ПЕРЕДАТЧИК В СИСТЕМАХ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ С ИЕРАРХИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ ПИЛОТ-СИГНАЛА
TRANSMITTER IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS WITH HIERARCHICAL PILOT STRUCTURE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится в целом к беспроводной связи, более конкретно к способу адаптации к среде системы беспроводной связи с помощью иерархической структуры пилот-сигнала.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Сотовые сети применяются во множестве сред, включая малонаселенные сельские территории, средненаселенные пригородные территории и плотнонаселенные городские территории. Характеристики беспроводных каналов имеют тенденцию изменяться от одной среды к другой. Когда сотовая базовая станция использует решетку антенн, она может быть сконструирована для использования одной из множества технологий адаптивных антенн. Известно, что эффективность методов адаптивных антенн зависит от многих факторов, таких как конфигурация решетки (например, число, относительное положение, поляризация антенн решетки), положение базовой станции в отношении окружающих рассеивателей (например, выше или ниже), распределение рассеивателей в окружающей среде и быстродействие мобильной станции (MS), которая может быть также взаимозаменяемо упоминаться как "мобильный телефон", "терминал беспроводной связи", абонентское оборудование (UE) и "терминал" среди других терминов. Множество рассеивателей, угловое расширение канала, доплеровское расширение и расширение задержки канала вместе с типом решетки базовой стации также влияют на производительность системы.
Конфигурация решетки (например, разнесение и поляризация) базовой станции и стратегия передачи адаптивной антенны в целом оптимизируется разработчиками сотовых сетей для конкретной среды. Например, если существует относительно низкое угловое расширение в канале, тогда использование равномерной линейной решетки с низким разнесением (например, половина лямбда) может быть хорошим вариантом, так как этот тип решетки лучше в управлении лучом, который охватывает большинство, если не все, рассеиватели, что приводит к тому, что мобильная станция принимает усиленный сигнал, даже если мобильная станция перемещается с высокими скоростями. Следовательно, для сельских или пригородных каналов, которые имеют эти характеристики, базовые станции могут развертываться с равномерными линейными решетками для поддержки формирования диаграммы направленности. В другом примере, если угловое расширение является большим, то управление диаграммой направленности является менее важным, так как диаграмма направленности, вероятно, не будет охватывать все возможные лучи. При этих обстоятельствах, может быть более важным увеличить производительность системы с помощью методов MIMO. В этом случае решетка с более широко разнесенными элементами и, возможно, различными поляризациями является желательной в типовом случае. Следовательно, в городских сценариях базовые станции могут разворачиваться с решетками широко разнесенных перекрестно поляризованных элементов для поддержки передачи MIMO. Является очевидным, что базовые станции, используемые для обслуживания географической области, необязательно используют ту же самую конфигурацию антенны, или ту же самую стратегию передачи адаптивных антенн. В географической области, в которой части могут классифицироваться как сельские, а другие части - как пригородные, базовые станции в городском расположении могут развертываться с двумя антеннами для поддержки передачи MIMO в разомкнутом контуре/пространственного мультиплексирования в разомкнутом контуре, хотя базовые станции в пригородном положении могут развертываться с восемью антеннами для поддержки формирования диаграммы направленности в замкнутом контуре.
Различные стратегии передачи адаптивных антенн требуют определенной оптимизации в пределах форматов сигнализации и физического уровня для достижения оптимальной производительности. Первым примером является тип передачи, используемой для управления, опорных символов (пилот-сигналы) и/или каналов данных. Тип передачи может, например, быть выделен для конкретной мобильной станции, так как, например, он является передачей с формированием диаграммы направленности, передачей с управлением по мощности и т.д. С другой стороны, передача может быть для более чем одной мобильной станции, в случае которой говорят, что данные или управление являются широковещательной передачей. Стратегия широковещательной передачи может быть более подходящей для конфигураций антенны, которая имеет малое число элементов, например, только один или два. В любом случае приемнику передачи (например, мобильная станция в случае передачи нисходящей линии связи) нужно иметь пилотные символы, чтобы иметь возможность получить оценку канала, которая затем используется для обнаружения передачи данных или управления. В случае выделенной передачи, пилот-сигналы могут быть выделенными (например, с формированием диаграммы направленности при передаче) или могут широковещательно передаваться, если приемник (например, мобильная станция) знает или информирован о весах диаграммы направленности. Для широковещательной передачи, пилот-сигналы также имеют тенденцию широковещательно передаваться, где, например, отдельная последовательность пилот-сигналов отсылается от каждой передающей антенны, позволяя приемнику оценивать канал между каждой приемной антенной и каждой передающей антенной. Выделенная передача может еще использоваться для передачи в единственную мобильную станцию, даже если тип пилот-сигнала является широковещательной передачей. В этом случае знание широковещательного канала между передающей и приемной антеннами, а также веса формирования диаграммы направленности разрешают приемнику (например, мобильной станции) определять канал с формированием диаграммы направленности, который затем используется для обнаружения передачи данных или управления.
В сотовой связи предшествующего уровня техники тип решетки может изменяться от соты к соте согласно вариантам выбора оператора для развертывания системы и других факторов, но, к сожалению, другие упоминаемые конфигурации системы, такие как формат канала данных и управления, являются фиксированными для всех сред. Фиксирование типа передачи данных или управления для всех типов сред приводит к более низкой пропускной способности системы или доступному диапазону в одной среде по сравнению с другой. Идеальным было бы, если бы тип передачи данных или управления мог приспосабливаться к конфигурации базовой станции с ассоциируемой с ней стратегией адаптивных антенн, которые обе оптимизированы для конкретной среды.
К сожалению, гетерогенное развертывание, содержащее множество конфигураций базовых станций, налагает дополнительные трудности. Например, типичная мобильная станция, перемещающаяся из одной среды в другую, будь то сельская, пригородная, плотная городская или внутри помещения, будет принимать услугу от базовых станций, которые имеют множество конфигураций. Этой мобильной станции необходимо было бы обнаруживать конфигурацию базовой станции, включая форматы данных и пилот-сигналов. Таким образом, существует необходимость в механизме, который обеспечивает возможность сообщения типа передачи данных или управления, а также типа формата пилот-сигнала, в зависимости от среды и/или развертывания конкретной базовой станции.
Различные аспекты, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более понятными специалистам в данной области техники при тщательном рассмотрении последующего подробного описания изобретения с прилагаемыми чертежами, описанными ниже. Чертежи могут быть упрощены для ясности и необязательно изображены в масштабе.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 является системой беспроводной связи, которая обслуживает различные среды.
Фиг.2 является иерархической структурой кадра, которая показывает суперкадр, кадр, подкадр и блок ресурсов.
Фиг.3 иллюстрирует различные структуры кадра, которые показывают расположение и область канала управления распределением (ALC).
Фиг.4 иллюстрирует мобильную станцию, которая имеет объект CIC-декодера и множество блоков оценки подкадров ALC.
1,2,3,4,
c
Фиг.5 иллюстрирует блок ресурсов, содержащий пилот-сигналы (B) широковещательной передачи для канала распределения (A) и канала данных (d).
a
c
1,2
Фиг.6 иллюстрирует блок ресурсов, который содержит пилот-сигналы (B) широковещательной передачи для канала распределения (A) и выделенные пилот-сигналы (D) для канала данных (d).
a
c
1,2
Фиг.7 иллюстрирует блок ресурсов, который содержит выделенные пилот-сигналы (D) для канала распределения (A) и выделенные пилот-сигналы (D) для канала данных (d).
Фиг.8 иллюстрирует канал распределения, который имеет три 18x1 прямоугольные мозаики, которые содержат поднесущие канала распределения и пилот-сигналы.
Фиг.9 иллюстрирует канал распределения, который имеет три 9x2 прямоугольные мозаики, которые содержат поднесущие канала распределения и элементы пилот-сигнала.
Фиг.10 иллюстрирует канал распределения, который имеет две 9x3 прямоугольные мозаики, которые содержат поднесущие канала распределения и пилот-сигналы.
