СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ОТЧЕТА О КАЧЕСТВЕ КАНАЛА В СИСТЕМЕ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ
METHOD AND APPARATUS FOR CHANNEL QUALITY REPORTING IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение, в общем, относится к сетям беспроводной связи и, в частности, относится к передаче отчета о качестве канала в таких сетях.
Уровень техники
В мобильной связи условия передачи изменяются во времени и пространстве. Поэтому, чтобы базовая станция (BS) правильно планировала передачу данных на экземпляр пользовательского оборудования (UE), с использованием надлежащих модуляции и скоростей кодирования, UE регулярно передает в отчете условия канала на BS. В одном подходе к отправке информации состояния канала (CSI), UE отправляет регулярные отчеты индикатора качества канала (CQI). CQI - это значение индекса, которое эффективно квантует измеренное качество сигнала на UE.
Конечно, BS может одновременно обслуживать много UE, и всем UE необходимо отправлять отчеты CQI. Кроме того, каждое UE может иметь множественные значения CQI для передачи отчета. Например, для передачи отчета CQI для сигнала нисходящей линии связи ортогонального мультиплексирования с частотным разделением (OFDM) может потребоваться, чтобы UE передавали в отчете широкополосные значения CQI, совместно с одним или более узкополосными значениями CQI, которые ограничены конкретными частотными субполосами, представляющими интерес. Таким образом, отчеты CQI должны содержать как можно меньше битов.
Один подход к уменьшению количества битов, необходимых для передачи в отчете множественных значений CQI, предусматривает подход “дифференциальной” передачи отчета. Благодаря дифференциальной передаче отчета одно или более значений CQI передается в отчете относительно одного или более других значений CQI. Проект долгосрочного развития систем связи (LTE), отвечающий стандарту, установленному в рамках Проекта партнерства третьего поколения (3GPP), обеспечивает конкретный пример дифференциальной передачи отчета. Предполагая передачу MIMO (с многими входами и многими выходами) LTE, примерная передача отчета CQI с UE на eNodeB LTE включает в себя один или более из следующих элементов: индикатор ранга (RI), значение CQI для всей полосы, значения CQI для частей полосы и индексы матрицы предварительного кодирования (PMI) для регулирования предварительного кодирования передачи посредством BS.
TX
RX
“Ранг” канала MIMO задает, сколько слоев можно использовать в передаче потоков данных с передатчика MIMO на приемник MIMO, и максимальный ранг задается как min (N, N). Здесь, “N” представляет количество передающих (TX) антенн или приемных (RX) антенн. UE используют RI для указания рангового предпочтения, которое eNodeB может использовать при определении надлежащего ранга канала для использования в передачах на UE.
В настоящее время стандарты LTE используют конфигурацию антенн согласно базовой идее 2x2, что обозначает две передающие антенны и две приемные антенны, и обеспечивают максимум два “кодовых слова”. Кодовые слова - это кодированные биты, которые отображаются в символы модуляции, которые затем отображаются в один или более слоев. Каждое кодовое слово, таким образом, можно понимать как отдельный поток данных, причем к двум кодовым словам могут применяться разные схемы модуляции и кодирования. Кроме того, согласно (современным) стандартам LTE каждое кодовое слово может использовать до двух слоев в своей передаче.
Таким образом, UE, принимающее передачи MIMO LTE по нисходящей линии связи, передает в отчете значение CQI для каждого кодового слова, причем значение CQI, переданное в отчете для одного из кодовых слов, представляет дифференциальное значение, которое указывает смещение в ограниченном диапазоне относительно значения CQI, переданного в отчете для другого кодового слова. Более подробно, предположим режим передачи отчета CQI “PUCCH 1-1” и передачу “ранга 2”. (Режим “PUCCH 1-1” обозначает передачу отчета CQI посредством UE на физическом канале управления восходящей линии связи (PUCCH), для дуплексной связи с частотным разделением (FDD), предполагая условия канала AWGN.) В этом контексте UE передает в отчете 4-битовое значение CQI для первого кодового слова (CW1) и 3-битовый дифференциальный CQI для второго кодового слова (CW2).
Дифференциальный CQI задается как значение CQI, определенное для второго кодового слова (CQI2), ограниченное пределом дифференциального смещения [-4, 3]. Другими словами, значение CQI для второго кодового слова передается в отчете относительно значения CQI для первого кодового слова с использованием трех битов, а не четырех битов. Поэтому CQI2 может принимать только восемь значений индекса, лежащих в указанном интервале смещений [-4, 3]. За дополнительной информаций, касающейся этой формулировки и, в целом, передачи отчета CQI, применительно к LTE можно обратиться к следующим двум документам: 3GPP 36.213, “Physical layer procedures”, V9.1.0 (2010); и 3GPP 26.211, “Physical Channels and Modulation”, V9.1.0 (2010).
Сущность изобретения
Согласно одному аспекту настоящее изобретение преимущественно предусматривает способ и устройство, которые увеличивают пропускную способность связи за счет регулирования порядка или метода, с которым значения CQI передаются в многоранговом отчете CQI, который ограничивает одно или более таких значений согласно порядку передачи отчета. В порядке неограничительного примера настоящее изобретение предусматривает, что порядок передачи отчета, используемый для передачи в отчете множественных значений CQI, выбирается для устранения или, по меньшей мере, сокращения ошибок недостаточной отчетности и избыточной отчетности, возникающих в результате использования дифференциальных форматов передачи отчета для одного или более переданных в отчете значений CQI. Дополнительно, один или более вариантов осуществления настоящего изобретения предусматривают выбор между одноранговой и многоранговой передачей отчета CQI, на основании определения, какое из них соответствует наибольшей емкости канала, ввиду ограничений дифференциальной передачи отчета.
Соответственно в одном варианте осуществления, настоящее изобретение содержит способ передачи отчета о качестве канала с первого приемопередатчика связи. Способ включает в себя этап, на котором принимают характерные для антенны опорные сигналы от второго приемопередатчика связи, который поддерживает многоранговую и одноранговую передачу на первый приемопередатчик связи.
