УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ОДНОПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОЙ СВЯЗИ С МНОЖЕСТВОМ ВХОДОВ И МНОЖЕСТВОМ ВЫХОДОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЦИКЛИЧЕСКИХ СДВИГОВ
APPARATUS AND METHOD FOR SINGLE USER MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT COMMUNICATION EMPLOYING CYCLIC SHIFTS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Примеры реализации и варианты осуществления настоящего изобретения, не ограничивающие его объем, в целом относятся к сетям беспроводной связи, а более конкретно - к совместному использованию пространства циклического сдвига сигналов.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Последующее описание предпосылок создания изобретения может содержать информацию, связанную с пониманием, обнаружением, осмыслением или раскрытием некоторых фактов, либо информацию, связанную с раскрытием, но не известную на соответствующем уровне техники, предшествующем настоящему изобретению, однако предоставляемую в рамках описания настоящего изобретения. Некоторые такие усовершенствования, реализуемые с помощью настоящего изобретения, могут быть специально отмечены ниже, в то время как другие усовершенствования должны быть очевидны из контекста.
Известно, что в каналах передачи данных тракт передачи, используемый для передачи сигналов, вносит помехи в процессе осуществления связи. Другой важной причиной возникновения ошибок в процессе связи является тепловой шум. Для уменьшения влияния теплового шума и помех, наводимых трактом передачи, требуются эффективные способы передачи.
Во многих системах в приемниках используется когерентное обнаружение. В процессе когерентного обнаружения в приемнике должна обнаруживаться фаза несущей принятого сигнала. В случае некогерентного обнаружения информация о фазе не требуется. Однако в целях улучшения рабочих характеристик процесс когерентного обнаружения широко используется в приемниках, хотя при этом сложность приемника возрастает.
Обычно в сигнал полезной нагрузки добавляется опорный сигнал, чтобы сигнал в приемнике мог приниматься когерентно. В некоторых современных системах в качестве опорных сигналов используются кодовые последовательности с нулевой автокорреляцией и постоянной амплитудой (CAZAC, constant amplitude zero autocorrelation). Версии последовательностей CAZAC с циклическим сдвигом отличаются высоким уровнем ортогональности по отношению друг к другу. Таким образом, версии с циклическим сдвигом такой последовательности могут использоваться в качестве опорного сигнала. Кроме того, могут использоваться другие последовательности, такие как отыскиваемые компьютером последовательности с нулевой автокорреляцией (ZAC, Zero-Autocorrelation).
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже представлен упрощенный обзор настоящего изобретения, позволяющий понять некоторых его основные аспекты. Этот обзор не дает исчерпывающего общего представления об изобретении. Он не предназначен ни для идентификации ключевых или критических элементов изобретения, ни для определения объема изобретения. Единственной целью этого обзора является описание в упрощенном виде некоторых концепций настоящего изобретения перед тем, как представить ниже более подробное его описание.
В соответствии с аспектом настоящего изобретения, предлагается устройство, содержащее один или более антенных портов и процессор, сконфигурированный для совместного использования пространства циклического сдвига опорных сигналов пользовательского оборудования, применяющего однопользовательский режим передачи с множеством входов и множеством выходов, путем применения значения приращения циклического сдвига между опорными сигналами различных антенных портов или пространственных уровней передачи пользовательского оборудования.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается способ, включающий совместное использование пространства циклического сдвига опорных сигналов пользовательского оборудования, применяющего однопользовательский режим передачи с множеством входов и множеством выходов, путем применения значения приращения циклического сдвига между опорными сигналами различных антенных портов или пространственных уровней передачи пользовательского оборудования.
В соответствии с аспектом настоящего изобретения предлагается устройство, содержащее процессор, сконфигурированный для управления циклическим сдвигом опорных сигналов пользовательского оборудования, применяющего однопользовательский режим передачи с множеством входов и множеством выходов, путем определения значения приращения циклического сдвига между опорными сигналами различного пользовательского оборудования, различных антенных портов или пространственных уровней передачи пользовательского оборудования.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается способ, включающий управление циклическим сдвигом опорных сигналов пользовательского оборудования, применяющего однопользовательский режим передачи с множеством входов и множеством выходов, путем определения значения приращения циклического сдвига между опорными сигналами различного пользовательского оборудования, различных антенных портов или пространственных уровней передачи пользовательского оборудования.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается машиночитаемая память, в которой записана программа, состоящая из инструкций, исполняемых процессором с целью реализации операций, предназначенных для совместного использования пространства циклического сдвига опорных сигналов пользовательского оборудования, применяющего однопользовательский режим передачи с множеством входов и множеством выходов, при этом выполняются следующие операции: применение значения приращения циклического сдвига между опорными сигналами различных антенных портов или пространственных уровней передачи пользовательского оборудования.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предлагается машиночитаемая память, в которой записана программа, состоящая из инструкций, исполняемых процессором с целью реализации операций, предназначенных для управления циклическим сдвигом опорных сигналов пользовательского оборудования, применяющего однопользовательский режим передачи с множеством входов и множеством выходов, при этом выполняются следующие операции: определение значения приращения циклического сдвига между опорными сигналами различного пользовательского оборудования, различных антенных портов или пространственных уровней передачи пользовательского оборудования.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Варианты осуществления настоящего изобретения описываются ниже только в качестве примеров со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг.1 показана упрощенная блок-схема, иллюстрирующая пример архитектуры системы;
на фиг.2 показан пример структуры кадра передачи восходящей линии связи в усовершенствованной системе LTE (LTE-Advanced);
на фиг.3 показан пример доступных циклических сдвигов для последовательности ZC длиной 12 символов;
на фиг.4 показаны примеры устройств, соответствующих вариантам осуществления настоящего изобретения;
на фиг.5А и 5В показаны диаграммы сигнализации, иллюстрирующие варианты осуществления настоящего изобретения;
на фиг.6А, 6В, 6С и 6D показаны примеры способов передачи опорных сигналов;
на фиг.7А, 7В, 7С и 7D показаны варианты осуществления настоящего изобретения; и
на фиг.8А и 8В показаны алгоритмы, иллюстрирующие варианты осуществления настоящего изобретения.