Фиг.11 иллюстрирует, как каналы распределения могут соответствовать в двух блоках ресурсов.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В сельской среде может быть желательным развертывать линейную решетку с полуволновым разнесением и использовать формирование диаграммы направленности для передач данных. С управлением, которое выделено для конкретного пользователя (вместо широковещательной передачи для всех пользователей для декодирования), было бы выгодным управлять мощностью и формировать диаграмму направленности для выделенных сообщений управления, в которых формирование луча обеспечивается с использованием взаимности отклика канала восходящей линии связи в TDD или взаимности направления прихода многолучевых составляющих в FDD. Для того чтобы эти способы выполняли формирование диаграммы направленности и для TDD-, и для FDD-системы, передача с формированием диаграммы направленности требует пилотных символов, которые подвергаются формированию диаграммы направленности вместе с управляющим сообщением. Теперь рассмотрим городскую среду, в которой угловое расширение многолучевого распространения является большим, а антенная решетка содержит перекрестно поляризованные или широко разнесенные элементы линейной антенны для создания декоррелированных передающих антенн. Подобная конфигурация является неудовлетворительным вариантом для формирования диаграммы направленности, но является хорошим вариантом для передачи MIMO. В этом сценарии может не иметь смысла формировать диаграмму направленности управляющего канала, при условии, что разнесение передачи (пространственно-временное кодирование - STC) может быть предпочтительным над формированием диаграммы направленности. STC или способ разнесения передачи может требовать другой методологии пилотной сигнализации, чем способ формирования диаграммы направленности. В результате, для оптимальной эффективности управляющего канала существует необходимость в разрешении использования отличающихся форматов управляющего канала и пилот-сигнала в зависимости от метода адаптивной антенны, используемого для передачи управляющего канала.
Настоящее изобретение предусматривает стратегию сигнализации связи, которая разрешает эффективное определение формата управляющего канала и ключевых характеристик вместе с форматом каналов данных и характеристиками в OFDM (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением) или OFDMA-системе (множественный доступ с ортогональным частотным разделением) беспроводной связи. OFDM является широко распространенным способом связи для сотовой связи из-за его простой корректировки и гибкости для планирования передач для различных пользователей и по частоте, и по времени. В FDM-системах, передача разделяется на потоки данных, которые передаются одновременно по многочисленным поднесущим. В конкретный момент (OFDM-символ) каждая поднесущая состоит только из единственного символа данных. Так как каждая поднесущая и время являются отдельным символом, потоки данных (группы символов данных) для различных пользователей могут быть смешаны и по частоте, и по времени.
В нисходящей линии связи типичной системы беспроводной связи географически фиксированная базовая станция (базовая или BS) передает данные и другую информацию, например, управляющую сигнализацию, которая обеспечивает подробную информацию о структуре канала связи для одной или более мобильных станций. Передача нисходящей линии связи разделяется во времени на суперкадры, которые содержат область ресурсов время-частота, содержащую множество OFDM-символов, например, 20 мс символов. Область ресурсов время-частота в основном содержит управляющий канал, один или более блоков ресурсов и множество элементов пилот-сигнала. В одном варианте реализации управляющий канал области ресурсов время-частота является каналом управления распределением, как рассмотрено дополнительно ниже. Элементы пилот-сигнала или пилот-сигналы могут быть реализованы как поднесущие пилот-сигнала или опорные символы.
В некоторых вариантах осуществления область ресурсов время-частота разделяется на многочисленные подкадры или миникадры, которая содержит относительно мало OFDM-символов, например, символы 0,6 мс. Подкадры разбиваются на ресурсы передачи, которые содержат данные для конкретной мобильной станции и/или управляющую информацию для одной или более мобильных станций. Подкадры могут подразделяться во времени, частоте или как по времени, так и по частоте. Фиг.2 иллюстрирует 20 суперкадров мобильной станции, которые содержат множество подкадров. Суперкадр и, конкретно, его первый подкадр, включает в себя единственный управляющий канал синхронизации и информационный управляющий (CIC) канал, в котором каждый подкадр содержит многочисленные мозаики ресурсов или блоков. На фиг.2 основной выделяемой единицей блока ресурсов является 18 поднесущих и 6 символов. В целом, синхронизации и CIC не нужно быть в первом подкадре и может быть размещена в любом подкадре в пределах подкадра, при условии, что мобильная станция знает об относительном положении синхронизации и CIC, положение которой типично задается в спецификации радиоинтерфейса и программируемый в мобильной станции в момент производства. Управляющий канал содержит информацию, что мобильной станции необходимо декодировать свои данные в конкретной нисходящей линии связи и для получения подробностей распределения для своей передачи восходящей линии связи. Типично существует более чем один управляющий канал в системе беспроводной связи. На фиг.1 CIC сигнализируется один раз на каждый суперкадр. CIC является типично располагаемым по соседству с каналом синхронизации, который мобильная станция использует для синхронизации с системой. При синхронизации мобильная станция может считывать сообщение CIC и определять системную конфигурацию. CIC принимается надежно всеми мобильными станциями в системе и идеально использует идентичный формат физического уровня, например, формат широковещательной передачи для всех конфигураций базовой станции.
Один тип ресурса передачи является блоком ресурсов (RB), который используется для передачи части потока данных в конкретную мобильную станцию. RB представляет собой блок ресурсов время-частота OFDM или область ресурсов время-частота, который может содержать один или более элементов ресурсов или поднесущих. Например, RB может содержать 18 смежных поднесущих (элементов разрешения по частоте) на 6 соседних символов OFDM по времени, как показано на фиг.5-7. Данные для конкретной мобильной станции передаются в модулях данных протокола физического уровня (PHY PDU), которые могут сопоставляться с одним или более RB. RB, которые содержат PHY PDU, могут использовать или стратегию группировки "узкий диапазон" (локализованный), или "широкий диапазон" (разнесение). В узком диапазоне или локализованной стратегии, два или более RB группируются вместе, соседствуя по частоте для создания PHY PDU. Термин "подканал" может использоваться для обозначения группировки одного или более RB в группе, которая совместно передает PHY PDU. В стратегии широкополосной передачи или разнесения, группы из двух или более RB распределяются по диапазону для создания PHY PDU.
RB может модулироваться с помощью различных методик MIMO и/или других усовершенствованных методов передачи антенной решетки, таких как передача единственной антенны, передача агрегированных многочисленных антенн (например, разнесение с низкой циклической задержкой), однопользовательское MIMO с замкнутым контуром (SU-MIMO), включая формирование диаграммы направленности, многопользовательское MIMO с замкнутым контуром (MU-MIMO) и методы с разомкнутым контуром, например, пространственно-временные или пространственно-частотные блочные коды или MIMO с разомкнутым контуром, пространственное мультиплексирование с разомкнутым контуром (например, CDD с большой задержкой). Элементы пилот-сигнала обычно отсылаются вместе с символами данных в RB, чтобы мобильная станция осуществляла оценку канала нисходящей линии связи, которая используется для выравнивания принятого RB и для восстановления своих данных и/или управляющей информации. Каждый из этих усовершенствованных методов передачи антенной решетки может потребовать элементы пилот-сигнала для передачи определенным способом, который специально приспособлен к особенностям и ограничениям этого способа передачи, чтобы позволить мобильной станции соответствующим образом и эффективно принимать и декодировать информацию/данные, передаваемые в RB. Кроме того, при указанных особенностях того, как элементы пилот-сигнала передаются вместе с данными, элементы пилот-сигнала от одного RB могут использоваться или нет для оценки канала мобильными станциями, не назначаемыми для приема данных по этому RB.
Для понимания того, как элементы пилот-сигнала передаются в RB и как они используются мобильной станцией, полезно классифицировать элементы пилот-сигнала RB согласно тому, как они передаются в RB ("тип") и как пилот-сигналы в RB используются мобильной станцией ("применимость"). "Применимость" пилот-сигнала также относится к тому, могут ли быть использованы пилот-сигналы в RB мобильными станциями, которые не назначены для приема данных по этому RB.