В порядке одного примера первым приемопередатчиком связи является устройство беспроводной связи, например UE, и вторым приемопередатчиком связи является поддерживающая базовая станция, в сети беспроводной связи. В любом случае способ дополнительно включает в себя этап, на котором определяют, желательна ли многоранговая передача вторым приемопередатчиком связи, на основании оценивания условий канала, оцененных из опорных сигналов.
Кроме того, способ включает в себя этап, на котором в случае, когда многоранговая передача желательна, отправляют многоранговый отчет информации качества канала (CQI) на второй приемопередатчик связи, который передает в отчете два или более значений CQI, для адаптации многоранговых передач к первому приемопередатчику связи, с использованием порядка передачи отчета, который устанавливает, какое(ие) переданное(ые) в отчете значение или значения CQI передаются как абсолютные значения, и какое(ие) переданное(ые) в отчете значение или значения CQI передаются как смещения относительно одного или более абсолютных значений, с использованием ограниченного дифференциального формата передачи отчета. Способ дополнительно включает в себя этап, на котором динамически определяют порядок передачи отчета, для сокращения ошибок недостаточной отчетности или избыточной отчетности, которые возникают в результате использования ограниченного дифференциального формата передачи отчета.
Те же самые или другие варианты осуществления способа дополнительно предусматривают определение, желательна ли многоранговая передача вторым приемопередатчиком связи. Определение производится на основании: (a) оценивания первой метрики, отражающей одноранговую емкость канала, и второй метрики, отражающей многоранговую емкость канала; (b) сравнения первой и второй метрик и (c) определения, что многоранговая передача вторым приемопередатчиком связи желательна, на основании, по меньшей мере частично, того, что многоранговая емкость канала выше одноранговой емкости канала. Напротив, определение, что желательна одноранговая передача вторым приемопередатчиком связи, а не многоранговая передача, производится на основании, по меньшей мере частично, определения, что одноранговая емкость канала выше многоранговой емкости канала. В случае, когда желательна одноранговая передача, способ включает в себя этап, на котором отправляют одноранговый отчет CQI на второй приемопередатчик связи.
В другом варианте осуществления настоящее изобретение содержит первый приемопередатчик связи, который включает в себя приемник, сконфигурированный для приема характерных для антенны опорных сигналов от второго приемопередатчика связи, который поддерживает многоранговую и одноранговую передачу на первый приемопередатчик связи. Опять же, в порядке неограничительных примеров первым приемопередатчиком связи является устройство беспроводной связи, например UE или другое устройство беспроводной связи, и вторым приемопередатчиком связи является поддерживающая базовая станция в сети беспроводной связи. В конкретном примере первым приемопередатчиком связи является UE или другое устройство, сконфигурированное в соответствии со стандартами LTE, и вторым приемопередатчиком связи является eNodeB, сконфигурированный для работы в сети сотовой связи на основе LTE.
Кроме того, согласно этому варианту осуществления первый приемопередатчик связи включает в себя схему оценивания канала, сконфигурированную для генерации оценок канала из принятых опорных сигналов, и одну или более схем обработки, сконфигурированных для определения, желательна ли многоранговая передача вторым приемопередатчиком связи. Согласно этой конфигурации схема(ы) обработки определяет(ют), желательна ли многоранговая передача, на основании оценивания условий канала, оцененных из опорных сигналов. В случае, когда многоранговая передача желательна, схемы обработки сконфигурированы для отправки многорангового отчета информации качества канала (CQI) на второй приемопередатчик связи, который передает в отчете два или более значений CQI, для использования при адаптации многоранговых передач к первому приемопередатчику связи.
В частности, отчет использует порядок передачи отчета, который устанавливает, какое(ие) переданное(ые) в отчете значение или значения CQI передаются как абсолютные значения, и какое(ие) переданное(ые) в отчете значение или значения CQI передаются как смещения относительно одного или более абсолютных значений, с использованием ограниченного дифференциального формата передачи отчета. Соответственно схемы обработки динамически определяют порядок передачи отчета, для сокращения ошибок недостаточной отчетности или избыточной отчетности, которые возникают в результате использования ограниченного дифференциального формата передачи отчета.
В том же самом или другом варианте осуществления схемы обработки сконфигурированы для определения, желательна ли многоранговая передача вторым приемопередатчиком связи по сравнению с одноранговой передачей. Определение производится на основании оценивания первой метрики, отражающей одноранговую емкость канала, и второй метрики, отражающей многоранговую емкость канала, и сравнения первой и второй метрик. Соответственно определение, что многоранговая передача вторым приемопередатчиком связи желательна, основывается, по меньшей мере частично, на определении того, что многоранговая емкость канала выше одноранговой емкости канала. Напротив, определение, что желательна одноранговая передача, производится, по меньшей мере, частично, на основании определения, что одноранговая емкость канала выше многоранговой емкости канала. Конечно, настоящее изобретение не ограничивается вышеозначенными признаками и преимуществами. Действительно, специалисты в данной области техники выявят дополнительные признаки и преимущества по ознакомлении с нижеследующим подробным описанием, и по рассмотрении прилагаемых чертежей.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - блок-схема примерных вариантов осуществления первого и второго приемопередатчиков, где первый приемопередатчик принимает передачи от второго приемопередатчика и предоставляет соответствующие отчеты CQI второму приемопередатчику в соответствии с изложенными здесь принципами.
Фиг. 2 - схема многорангового отчета CQI, который включает в себя два или более значений CQI, причем одно или более значений передается в отчете в ограниченном дифференциальном формате передачи отчета, и значения упорядочиваются согласно динамически определенному порядку передачи отчета.
Фиг. 3 - логическая блок-схема, иллюстрирующая один вариант осуществления способа динамического определения порядка передачи отчета, подлежащего использованию для передачи двух или более значений CQI в многоранговом отчете CQI, который применяет ограниченный дифференциальный формат передачи отчета к одному или более значениям CQI.
Фиг. 4 - другая логическая блок-схема, более подробно иллюстрирующая пример обработки, для динамического определения порядка передачи отчета, используемого для передачи множественных значений CQI в многоранговом отчете CQI.
