ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ КОДИРОВАНИЕ ПЕРЕДАЧИ ИЗ ОДНОМЕРНОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ, КОТОРАЯ ВКЛЮЧАЕТ В СЕБЯ СОВМЕСТНО ПОЛЯРИЗОВАННЫЕ АНТЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ, ВЫРОВНЕННЫЕ ПО ОДНОЙ ЛИНИИ В ЕДИНСТВЕННОМ ПРОСТРАНСТВЕННОМ ИЗМЕРЕНИИ РЕШЕТКИ
PRELIMINARY CODING FOR TRANSMISSION FROM SINGLE-DIMENSIONAL ANTENNA ARRAY, WHICH INCLUDES CO-POLARIZED ANTENNA ELEMENTS ALIGNED ON SINGLE LINE IN SINGLE SPATIAL DIMENSION

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящая заявка относится, в общем, к предварительному кодированию передачи и, в частности, к предварительному кодированию передачи из одномерной антенной решетки, которая включает в себя совместно поляризованные антенные элементы, выровненные по одной линии в единственном пространственном измерении решетки.
Уровень техники
Предварительное кодирование передачи из антенной решетки предусматривает применение ряда комплексных весовых коэффициентов к сигналам, которые должны передаваться из антенных элементов решетки для того, чтобы осуществлять независимое управление фазой и/или амплитудой сигналов. Этот набор комплексных весовых коэффициентов упоминается как "прекодер". Передающий узел традиционно выбирает прекодер для того, чтобы текущие условия канала на линии связи соответствовали приемному узлу, с целью максимизации качества или пропускной способности канала. Если многочисленные потоки данных одновременно передаются из антенных элементов решетки с использованием пространственного мультиплексирования, передающий узел также обычно выбирает прекодер с целью ортогонализации канала и уменьшения межпотоковой интерференции в приемном узле.
При работе с обратной связью передающий узел выбирает прекодер на основании информации о состоянии канала (CSI), передаваемой по каналу обратной связи из приемного узла, который характеризует текущие условия канала. В связи с этим передающий узел передает опорный сигнал из каждого антенного элемента в приемный узел, и приемный узел отправляет обратно CSI на основании измерения этих опорных сигналов. Передача опорных сигналов и обратная связь CSI составляют значительные затраты в схемах предварительного кодирования. Например, эти опорные сигналы и обратная связь CSI потребляют значительное количество ресурсов передачи (например, частотно-временные ресурсные элементы в вариантах осуществления, использующих стандарт долгосрочного развития (LTE)).
Известные подходы позволяют снизить затраты, отнесенные к передаче опорных сигналов путем выделения опорного сигнала для измерения CSI. Например, в LTE версии 10 введен опорный сигнал CSI (CSI-RS), предназначенный специально для измерения CSI. В отличие от общего опорного сигнала, характерного для соты (CSI), в предыдущей версии LTE, CSI-RS не используется для демодуляции пользовательских данных и предварительно не кодируется. Так как требования к плотности для демодуляции данных не являются слишком строгими для измерения CSI, CSI-RS может быть относительно редким по времени и частоте, тем самым уменьшая количество ресурсов передачи, необходимых для передачи CSI-RS.
Известные подходы позволяют снизить затраты, отнесенные к обратной связи CSI, путем ограничения пригодных для использования прекодеров до фиксированного набора прекодеров, то есть кодовой книги. Каждому прекодеру в кодовой книге присваивается уникальный индекс, который известен как передающему узлу, так и приемному узлу. Приемный узел определяет "лучший" прекодер из кодовой книги и передает по каналу обратной связи индекс этого прекодера (который часто упоминается как "индикатор матрицы предварительного кодирования" (PMI)) в передающий узел в качестве рекомендации (которой может или не может следовать передающий узел). Передача по каналу обратной связи только индекса вместе с другой CSI, такой как рекомендуемое число потоков данных (то есть ранг передачи) для пространственного мультиплексирования, сокращает количество ресурсов передачи, требуемых для транспортировки этой CSI. Поэтому этот подход значительно уменьшает затраты на обратную связь CSI по сравнению с явной передачей по обратному каналу связи комплекснозначных элементов измеряемого эффективного канала.
Несмотря на это, затраты, связанные с предварительным кодированием с обратной связью, остаются неоптимальными, так как технология антенных решеток продвигается в сторону все большего увеличения антенных элементов. Распространение антенных элементов связано не только с увеличением количества элементов в традиционной одномерной антенной решетке, но и с принятием двухмерных антенных решеток, которые обеспечивают формирование диаграммы направленности как в вертикальном, так и в горизонтальном пространственном измерении. Кроме того, хотя кодовая книга уменьшает CSI затраты, эффективное квантование каналов, присущее кодовой книге, до сих пор ограничивало способность кодовой книги гибко адаптироваться к различным средам распространения.