Ожидается, что существует, по меньшей мере, два "типа" элементов пилот-сигнала. Пилот-сигналы, "формируемые диаграммой направленности", являются формируемыми диаграммой направленности в RB способом, который специально приспособлен к каналу или положениям мобильных станций, назначенных для RB. Пилот-сигналы "на каждую передающую антенну" передаются без какого-либо формирования диаграммы направленности и способом, который позволяет мобильным станциям оценить канал от каждой из передающих антенн. Кроме того, пилот-сигналы на каждую передающую антенну могут использоваться, когда управляющий канал является предварительно кодируемым в базовой станции, использующей вектор предварительного кодирования, предварительно выбранный и возвращаемый посредством UE.
Пилот-сигналы на каждую передающую антенну обычно передаются от передающих антенн отдельно от данных. Этот тип элемента пилот-сигнала типично используется в методах с разомкнутым контуром, таких как пространственно-временное или пространственно-частотное блочное кодирование и MIMO, но может также использоваться, когда управляющие каналы являются предварительно кодируемыми. Стоит отметить, что пилот-сигналы на каждую передающую антенну могут отсылаться из виртуальных антенн вместо действительных физических антенн. Пример виртуальных антенн объединяет две физические антенны, чтобы сделать пару похожей на единственную антенну с помощью разброса низкой задержки с циклическим сдвигом. Однако в случае виртуальных антенн, мобильная станция может лишь использовать пилот-сигналы в других RB для оценки канала, только если эти RB имеют пилот-сигналы на каждую передающую антенну и тот же самый метод виртуализации антенн используется в этих RB.
Формируемые диаграммой направленности пилот-сигналы являются формируемыми диаграммой направленности с некоторыми весами антенны. Формируемые диаграммой направленности пилот-сигналы могут быть пилот-сигналами на каждый поток данных, что означает, что пилот-сигналы и данные являются формируемыми диаграммой направленности тем же самым образом, как в случае SU-MIMO замкнутого контура или MU-MIMO. Альтернативно, пилот-сигналы могут быть пилот-сигналами на каждый луч, что означает, что пилот-сигналы передаются по лучу отдельно от передачи данных, как в случае гибридных пространственно-временных или пространственно-частотных блочных кодов, включая MIMO с формированием диаграммы направленности, или где данные являются блочно кодируемыми с разомкнутым контуром в пространстве-времени или пространстве-частоте/MIMO-кодируемыми по двум или более лучам.
Первым типом «применяемости» пилот-сигнала является "широковещательная передача", что означает, что пилот-сигналы в RB используются всеми мобильными станциями безотносительно их назначения. В этом случае элементы пилот-сигнала в RB являются доступными для всех мобильных станций. Для пилот-сигналов широковещательной передачи пилот-сигналы являются в целом пилот-сигналами на каждую передающую антенну, и, если используется виртуализация антенны, способ виртуализации не должен изменяться по подкадру или дольше, чтобы избежать нарушения адаптации линии связи. Другим типом «применяемости» пилот-сигнала является "выделенная" применяемость, что означает, что пилот-сигналы являются используемыми только набором мобильных станций, назначаемых для этого RB. Набор является типично лишь единственной мобильной станцией, но может быть более чем одной мобильной станцией в MU-MIMO. Термин "выделенный" может также определяться как "на каждое назначение". Примером выделенного пилот-сигнала является формируемый диаграммой направленности пилот-сигнал, где вектор формируемой диаграммы направленности или матрица изменяется по RB, что может быть случаем зондирования восходящей линией связи на основе SU-MIMO или MU-MIMO. Другим примером выделенного пилот-сигнала является пилот-сигнал на каждую передающую антенну, где RB передается методом виртуализации антенны, который изменяется от RB к RB. Третьим примером являются также пилот-сигналы на каждую передающую антенну в конкретном RB, где другие RB в том же самом интервале или подкадре не все передаются широковещательно.
Применяемость пилот-сигнала резюмируется в таблице 1.
В реализациях обычно предполагается, что все RB в пределах подкадра имеют ту же самую применимость пилот-сигнала. Другими словами, подкадр содержит или всю широковещательную передачу или все выделенные RB пилот-сигнала. Все RB с пилот-сигналами на каждую передающую антенну (и использующие идентичную виртуализацию, если используется виртуализация) являются технически используемыми всеми мобильными станциями, т.е. пилот-сигналы являются пилот-сигналами широковещательной передачи. Однако когда используется выделенное управление с сочетанием типов пилот-сигналов RB, вероятно, было бы непрактично для мобильной станции знать, какие RB являются используемыми, таким образом воспроизводя все RB, выделенные для всех практических целей.
В некоторых вариантах осуществления RB может конфигурироваться, чтобы содержать две части, часть данных или канал и управляющую часть или канал. Часть данных передает информацию для пользователя, которому "назначается" принимать распределение нисходящей линии связи по этому RB. Управляющая часть может состоять из управляющей информации, которая используется для указания различных характеристик части данных RB, которые используются для составления подканала, как рассмотрено ниже.
Части данных и управления каждого RB могут раздельно классифицироваться согласно тому, какой набор мобильных станций может использовать пилот-сигналы в этом RB для целей оценки канала (применимость пилот-сигнала: выделенный/для каждого распределения или широковещательная передача/доступный для всех). Части данных и управления каждого RB могут также классифицироваться согласно тому, как пилот-сигналы передаются вместе с символами не-пилот-сигнала (тип пилот-сигнала, формируемый диаграммой направленности или на каждую передающую антенну). В целом, управляющая часть RB может использовать пилот-сигналы другого типа и применимости, чем пилот-сигналы, содержащиеся в части данных RB. Поэтому предыдущее и последующее рассмотрение характеристик пилот-сигнала RB применимо, когда рассмотрение ограничено только частью данных RB (в дополнение к использованию, когда рассмотрение касается всего RB). Аналогично, предыдущее рассмотрение по характеристикам пилот-сигнала RB применимо, когда рассмотрение ограничено управляющей частью RB (в дополнение к использованию, когда рассмотрение касается всего RB).
Относительно таблицы 1, если часть данных RB использует пилот-сигналы широковещательной передачи, случаями типичного использования являются передача в разомкнутом контуре и передача в замкнутом контуре на основе кодовой книги. Для этого примера, допустимыми типами пилот-сигналов являются пилот-сигналы на каждую передающую антенну и формируемые диаграммой направленности, поскольку стратегия формирования диаграммы направленности является той же самой для всех RB в подкадре (или более длительной для облегчения адаптации линии связи). Для случая разомкнутого контура с пилот-сигналами широковещательной передачи в части данных RB мобильной станции должна информироваться базовой станцией с помощью управляющей сигнализации о числе передающих антенн, которое определяет формат пилот-сигнала и/или определенный формат передачи, который определяет точный способ передачи (пространственный ранг и т.д.), что должно быть задано/определено заранее. Системе необходим перечень определенных способов, которые заданы для числа передающих антенн для использования, так как на практике базовая станция в общем может передавать только способом, которым мобильная станция может принимать и декодировать. Число антенн может также быть обнаружено слепым способом во время процесса поиска сот.
Для передачи с замкнутым контуром на основе кодовой книги с пилот-сигналами широковещательной передачи в части данных RB мобильная станция должна информироваться базовой станцией с помощью управляющей сигнализации об одной или более из числа передающих антенн, где формат используемого пилот-сигнала определяется числом передающих антенн и/или числом пространственных потоков (где термин «пространственный поток» также известен как уровень передачи в MIMO передачах с пространственным мультиплексированием). Для реализаций SU-MIMO, мобильная станция должна информироваться о модуляции и скорости кодирования по каждому потоку вместе с мощностью и масштабом по каждому потоку, что является обязательным, если желательно адаптировать мощность и скорость передачи данных по каждому потоку. Для реализаций MU-MIMO, мобильная станция должна информироваться о модуляции и кодовой скорости по каждому потоку данных мобильной станции наряду с указанием, какой пространственный поток предназначен для какой мобильной станции. Вектор весов передачи или используемая матрица по каждому RB, которая является полезной для дополнительной кодовой книги, передаваемая в прямом направлении (или подтверждение, или отмена) от базовой к мобильной станции, или в зондировании восходящей линии связи, где кодовая книга передается в прямом направлении от базовой станции к мобильной станции в TDD.