Фиг. 5 - блок-схема, иллюстрирующая один вариант осуществления примерных схем обработки, которые сконфигурированы согласно раскрытым здесь принципам.
Фиг. 6 и 7 - логические блок-схемы, иллюстрирующие разные варианты осуществления способа для определения, использовать ли одноранговую или многоранговую передачу отчета CQI.
Подробное описание
В порядке неограничительного примера на фиг. 1 представлен вариант осуществления первого приемопередатчика 10, который принимает одноранговые или многоранговые передачи от второго приемопередатчика связи 12. В частности, второй приемопередатчик связи 12 (“приемопередатчик 12”) сконфигурирован для адаптации своих передач к первому приемопередатчику 10 связи (“приемопередатчику 10”), включая определения ранга передача, согласно отчетам индикатора 18 качества канала (CQI), возвращаемым на приемопередатчик 12 приемопередатчиком 10.
TX
RX
TX
RX
Специалистам в области беспроводной связи должно быть понятно, что ранг матрицы каналов MIMO идентифицирует количество слоев, используемых для передачи сигнала MIMO. В связи с этим следует понимать, что ранг канала указывает количество потоков данных, которые можно параллельно передавать по каналу MIMO. Согласно отмеченному ранее максимальный ранг канала MIMO задается как min(N, N), где N обозначает количество передающих антенн, доступных для передачи MIMO, и N обозначает количество приемных антенн, доступных для приема передачи MIMO.
Может существовать взаимно однозначное отображение потоков данных в слои, таким образом, что передача ранга 2 указывает два информационных потока, причем каждый поток передается на один из слоев. Однако это происходит не всегда. Например, данный поток данных может отображаться через два или более слоев. В примере базовой идеи LTE передатчик MIMO LTE передает одно кодовое слово на единичном слое, при работе в режиме передачи ранга 1, и передает два кодовых слова, каждое на отдельном слое, при работе в режиме передачи ранга 2. Здесь, кодовое слово LTE представляет кодированные биты для данного потока данных, которые затем отображаются в символы модуляции для передачи.
Таким образом, базовая идея LTE зависит от конфигурации 2x2 (две передающие антенны и две приемные антенны), и с максимум двумя кодовыми словами, обозначенными как CW1 и CW2. Для передачи ранга 1 которая обеспечивает только один слой (слой 1), передается только одно кодовое слово, например, CW1 отображается в слой 1. Для передачи ранга 2, передаются два кодовых слова, при этом CW1 отображается в слой 1, и CW2 отображается в слой 2. Конечно, можно использовать реализации более высокого ранга, и в системах более высокого ранга можно использовать другие отображения кодового слова или потока в слой.
В любом случае приемопередатчик 12 сконфигурирован для режима MIMO и соответственно включает в себя две или более антенн 14, для передачи на приемопередатчик 10. Соответственно приемопередатчик 10 сконфигурирован для режима MIMO и включает в себя две или более антенн 16 для приема передач от приемопередатчика 12. Конфигурация MIMO предусматривает пространственное мультиплексирование MIMO и/или предварительное кодирование MIMO, и приемопередатчик 12, таким образом, может передавать на приемопередатчик 10 с использованием одноранговых передач или с использованием многоранговых передач.
Как таковые, отчеты 18 CQI, возвращаемые на приемопередатчик 12 приемопередатчиком 10, включают в себя RI, который указывает предпочтительный ранг, подлежащий использованию для передачи на приемопередатчик 10. В свою очередь, приемопередатчик 12 использует отчеты 18 CQI для выбора одноранговой или многоранговой передачи для передачи на приемопередатчик 10. Конечно, динамически изменяющиеся условия канала могут допускать или не допускать передачу максимального ранга, и решения пользователя (UE) по диспетчеризации и/или доступность ресурсов на приемопередатчике 12 также могут влиять на фактический ранг, выбранный для передачи.
Можно видеть, что приемопередатчик 10 включает в себя приемник 20, который сконфигурирован для приема характерных для антенны опорных сигналов от приемопередатчика 12, или от любого одного или более других приемопередатчиков, которые поддерживают передачу MIMO на приемопередатчик 10. Приемник 20, в одном или более вариантах осуществления, включает в себя фильтры, усилители, схему регулировки усиления и оцифровки и может включать в себя цепи или ответвления таких схем для каждой приемной антенны, для предоставления потоков цифровых выборок, соответствующих характерным для антенны принятым сигналам.
Должно быть понятно, что приемопередатчик 10, в общем случае, принимает сигналы, отправленные на, по меньшей мере, двух разных передающих антеннах 14 приемопередатчиком 12. Затем каждый соответственно принятый сигнал обрабатывается высокочастотным каскадом на приемнике 20, который может включать в себя схему обработки ADC и FFT. Затем приемопередатчик 10 использует результирующие обработанные сигналы для осуществления оценки канала(ов) от приемопередатчика 12 к приемопередатчику 10. Приемопередатчик 10 также может быть сконфигурирован для обеспечения соответствующих оценок ковариации шума. Из оценок канала и оценок ковариации шума можно получать SNR, которые затем отображаются, например, в значения CQI.
Более подробно, приемопередатчик 10 в одном или более вариантах осуществления включает в себя схему 22 оценивания канала, которая сконфигурирована для генерации оценок канала из принятых опорных сигналов, которые могут представлять собой пилот-сигналы или другую известную информацию символов/сигналов, включенную в сигналы, передаваемые приемопередатчиком 12. Кроме того, приемопередатчик 10 включает в себя одну или более схем 24 обработки, сконфигурированных для определения, желательна ли многоранговая передача приемопередатчиком 12, на основании оценивания условий канала, оцененных из опорных сигналов.