ОПИСАНИЕ НЕКОТОРЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже более подробно описываются примеры осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показаны некоторые, но не все, варианты осуществления. Безусловно, изобретение может быть реализовано с использованием множества других вариантов, и возможности его реализации не должны ограничиваться приведенными в этом описании вариантами; и эти варианты осуществления настоящего изобретения приведены только для того, чтобы раскрытие изобретения удовлетворяло требованиям закона. Хотя в различных местах описания могут содержаться ссылки на "некоторый", "один" вариант осуществления или на "некоторые" варианты осуществления, это не обязательно означает, что каждая такая ссылка относится к одному и тому же варианту (вариантам), или указанный признак применим только к одному варианту осуществления. Отдельные признаки различных вариантов осуществления настоящего изобретения могут также объединяться для реализации других вариантов осуществления.
Варианты осуществления настоящего изобретения применимы к любому терминалу пользователя, серверу, соответствующему компоненту и/или к любой системе связи или комбинации различных систем связи, использующих опорные сигналы и циклический сдвиг опорных сигналов. Система связи может представлять собой беспроводную систему связи или систему связи, использующую как стационарные, так и беспроводные сети. В настоящее время быстро совершенствуются используемые протоколы и спецификации систем связи, серверов и терминалов пользователей, особенно в области беспроводной связи. Такое развитие может потребовать внесения дополнительных изменений в варианты осуществления настоящего изобретения. Таким образом, все слова и выражения должны толковаться в широком смысле и предназначены для иллюстрации вариантов осуществления, но не для ограничения объема изобретения.
В дальнейшем различные варианты осуществления настоящего изобретения описываются на примере архитектуры системы, к которой применимы эти варианты, причем эта архитектура основана на системе UMTS (Universal Mobile Telecommunication System, универсальная система мобильной связи) беспроводной связи третьего поколения, однако возможности реализации не ограничены только такой архитектурой.
Общая архитектура системы связи показана на фиг.1. На фиг.1 представлена упрощенная архитектура системы, содержащая только некоторые элементы и функциональные объекты, каждый из которых является логическим блоком, реализация которого может отличаться от показанной на чертеже. Соединения, показанные на фиг.1, являются логическими соединениями, фактические физические соединения могут быть установлены иным образом. Специалисту в этой области техники очевидно, что системы также содержат и другие функциональные и структурные элементы. Следует принимать во внимание, что функции, структуры элементы и протоколы, используемые при (или для) групповой связи, не относятся к фактическому изобретению. Таким образом, далее они не обсуждаются более подробно.
На фиг.1 показаны две базовые станции 100 и 102 (или узлы Node В). Базовые станции 100 и 102 соединены с общим сервером 104 сети. Общий сервер 104 может включать в свой состав сервер 120 эксплуатации и технического обслуживания (О&М, operation and maintenance) и сервер 122 управления мобильностью. Обычно к функциям сервера О&М относятся, например, начальное распределение радиоресурсов на уровне сот, контроль рабочих характеристик. В задачу сервера управления мобильностью может входить отслеживание маршрутизации соединений пользовательского оборудования. Соединения между узлами Node В и серверами могут быть реализованы с использованием соединений Интернет-протокола (IP, Internet Protocol).
Сеть связи может также включать в свой состав базовую сеть 106, к которой подключается общий сервер 104.
На фиг.1 показано пользовательское оборудование 110, осуществляющее связь с узлом 100 Node В по каналу 112, и пользовательское оборудование 114, осуществляющее связь с узлами 100 и 102 Node В по каналам 116, 118. Под пользовательским оборудованием понимается портативное вычислительное устройство. К таким вычислительным устройствам относятся мобильные устройства беспроводной связи, работающие с модулем идентификации абонента (SIM, subscriber identification module) или без такого модуля, включая (без ограничения приведенными примерами) устройства следующих типов: мобильный телефон, смартфон, персональное информационное устройство (PDA, personal digital assistant), телефонная трубка, переносной компьютер.