Раскрытие сущности изобретения
При предварительном кодировании на основе кодовой книги согласно идеям настоящего изобретения используется прекодер с несколькими уровнями детализации, который предназначен для пространственного измерения одномерной антенной решетки с различной детализацией. В связи с этим прекодер с несколькими уровнями детализации факторизует посредством произведения Кронекера на прекодер с низким уровнем детализации и прекодер с более высоким уровнем детализации. В некоторых вариантах осуществления используется особенность, которая состоит в том, что такое предварительное кодирование имеет несколько уровней детализации для уменьшения затрат, связанных с предварительным кодированием. Например, некоторые варианты осуществления уменьшают количество ресурсов передачи, необходимых для передачи опорных сигналов, уменьшают количество ресурсов передачи, необходимых для передачи по обратной связи CSI, и/или уменьшают вычислительную сложность, требуемую для определения CSI, которая должна передаваться по каналу обратной связи. Однако другие варианты осуществления дополнительно или альтернативно адаптируют кодовую(ые) книгу(и) предварительного кодирования к различным средам распространения.
В частности, варианты осуществления настоящего изобретения включают в себя способ предварительного кодирования передачи из одномерной антенной решетки, которая включает в себя совместно поляризованные антенные элементы, выровненные по одной линии в единственном пространственном измерении решетки. Способ выполняется передающим радиоузлом для предварительного кодирования передачи в приемный радиоузел. Способ содержит предварительное кодирование передачи из каждой отдельной подрешетки антенных элементов с использованием прекодера с низким уровнем детализации. Этот прекодер факторизуется из прекодера с несколькими уровнями детализации, предназначенного для пространственного измерения решетки с различными уровнями детализации для того, чтобы виртуализировать подрешетки в качестве различных вспомогательных элементов. Способ также включает в себя предварительное кодирование передачи из различных вспомогательных элементов с использованием прекодера с более высоким уровнем детализации, который также факторизуется из прекодера с несколькими уровнями детализации. Прекодер с несколькими уровнями детализации содержит произведение Кронекера прекодера с низким уровнем детализации и прекодера с более высоким уровнем детализации. Прекодер с низким уровнем детализации и прекодер с более высоким уровнем детализации представлены в одной или более кодовых книгах, используемых для упомянутого предварительного кодирования.
По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления передача содержит пользовательские данные или опорный сигнал, выделенный приемному радиоузлу.
Альтернативно или дополнительно, передающий радиоузел передает опорный сигнал полных элементов из антенных элементов без предварительного кодирования. В одном варианте осуществления передающий радиоузел также предварительно кодирует передачу опорного сигнала вспомогательных элементов (например, в более позднее время) из различных подрешеток антенных элементов с использованием соответствующих прекодеров с низким уровнем детализации, которые факторизуются из прекодера с несколькими уровнями детализации, предназначенного для пространственного измерения решетки с различными уровнями детализации для того, чтобы виртуализировать подрешетки в качестве различных вспомогательных элементов. Наконец, передающий радиоузел передает предварительно кодированный опорный сигнал вспомогательных элементов в приемный радиоузел.
В этом случае опорные сигналы полных элементов и вспомогательных элементов могут представлять собой общие опорные сигналы, передаваемые из антенной решетки в многочисленные приемные радиоузлы.
В любом случае, передающий радиоузел в некоторых вариантах осуществления передает предварительно кодированный опорный сигнал вспомогательных элементов чаще, чем передачу опорного сигнала полных элементов. В качестве альтернативы, передающий радиоузел чередует по времени предварительно кодированный опорный сигнал вспомогательных элементов с опорным сигналом полных элементов.
В одном или более вариантах осуществления передающий радиоузел также принимает из приемного радиоузла, в разные моменты времени, полную рекомендацию, которая рекомендует как прекодер с низким уровнем детализации, так и прекодер с более высоким уровнем детализации, и частичную рекомендацию, которая рекомендует только прекодер с более высоким уровнем детализации. В этом случае, предварительное кодирование использует как прекодер с низким уровнем детализации из полной рекомендации, так и прекодер с более высоким уровнем детализации из частичной рекомендации.
В одном таком варианте осуществления передающий радиоузел принимает частичную рекомендацию чаще, чем полную рекомендацию.
Альтернативно или дополнительно, передающий радиоузел может сконфигурировать приемный радиоузел для ограничения прекодеров, из которых выбирается приемный радиоузел для предоставления рекомендации передающему радиоузлу, в подмножестве прекодеров в кодовой книге, которые соответствуют одному или более прекодерам с низким уровнем детализации, путем передачи сигнализации ограничения подмножества кодовой книги в приемный радиоузел (50), указывающей один или более этих прекодеров с низким уровнем детализации.