В связи с этим должно быть понятно, что приемопередатчик 10, в одном или более вариантах осуществления, включает в себя схему цифровой обработки, например одну или более схем микропроцессора и/или цифровой сигнальный процессор (DSP). В частности, в, по меньшей мере, одном таком варианте осуществления схемы 24 обработки являются программируемыми схемами цифровой обработки, которые запрограммированы (сконфигурированы) работать согласно изложенным здесь принципам, на основании выполнения ими инструкций компьютерной программы, хранящихся в памяти или другом компьютерно-читаемом носителе на приемопередатчике 10. Согласно одной или более таким конфигурациям, когда многоранговая передача желательна, схемы 24 обработки сконфигурированы для отправки многорангового отчета 18 информации качества канала (CQI) на приемопередатчик 12. Для примера базовой идеи LTE отчет 18 включает в себя два значения CQI, соответствующие двум кодовым словам (CQI1 для CW1 и CQI2 для CW2). Порядок передачи отчета устанавливает, какое значение CQI передается в отчете как “абсолютное” значение, а какое значение CQI является значением смещения согласно ограниченному дифференциальному формату. Например, если CQI1 стоит первым в упорядоченном формате, оно будет передаваться в отчете как 4-битовое значение, которое указывает SIR/SINR первого кодового слова согласно заданному отображению CQI/SIR (например, в дБ). Затем в качестве второго по порядку значения CQI2 передается в отчете с использованием 3-битового значения, которое указывает смещение CQI2 относительно CQI1. За пределами примера этой базовой идеи настоящее изобретение предусматривает отчеты CQI, которые включают в себя множественные значения CQI, например значение CQI для каждого слоя, для передач во множестве слоев. В таких случаях одно или более значений CQI для каждого слоя может передаваться в отчете с использованием ограниченного дифференциального формата передачи отчета, тогда как одно или более других может передаваться в отчете с использованием абсолютных значений. В широком смысле, изложенные здесь принципы применимы к любому типу отчета CQI, где порядок передачи значений CQI в отчете устанавливает, используются ли абсолютные или дифференциальные (относительные) диапазоны для передачи в отчете конкретных значений CQI.
Таким образом, настоящее изобретение применяется к отчетам CQI, где, по меньшей мере, одно значение CQI передается в отчете с использованием абсолютного значения, и где, по меньшей мере, одно значение CQI передается в отчете относительно одного или более абсолютных значений, с использованием ограниченного дифференциального формата передачи отчета. Преимущественно схемы 24 обработки сконфигурированы для динамического определения порядка передачи отчета, для сокращения ошибок недостаточной отчетности или избыточной отчетности, которые возникают в результате использования ограниченного дифференциального формата передачи отчета.
В связи с этим должно быть понятно, что схемы 24 обработки могут включать в себя функции обработки передачи, и функционально связаны с передатчиком 26, входящим в состав приемопередатчика 10. Таким образом, данные и сигнализация управления, генерируемые или иначе формируемые схемами 24 обработки, отправляются через передатчик 26, в том числе в рассматриваемых здесь отчетах 18 CQI. В порядке примера, фиг. 2 иллюстрирует пример структуры/формата для отчета 18 CQI, причем отчет 18 включает в себя индикатор 30 ранга (RI) и включает в себя одно или более значений 32 CQI, например, для многоранговой передачи отчета, причем отчет 18 включает в себя два или более значений CQI, обозначенных 32-1, 32-2 и т.д. Кроме того, согласно одному или более рассмотренным здесь стандартам передачи отчета, одно или более значений 32 CQI, включенных в такие многоранговые отчеты, передаются в отчете как смещения относительно одного или более абсолютных значений, с использованием ограниченного дифференциального формата передачи отчета, например значение 32-2 CQI передается в отчете как трехбитовое значение, представляющее смещение относительно четырехбитового абсолютного значения CQI 32-1.
С учетом вышеописанных деталей формата передачи отчета, наряду с примером устройства, приведенным на фиг. 1, фиг. 3 иллюстрирует логическую блок-схему, описывающую один вариант осуществления способа, реализованный на приемопередатчике 10, например, путем надлежащего конфигурирования его схем 24 обработки. Способ предусматривает передачу в отчете качества канала от приемопередатчика 10 и включает в себя прием характерных для антенны опорных сигналов от приемопередатчика 12 или другого приемопередатчика связи, который поддерживает многоранговую пространственно мультиплексированную передачу на приемопередатчик 10 (блок 100).
Способ дополнительно включает в себя этап, на котором определяют, желательна ли многоранговая передача приемопередатчиком 12, на основании оценивания условий канала, оцененных из опорных сигналов (блок 102). Если многоранговая передача желательна (Да, на блоке 104), способ включает в себя этапы, на которых динамически определяют порядок передачи отчета, используемый для отправки многорангового отчета 18 CQI на приемопередатчик 12 (блок 106), и отправляют отчет 18 CQI согласно динамически определенному порядку передачи отчета (блок 108). Напротив, если многоранговая передача нежелательна, т.е. одноранговая передача предпочтительна, то обработка переходит по пути “Нет” от блока 104 к блоку 110, где приемопередатчик 10 отправляет одноранговый отчет 18 CQI.
Для определения, отправлять ли отчет 18 CQI как одноранговый отчет или как многоранговый отчет, схемы 24 обработки сконфигурированы принимать такое решение на основании определенных оценок, связанных с наилучшим использованием канала между приемопередатчиком 10 и приемопередатчиком 12.
Согласно одному варианту осуществления осуществление этого определения содержит определение, желательна ли многоранговая передача приемопередатчиком 12 (с точки зрения приемопередатчика 10), на основании: (a) оценивания первой метрики, отражающей одноранговую емкость канала, и второй метрики, отражающей многоранговую емкость канала; (b) сравнения первой и второй метрик; и (c) определения, что многоранговая передача вторым приемопередатчиком связи желательна, на основании, по меньшей мере частично, того, что многоранговая емкость канала выше одноранговой емкости канала. Напротив, определение, что желательна одноранговая передача приемопередатчиком 12, а не многоранговая передача, основывается, по меньшей мере частично, на определении того, что одноранговая емкость канала выше многоранговой емкости канала.