На фиг.1 показан всего лишь упрощенный пример. На практике сеть может содержать большее количество базовых станций и контроллеров радиосети, и с помощью базовых станций может формироваться большее количество сот. Сети двух или более операторов могут перекрываться, размеры и форма сот могут отличаться от тех, что показаны на фиг.1, и т.д. Следует обратить внимание на то, что базовые станции или узлы Node В могут также непосредственно подключаться к базовым сетевым элементам (не показано на чертеже). В зависимости от системы, ответный элемент на стороне базовой сети может представлять собой коммутационный центр мобильной связи (MSC, mobile services switching centre), медиа-шлюз (MGW, media gateway), обслуживающий узел поддержки GPRS (SGSN, serving GPRS (general packet radio service, общая услуга пакетной радиосвязи) support node), шлюз исходного узла (HNB-GW, home Node В gateway), шлюз объекта управления мобильностью и усовершенствованной пакетной сети (ММЕ/ЕРС-GW, mobility management entity and enhanced packet core gateway) и т.д. Непосредственная связь между различными узлами Node В по радиоинтерфейсу возможна также в случае реализации концепции транзитного узла, согласно которой транзитный узел может рассматриваться как специальный узел Node В, поддерживающий беспроводные транзитные соединения или, например, интерфейсы Х2 и S1, предназначенные для ретрансляции данных по радиоинтерфейсу в другой узел Node В. Система связи может также осуществлять связь с другими сетями, такими как телефонная коммутируемая сеть общего пользования.
Однако варианты осуществления настоящего изобретения не ограничены указанными примерами сетей, и специалист в этой области техники может применять это решение к другим сетям связи, обеспечивающим необходимые свойства. Например, соединения между различными сетевыми элементами могут устанавливаться с помощью соединений Интернет-протокола (IP).
В одном из вариантов осуществления пользовательское оборудование 110 осуществляет связь с базовой станцией с использованием однопользовательского режима с множеством входов и множеством выходов (SU-MIMO, single user multiple input multiple output). В режиме SU-MIMO пользовательское оборудование при связи с базовой станцией применяет несколько антенн. Обычно используется от двух до четырех антенн. Однако количество антенн не ограничено каким-либо конкретным значением. Режим SU-MIMO был предложен для применения в усовершенствованной системе связи LTE-Advanced (Long Term Evolution - Advanced), которая представляет собой развитый вариант системы LTE, находящийся в настоящее время в разработке. Усовершенствованная система LTE исследуется международным консорциумом 3GPP (Third Generation Partnership Project, проект совместной координации разработки систем третьего поколения).
В варианте осуществления настоящего изобретения в системе используется многопользовательский режим с множеством входов и множеством выходов (MU-MIMO, Multi-User multiple input multiple output). В режиме MU-MIMO, несколько пользователей соты применяют одинаковые ресурсы передачи.
Другой технологией, запланированной для применения в усовершенствованной системе LTE, является скоординированная многостанционная передача (СоМР, Coordinated Multi-Point). В рамках технологии СоМР, применяемой при передаче в восходящем направлении, предполагается, что прием данных, передаваемых пользовательским оборудованием, осуществляется в нескольких географически разделенных пунктах.
Один важный аспект при разработке SU-MIMO, MU-MIMO и СоМР заключается в реализации опорных сигналов, используемых для поддержки когерентного приема в приемнике.
В LTE и в усовершенствованной системе LTE в качестве опорных или пилотных сигналов используются последовательности CAZAC Задова-Чу (ZC, Zadoff-Chu) и модифицированные последовательности ZC. Модифицированные последовательности CZ включают в свой состав усеченные расширенные последовательности ZC и отыскиваемые компьютером последовательности с нулевой автокорреляцией (ZAC).
На фиг. 2 показан пример структуры кадра передачи восходящей линии связи в усовершенствованной системе LTE. Кадр содержит 20 временных интервалов, пронумерованных от 0 до 19. Подкадр определяется как два последовательных временных интервала, причем подкадр i содержит временные интервалы 2i и 2i+1. В каждом временном интервале передаются от одного до трех блоков опорного сигнала.
В имеющихся системах LTE различное пользовательское оборудование, передающее в соте сигналы управления, не связанные с данными, использует ту же последовательность ZC, что и опорный сигнал. Используемая последовательность ZC может называться исходной или корневой последовательностью. Данные, передаваемые из различных экземпляров пользовательского оборудования, разделяют посредством применения различных циклических сдвигов последовательности ZC. Кроме того, для отделения опорных сигналов друг от друга может применяться расширение спектра на уровне блоков. Ортогональность опорных сигналов ограничена свойствами последовательностей ZC, разбросом задержки (с учетом циклических сдвигов) и доплеровским эффектом (с учетом расширения спектра на уровне блоков).