В реализациях, где часть данных RB использует выделенные пилот-сигналы, пилот-сигналы являются или формируемыми диаграммой направленности, или существуют на каждую передающую антенну. Для пилот-сигналов, формируемых диаграммой направленности этого примера, пилот-сигналы являются или формируемыми диаграммой направленности с данными или отдельно от данных. Также возможно смешивать некоторые из RB, используя пилот-сигналы на каждую передающую антенну с другими RB, которые используют пилот-сигналы, формируемые диаграммой направленности. Случаи использования для этого сочетания типов пилот-сигнала предназначаются для частотного мультиплексирования передачи с разомкнутым контуром с зондированием восходящей линии связи или аналоговой обратной связью, на основе SU-MIMO или MU-MIMO с замкнутым контуром. Любой RB с пилот-сигналами на каждую передающую антенну (и с использованием идентичной виртуализации антенн, если виртуализация используется) является технически используемым всеми мобильными станциями, т.е. пилот-сигналы являются широковещательной передачей. Однако если используется выделенное управление с сочетанием типов пилот-сигнала RB (формируемые диаграммой направленности и каждую передающую антенну), вероятно, было бы непрактично для мобильной станции знать о том, какие RB являются используемыми, что превращает пилот-сигналы во всех RB в выделенные (использование на каждое распределение) для всех практических целей.
Когда часть данных RB использует выделенные пилот-сигналы, могут поддерживаться различные режимы с множеством антенн, например, SU-MIMO или MU-MIMO с замкнутым контуром (с использованием зондирования восходящей линии связи (TDD), аналоговой обратной связи (TDD и FDD) и способов DOA (TDD и FDD)), гибридное формирование диаграммы направленности, включая MIMO/пространственно-временной или пространственно-частотный блочный код, где стратегия формирования диаграммы направленности может изменяться от одного RB к другому (используя зондирование восходящей линии связи (TDD), аналоговую обратную связь (TDD и FDD) и способы DOA (TDD и FDD)), и обратная связь кодовой книги (TDD и FDD) без передачи в прямом направлении индекса кодовой книги. Когда часть данных RB содержит выделенные пилот-сигналы, базовой станции может быть необходимо сигнализировать о числе пространственных потоков, что, в свою очередь, определяет формат пилот-сигналов в блоке ресурсов, так что мобильная станция может обнаружить свои символы данных. Для SU-MIMO базовая станция также сигнализирует модуляцию и скорость кодирования для каждого потока данных. Для MU-MIMO базовая станция сигнализирует модуляцию и скорость кодирования каждого потока и дополнительно, какой поток предназначен для какой мобильной станции.
c
n
Информация, необходимая мобильной станции, сигнализируется с помощью управляющих каналов. В общем случае, управляющий канал (или управляющая часть RB) является только данными для одной или более мобильных станций и, таким образом, может быть выделенным или широковещательным, подобно части данных RB. RB имеет многочисленные пилот-сигналы, содержащиеся в нем, и эти пилот-сигналы ассоциируются или с каналом или каналами управления распределением, или с каналом данных, или с обоими. Некоторые типичные сценарии для комбинаций пилот-сигналов управления и данных рассмотрены ниже. На фиг.5 части управления и данных RB обе используют пилот-сигналы широковещательной передачи. "A" упоминается как канал распределения, т.е. управляющая часть, которая может быть для одной или более мобильных станций. "B" ссылается на пилот-сигналы каждой передающей антенны для антенны "n", и "d" ссылается на символы данных, которые могут предназначаться для одной или более мобильных станций или для одного или более потоков данных. В этом случае управляющая часть может использовать передачу разомкнутого контура, например, разброс с циклической задержкой, пространственно-временной или пространственно-частотный блочные коды, или использовать метод передачи кодовой книги, что может потребовать слепого обнаружения индекса кодовой книги. Для этого примера данные могут также использовать разомкнутый контур или стратегию передачи на основе кодовой книги. Для этого сочетания, мобильная станция может использовать все пилот-сигналы как по частоте, так и по времени, для определения оценок канала, которые могут использоваться для декодирования частей управления и/или данных. Для этой комбинации множество элементов пилот-сигнала, связанных с управляющим каналом распределения (который может быть любым из пилот-сигналов в подкадре, который содержит блок ресурсов, или смежных подкадрах), являются широковещательными элементами пилот-сигнала. Кроме того, множество элементов пилот-сигнала, ассоциированных с блоком ресурсов (например, для декодирования канала данных), которые могут быть любыми из пилот-сигналов в подкадре, который содержит блок ресурсов, или смежных подкадрах, являются также широковещательными элементами пилот-сигнала.
c
a
n
На фиг.6 управляющая часть RB использует широковещательные пилот-сигналы, а часть данных использует выделенные пилот-сигналы. "A" упоминается как канал распределения, т.е. управляющая часть, которая может быть для одной или более мобильных станций. "B" упоминается как пилот-сигналы широковещательной передачи для канала распределения. "D" ссылается на выделенный пилот-сигнал для потока "n", и "d" относится к символам данных, которые могут существовать для одной или более мобильных станций или для одного или более потоков данных. В этом случае способ передачи управления, вероятно, является разомкнутым контуром, но не использует формирование диаграммы направленности с помощью кодовой книги. Если формирование диаграммы направленности с кодовой книгой является доступным для управления, оно может быть доступным для данных. Передача данных может использовать или способы замкнутого контура без кодовой книги, или способы разомкнутого контура, где различные RB в подкадре могут использовать различные способы. Для этой комбинации, мобильная станция может использовать все пилот-сигналы широковещательной передачи для канала распределения для получения оценок канала, которые используются для декодирования канала распределения, но не может использовать выделенные пилот-сигналы для потоков данных, чтобы помочь декодировать канал распределения. Кроме того, мобильная станция может лишь использовать выделенные пилот-сигналы в части данных этого конкретного RB для получения оценок канала, которые используются для обнаружения данных. Для этой комбинации множество элементов пилот-сигнала, ассоциируемых с управляющим каналом распределения (которые являются только элементами пилот-сигнала, содержащегося в части канала распределения), являются широковещательными элементами пилот-сигнала. В этом примере все элементы широковещательного пилот-сигнала для всех каналов распределения по частоте (независимо от того, предназначены ли они для данной мобильной станции или другой мобильной станции) могут использоваться для декодирования управляющего канала распределения. В некоторых случаях элементы широковещательного пилот-сигнала из предыдущего и/или последующих каналов распределения могут также использоваться для помощи в декодировании текущего канала распределения, но никакие из пилот-сигналов в выделенной части данных не могут использоваться. Кроме того, для этой комбинации множество элементов пилот-сигнала, ассоциированных с блоком ресурсов (например, для декодирования информационного канала), которые также являются только элементами пилот-сигнала, содержащимися в блоке ресурсов, являются также выделенными элементами пилот-сигнала. Общие пилот-сигналы могут также усиливаться, и усиление указывается с использованием CIC-канала.