Способ в одном или более вариантах осуществления дополнительно включает в себя определение, желательна ли одноранговая или многоранговая передача приемопередатчиком 12, опять же, с точки зрения приемопередатчика 10, на периодической основе, согласно интервалу передачи отчета, который задает, насколько часто приемопередатчик 10 отправляет отчеты 18 CQI на приемопередатчик 12. Здесь, в каждом случае, когда желательна многоранговая передача, схемы 24 обработки осуществляют этап динамического определения порядка передачи отчета (например, блок 106).
При осуществлении вышеописанных определений, оценивание первой метрики содержит, в одном или более вариантах осуществления, оценивание первого значения взаимной информации или другой метрики емкости канала, которая предполагает, что приемопередатчик 12 осуществляет передачу с разнесением. Например, первая метрика вычисляется на основании коэффициента усиления принятого сигнала, который приемопередатчик 12 может получать с использованием двух или более своих антенн 14, для передачи того же сигнала на приемопередатчик 10, для коэффициента усиления передачи с пространственным разнесением.
В связи с этим должно быть понятно, что схема 22 оценивания канала приемопередатчика 10 сконфигурирована для оценивания условий канала в отношении конкретных передающих антенн 14 на приемопередатчике 12 и/или между конкретными парами или комбинациями передающих антенн 14 и приемных антенн 16. Таким образом, схемы 24 обработки могут оценивать выигрыш в SNR или другое улучшение сигнала, которое может быть достигнуто приемопередатчиком 12, осуществляющим передачу с разнесением на приемопередатчик 10.
Оценивание второй метрики, с другой стороны, предполагает многоранговую передачу приемопередатчиком 12, в которой приемопередатчик 12 отправляет независимые потоки посредством пространственного мультиплексирования, причем каждый слой пространственного мультиплексирования несет отдельный поток. Эта конфигурация передачи дает возможность принимать больше информации по сравнению с одноранговой передачей (даже при передаче с разнесением), но эта возможность может оставаться нереализованной, в зависимости от условий канала. В частности, возможность многоранговой передачи может не реализоваться в полной мере, при условии использования дифференциального формата передачи отчета для многоранговой передачи отчета CQI - например, CQI 32-1, передаваемого в отчете с использованием абсолютного, 4-битового значения индекса для первого пространственно мультиплексированного канала и 32-2 CQI, передаваемого в отчете с использованием дифференциального, 3-битового значения смещения для второго пространственно мультиплексированного канала. Возвращаясь к примеру базовой идеи LTE, передача ранга 1 использует единичное кодовое слово (CW1), тогда как передача ранга 2 использует два кодовых слова (CW1 и CW2), где CW1 отображается в слой 1 канала MIMO, и CW2 отображается в слой 2 канала MIMO. В одном варианте осуществления для этого контекста приемопередатчик 10 сконфигурирован для вычисления первой метрики как значения взаимной информации или других метрик емкости канала, соответствующей 4-битовому значению CQI, которая передавалась бы в отчете для единичного кодового слова. Кроме того, приемопередатчик 10 сконфигурирован для вычисления второй метрики как суммы значений взаимной информации или других метрик емкости канала, для двух кодовых слов (CW1 и CW2), где CQI для одного из них передается в отчете с использованием полного 4-битового формата, тогда как CQI для оставшегося из них передается в отчете с использованием 3-битового дифференциального формата передачи отчета. Здесь, приемопередатчик 10 может испытывать, какое упорядочение [CQI1 (4-битовый), CQI2 (3-битовый)] или [CQI2 (4-битовый), CQI1 (3-битовый)] дает наибольшую или наилучшую вторую метрику. Такая же логика и испытание порядков, конечно, применимы к вариантам осуществления, где передается в отчете более двух значений CQI, и фактическая логика, используемая для вычисления и испытания разных порядков передачи отчета, будет зависеть от фактического рассматриваемого формата отчета, т.е., какие позиции значения CQI передаются в отчете как абсолютные значения, и какие передаются в отчете как значения смещения (и с каким ограничением).
Тем не менее в качестве конкретного преимущества вычисление второй метрики предусматривает конкретные ограничения, налагаемые дифференциальным форматом передачи отчета. Таким образом, согласно дифференциальному формату передачи отчета первое значение CQI для первой оценки качества передается в отчете в абсолютном формате полной величины, и второе значение CQI для второй оценки качества передается в отчете как относительное смещение, с использованием ограниченной величины. Постольку, поскольку различие в качестве между первой и второй оценками превышает максимальное смещение, которое может передаваться в отчете с использованием дифференциального формата, второе значение CQI передается в отчете неверно, т.е. указывается как не настолько хорошее, как в действительности, или не настолько плохое, как в действительности.
Таким образом, согласно изложенным здесь принципам оценивание второй метрики содержит оценивание второго значения взаимной информации или другой метрики емкости канала, на основании суммирования значений взаимной информации или других метрик емкости канала, оцененных для кодовых слов или слоев, используемых в многоранговой передаче MIMO. Постольку, поскольку ни одно из значений CQI 32-1, 32-2 и т.д., подлежащих передаче в многоранговом отчете 18 CQI, не будет отсечено дифференциальным форматом передачи отчета, вторую метрику не нужно регулировать. Однако постольку, поскольку одно или более многоранговых значений 32 CQI будут отсечены дифференциальным форматом передачи отчета, схемы 24 обработки сконфигурированы для вычисления значения взаимной информации или других метрик емкости канала с учетом отсеченного(ых) значения(й). Таким образом, схемы 24 обработки производят интеллектуальное сравнение между использованием емкости канала для передачи ранга 1 и использованием емкости канала для многоранговой передачи, с учетом ограничений передачи отчета CQI, налагаемых дифференциальным форматом передачи отчета.
Если многоранговая передача приемопередатчиком 12 желательна, приемопередатчик 10 отправляет многоранговый отчет информации качества канала (CQI) на приемопередатчик 12, который передает в отчете два или более значений CQI, соответствующих соответствующим слоям пространственного мультиплексирования, с использованием порядка передачи отчета, который устанавливает, какое(ие) переданное(ые) в отчете значение или значения CQI передаются как абсолютные значения, и какое(ие) переданное(ые) в отчете значение или значения CQI передаются как смещения относительно одного или более абсолютных значений, с использованием ограниченного дифференциального формата передачи отчета. Совместно с такой передачей отчета приемопередатчик 10 динамически определяет используемый порядок передачи отчета для сокращения ошибок недостаточной отчетности или избыточной отчетности, которые возникают в результате использования ограниченного дифференциального формата передачи отчета.