На фиг.3 показаны доступные циклические сдвиги для последовательности ZC длиной 12 символов; циклические сдвиги могут быть изображены в виде циферблата, на котором различные сдвиги отмечены цифрами 0, 1, 2, 3, …, 11. Вследствие свойств автокорреляции последовательностей ZC наилучшая ортогональность достигается между циклическими сдвигами с наибольшей разницей в области циклических сдвигов. Таким образом, противоположные по отношению друг к другу сдвиги (например, CS0 и CS6 или CS3 и CS9) на циферблате позволяют добиться наилучшей ортогональности. Наихудшая ортогональность наблюдается между смежными циклическими сдвигами (например, CS1 и CS0 или CS2).
В существующей спецификации LTE специфический компонент пользовательского оборудования, связанный с циклическим сдвигом опорного сигнала этого оборудования, определяется в соответствии со следующей таблицей.
Таблица 1
Поле циклического сдвига
Интервал циклического сдвига
000
0
001
6
010
3
011
4
100
2
101
8
110
10
111
9
В этой таблице поле циклического сдвига представляет собой параметр более высоких уровней, а интервал циклического сдвига описывает выбранный сдвиг на "циферблате", показанном на фиг.3.
На фиг.4 показаны примеры устройств, соответствующих вариантам осуществления настоящего изобретения. На фиг.4 показано пользовательское оборудование 110, сконфигурированное для соединения по каналу 112 связи с базовой станцией 100. Пользовательское оборудование 110 содержит контроллер 400, подключаемый в процессе работы к памяти 402, и приемопередатчик 404. Контроллер 400 управляет функционированием пользовательского оборудования. Память 402 сконфигурирована для хранения программного обеспечения и данных. Приемопередатчик сконфигурирован для установления и поддержки беспроводного соединения с базовой станцией 100. Приемопередатчик в процессе работы подключается к набору антенных портов 406, соединенных с антенным устройством 408. Антенное устройство может содержать набор антенн. Например, может использоваться от двух до четырех антенн. Количество антенн не ограничено каким-либо конкретным значением.
Базовая станция или узел Node В 100 содержит контроллер 410, подключаемый в процессе работы к памяти 412, и приемопередатчик 414. Контроллер 408 управляет функционированием базовой станции. Память 412 сконфигурирована для хранения программного обеспечения и данных. Приемопередатчик 414 сконфигурирован для установления и поддержки беспроводного соединения с пользовательским оборудованием в пределах области обслуживания базовой станции. Приемопередатчик 414 в процессе работы подключается к антенному устройству 416. Антенное устройство может содержать набор антенн. Например, может использоваться от двух до четырех антенн. Количество антенн не ограничено каким-либо конкретным значением.
Базовая станция в процессе работы может подключаться к другому сетевому элементу 418 системы связи. Сетевой элемент 418 может представлять собой, например, контроллер радиосети, другую базовую станцию, шлюз или сервер. Базовая станция может подключаться к нескольким сетевым элементам. Базовая станция 100 может включать в свой состав интерфейс 420, сконфигурированный для установления и поддержки соединения с сетевым элементом. Сетевой элемент 418 может содержать контроллер 422 и память 424, сконфигурированную для хранения программного обеспечения и данных, и интерфейс 426, сконфигурированный для соединения с базовой станцией. В варианте осуществления настоящего изобретения сетевой элемент подключается к базовой станции через другой сетевой элемент.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения пользовательское оборудование сконфигурировано для использования однопользовательского режима передачи с множеством входов и множеством выходов (SU-MIMO) по каналу 112 связи с базовой станцией. Согласно схеме SU-MIMO, антенное устройство содержит набор антенн или антенную решетку, сконфигурированную для формирования нескольких потоков передачи. Специалисту в этой области техники известно, что потоки передачи могут быть получены с использованием нескольких антенн, диаграмм направленности антенн или подходящей схемы кодирования. В варианте осуществления настоящего изобретения в пользовательском оборудовании применяется множество пространственных уровней. В другом варианте осуществления настоящего изобретения потоки передачи используются для разнесения передающих антенн. Способ, с помощью которого реализуется схема передачи SU-MIMO, не существенен для вариантов осуществления настоящего изобретения.
Если SU-MIMO используется в пользовательском оборудовании, то различные потоки передачи могут содержать отдельные опорные сигналы. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения пользовательское оборудование сконфигурировано для совместного использования пространства циклического сдвига опорных сигналов пользовательского оборудования, применяющего значение
приращения циклического сдвига между опорными сигналами различных антенных портов или пространственных уровней передачи пользовательского оборудования.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения циклические сдвиги опорных сигналов пользовательского оборудования управляются сетевым элементом, таким как базовая станция 100 или сетевой элемент 418. Сетевой элемент может быть сконфигурирован для определения устанавливаемого значения
приращения циклическогосдвига в соответствии с заданными критериями, и выбранное значение может передаваться в пользовательское оборудование по беспроводной линии связи.