c
a
n
На фиг.7 части управления и данных RB обе используют выделенные пилот-сигналы. "A" упоминается как канал распределения, т.е. управляющая часть, которая может предназначаться для одной или более мобильных станций. "D" упоминается как выделенные пилот-сигналы для канала распределения. "D" относится к выделенному пилот-сигналу для потока "n", и "d" относится к символам данных, которые могут предназначаться для одной или более мобильных станций или для одного или более потоков данных. Управляющая передача в этом случае может формироваться диаграммой направленности любым способом и также имеет возможность усиливать мощность относительно других элементов управления, т.е. усиливать информацию управления дальней мобильной станции относительно информации управления ближней мобильной станции. Передача данных может использовать или способы замкнутого контура без кодовой книги, или способы разомкнутого контура, где различные RB в подкадре могут использовать различные способы. Для этой комбинации мобильная станция может обычно использовать только выделенные пилот-сигналы для канала распределения в пределах RB для получения оценок канала, которые используются для декодирования канала распределения в пределах того же самого RB. Исключением для этого правила является то, что канал распределения для той же самой мобильной станции содержится во множестве соседних RB, которые являются формируемыми диаграммой направленности аналогичным образом. Следует заметить, что мобильная станция типично не может использовать выделенные пилот-сигналы для потоков данных, чтобы помочь декодировать канал распределения. Исключением для этого правила было бы то, если бы части управления и данных обе предназначались для той же самой мобильной станции и обе части были формируемыми диаграммой направленности идентичным образом. Кроме того, мобильная станция может лишь использовать выделенные пилот-сигналы в части данных этого конкретного RB для получения оценок канала, которые используются для обнаружения данных. Для этой комбинации множество элементов пилот-сигнала, ассоциируемых с управляющим каналом распределения (которые являются только элементами пилот-сигнала в мозаике управляющего канала распределения, например, мозаике 9x1, показанной как темный прямоугольник), являются выделенными элементами пилот-сигнала. Таким образом, мобильная станция может лишь использовать единственный элемент пилот-сигнала в мозаике для декодирования части канала распределения в этой мозаике. Если множество мозаик для единственного пользователя, соседних по времени и/или частоте, все передаются аналогичным образом (например, все используют тот же самый формирователь диаграммы направленности), то множество элементов пилот-сигнала из всех этих мозаик могут использоваться для декодирования канала распределения по этим группам мозаик. Кроме того, для этой комбинации множества элементов пилот-сигнала, ассоциированных с блоком ресурсов (например, для декодирования канала данных), которые являются только элементами пилот-сигнала, содержащимися в блоке ресурсов, являются выделенными элементами пилот-сигнала.
Согласно другой комбинации управляющая часть RB использует выделенные пилот-сигналы, а часть данных использует широковещательные пилот-сигналы. Однако этот случай не так желателен, как другие, так как в некоторых случаях было бы предпочтительным использовать широковещательные пилот-сигналы как для управляющей части, так и для части данных.
В целом, каждая из множества мозаик время-частота управляющего канала распределения содержат множество поднесущих и, по меньшей мере, один элемент пилот-сигнала. В некоторых вариантах осуществления некоторые или все из множества мозаик время-частота в блоке ресурсов содержат то же самое число поднесущих и то же самое число элементов пилот-сигнала. В некоторых вариантах осуществления, где элемент пилот-сигнала каждой мозаики является выделенным элементом пилот-сигнала, выделенный элемент пилот-сигнала функционально ассоциируется только с множеством поднесущих мозаики, частью которой является элемент выделенного пилот-сигнала. В некоторых вариантах осуществления размерность по частоте блока ресурсов время-частота является целым кратным размерности по частоте мозаики время-частота. И в другом варианте осуществления размерность по времени блока ресурсов время-частота является целым кратным размерности по времени мозаики время-частота. На фиг.5-7 каждая из множества мозаик время-частота имеет прямоугольную форму с тем же самым числом поднесущих и тем же самым числом элементов пилот-сигнала. В более общем смысле, мозаики могут иметь непрямоугольные формы.
Управляющий канал распределения в целом содержит, по меньшей мере, одно сообщение распределения ресурсов, которое может содержать одну или более мозаик время-частота. В вариантах осуществления, где сообщение содержит множество мозаик, каждая из множества мозаик время-частота содержит то же самое число поднесущих и то же самое число элементов пилот-сигнала. К тому же, каждая из множества мозаик время-частота, составляющая сообщение распределения ресурсов, может распределяться по частотной размерности области ресурсов время-частота, в которой, по меньшей мере, некоторые из множества мозаик время-частота, составляющих сообщение распределения ресурсов, являются перемежаемыми с мозаиками время-частота, которые не составляют сообщение распределения ресурсов, таким образом, обеспечивая частотное разнесение. Фиг.3B иллюстрирует управляющий канал распределения, предусмотренный в первом подкадре во времени, соседнем со вторым подкадром во времени, который не имеет управляющего канала распределения, при этом первый и второй подкадры расположены в области ресурсов время-частота, и первый подкадр во времени также включает в себя канал данных.
c
На фиг.5-7 каждая из множества мозаик время-частота содержит то же самое число поднесущих и то же самое число элементов пилот-сигнала. Следует отметить, что фиг.5-7 показывают только часть управляющего канала распределения. Фиг.8-10 показывают завершенные каналы распределения для одной мобильной станции для каналов распределения размером 48 поднесущих с шестью общими элементами пилот-сигнала. Каждый пример имеет m групп (т.е. мозаики время-частота) из nxp поднесущих, которые содержат как поднесущие (A) канала распределения, так и элементы (P) пилот-сигнала, которые могут быть широковещательными или выделенными. Интервал в частотном направлении указывает, что группы символов nxp разделены по частоте некоторым промежутком (например, равным трети ширины полосы). В этих примерах все показанное распределение подразумевается для одного пользователя, но существуют каналы распределения для множества пользователей. Эти многочисленные каналы распределения обычно должны соответствовать определению блока ресурсов (например, блокам ресурсов 18x6, как показано на фиг.5-7). Фиг.10 иллюстрирует каналы распределения 2-9x3. На фиг.11 четыре канала распределения 2-9x3 для четырех различных пользователей размещаются в двух блоках ресурсов 18x6, разделенных по частоте, при этом интервал в частотном направлении указывает разнесение по частоте. В этом случае размерность по частоте блока ресурсов (т.е. блок ресурсов время-частота) является целым кратным (2) частотной размерности группы 9x3 (мозаика время-частота). Также, временная размерность блока ресурсов является целым кратным (2) временной размерности группы 9x3 (мозаика время-частота).
Для мобильной станции, которая может демодулировать и обнаруживать свои данные из передачи нисходящей линии связи по подканалу, может потребоваться одна или более из следующей информации: используемый метод передачи антенной решетки, которая также может включать в себя множество передающих (или виртуальных) антенн; ранг передачи, который может быть множеством пространственных потоков в SU-MIMO или числом одновременных пользователей в MU-MIMO; индекс матрицы предварительного кодирования (PMI) для передачи SU-MIMO или MU-MIMO, так как базовая станция может или не может использовать PMI, сообщаемый MS; параметры значения избыточности (RV) для передачи HARQ; скорость модуляции и кодирования для каждого потока, которая может различаться по каждому потоку; тип пилот-сигнала в RB (или широковещательный, что означает, что пилот-сигналы являются доступными для всех мобильных станций, или выделенный, что означает, что пилот-сигналы являются доступными только для мобильной станции(станций), назначаемой для конкретного RB); расположение пилот-сигнала, которое типично специально приспособлено к числу пространственных потоков или числу передающих или виртуальных антенн; и/или управляющих назначений или назначений данных в подкадре.
Фиг.3 (A-D) иллюстрирует канал управления распределением (ALC) для распределения ресурсов для отдельных мобильных станций в системе по отдельному подкадру или группе подкадров. Выделенные ресурсы могут быть или картой RB нисходящей линии связи, содержащей PHY PDU, или разрешением RB восходящей линии связи для передачи PHY PDU. ALC часто кодируется так, что он содержит множество управляющих сообщений, каждое кодируется отдельно и предназначается для конкретной мобильной станции. Каждое событие ALC назначает ресурсы для одного или более определенных подкадров или для передач нисходящей линии связи или передач восходящей линии связи. В WiMAX, преобразования нисходящей линии связи (DL) осуществляют функциональные возможности, аналогичные ALC. В 3GPP UMTS LTE физический управляющий канал нисходящей линии связи (PDCCH) осуществляет функциональные возможности, аналогичные ALC.
