящихся к окружению и других условий в ячейке приводящие к тому, что различные условия канала будут представлены между каждым терминалом доступа и соответствующей ему антенной группой, с которой он связывается.
Для целей настоящего описания, точка доступа может быть стационарной станцией, используемой для связи с терминалами, и может также именоваться и включать в себя некоторые или все их функциональные возможности, как базовая станция, узел B, или с использованием какой-либо другой терминологии. Терминал доступа может также именоваться и включать в себя некоторые или все их функциональные возможности, как пользовательское оборудование (ПО), устройство беспроводной связи, терминал, мобильная станция, терминал доступа, или с использованием какой-либо другой терминологии.
В одном примере, на базовой станции может использоваться набор известных лучей, чтобы обеспечить SDMA, например фиксированные или настраиваемые секторы. Если базовая станция осведомлена о лучшем луче для каждого пользователя, она может распределить один и тот же канал для различных пользователей, если они должны принимать данные по различным лучам. В другом примере, система 1100 может включать в себя всенаправленный луч, который не соответствует никакому предварительному кодированию. Базовая станция использовала бы этот луч для широковещательных или групповых передач. Еще в одном примере, система 1100 может использовать предварительное кодирование без SDMA, если такая информация, передаваемая по каналам, сообщается пользователю.
M
M
Индекс SDMA может быть параметром, который может изменяться относительно медленно. Это может произойти, так как индекс(ы), используемый для вычисления индекса SDMA, собирает пространственную статистику пользователя, которая может быть измерена мобильным устройством. Эта информация может использоваться мобильным устройством для вычисления луча, предпочтительного для него, и указания этого луча базовой станции. Даже без распределения мощности, знание о канале в передающем устройстве повышает пропускную способность, особенно для тех систем, у которых число передающих антенн T больше, чем число приемных антенн R. Повышение пропускной способности достигается с помощью передачи по направлениям собственных векторов канала. Передача по каналу информации обратной связи требует непроизводительных затрат.
SDMA предоставляет достаточно богатый набор лучей в передающем устройстве, что дает возможность большой гибкости при планировании. Пользователи планируются на лучи, что сообщается базовой станции через посредство какого-либо механизма обратной связи. Для эффективного планирования передающее устройство должно обладать информацией о качестве канала по каждому пользователю, если некоторый луч используется для планирования пользователя.
Фиг. 12 демонстрирует иллюстративную беспроводную систему 1200 связи. Базовая станция 1202 с тремя секторами включает в себя множественные антенные группы, одна включает в себя антенны 1204 и 1206, другая включает в себя антенны 1208 и 1210, и третья включает в себя антенны 1212 и 1214. Для каждой антенной группы изображено только две антенны, однако для каждой антенной группы может использоваться больше или меньше антенн. Мобильное устройство 1216 связывается с антеннами 1212 и 1214, причем антенны 1212 и 1214 передают информацию на мобильное устройство 1216 по прямой линии 1218 связи и принимают информацию от мобильного устройства 1216 по обратной линии 1220 связи. Мобильное устройство 1222 связывается с антеннами 1204 и 1206, причем антенны 1204 и 1206 передают информацию на мобильное устройство 1222 по прямой линии 1224 связи и принимают информацию от мобильного устройства 1222 по обратной линии 1226 связи.
Каждая антенная группа и/или область, в которой они предназначены для установления связи, может именоваться как сектор базовой станции 1202. Например, каждая из антенных групп может быть выполнена с возможностью установления связи с мобильными устройствами в секторе областей, покрываемых базовой станцией 1202. Базовая станция может быть стационарной станцией, используемой для связи с терминалами, и может также именоваться как точка доступа, узел B, или с использованием какой-либо другой терминологии. Мобильное устройство может также называться как мобильная станция, пользовательское оборудование (ПО), устройство беспроводной связи, терминал, терминал доступа, пользовательское устройство, телефонная трубка, или с использованием какой-либо другой терминологии.
SDMA может использоваться с системами с частотным разделением каналов, такими как системы многостанционного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA). OFDMA-система разбивает полную ширину полосы пропускания системы на множественные ортогональные поддиапазоны. Эти поддиапазоны именуются также как тоны, несущие, поднесущие, элементы дискретизации и/или частотные каналы. Каждый поддиапазон соотносится с поднесущей, которая может модулироваться данными. OFDMA-система может использовать уплотнение с разделением по времени и/или частоте для достижения ортогональности между множественными передачами данных для множественных пользовательских устройств. Группы пользовательских устройств могут распределяться по отдельным поддиапазонам, и передача данных для каждого пользовательского устройства может отправляться на поддиапазоне(ах), распределенном этому пользовательскому устройству.