Значение
приращения циклического сдвига можно определитьтаким образом, чтобы оно было общим в заданной соте или в множестве сот. Это главным образом применяется при использовании скоординированной многостанционной передачи. В альтернативном варианте можно определить приращение циклического сдвига специфичным для UE способом.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, предполагающем применение планирования в режиме с множеством входов и множеством выходов (MU-MIMO) и/или скоординированной многостанционной передачи (СоМР) в восходящем направлении, сетевой элемент сконфигурирован для определения устанавливаемого значения
приращения циклического сдвига и приоритетного использования разделения циклического сдвига между опорными сигналами различных пользователей в области СоМР. В этом случае значение приращения циклического сдвига может определяться по следующей формуле:
cs
min
tx
где N является общим количеством доступных циклических сдвигов, M - количество мобильных блоков или сот, CS - минимальное поддерживаемое разделение циклических сдвигов, и N - максимальное количество опорных сигналов для одного пользовательского оборудования.  представляет собой операцию округления снизу, результатом которой является наибольшее целое, не превосходящее аргумента операции.
Сетевой элемент может быть сконфигурирован для сохранения в памяти значений, требуемых для вычисления. Например, если базовая станция 100 определяет значение приращения циклического сдвига, процессор 410 и память 412 используются в процессе определения. Соответственно, если сетевой элемент 418 определяет значение приращения циклического сдвига, процессор 422 и память 424 используются в процессе определения.
CS
CS
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения значение N равно 12. N может быть дискретизировано до 12 даже в том случае, если длина опорного сигнала превышает 12 элементов.
min
min
CS
M может обозначать количество сот, принадлежащих области скоординированной многостанционной передачи. В альтернативном варианте М может обозначать количество пользовательских устройств в соте или в области скоординированной многостанционной передачи, поддерживаемых для использования MIMO с одинаковыми ресурсами. Например, система может поддерживать трех пользователей, устройство каждого из которых оснащено двумя антеннами. Значение CS может быть определено следующим образом: CS∈{12Λ(N-1)}.
tx
В том случае, если в качестве основной схемы ортогонализации между опорными сигналами одного и того же пользовательского оборудования, применяющего SU-MIMO, используется расширение спектра на уровне блоков, то значение
может быть определено с учетом максимума
опорных сигналов для одного пользовательского оборудования (а не N сигналов). В данном случае
является длиной кода расширения блока.
tx
В альтернативном варианте ресурс циклического сдвига, выделенный передающей антенне или пространственному уровню, также может применяться в том случае, если используется расширение спектра на уровне блоков. В этой схеме, обеспечивающей хорошие свойства ортогональности опорных сигналов по отношению друг к другу, значение
определяется в предположении, что для пользовательского оборудования применяется максимум N опорных сигналов (а не
).
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, предполагающем приоритетную установку разделения циклических сдвигов между опорными сигналами одного и того же пользовательского оборудования, сетевой элемент может быть сконфигурирован для определения устанавливаемого значения
приращения циклического сдвига с помощью следующей формулы:
cs
min
tx
где N является общим количеством доступных циклических сдвигов, CS является минимальным поддерживаемым разделением циклических сдвигов, и N представляет собой максимальное количество опорных сигналов для одного пользовательского оборудования.
tx
tx
tx
tx
В формулах 1 и 2 значение N может зависеть от применяемой конфигурации SU-MIMO. В схемах без обратной связи, в которых применяется разделение при передаче и пространственное мультиплексирование, значение N равно количеству передающих антенн. В схемах с обратной связью, в которых применяется предварительное кодирование одного потока и множества потоков, существуют две альтернативы. При использовании специфичного для диаграммы направленности заранее закодированного опорного сигнала значение N равно количеству пространственных потоков. При использовании специфичного для антенны опорного сигнала значение N равно количеству передающих антенн.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения базовая станция или сетевой элемент могут передавать в пользовательское оборудование определенное ими значение
приращения циклического сдвига.
Показанные на фиг.5А и 5В диаграммы сигнализации иллюстрируют требуемую последовательность сигнализации.
В примере, показанном на фиг.5А, базовая станция 100 на шаге 500 определяет значение приращения циклического сдвига и на шаге 502 передает это значение в пользовательское оборудование 110. Затем пользовательское оборудование 110 и базовая станция 100 на шаге 504 могут применять это значение. Если сетевой элемент, определивший значение приращения циклического сдвига, не является базовой станцией, он может передать значение в пользовательское оборудование через базовую станцию. Это показано в примере, представленном на фиг.5В. Сетевой элемент 418 на шаге 506 определяет значение приращения циклического сдвига и на шаге 508 передает это значение в базовую станцию 100. Далее базовая станция 100 на шаге 510 передает значение в пользовательское оборудование 110. Затем пользовательское оборудование 110 и базовая станция 100 на шаге 512 могут применять это значение.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения базовая станция сообщает это значение с помощью широковещательной системной информации. В другом варианте осуществления настоящего изобретения значение сообщается с помощью сигнализации высокого уровня, специфичной для пользовательского оборудования. Как описывается ниже, значение
не требуется при определении циклического сдвига для первого элемента антенны пользовательского оборудования. Следует также отметить, что динамическая сигнализация циклического сдвига, передаваемая в формате 0 DCI, может не изменяться по сравнению с системами LTE известного уровня техники, такими как LTE версии 8.