В одном варианте осуществления ALC указывает характеристику множества элементов пилот-сигнала, связанных с блоком ресурсов. ALC может также указывать множество пространственных потоков, передаваемых по блоку ресурсов. В другом варианте осуществления, управляющий канал распределения предусматривает информацию для указания, какие поднесущие, ассоциированные с блоком ресурсов, являются элементами пилот-сигнала на основе метрики канала, при этом метрика канала выбирается из группы, которая содержит метрику скорости, скорость передачи данных, разброс по задержке. В более конкретном варианте осуществления управляющий канал распределения предусматривает информацию для указания, какие поднесущие, ассоциированные с блоком ресурсов, являются элементами пилот-сигнала, основанными на метрике скорости. Управляющий канал распределения может также обозначать множество пространственных потоков, передаваемых по блоку ресурсов.
В некоторых вариантах осуществления базовая станция передает набор последовательностей пилот-сигнала по многочисленным элементам пилот-сигнала, и управляющий канал распределения указывает, какие последовательности пилот-сигнала из набора последовательностей пилот-сигнала назначаются для конкретного пользователя. ALC может использоваться для указания множества пространственных потоков, передаваемых по блоку ресурсов, и какой из пространственных потоков по какому конкретному пользователю, например, пользователю SDMA, распределен для приема данных.
CIC (канал управляющей информации) необходимо широковещательно передавать к краю соты, так как он должен быть декодирован всеми мобильными станциями, которые ищут службу внутри соты. Структура CIC в целом является той же самой для всех сред развертывания, например, сельской, пригородной, городской или находящейся в помещении так, чтобы новые мобильные станции, перемещающиеся в область, могли декодировать и изучать системную конфигурацию. CIC задает зону обслуживания соты и должен, следовательно, быть надежным для того, чтобы приспособиться к размерам наибольшей соты. Для снижения потерь и улучшения эффективности, содержание каждого сообщения CIC должно минимизироваться, так как высокая кодовая скорость может быть необходима для достижения желаемой надежности охвата везде от 1/8 до 1/40. Один способ для улучшения надежности и достижения желаемого покрытия заключается в кодировании с повторениями в комбинации с традиционными кодами прямого исправления ошибок, например, сверточными, блочными или турбо-кодами. Кодирование с повторениями сообщения CIC может использоваться в суперкадре и с помощью многочисленных суперкадров. Для последнего случая сообщение CIC должно сохраняться постоянным по множеству суперкадров, чтобы позволить мобильной станции накопить и комбинировать множество экземпляров управляющего сообщения суперкадра. Поэтому информация, которая часто меняется, например, распределения, предоставления доступа и счетчики кадров должны исключаться. Содержание управления суперкадра должно быть идентичным, чтобы код обнаружения ошибки, например, проверка циклическим избыточным кодом (CRC) была постоянной от кадра к кадру. Комбинируя несколько, от двух до четырех передач сообщений CIC, можно значительно улучшить надежность. Комбинирование еще большего количества, например, от пяти до двенадцати, передач сообщения CIC, позволит поддерживать соты большего размера, до 100 км. В конечном итоге, эффективность передачи CIC может быть улучшена с помощью снижения числа событий относительно управления каждым подкадром, например, канала управления распределением (ALC). Множество передач канала ALC происходит для каждой передачи CIC. Например, канал ALC передается по каждому подкадру приблизительно каждые 0,6 мс, в то время как CIC передается каждые 20 мс. В одном варианте осуществления 32 передачи ALC могут осуществляться для единственного CIC.
Сообщение CIC может обозначать число физических передающих антенн и характеристики части данных RB, включая число виртуальных передающих антенн, которое равно числу физических антенн, если агрегирование антенн не используется. Сообщение CIC может также указывать, что число виртуальных антенн меньше, чем число физических антенн, если используется агрегирование антенн. Сообщение CIC может указывать максимальное число пространственных потоков, поддерживаемое базовой станцией. Сообщение CIC может указывать блок разрешения CL MIMO, поддерживаемый базой, который может быть битовой картой, которая указывает, какие режимы поддерживаются. Этот блок разрешения CL MIMO может потребоваться для структур управления обратной связью восходящей линии связи, которые могут изменяться в зависимости от блока разрешения CL MIMO. Например, если тип пилот-сигнала является выделенным, тогда механизм обратной связи восходящей линии связи может быть зондированием канала восходящей линии связи или аналоговой обратной связью или обратной связью кодовой книги. С другой стороны, если тип пилот-сигнала широковещательно передается по части данных, то или не нужен никакой механизм обратной связи для методов разомкнутого контура, или используется обратная связь кодовой книги.
Сообщение CIC может указывать характеристики части пилот-сигнала подкадров, например, применимость для управляющей части распределения подкадров, например, являются ли управляющие пилот-сигналы выделенными или широковещательными. Сообщение CIC может указывать положение элементов пилот-сигнала, связанных с ALC, и применимость пилот-сигнала части данных (т.е. являются ли пилот-сигналы широковещательными или выделенными для RB). Если применимость пилот-сигнала является применимостью широковещательной передачи, то формат пилот-сигнала определяется числом передающих антенн. Альтернативно, если применимость пилот-сигнала является применимостью выделенного режима, то формат пилот-сигнала определяется числом пространственных потоков, передаваемых в подканале (как обозначено ALC). Сообщение CIC может обозначать способ передачи, используемый для поддержки ALC. Например, если тип пилот-сигнала, используемый для поддержки декодирования ALC, является широковещательным, то способ передачи может быть или разнесением циклической задержки, обобщенным разнесением циклической задержки, пространственно-частотным или пространственно-временным блочным кодом, или формированием диаграммы направленности с предварительным кодированием типа кодовой книги. С другой стороны, если тип пилот-сигнала, используемый для поддержки декодирования ALC, является выделенным, то способ передачи может быть или формированием диаграммы направленности, где веса вычисляются на основе трафика восходящей линии связи, или формированием диаграммы направленности на основе механизма обратной связи, например, обратной связи кодовой книги, зондирования канала восходящей линии связи или аналоговой обратной связи. Сообщение CIC может также идентифицировать элементы пилот-сигнала, ассоциируемые с каналом управления распределением.
В одном варианте осуществления CIC передает в мобильную станцию характеристики множества пилот-сигналов, ассоциированные с управляющим каналом, например, каналом управления распределением. Например, CIC может указать, являются ли пилот-сигналы, ассоциированные с ALC, используемыми всеми мобильными станциями, или только некоторая мобильная стация может использовать пилот-сигналы, ассоциированные с отдельными сообщениями ALC, предназначенными для нее. На фиг.4 мобильная станция включает в себя контроллер, сконфигурированный для декодирования информации, предоставленной посредством CIC. Информация, предоставленная посредством CIC, как описывается здесь, является только примерной, но не ограничивающей. Более того, не все из примерной информации будет предоставляться во всех реализациях.
Когда ALC должен быть передан с применимостью широковещательного пилот-сигнала, ожидается, что система поддерживает, по меньшей мере, один конкретный способ передачи антенной решетки для передачи ALC, где выбор способов передачи решетки антенн включает в себя способы, которые требуют или работают с широковещательными пилот-сигналами или пилот-сигналами на каждую передающую антенну (например, разнесение циклической задержки (CDD) с низкой задержкой, пространственно-временное блочное кодирование (STBC), пространственно-частотное блочное кодирование (SFBC), предварительное кодирование ALC и т.д.). Индикатор в CIC указывает, какой определенный способ передачи антенной решетки используется для передачи ALC. В этом случае система может быть спроектирована так, чтобы определенный используемый способ передачи косвенно указывал определенный формат пилот-сигнала и формат информации для поддержки ALC.
Аналогично, когда ALC должен быть передан с применимостью выделенного пилот-сигнала, также ожидается, что система поддерживает, по меньшей мере, один определенный способ передачи антенной решетки для передачи ALC, где выбор способов передачи антенной решетки включает в себя способы, которые требуют или работают с выделенным или формируемым диаграммой направленности пилот-сигналом. Для ALC, который должен быть передан с применимостью выделенного пилот-сигнала, предпочтительным способом является формирование диаграммы направленности. Если более чем один способ поддерживается в этом случае, то индикатор в CIC указывает, какой способ передачи решетки антенн используется для передачи выделенного управления, передаваемого по ALC. В этом случае система может быть спроектирована так, чтобы определенный используемый способ передачи косвенно указывал определенный формат пилот-сигнала и формат информации для ALC.