Фиг. 13 демонстрирует систему 1300, которая использует SDMA для увеличения пропускной способности системы в среде беспроводной связи. Система 1300 может постоянно находиться на базовой станции и/или на пользовательском устройстве, как будет понятно специалисту в данной области техники. Система 1300 содержит принимающее устройство 1302, которое принимает сигнал, например, от одной или более приемных антенн и выполняет типичные действия (например, фильтрует, усиливает, проводит понижающее преобразование,…) на принятом сигнале и переводит в цифровую форму предварительно обработанный сигнал, чтобы получить отсчеты. Устройство 1304 демодуляции может демодулировать и предоставлять принятые пилотные символы на процессор 1306 для оценки канала.
Процессор 1306 может быть процессором, предназначенным для анализа информации, принятой принимающим компонентом 1302, и/или генерирования информации для передачи передающим устройством 1314. Процессор 1306 может быть процессором, который управляет одной или более частями системы 1300, и/или процессором, который анализирует информацию, принятую принимающим устройством 1302, генерирует информацию для передачи передающим устройством 1314 и управляет одной или более частями системы 1300. Система 1300 может включать в себя компонент 1308 оптимизации, который координирует назначения лучей. Компонент 1308 оптимизации может быть встроен в процессор 1306. Нужно учитывать, что компонент 1308 оптимизации может включать в себя код оптимизации, который выполняет служебную программу базисного анализа в сочетании с назначением пользовательских устройств на лучи. Код оптимизации может использовать основанные на искусственном интеллекте способы в сочетании с осуществлением логического вывода, и/или вероятностных определений, и/или статистических определений в сочетании с оптимизацией назначений лучей пользовательским устройствам.
Система (пользовательское устройство) 1300 может дополнительно содержать память 1310, которая функционально соединяется с процессором 1306, и которая хранит информацию, касающуюся информации формы луча, таблицы поиска, содержащие соответствующую информацию, и любую другую применимую информацию, имеющую отношение к формированию лучей, как описано в настоящей заявке. Память 1310 может дополнительно хранить протоколы, связанные с генерированием таблиц поиска, и т.д., так что система 1300 может применять сохраненные протоколы и/или алгоритмы для увеличения пропускной способности системы. Примем во внимание, что компоненты хранилища данных (например, блоки памяти), изображенные в настоящем описании, могут быть или энергозависимой памятью, или энергонезависимой памятью, или могут включать в себя и энергозависимую, и энергонезависимую память. Для иллюстрации, и не ограничиваясь этим, энергонезависимая память может включать в себя постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), программируемое ПЗУ (ППЗУ), электрически программируемое ПЗУ (ЭППЗУ), электрически стираемое ПЗУ (ЭСППЗУ) или память с групповой перезаписью. Энергозависимая память может включать в себя оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), которое действует как внешняя быстродействующая буферная память. Для иллюстрации, и не ограничиваясь этим, ОЗУ доступно во многих формах, таких как синхронное ОЗУ (СОЗУ), динамическое ОЗУ (ДОЗУ), синхронное ДОЗУ (СДОЗУ), СДОЗУ с двойной скоростью обмена (ДСО СДОЗУ), расширенное СДОЗУ (РСДОЗУ), ДОЗУ с синхронной связью (ССДОЗУ) и ОЗУ, использующее технологию Direct Rambus (DR-ОЗУ). Память 1310 систем и способов предмета изобретения предполагает включение в себя, не ограничиваясь этим, эти и любые другие подходящие типы памяти. Процессор 1306 соединяется с устройством 1312 модуляции символов и передающим устройством 1314, которое передает модулированный сигнал.