cs
tx
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения пользовательское оборудование 110 и базовая станция 100 сконфигурированы для определения значения n(n) циклического сдвига, специфичного для передающей антенны или пространственного уровня, по следующей формуле:
где
представляет собой специфичное для соты значение, передаваемое в широковещательном режиме,
- специфичное для пользовательского оборудования значение, задаваемое посредством назначения планирования в восходящей линии связи, таким образом, как это указано в таблице 1. Четвертый компонент
является специфичным для соты псевдослучайным значением, определяемым по формуле
где псевдослучайная последовательность c(i) является последовательностью Голда длиной 31 элемент, определенной в 3GPP TS 36.211 в разделе 7.2.
Специфичное для передающей антенны или пространственного уровня значение
может быть вычислено по следующей формуле:
где индекс опорного сигнала принимает значения
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, предусматривающем использование расширения спектра на уровне блоков в качестве основной схемы ортогонализации между опорными сигналами одного и того же пользовательского оборудования, применяющего SU-MIMO, специфичное для передающей антенны или пространственного уровня значение
вычисляется с использованием
в качестве индекса опорного сигнала. Вычисление выполняется по следующей формуле:
где
является длиной расширяющего кода блока.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения, предусматривающем использование расширения спектра на уровне блоков в качестве дополнительной схемы ортогонализации между опорными сигналами одного и того же пользовательского оборудования, применяющего SU-MIMO, специфичное для передающей антенны или пространственного уровня значение
вычисляется с использованием
в качестве индекса опорного сигнала. В этом варианте осуществления данное значение определяется следующим образом:
В этом случае естественно применять различные коды расширения блока для смежных ресурсов CS. Следует отметить, что сочетание разделения CS и разделения кода на уровне блоков для опорных сигналов может быть выполнено без необходимости дополнительной сигнализации на более высоком уровне.В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, если пользовательское оборудование применяет схему передачи SU-MIMO, могут использоваться другие схемы ортогонализации на более высоком уровне по сравнению с разделением циклических сдвигов. Примерами таких схем являются IFDMA (Interleaved Frequency Division Multiple Access, множественный доступ с разделением по частоте с чередованием) и уже упоминавшееся расширение спектра на уровне блоков. Существует несколько возможностей реализации этих комбинированных схем разделения опорных сигналов.
Например, два ортогональных опорных сигнала с одинаковым циклическим сдвигом могут быть получены путем применения расширения спектра на уровне блоков поверх двух последовательных блоков сигнала ресурса демодуляции подкадра. Такое ортогональное преобразование не доступно, если используется подкадр, основанный на скачкообразной перестройке частоты.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения разделение циклических сдвигов применяется только в том случае, если расширение спектра на уровне блоков не может обеспечить достаточных сигнальных ресурсов для демодуляции.
cs
cs
cs
CS
На фиг.6А и 6В показан пример передачи пользовательским оборудованием четырех потоков с раздельными опорными сигналами. Четыре потока 600, 602, 604, 606 формируются с помощью четырех антенн. В этом примере потоки отделяются друг от друга с помощью различных циклических сдвигов. Кроме того, в этом примере значение n циклического сдвига 608 первого потока 600 равно 1. Потоки 602, 604 и 606 отделяются от других потоков посредством применения значения
приращения циклического сдвига для каждого потока. В этом примере
, таким образом, циклические сдвиги n 610, 612 и 613 этих потоков принимают значения 3, 5 и 7. Кроме того, в смежных потоках могут применяться различные варианты расширения спектра на уровне блоков для обеспечения дополнительного разделения. На фиг.6С и 6D показан другой пример передачи пользовательским оборудованием четырех потоков с разделением опорных сигналов. В этом примере четыре потока 614, 616, 618, 620 также формируются с помощью четырех антенн. В этом примере потоки 614, 616 передают с использованием одинакового циклического сдвига 622. Согласно этому примеру, значение n циклического сдвига 622 этих потоков равно 1. Опорные сигналы этих передаваемых потоков 614, 616 отделены друг от друга с использованием расширения спектра на уровне блоков. Таким же образом, потоки 618, 620 передают с использованием одинакового циклического сдвига 624. Потоки разделяют путем применения значения
приращения циклического сдвига для потоков. В этом примере
, таким образом значение n циклических сдвигов 624 этих потоков равно 3. Опорные сигналы этих передаваемых потоков 618, 620 отделены друг от друга с использованием расширения спектра на уровне блоков.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения сетевой элемент может быть сконфигурирован для управления передачей с использованием трех или четырех антенных портов или пространственных уровней пользовательского оборудования и разделения опорных сигналов двух антенных портов или уровней с помощью расширения спектра на уровне блоков, а опорных сигналов остальных антенных портов или уровней - с помощью циклического сдвига.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения сетевой элемент может быть сконфигурирован для управления передачей с использованием до четырех антенных портов или пространственных уровней пользовательского оборудования и применения циклического сдвига ко всем антенным портам или уровням и расширения спектра на уровне блоков к двум уровням или к двум парам уровней.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения циклические сдвиги опорных сигналов преобразуют в выделенные блоки опорных сигналов.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения циклические сдвиги опорных сигналов преобразуют в несколько блоков OFDM (преобразование опорных сигналов в шахматном порядке с использованием оптимизированной для демодуляции OFDM схемы опорных сигналов).