Другой аспект иерархической структуры управления состоит в том, что CIC также определяет применимость пилот-сигнала части данных RB в подкадре. Ожидается, но не требуется, чтобы все RB в подкадре передавались с широковещательной применимостью или выделенной применимостью. Иерархическая структура управления спроектирована так, чтобы два класса форматов пилот-сигнала были доступными для использования в части данных RB, класс широковещательного пилот-сигнала предназначен для использования, когда применимость пилот-сигнала части данных RB установлена на широковещательную передачу, и класс выделенного пилот-сигнала предназначен для использования, когда применимость пилот-сигнала части данных установлена как выделенная. В каждом классе формата пилот-сигнала существует несколько форматов пилот-сигнала, которые доступны для использования в части данных RB, где форматы пилот-сигнала в каждом классе различаются друг от друга согласно различным характеристикам. Например, класс форматов пилот-сигнала широковещательной передачи может содержать несколько форматов пилот-сигнала, где каждый формат пилот-сигнала специально приспособлен для поддержки определенного числа передающих антенн. Аналогично, класс форматов выделенного пилот-сигнала может содержать несколько форматов пилот-сигнала, где каждый формат пилот-сигнала специально приспособлен для поддержки определенного числа пространственных потоков (для поддержки формирования диаграммы направленности, SU-MIMO замкнутого контура или MU-MIMO замкнутого контура или пространственного мультиплексирования с разомкнутым контуром с использованием CDD с большой задержкой).
Класс форматов пилот-сигналов широковещательной передачи или выделенного пилот-сигналов может также содержать дополнительные форматы пилот-сигнала, которые специально приспособлены для поддержки различных скоростей мобильной станции вместе с определенным числом передающих антенн (для класса широковещательной передачи) или пространственных потоков (для выделенного класса). Формат пилот-сигнала, который специально приспособлен для пользователей с более высокой скоростью, может содержать более плотное расположение пилот-сигнала, чтобы разрешить лучшее отслеживание во времени отклика канала в пределах RB. Напротив, формат пилот-сигнала, который специально приспособлен для пользователей с более низкой скоростью, может содержать более редкое расположение пилот-сигнала, чтобы разрешить более эффективную структуру пилот-сигнала, где отслеживание во времени отклика канала в пределах RB не является критичным. Базовая станция может затем использовать один из форматов пилот-сигнала в классе, который оптимизирован для пользователей на основе обратной связи по скорости, предоставленной мобильной станцией. Преимущество этой стратегии в том, что пользователям с более высокой скоростью может быть предоставлена более плотная структура пилот-сигнала, чтобы разрешить лучшее отслеживание во времени, в то время как пользователям с более низкой скоростью может быть предоставлена более эффективная структура пилот-сигнала. Аналогичным образом, класс широковещательной передачи или выделенный класс форматов пилот-сигнала может также содержать дополнительные форматы пилот-сигнала, которые специально приспособлены для поддержки различных разбросов по задержке мобильной станции. Формат пилот-сигнала, который специально приспособлен для пользователей с более высоким разбросом по задержке, может содержать более плотное расположение пилот-сигнала в частоте, чтобы разрешить лучшее отслеживание по частоте отклика канала в пределах RB. Напротив, формат пилот-сигнала, который специально приспособлен для пользователей с более низким разбросом по задержке, может содержать более редкое расположение пилот-сигнала, чтобы разрешить более эффективную структуру пилот-сигнала, где отслеживание по частоте отклика канала в пределах RB не является критичным. Если мобильная станция возвращает оценку своего разброса по задержке в BS, BS может затем использовать один из форматов пилот-сигнала в классе, который оптимизирован для пользователей с этой скоростью. Преимущество этой стратегии в том, что пользователям с более высоким разбросом по задержке может быть предоставлена более плотная структура пилот-сигнала, чтобы разрешить лучшее отслеживание по частоте, в то время как пользователям с более низкой скоростью может быть предоставлена более эффективная структура пилот-сигнала.
Класс форматов пилот-сигнала широковещательной передачи или выделенных пилот-сигнала может также содержать дополнительные форматы пилот-сигнала, которые специально приспособлены для более оптимальной поддержки различных схем модуляции и кодирования. Например, когда передается QPSK, требования к точности оценки канала меньше, чем когда передается 64QAM, что подразумевает, что плотность пилот-сигнала для частотно-временного отслеживания канала должна быть больше для 64QAM, чем для QPSK, где плотность используется для неточного обозначения числа пилот-сигналов, назначенных на каждую единицу частоты и/единицу времени. Если базовая станция планирует передачу QPSK в мобильную станцию, она может передавать формат пилот-сигнала, который является менее плотным, чем тот, который необходим для мобильной станции 64QAM. Преимуществом этого метода является предоставление более эффективного формата пилот-сигнала, когда разрешают условия.
В иерархической структуре управления настоящего изобретения CIC указывает применимость пилот-сигнала части данных, что непосредственно определяет, какой класс формата пилот-сигнала является доступным для использования в части данных RB. В то же время, ALC сообщает мобильной станции, какой формат пилот-сигнала в выбранном классе формата пилот-сигнала выбран для передачи данных (т.е. PHY PDU) в мобильную станцию в RB. Зная применимость пилот-сигнала и способ передачи антенной решетки, используемый управляющей частью RB, мобильная станция может затем декодировать ALC, который находится в управляющей части RB. Применимость пилот-сигнала части данных RB определяет, какой класс формата пилот-сигнала используется для части данных RB, и ALC указывает, какой формат пилот-сигнала должен использоваться в выбранном классе формата пилот-сигнала в части данных RB.
Как рассмотрено, RB могут группироваться согласно способу узкополосного распределения или согласно способу распределения разнесения. Когда весь подкадр использует один способ распределения или другой, управление суперкадра указывает, какой способ распределения используется для группировки RB в подканал для передачи PHY PDU. С другой стороны, когда способ распределения с разнесением и способ узкополосного распределения используются в то же самое время в пределах подкадра, то ALC указывает, какой способ распределения используется для конкретно передаваемого PHY PDU.
В целом, CIC описывает применимость множества пилот-сигналов в области частотно-временных (TF) ресурсов, включая ALC и блоки ресурсов. Область ресурсов TF, содержащая блок ресурсов, указывает в CIC, что все из множества элементов пилот-сигнала, ассоциируемых с блоком ресурсов, являются выделенными элементами пилот-сигнала. Альтернативно, область ресурсов TF, содержащая блок ресурсов, указывает в CIC, что все из множества элементов пилот-сигнала области ресурсов TF являются выделенными элементами пилот-сигнала.
В одном варианте осуществления CIC передает указание одной из следующих комбинаций для структур пилот-сигнала управления и данных: комбинация широковещательная передача-широковещательная передача(BB), где управление использует широковещательные пилот-сигналы и часть данных также использует широковещательные пилот-сигналы; комбинация широковещательная передача-выделенная (BD), где управление использует широковещательные пилот-сигналы, а часть пилот-сигналов использует выделенные пилот-сигналы; комбинация выделенный-выделенный (DD) пилот-сигнал, где управление использует выделенные пилот-сигналы и часть данных использует выделенные пилот-сигналы; комбинация выделенная-широковещательная передача (DB) (дополнительная или менее предпочтительная), где управление использует выделенные пилот-сигналы, а часть данных использует широковещательные пилот-сигналы. Хотя последний вариант является возможным, он может не быть таким же желательным, как первые три варианта, так как, вероятно, не было бы полезным формировать диаграмму направленности управления без формирования диаграммы направленности данных или передавать управление таким способом, который запрещает использовать широковещательные пилот-сигналы части данных для декодирования управляющего канала. Тем не менее, несмотря на эти доводы, другие факторы могут содействовать последней конфигурации.