По меньшей мере, в одном таком варианте осуществления динамическое определение порядка передачи отчета содержит определение с помощью схем 24 обработки приемопередатчика 10, ограничивает ли ограниченный дифференциальный формат передачи отчета для предполагаемого порядка передачи отчета какое-либо из значений 32-1, 32-2, и т.д. CQI, подлежащих передаче в отчете, и если да, определение, существует ли другой порядок передачи отчета, который сокращает или устраняет ошибки недостаточной отчетности или избыточной отчетности, обусловленные такими ограничениями. Если такой другой порядок передачи отчета сокращает или устраняет ошибки недостаточной отчетности/ избыточной отчетности, то другой порядок передачи отчета принимается для отправки многорангового отчета 18 CQI.
В широком смысле, по меньшей мере в одном варианте осуществления, приемопередатчик 10 сконфигурирован для динамического определения порядка передачи отчета путем определения, ограничивает ли ограниченный дифференциальный формат передачи отчета для предполагаемого порядка передачи отчета какое-либо из значений 32 CQI, подлежащих передаче в отчете. (Здесь, отражение “значения 32 CQI”, употребляемое в множественном числе, в общем случае относится к двум или более значениям CQI, например 32-1 и 32-2.) В примере базовой идеи LTE каждое значение CQI соответствует кодовому слову. В других контекстах каждое значение CQI может соответствовать, например, данному слою, связанному с передачей MIMO. Если ограниченный дифференциальный формат передачи отчета для предполагаемого порядка передачи отчета не ограничивает какое-либо из значений 32 CQI, подлежащих передаче в отчете, приемопередатчик 10 использует предполагаемый порядок передачи отчета для отчета 18 CQI. Однако, если ограниченный дифференциальный формат передачи отчета для предполагаемого порядка передачи отчета ограничивает какое-либо из значений 32 CQI, подлежащих передаче в отчете, приемопередатчик 10 динамически идентифицирует, какой порядок передачи отчета из двух или более возможных порядков передачи отчета соответствует наибольшей эффективной емкости канала, и используют идентифицированный порядок передачи отчета. “Возможные” порядки передачи отчета означают упорядоченные перестановки, которые можно формировать при передаче двух или более значений 32 CQI в многоранговом отчете 18 CQI.
В одном варианте осуществления динамическая идентификация того, какой порядок передачи отчета из двух или более возможных порядков передачи отчета, соответствующих наибольшей эффективной емкости канала, содержит вычисление суммы значений взаимной информации для значений CQI, подлежащих передаче в отчете, в соответствии с какими-либо пределами, налагаемыми каждым из рассматриваемых возможных порядков передачи отчета, и выбор порядка передачи отчета, соответствующего наибольшей сумме. В связи с этим следует понимать, что значение CQI обозначает или иным образом относится к лежащему в основе качеству канала, которое можно выразить как значение отношение сигнал-шум (SNR) в дБ и т.д. В свою очередь, SNR или другая подобная мера качества для качества канала может отображаться в показатель переноса информации или другой показатель емкости канала, например значение взаимной информации. Конечно, поскольку SNR (или SINR) отображается в значения индекса CQI, можно сформировать отображение между значениями CQI и значениями взаимной информации. Продолжая рассматривать пример базовой идеи LTE, предположим, что приемопередатчик 10 принимает характерные для антенны опорные сигналы для двух антенн и соответственно оценивает первое и второе значения 32 CQI, обозначенные как CQI1 и CQI2, где CQI1 представляет оцененное качество сигнала для первого кодового слова (CW1), и CQI2 представляет оцененное качество сигнала для второго кодового слова (CW2). Предположим, что значение CQI1 равно 3, и значение CQI2 равно 12. (Специалистам в данной области техники следует понимать эти значения как “индексные” значения, каждое из которых соответствует отдельному диапазону SNR, которое можно выразить, например, в дБ).
При этих значениях CQI первое кодовое слово CW1 может нести 0,38 битов/символ, что дает первое значение взаимной информации MI1=0,38. Поскольку с ним связано значительно более высокое значение CQI (12 против 3), второе кодовое слово CW2 может нести 3,90 битов/символ, что дает второе значение взаимной информации MI2=3,90. (См. таблицу, приведенную в разделе 7.2.3 3GPP 36.213, Physical layer procedures, V9.1.0 (2010), для отображения CQI в MI.) Суммируя значения MI, получаем, что два кодовых слова вместе может нести 4,28 бита.
Однако для порядка передачи отчета [CQI1, CQI2], CQI2 должен передаваться в отчете как значение смещения относительно CQI1, с использованием дифференциального формата, ограниченного допустимым интервалом смещений [-4, 3]. Из этого ограничения можно видеть, что максимальное передаваемое в отчете значение для CQI2 равно 7. Теперь, значение CQI, равное 7, отображается в значение MI, равное 1,48. Это ограниченное значение, в сумме со значением MI для CQI1, дает полное передаваемое в отчете значение MI, равное 1,86. Таким образом, взамен возможности передавать в отчете полное качество/емкость канала ограниченный характер дифференциального формата передачи отчета приводит к существенной недостаточной отчетности, т.е. MI передаваемых в отчете CQI существенно ниже фактической MI.
Кроме того, частота ошибочных блоков (BLER) для передач на канале, связанном с CW2 и CQI2, снижается или даже обнуляется, поскольку передатчик 12 кодирует свои передачи в указанное качество канала, которое гораздо ниже фактического качества канала. Недостаточная отчетность, таким образом, приводит к недоиспользованию фактической емкости канала.