На фиг.7A и 7В показан пример, в котором вариант осуществления настоящего изобретения применяется в системе, использующей скоординированную многостанционную передачу. На фиг.7А показан набор сот системы беспроводной связи. На фиг.7А соты 700, 702, 704, 706, принадлежащие одной и той же области скоординированной многостанционной передачи, то есть области взаимодействия, заштрихованы. Эти соты обслуживаются базовыми станциями 708, 710, 712 и 714. В области взаимодействия выполняется совместное управление опорными сигналами пользовательского оборудования. Процесс назначения опорного сигнала для совместной демодуляции включает скоординированное разделение ресурсов опорных сигналов ортогональной демодуляции, включая использование циклических сдвигов, кодов ортогонального покрытия (кодов расширения блоков) и IFDM. Таким образом, в области взаимодействия опорные сигналы основаны на одинаковой последовательности ZC. Другими словами, соты совместно используют одинаковую корневую последовательность.
В этом примере предполагается, что в области взаимодействия имеются четыре пользователя, применяющих схему передачи SU-MIMO. Каждый пользователь применяет два потока передачи. Таким образом, каждому пользователю требуются два опорных сигнала. На фиг.7В показан пример возможного распределения сигналов ресурсов между четырьмя одновременно работающими пользователями. Оборудование каждого пользователя передает два опорных сигнала, которые на "циферблате", изображенном на фиг.7В, показаны в виде шестиугольника и эллипса.
Первому опорному сигналу первого пользователя распределен циклический сдвиг 0. Первому опорному сигналу второго, третьего и четвертого пользователей распределены, соответственно, циклические сдвиги 3, 6 и 9. Далее предполагается, что в области распределения
следует из формул 3 и 4,
не принимается во внимание при распределении циклического сдвига первых опорных сигналов пользовательского оборудования. Однако
определяет циклический сдвиг второго опорного сигнала каждого пользователя по отношению к первому опорному сигналу того же пользовательского оборудования. Таким образом, значение циклического сдвига второго опорного сигнала первого пользовательского оборудования равно 1.
Как показано на фиг.7В, опорным сигналам 716 первого пользовательского оборудования соответствуют значения 0 и 1 циклического сдвига. Опорным сигналам 718 второго пользовательского оборудования соответствуют значения 3 и 4 циклического сдвига. Опорным сигналам 720 третьего пользовательского оборудования соответствуют значения 6 и 7 циклического сдвига. Наконец, опорным сигналам 722 четвертого пользовательского оборудования соответствуют значения 9 и 10 циклического сдвига.
В примере, показанном на фиг.7А и 7В, ресурсы, распределенные различному пользовательскому оборудованию, отделены друг от друга. Таким образом, приоритет отдается разделению опорных сигналов различных пользователей. Как обсуждалось выше, согласно другой стратегии приоритет отдается разделению CS опорных сигналов одного и того же UE.
На фиг.7С и 7D показан другой пример, в котором вариант осуществления настоящего изобретения применяется в системе, использующей скоординированную многостанционную передачу. В примере, показанном на фиг.7С, соты 700, 702 и 706 принадлежат одной и той же области скоординированной многостанционной передачи, то есть области взаимодействия. Эти соты заштрихованы на чертеже. Эти соты обслуживаются базовыми станциями 708, 710 и 714.
В этом примере в области взаимодействия имеются три пользователя, применяющих схему передачи SU-MIMO. Каждый пользователь применяет два потока передачи. Таким образом, каждому пользователю требуются два опорных сигнала. На фиг.7D показан пример возможного распределения сигналов ресурсов между тремя одновременно работающими пользователями. Оборудование каждого пользователя передает два опорных сигнала, которые на "циферблате", изображенном на фиг.7В, показаны в виде шестиугольника и эллипса.
Первому опорному сигналу первого пользователя распределен циклический сдвиг 0. Первому опорному сигналу второго и третьего пользователей распределены, соответственно, циклические сдвиги 4 и 8. Предполагается, что в области взаимодействия
. Значение
определяет циклический сдвиг второго опорного сигнала каждого пользователя по отношению к первому опорному сигналу того же пользовательского оборудования. Таким образом, значение циклического сдвига второго опорного сигнала первого пользовательского оборудования равно 2.
Как показано на фиг. 7D, опорным сигналам 724 первого пользовательского оборудования соответствуют значения 0 и 2 циклического сдвига. Опорным сигналам 726 второго пользовательского оборудования соответствуют значения 4 и 6 циклического сдвига. Опорным сигналам 728 третьего пользовательского оборудования соответствуют значения 8 и 10 циклического сдвига.