Информация о применимости пилот-сигнала может передаваться только с 2 битами информации, обеспечивающей эффективную и надежную CIC-передачу. Такие методы, как кодирование с прямым исправлением ошибок в комбинации с кодированием повторения, могут использоваться для достижения высокой надежности для условий с низким отношением сигнал/шум или сигнал-взаимная помеха. Мобильная станция, которая принимает это сообщение CIC, знает, какой метод оценки канала необходимо использовать, чтобы она могла декодировать ALC, содержащийся в подкадре, и последовательно декодировать распределения, предназначенные для этой мобильной станции или ресурсы передачи восходящей линии связи, назначенные для этой мобильной станции.
Мобильная станция, которая принимает указание формата BB в CIC, знает о форматах пилот-сигнала для подкадра нисходящей линии связи и использует алгоритм оценки канала на основе этого знания для декодирования ALC. В этом случае мобильная станция может использовать все пилот-сигналы, назначенные как в части управления, так и в части данных подкадра для оценки канала. Мобильная станция, которая принимает указание формата BD или DD в CIC, знает о форматах пилот-сигнала в подкадре нисходящей линии связи, связанного с ALC, и, следовательно, может выбирать соответствующий блок оценки канала. Так как пилот-сигналы для части данных подкадра являются выделенными, мобильная станция может потребовать больше информации для декодирования части данных, так как формат пилот-сигнала в части данных может корректироваться на основе по каждому распределению.
Как предполагается, мобильная станция также требует управления распределением ресурсов. Формат канала управления распределением (ALC) зависит от типа пилот-сигнала (например, выделенный или широковещательный) для RB, сигнализируемых в CIC. Когда выделенные пилот-сигналы для RB сигнализируются в CIC, ALC, отсылаемый базовой станцией, может указывать одно или более из следующего: число потоков данных, которые затем неявно определяют формат пилот-сигнала блока ресурсов; скорость модуляции и кодирования каждого потока, если передача в мобильную станцию должна быть SU-MIMO; и/или какой поток или потоки назначаются какой мобильной станции, и скорость модуляции и кодирования скорости для одного или более потоков, если типом передачи от базы является MU-MIMO.
Когда широковещательные пилот-сигналы для RB сигнализируются в CIC, и тип передачи является разомкнутым контуром, ALC, отсылаемый базовой станцией, может указывать определенную используемую схему. Множество виртуальных антенн, сигнализируемых в CIC, определяют возможный перечень схем разомкнутого контура. К тому же, каждая потенциально возможная схема имеет ассоциированный ранг передачи (число пространственных потоков). Когда широковещательные пилот-сигналы для RB сигнализировались в CIC и тип передачи является замкнутым контуром (типично обратной связью на основе кодовой книги), ALC, отсылаемый базовой станцией, может указывать одно или более из следующего: число пространственных потоков и вектор или матрицу весов Tx, используемую по каждому RB, известную как индикатор матрицы предварительного кодирования (PMI).
Когда широковещательные пилот-сигналы для RB сигнализируются в CIC и тип передачи является SU-MIMO (разомкнутым или замкнутым контуром), ALC, отсылаемый базой, может указывать одно или более из следующего, в дополнение к вышеизложенной информации: скорость модуляции и кодирования по каждому потоку данных и/или масштабирование мощности по каждому потоку данных. Когда широковещательные пилот-сигналы для RB сигнализируются в CIC и тип передачи является MU-MIMO (разомкнутым или замкнутым контуром), ALC, отсылаемый базой, может указывать одно или более из следующего, в дополнение к вышеизложенной информации: скорость модуляции и кодирования по каждому потоку данных и/или конкретный пространственный поток, назначаемый для каждой мобильной станции.
RB для конкретной мобильной станции может содержать информацию ALC для этой конкретной мобильной станции. Этот тип информации управления является одной формой выделенного управления, так как он предназначен для одной конкретной мобильной станции, и другим мобильным станциям не требуется его знать. В этом случае один или два символа в RB могут быть назначены для информации управления вместо стандартных данных.
По нисходящей линии связи мобильная станция принимает и обнаруживает все управление, начиная с CIC, содержащегося в суперкадре, который содержит, среди прочего, указание относительно того, использует ли ALC, содержащийся в подкадре, выделенные пилот-сигналы или широковещательные пилот-сигналы. Если ALC использует широковещательные пилот-сигналы, RB всегда использует широковещательные пилот-сигналы. Если ALC использует выделенные пилот-сигналы, следующие элементы используются в предпочтительном варианте осуществления: RB всегда использует выделенные пилот-сигналы; формат пилот-сигналов части данных RB определяется на основе каждого распределения, где число распределенных потоков определяет формат пилот-сигналов RB. Также может иметься указание относительно того, является ли передача SU-MIMO или MU-MIMO в этом RB, вместе с тем, какой поток распределен для какой мобильной станции в случае MU-MIMO. Может быть также желательным изменить формат пилот-сигнала на основе типа модуляции (например, 64-QAM имеет более высокую плотность пилот-сигнала, чем QPSK) или скорости (например, более высокие скорости означают более высокую плотность пилот-сигнала во времени). BS может адаптировать формат пилот-сигнала для RB на основе оценки скорости, при которой используется мобильная станция. Формат данных RB определяется по каждому распределению, включая скорость модуляции и кодирования на каждый поток, возможно, распределение мощности на каждый поток, что может быть основано на мощности пилот-сигнала для этого потока, и единственное кодовое слово.
В целом, формат и содержание ALC зависит от применимости пилот-сигнала. Следовательно, CIC может неявно определять содержание и, следовательно, формат ALC, разрешая динамически конфигурировать формат ALC. Например, если применимость пилот-сигнала является широковещательной для блока ресурсов, то может быть необходимо сигнализировать дополнительную информацию с помощью ALC, например, индекса кодовой книги. Следовательно, когда указывается применимость широковещательного пилот-сигнала в CIC для блоков ресурсов, мобильная станция предполагает, что индекс кодовой книги включен для передач MU-MIMO. Однако если применимость выделенного пилот-сигнала указывается в CIC для блоков ресурсов, то мобильная станция предполагает, что индекс кодовой книги не включен. Другим примером является, если применимость пилот-сигнала соответствует выделенному пилот-сигналу, то ALC может быть необходимо сигнализировать поток, который использует мобильная станция в MU-MIMO. Следовательно, когда указывается применимость выделенного пилот-сигнала в CIC для блоков ресурсов, мобильная станция предполагает, что информация поля потока включена для назначения MU-MIMO. Однако если применимость широковещательной передачи для блоков ресурсов сигнализируется в CIC, то мобильная станция предполагает, что поле потока не включено в ALC.
Система, поддерживающая множество сред, например, сельскую, пригородную, городскую или внутри помещения, может включать в себя другие улучшения с учетом конкретных потребностей мобильной станции, перемещающейся в системе. Система может иметь различные конфигурации антенн для управления и данных (2 виртуальные антенны для управления и 4 антенны для данных), которые были бы эффективны для режима широковещательная передача-широковещательная передача. В этом случае пилот-сигналы не могут совместно использоваться управляющим каналом и каналом данных, из-за различного способа, которым используется антенная решетка. Принцип CIC может решать проблему расширения CP для больших сот или службы MBS. Структуры пилот-сигнала должны отличаться от обычных подкадров CP, чтобы поддерживать непроизводительные затраты на управляемом уровне. К тому же пилот-сигналы от множества базовых станций должны занимать те же самые поднесущие во время передачи MBS.
Хотя настоящее изобретение и его наилучшие способы описаны таким образом, чтобы устанавливать обладание и позволять специалистам в данной области техники выполнять и использовать изобретение, должно быть понятно и принято во внимание, что существуют эквиваленты для примерных вариантов осуществления, раскрытых в материалах настоящей заявки, и что их модификации и вариации могут быть выполнены без отклонения от объема и сущности изобретений, которые должны быть ограничены не примерными вариантами осуществления, а прилагаемой формулой изобретения.