Фиг. 14 демонстрирует систему, которая использует SDMA для увеличения пропускной способности системы в среде беспроводной связи. Система 1400 содержит базовую станцию 1402 с принимающим устройством 1410, которое принимает сигнал(ы) от одного или более пользовательских устройств 1404 через одну или более приемных антенн 1406 и передает на одно или более пользовательских устройств 1404 посредством множества передающих антенн 1408. В одном примере, приемные антенны 1406 и передающие антенны 1408 могут быть реализованы с использованием единственного набора антенн. Принимающее устройство 1410 может принимать информацию от приемных антенн 1406 и функционально связываться с устройством 1412 демодуляции, которое демодулирует принятую информацию. Принимающее устройство 1410 может быть, например, Rake-приемником (например, технология, которая по отдельности обрабатывает компоненты многолучевых сигналов, используя множество устройств корреляционной обработки по групповому спектру,…), принимающим устройством на базе MMSE (minimum mean-square error - минимальная среднеквадратическая ошибка), или каким-либо другим подходящим принимающим устройством для выделения назначенных пользовательских устройств, что будет понятно специалисту в данной области техники. Например, могут применяться множественные принимающие устройства (например, один для каждой приемной антенны), и такие принимающие устройства могут устанавливать связь друг с другом, чтобы обеспечить улучшенные оценки пользовательских данных. Демодулированные символы анализируются процессором 1414, который аналогичен процессору, описанному выше по отношению к Фиг. 13, и соединяется с памятью 1416, которая хранит информацию, касающуюся назначений пользовательских устройств, таблицы поиска, имеющие к этому отношение, и т.п. Выходные данные принимающего устройства для каждой антенны могут совместно обрабатываться принимающим устройством 1410 и/или процессором 1414. Устройство 1418 модуляции может уплотнять сигнал для передачи передающим устройством 1420 через передающие антенны 1408 на пользовательские устройства 1404.
Базовая станция 1402 дополнительно содержит компонент 1422 назначения, который может быть процессором, отдельным от процессора 1414 или встроенным в него, и который может оценивать совокупность всех пользовательских устройств в секторе, обслуживаемом базовой станцией 1404, и может назначать пользовательские устройства на лучи, основываясь, по меньшей мере, частично, на местоположении отдельных пользовательских устройств.
Фиг. 15 демонстрирует передающее устройство и принимающее устройство в беспроводной системе 1500 связи с многостанционным доступом. Для краткости беспроводная система 1500 связи изображает одну базовую станцию и одно пользовательское устройство; однако нужно принимать во внимание, что система может включать в себя больше одной базовой станции и/или больше одного пользовательского устройства, причем дополнительные базовые станции и/или пользовательские устройства могут быть аналогичными в значительной степени или отличными от иллюстративных базовой станции и пользовательского устройства, описываемых ниже. В дополнение, нужно учитывать, что базовая станция и/или пользовательское устройство могут использовать системы и/или способы, изложенные в настоящем описании, чтобы облегчить установление беспроводной связи между ними.
В передающей системе 1510 данные информационного обмена для множества потоков данных предоставляются от источника 1512 данных на устройство 1514 обработки передачи данных. В одном примере, каждый поток данных может передаваться через соответствующую передающую антенну. Устройство 1514 обработки передачи данных форматирует, кодирует и перемежает данные информационного обмена для каждого потока данных на основании конкретной схемы кодирования, выбранной для этого потока данных, чтобы предоставить кодированные данные. Например, устройство 1514 обработки передачи данных может применять веса формирования луча к символам потоков данных, исходя из пользователя, которому символы будут передаваться, и антенны, от которой символ будет передаваться. В некоторых вариантах осуществления, веса формирования луча могут генерироваться, исходя из информации реакции канала, которая свидетельствует о состоянии трактов передачи между точкой доступа и терминалом доступа. Информация реакции канала может генерироваться, используя информацию CQI или оценки каналов, предоставленные пользователем. Дополнительно, в случаях запланированных передач, устройство 1514 обработки передачи данных может выбирать формат пакета на основании оценочной информации, которая передается от пользователя.
Кодированные данные для каждого потока данных могут уплотняться с данными пилот-сигнала, используя OFDM-технологии. Данные пилот-сигнала представляют собой, как правило, известную комбинацию данных, которая обрабатывается известным способом и может использоваться в принимающей системе для оценки характеристики канала. Затем уплотненный пилот-сигнал и кодированные данные для каждого потока данных модулируются (например, отображаются в символы) на основании конкретной модуляционной схемы (например, BPSK (binary phase shift keying - двоичная фазовая манипуляция), QSPK (quadrature phase shift keying - квадратурная фазовая манипуляция), M-PSK (М-значная фазовая манипуляция) или M-QAM (М-значная квадратурная амплитудная модуляция)), выбранной для этого потока данных, чтобы предоставить модуляционные символы. Скорость передачи данных, кодирование и модуляция для каждого потока данных могут определяться инструкциями, исполняемыми на предоставленном процессоре 1530. В некоторых вариантах осуществления, число параллельных пространственных потоков может изменяться согласно оценочной информации, которая передается от пользователя.