В примере, показанном на фиг.7С и 7D, отдается приоритет разделению опорных сигналов различного пользовательского оборудования.
На фиг.8А показан алгоритм, иллюстрирующий один из вариантов осуществления настоящего изобретения. На шаге 800 сетевой элемент определяет специфичное для соты значение
, передаваемое в широковещательном режиме каждому пользовательскому оборудованию, расположенному в соте.
На шаге 802 сетевой элемент определяет специфичное для пользовательского оборудования значение
.
Значение может передаваться в пользовательское оборудование в процессе назначения параметров планирования в восходящей линии связи.
На шаге 804 сетевой элемент определяет специфичное для соты значение
. Это значение передается в пользовательское оборудование.
Следует отметить, что шаги 800-804 могут выполняться в ином порядке и в другие временные интервалы.
На шаге 806 сетевой элемент вычисляет циклические сдвиги для всех опорных сигналов пользовательского оборудования в соответствии с формулами 3, 4 и 5.
На фиг.8В показан алгоритм, иллюстрирующий один из вариантов осуществления настоящего изобретения с точки зрения пользовательского оборудования. На шаге 808 пользовательское оборудование принимает специфичное для соты значение
, переданное базовой станцией соты, к которой подключено пользовательское оборудование.
На шаге 810 пользовательское оборудование принимает из базовой станции специфичное для пользовательского оборудования значение
. Значение может приниматься в процессе назначения параметров планирования в восходящей линии связи.
На шаге 812 пользовательское оборудование принимает из базовой станции специфичное для соты значение
.Как и в предыдущем примере, шаги 808-812 могут выполняться в ином порядке и в различные интервалы времени.
На шаге 814 пользовательское оборудование вычисляет циклические сдвиги для всех опорных сигналов пользовательского оборудования в соответствии с формулами 3, 4 и 5.
Шаги, сообщения сигнализации и соответствующие функции представлены на фиг.1-8 В не в хронологическом порядке, и некоторые из шагов могут выполняться одновременно или в порядке, отличном от указанного. Между шагами и в рамках шагов могут выполняться также другие функции, и другие сообщения сигнализации могут передаваться между описанными сообщениями. Кроме того, некоторые шаги могут быть опущены или заменены соответствующими шагами. Сообщения сигнализации описаны только в качестве примера и даже могут содержать несколько отдельных сообщений для передачи той же информации. Кроме того, сообщения могут содержать другую информацию.
Устройство, способное выполнять описанные выше шаги, может быть реализовано в виде электронного цифрового компьютера, который может содержать оперативную память (RAM), центральный процессор (CPU, central processing unit) и системный тактовый генератор. CPU может включать в свой состав набор регистров, арифметико-логическое устройство и устройство управления. Устройство управления управляется последовательностью программных инструкций, передаваемых в CPU из RAM. Устройство управления может содержать ряд микрокоманд для выполнения основных операций. Реализация микрокоманд может в значительной степени зависеть от конструкции CPU. Программные инструкции могут быть закодированы спомощью языка программирования, который может представлять собой язык программирования высокого уровня, такой как С, Java и. т.д., или язык программирования низкого уровня, такой как машинный язык или ассемблер. На электронном цифровом компьютере может быть также установлена операционная система, которая может предоставлять системные услуги компьютерным программам, написанным с помощью программных инструкций.
В вариантах осуществления настоящего изобретения компьютерная программа предоставляется на дистрибутивном носителе, содержащем программные инструкции, которые сконфигурированы, при загрузке в электронное устройство, для управления циклическим сдвигом опорных сигналов пользовательского оборудования, применяющего однопользовательский режим передачи с множеством входов и множеством выходов в соответствии с приведенным описанием.
Компьютерная программа может быть записана в исходных кодах, объектных кодах или в некоторой промежуточной форме и может храниться на некотором носителе, который может представлять собой любой модуль или устройство, позволяющее переносить программу. К таким носителям относятся, например, носитель информации, компьютерная память, постоянная память, электрический сигнал несущей, сигнал связи и пакет распространения программного обеспечения. В зависимости от требуемой вычислительной мощности компьютерная программа может выполняться на одном электронном цифровом компьютере или может быть распределена по ряду компьютеров.
Устройство также может быть реализовано в виде одной или более интегральных схем, таких как специализированные интегральные схемы (ASIC, application-specific integrated circuit). Возможно также использование других аппаратных средств, таких как схемы, сформированные с помощью отдельных логических компонентов. Кроме того, эти различные реализации могут быть скомбинированы. При выборе способа реализации специалист в этой области техники должен учитывать набор требований, относящихся, например, к размеру устройства и потребляемой им энергии, необходимой производительности обработки, стоимости и объему производства.Специалисту в этой области техники очевидно, что с развитием технологии идея изобретения может быть реализована различными способами. Изобретение и его осуществления не ограничены примерами, приведенными в этом описании, и могут изменяться в пределах объема формулы изобретения.