В обратном примере предположим, что CQI1 равен 12, и CQI2 равен 3, и что CQI2 нужно передавать в отчете относительно CQI1, с использованием подробно описанного выше дифференциального формата передачи отчета. В этом случае CQI2 передается в отчете как 8, а не 3, т.е. со значительной избыточной отчетностью. Следовательно, приемопередатчик 12 будет кодировать свои передачи CW2 для качества канала, значительно превышающего фактическое качество канала, и, следовательно, его передача будет страдать высокой частотой ошибок (в сущности, BLER будет приближаться к 1). При BLER, равном 1, канал, по существу, не несет информации, и, следовательно, только данные, принадлежащие передачам CW1, будут вносить вклад в полную пропускную способность.
Таким образом, схемы 24 обработки приемопередатчика 10 запрограммированы или иным образом сконфигурированы для динамического определения используемого порядка передачи отчета, для упорядочения значений 32 CQI, включенных в многоранговый отчет 18 CQI, отправляемый с приемопередатчика 10. Таким образом, схемы 24 обработки в, по меньшей мере, одном примерном варианте осуществления сконфигурированы для определения, [CQI1 (4-битовый), CQI2 (3-битовый)] или [CQI2 (4-битовый), CQI1 (3-битовый)] более точно передает в отчете фактические условия канала. Конечно, такие обработка и операции распространяются на более чем два CQI, а также, очевидно, не ограничиваются 4-битовым и 3-битовым форматами передачи отчета.
Фиг. 4 иллюстрирует один вариант осуществления способа динамического упорядочения, в котором обработка начинается с предположения первого порядка передачи отчета (блок 120). Первый порядок передачи отчета может быть упорядочением, принятым по умолчанию, или может быть упорядочением, запомненным из последнего динамического определения упорядочения. Далее обработка предусматривает определение, ограничивает ли предполагаемый порядок передачи отчета какое-либо из многоранговых значений 32 CQI, подлежащих передаче в отчете (блок 122). Таким образом, схемы 24 обработки определяют, будет ли ограниченный дифференциальный формат передачи отчета, применяемый к любым значениям 32 CQI в предполагаемом порядке передачи отчета, “отсекать” какие-либо из этих значений.
Если ни одно из значений 32 CQI не будет отсечено согласно предполагаемому порядку передачи отчета (“Нет” на блоке 124), обработка далее предусматривает формирование/отправку многорангового отчета 18 CQI, с использованием предполагаемого порядка передачи отчета (блок 126). С другой стороны, если какое-либо из значений 32 CQI будет отсечено в случае использования предполагаемого порядка передачи отчета (“Да” на блоке 124), то обработка далее предусматривает идентификацию, какой из двух или более возможных порядков передачи отчета соответствует наибольшей эффективной емкости канала (блок 128). Когда этот “наилучший” порядок передачи отчета идентифицирован, обработка далее предусматривает формирование/отправку многорангового отчета 18 CQI (блок 130), в котором включенные значения 32 CQI упорядочены согласно идентифицированному наилучшему порядку передачи отчета.
В одном примере обработки блока 128 идентификация наилучшего порядка передачи отчета содержит для каждого оцениваемого возможного порядка сортировки вычисление значений взаимной информации для каждого значения 32-x CQI, подлежащего передаче в отчете, в соответствии с любым отсечением, которое оцениваемый порядок передачи отчета будет предусматривать для значения 32-x CQI. Затем эти значения взаимной информации суммируются для получения полного значения взаимной информации для рассматриваемого порядка передачи отчета. Аналогичным образом, схемы 24 обработки получают полные значения взаимной информации для каждого из возможных порядков передачи отчета оцениваемый, сравнивают эти полные значения взаимной информации для идентификации максимального полного значения взаимной информации и выбирают порядок передачи отчета, соответствующий этому максимуму.
Фиг. 5 иллюстрирует пример конфигурации схем 24 обработки для осуществления вышеописанной обработки, или разновидностей такой обработки. В иллюстрации схема 22 оценивания канала выдает оценки канала для каждой антенны на блок 40 оценивания емкости канала и на контроллер 42 передачи отчетов CQI. (Должно быть понятно, что эти проиллюстрированные схемы можно реализовать полностью или частично в виде схем обработки на основе фиксированного аппаратного обеспечения, или полностью или частично в виде функциональных блоков обработки в схеме DSP или микропроцессора, согласно выполнению сохраненных инструкций компьютерной программы.)
Контроллер 42 передачи отчетов CQI выдает на блок 40 оценивания емкости канала “ограниченные” версии значений 32 CQI, которые являются отсеченными значениями, соответствующими одному или более возможным многоранговым порядкам передачи отчета. В свою очередь, блок 40 оценивания емкости канала оценивает эффективную емкость канала, представленную каждым из возможных порядков передачи отчета, и выдает эти эффективные емкости каналов или соответствующие указатели таковых на контроллер 42 передачи отчетов CQI. Контроллер 42 передачи отчетов CQI использует эти указанные эффективные емкости каналов для идентификации наилучшего порядка передачи отчета и составляет свой отчет 18 CQI согласно этому наилучшему порядку передачи отчета.
Конечно, может быть, как объяснено ранее, что одноранговая передача отчета предпочтительнее многоранговой передачи отчета. Таким образом, в ряде случаев емкость канала, передаваемая в отчете с использованием многорангового формата, может быть меньше емкости канала, передаваемой в отчете с использованием однорангового формата. Таким образом, блок 40 оценивания емкости канала может выдавать на контроллер 42 передачи отчетов CQI указатель предпочтения однорангового против многорангового, или контроллер 42 передачи отчетов CQI может быть сконфигурирован самостоятельно производить такое определение.
В любом случае следует понимать, что один или более вариантов осуществления схем 24 обработки сконфигурированы для определения того, что с точки зрения приемопередатчика 10 желательна одноранговая передача приемопередатчиком 12, а не многоранговая передача. В одном таком варианте осуществления это определение основывается, по меньшей мере частично, на определении того, что одноранговая емкость канала выше многоранговой емкости канала, и когда желательна одноранговая передача, контроллер 42 передачи отчетов CQI отправляет на приемопередатчик 12 одноранговый отчет CQI, а не многоранговый отчет 18 CQI.