T
T
Модуляционные символы для потоков данных предоставляются на устройство 1520 обработки передачи со многими входами и выходами (MIMO - multiinput multioutput), которое может дополнительно обрабатывать модуляционные символы (например, для OFDM). Устройство 1520 обработки MIMO-передачи предоставляет N потоков символов на N передающих устройств (ПРДУ) 1522a-1522t. Например, устройство 1520 обработки MIMO-передачи может применять веса формирования луча к символам потоков данных, исходя из пользователя, которому символы будут передаваться, и антенны, от которой символ будет передаваться, вследствие информации реакции канала этого пользователя.
T
T
Каждое передающее устройство 1522 принимает и обрабатывает соответствующий поток символов, чтобы предоставить один или более аналоговых сигналов, и осуществляет дополнительную предварительную обработку (например, усиливает, фильтрует и проводит повышающее преобразование) аналоговых сигналов, чтобы предоставить модулированный сигнал, пригодный для передачи по MIMO-каналу. N модулированных сигналов от передающих устройств 1522a-1522t передаются от N антенн 1524a-1524t, соответственно.
R
В принимающей системе 1550, передаваемые модулированные сигналы принимаются с помощью N антенн 1552a-1552r, и принятый сигнал от каждой антенны 1552 предоставляется на соответствующее принимающее устройство (ПРНУ) 1554. Каждое принимающее устройство 1554 осуществляет предварительную обработку (например, фильтрует, усиливает и проводит понижающее преобразование) соответствующего принятого сигнала, переводит в цифровую форму предварительно обработанный сигнал, чтобы предоставить отсчеты, и дополнительно обрабатывает отсчеты, чтобы предоставить соответствующий "принятый" поток символов.
R
R
Затем устройство 1560 обработки приема данных принимает и обрабатывает принятые от N принимающих устройств 1554 N потоков символов на основании технологии обработки конкретного принимающего устройства, чтобы обеспечить ранговое число "выявленных" потоков символов. Обработка посредством устройства 1560 обработки приема данных описывается с дополнительными подробностями ниже. Каждый выявленный поток символов включает в себя символы, которые являются оценками модуляционных символов, передаваемых для соответствующего потока данных. Затем устройство 1560 обработки приема данных демодулирует, подвергает обратному перемежению и декодирует каждый выявленный поток символов, чтобы восстановить данные информационного обмена для потока данных. Обработка посредством устройства 1560 обработки приема данных является дополняющей для выполняемой устройством 1520 обработки MIMO-передачи и устройством 1514 обработки передачи данных в передающей системе 1510.
Оценка характеристики канала, сгенерированная устройством 1560 обработки приема, может использоваться для выполнения пространственной, пространственной/временной обработки на принимающем устройстве, регулирования уровней мощности, изменения коэффициентов или схем модуляции, или других действий. Устройства 1560 обработки приема может дополнительно оценивать отношения сигнал-смесь помехи с шумом (SNR - signal-to-noise-and-interference ratio) выявленных потоков символов, а возможно, и другие характеристики канала, и предоставляет эти величины на процессор 1570. Устройство 1560 обработки приема данных или процессор 1570 могут дополнительно получать оценку "эффективного" отношения SNR для системы. Затем процессор 1570 предоставляет оценочную информацию о канале (CSI - channel status indicator, указатель состояния канала), которая может содержать различные виды информации относительно линии связи и/или принятого потока данных. Например, CSI может содержать только действующее отношение SNR. Тогда CSI обрабатывается устройством 1538 обработки передачи данных, которое также принимает данные информационного обмена для множества потоков данных от источника 1576 данных, модулируется устройством 1580 модуляции, предварительно обрабатывается передающими устройствами 1554a - 1554r и передается обратно в передающую систему 1510.
В передающей системе 1510, модулированные сигналы от принимающей системы 1550 принимаются антеннами 1524, предварительно обрабатываются принимающими устройствами 1522, демодулируются устройством 1540 демодуляции и обрабатываются устройством 1542 обработки приема данных, чтобы восстановить CSI, сообщаемый принимающей системой. Затем сообщаемый CSI предоставляется на процессор 1530 и используется (1) для определения скорости передачи данных и схем кодирования и модуляции, которые используются для потоков данных и (2) для генерирования различных директив для устройства 1514 обработки передачи данных и устройства 1520 обработки MIMO-передачи.
R
T
Могут использоваться различные технологии обработки в передающем устройстве для обработки N принятых сигналов, чтобы выявить N передаваемых потоков символов. Эти технологии обработки принимающего устройства могут быть сгруппированы в две основные категории: (i) пространственные и пространственно-временные технологии обработки принимающего устройства (которые также именуются как технологии компенсации); и (ii) технологии обработки принимающего устройства с "последовательными обнулением/компенсацией и подавлением помех" (которые также именуются как технологии обработки принимающего устройства с "последовательным подавлением помех" или "последовательным подавлением").
T
R
S
S
T
R
S
MIMO-канал, сформированный N передающими и N приемными антеннами, может быть разложен на N независимых каналов, причем N≤min {N, N}. Каждый из N независимых каналов может также именоваться как пространственный подканал (или канал передачи) MIMO-канала, и соответствовать размерности.
При программной реализации, технологии, изложенные в настоящем описании, могут быть реализованы модулями (например, процедурами, функциями и так далее), которые выполняют функции, изложенные в настоящем описании. Коды программного обеспечения могут храниться в блоках памяти и исполняться процессорами. Блок памяти может быть реализован внутри процессора или быть внешним по отношению к процессору, в этом случае они могут быть коммуникативно связаны посредством того или иного средства, известного в данной области техники.
Нужно понимать, что варианты осуществления, изложенные в настоящем описании, могут быть реализованы в аппаратном обеспечении, программном обеспечении, программно-аппаратном обеспечении, промежуточном программном обеспечении, микропрограмме или любой их комбинации. При аппаратной реализации, блоки обработки данных внутри точки доступа или терминала доступа могут быть реализованы в пределах одной или более специализированных интегральных схемах (СИС), цифровых сигнальных процессорах (ЦСП), устройствах цифровой обработки сигналов (УЦОС), программируемых логических устройствах (ПЛУ), программируемых вентильных матрицах (ПВМ), обрабатывающих устройствах, управляющих устройствах, микроконтроллерах, микропроцессорах, других электронных блоках, выполненных с возможностью выполнения функций, изложенных в настоящем описании, или их комбинаций.
Когда системы и/или способы реализуются в программном обеспечении, аппаратно-программном обеспечении, промежуточном программном обеспечении или в микропрограмме, программном коде или кодовых сегментах, они могут сохраняться на машиночитаемом носителе, например компоненте хранения. Кодовый сегмент может отражать процедуру, функцию, подпрограмму, программу, стандартную программу, стандартную подпрограмму, модуль, пакет программ, класс или любую комбинацию инструкций, структур данных или операторов программы. Кодовый сегмент может быть связан с другим кодовым сегментом или аппаратной схемой посредством пересылки и/или приема информации, данных, аргументов, параметров или содержимого памяти. Информация, аргументы, параметры, данные и т.д. могут пересылаться, переправляться или передаваться с использованием любого подходящего средства, включающего в себя совместное использование памяти, пересылку сообщений, эстафетную передачу данных, передачу по сети и т.д.
При программной реализации, технологии, изложенные в настоящем описании, могут быть реализованы модулями (например, процедурами, функциями и так далее), которые выполняют функции, изложенные в настоящем описании. Коды программного обеспечения могут храниться в блоках памяти и исполняться обрабатывающими устройствами. Блок памяти может быть реализован внутри процессора или быть внешним по отношению к процессору, в этом случае они могут быть коммуникативно связаны посредством того или иного средства, известного в данной области техники.
Вышеописанное включает в себя примеры заявленного объекта изобретения. Конечно, невозможно описать каждую возможную комбинацию компонентов или методик в целях описания означенного объекта изобретения, но любой специалист в данной области техники может понять, что возможны многие дополнительные комбинации и перестановки. Соответственно, заявленный объект изобретения подразумевает охватывание всех таких изменений, модификаций и вариаций, которые находятся в пределах сущности и объема прилагаемой формулы изобретения. Дополнительно, в том смысле, в каком термин "включает в себя" используется или в описании осуществления изобретения, или в формуле изобретения, этот термин подразумевает включение в себя до некоторой степени аналогичного термина "содержит", как, например, "содержит" интерпретируется при применении в качестве переходного слова в пункте формулы изобретения.