Это сравнение производится, например, путем определения однорангового значения взаимной информации или другой метрики емкости канала, которая может основываться на предположении многоантенной передачи с разнесением с приемопередатчика 12 на приемопередатчик 10, с последующим сравнением этой одноранговой метрики с аналогичной метрикой, определенной для наилучшего многорангового порядка передачи отчета. Одноранговая передача отчета, в общем случае, будет предпочтительной всякий раз, когда одноранговая метрика емкости канала ближе к фактической емкости канала, чем многоранговая метрика.
Фиг. 6 иллюстрирует один вариант осуществления способа выбора одноранговой или многоранговой передачи отчета CQI. Согласно проиллюстрированной обработке схемы 24 обработки сравнивают неограниченную многоранговую емкость канала с одноранговой емкостью канала (блок 140). Здесь, “неограниченная” означает емкость канала без учета каких-либо ограничений передачи отчета, налагаемых дифференциальным форматом. Если неограниченная многоранговая емкость канала больше (“Да” на блоке 142), то выбирается многоранговый формат передачи отчета CQI. В противном случае выбирается одноранговая передача отчета. В конкретном варианте осуществления вдоль вышеозначенных линий схемы 24 обработки сконфигурированы для оценивания первой метрики (представляющей одноранговую передачу) как первого значения взаимной информации или другой метрики емкости канала, которая предполагает, что приемопередатчик 12 осуществляет передачу с разнесением, и для оценивания второй метрики (которая предполагает многоранговую передачу определенного ранга) как второго значения взаимной информации или другой метрики емкости канала. Эта вторая метрика вычисляется суммированием значений взаимной информации или других метрик емкости канала, оцениваемых для отдельных слоев пространственного мультиплексирования, предполагаемых для многоранговой передачи. В частности, такое вычисление производится для каждого возможного многорангового порядка передачи отчета, и наилучшая из этих метрик сравнивается с одноранговой метрикой и на этой основе схемы 24 обработки решают, предпочтительна ли одноранговая или многоранговая передача.
Такая обработка изображена на примере способа, представленного на фиг. 7. Здесь обработка включает в себя сравнение “наилучшей” ограниченной многоранговой емкости канала с одноранговой емкостью канала (блок 150). Другими словами, схемы 24 обработки сконфигурированы для сравнения многоранговой емкости каналов с учетом любых эффектов недостаточной отчетности или избыточной отчетности, возникающих в результате использования ограниченного дифференциального формата передачи отчета, с одноранговой емкостью канала. Если наилучшая передаваемая в отчете многоранговая емкость канала больше одноранговой емкости канала (“Да” на блоке 152), обработка далее предусматривает формирование/отправку многорангового отчета 18 CQI. В противном случае выбирается одноранговая передача отчета.
Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что существуют другие метрики или формулировки емкости канала, которые можно использовать помимо вышеприведенных примеров. Кроме того, существуют другие подходы к определению значений взаимной информации, например отображение из SNR во взаимную информацию, вместо отображения из CQI. В широком смысле, настоящее изобретение предусматривает, что схемы 24 обработки сконфигурированы для идентификации порядка передачи отчета для передачи двух или более значений 32 CQI в многоранговом отчете 18 CQI, где идентифицированный порядок передачи отчета устраняет или сокращает ошибки недостаточной отчетности и избыточной отчетности, возникающие в результате использования дифференциального формата передачи отчета для любого одного или более из этих значений 32 CQI. Здесь, “недостаточная отчетность” и “избыточная отчетность” означают, что передаваемое в отчете качество канала преувеличивает или преуменьшает фактическое качество/емкость канала, постольку, поскольку ограниченный дифференциальный формат передачи отчета отсекает одно или более переданных в отчете значений CQI.
Таким образом, согласно изложенным здесь принципам приемопередатчик 10 формулирует и отправляет отчеты 18 CQI, которые преимущественно указывают фактические условия для приемопередатчика 10, по мере возможности. Это улучшение передачи отчета достигается в одном примере за счет перестановки нумерации кодовых слов в многоранговом отчете 18 CQI, например, CW1 становится CW2 и CW2 становится предыдущим CW1. Поскольку эти переданные в отчете значения идентифицируемы на приемопередатчике 12, например, на основании характерных для антенны свойств, динамическое переключение упорядочения значений CQI в отчетах 18 CQI не нарушает работу приемопередатчика 12 и не требует, чтобы приемопередатчик 10 информировал приемопередатчик 12 о переключении упорядочения.
Предполагая случай ранга 2, когда оцениваются характерные для антенны CQI1 и CQI2, приемопередатчик 10 может быть сконфигурирован для переключения порядка передачи отчета CQI с [CQI1, CQI2] на [CQI2, CQI1] в соответствии с определением, что CQI2>CQI1 и (MI1+MI2′)<MI2. Здесь, знак акцента “ ′ ” обозначает ограниченное (отсеченное) значение, возникающее вследствие использования ограниченного дифференциального формата передачи отчета. Таким образом, предполагается, что второе по порядку значение CQI в отчете 18 CQI передается как ограниченное дифференциальное значение относительно первого значения CQI, с использованием уменьшенного количества битов. Таким образом, постольку, поскольку дифференциальный формат передачи отчета будет отсекать или иначе ограничивать это переданное в отчете значение, схемы 24 обработки могут вычислять соответственно ограниченное значение взаимной информации MI′. Порядок передачи отчета можно переключить обратно, когда то же условие удовлетворяется для обращенного упорядочения, или когда используется передача отчета ранга 1.
Следует отметить, что специалист в данной области техники может предложить модификации и другие варианты осуществления раскрытого изобретения, опираясь на принципы, представленные в вышеприведенном описании и прилагаемых чертежах. Поэтому следует понимать, что изобретение не ограничивается конкретными раскрытыми вариантами осуществления, и что модификации и другие варианты осуществления подлежат включению в объем этого раскрытия. Хотя здесь употреблялись конкретные термины, они используются лишь в общем и описательном смысле, но не в целях ограничения.