По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления передающий радиоузел, для каждого из многочисленных возможных прекодеров с низким уровнем детализации, предварительно кодирует передачу опорного сигнала ассоциации соты из одной или более различных подрешеток с использование этого прекодера с низким уровнем детализации в качестве факторизуемого из прекодера с несколькими уровнями детализации, предназначенного для пространственного измерения решетки с различными уровнями детализации для того, чтобы виртуализировать подрешетки в качестве различных вспомогательных элементов. Передающий радиоузел дополнительно передает предварительно кодированный опорный сигнал ассоциации соты из одной или более различных подрешеток для выбора соты приемным радиоузлом.
Варианты осуществления настоящего изобретения также включают в себя способ приема передачи из одномерной антенной решетки, которая включает в себя совместно поляризованные антенные элементы, выровненные по одной линии в пространственном измерении решетки. Антенная решетка ассоциируется с передающим радиоузлом. Способ выполняется приемным радиоузлом. Способ содержит прием первого опорного сигнала, переданного из антенной решетки. Основываясь на измерении первого опорного сигнала, способ влечет за собой выработку первого типа рекомендации, которая рекомендует либо: (1) прекодер с несколькими уровнями детализации в кодовой книге с несколькими уровнями детализации, предназначенный для пространственного измерения решетки с различной детализацией, причем каждый прекодер с несколькими уровнями детализации в кодовой книге содержит произведение Кронекера прекодера с низким уровнем детализации и прекодера с более высоким уровнем детализации; либо (2) прекодер с низким уровнем детализации в кодовой книге с низким уровнем детализации и прекодер с более высоким уровнем детализации в кодовой книге с более высоким уровнем детализации, объединение которых соответствует прекодеру с несколькими уровнями детализации, предназначенному для пространственного измерения решетки с различной детализацией. Однако в любом случае, способ включает в себя передачу первого типа рекомендации в передающий радиоузел.
Способ также влечет за собой прием второго опорного сигнала, переданного из антенной решетки. Основываясь на измерении второго опорного сигнала, способ включает в себя выработку второго типа рекомендации, которая рекомендует прекодер с более высоким уровнем детализации, факторизуемый из прекодера с несколькими уровнями детализации. Кроме того, способ также включает в себя передачу второго типа рекомендации в передающий радиоузел.
Наконец, способ содержит прием из антенной решетки передачи данных, которая предварительно кодируется на основании первого и второго типов рекомендаций.
По меньшей мере в одном таком варианте осуществления первый опорный сигнал представляет собой опорный сигнал полных элементов, передаваемый из антенных элементов без предварительного кодирования. Второй опорный сигнал может представлять собой опорный сигнал вспомогательных элементов, передаваемый из различных подрешеток антенных элементов с использованием прекодера с низким уровнем детализации, который факторизуется из прекодера с несколькими уровнями детализации, предназначенного для пространственного измерения решетки с различными уровнями детализации для того, чтобы виртуализировать подрешетки в качестве различных вспомогательных элементов. В этом случае второй тип рекомендации исключительно рекомендует прекодер с более высоким уровнем детализации, не рекомендуя при этом прекодер с низким уровнем детализации.
В этих вариантах осуществления способ может повлечь за собой прием предварительно кодированного опорного сигнала вспомогательных элементов чаще, чем прием опорного сигнала полных элементов. Дополнительно или альтернативно способ может быть характеризоваться тем, что содержит прием предварительно кодированного опорного сигнала вспомогательных элементов, который чередуется по времени с опорным сигналом полных элементов.
В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно характеризуется тем, что содержит передачу второго типа рекомендации в передающий радиоузел чаще, чем первого типа рекомендации в передающий радиоузел.
Однако в любом случае, как первый, так и второй опорные сигналы могут альтернативно представлять собой опорные сигналы полных элементов, передаваемые из антенных элементов без предварительного кодирования. В одном таком варианте осуществления приемный радиоузел вырабатывает второй тип рекомендации, чтобы исключительно рекомендовать прекодер с более высоким уровнем детализации, не рекомендуя при этом прекодер с низким уровнем детализации.
В качестве альтернативы, как первый, так и второй опорные сигналы могут представлять собой опорные сигналы полных элементов, передаваемые из антенных элементов без предварительного кодирования. Однако приемный радиоузел вырабатывает второй тип рекомендации, чтобы рекомендовать либо (1) прекодер с несколькими уровнями детализации в кодовой книге с несколькими уровнями детализации, причем прекодер с несколькими уровнями детализации факторизует на прекодер с низким уровнем детализации из первой рекомендации, либо (2) прекодер с низким уровнем детализации в кодовой книге с низким уровнем детализации и прекодер с более высоким уровнем детализации в кодовой книге с более высоким уровнем детализации, причем прекодер с низким уровнем детализации представляет собой прекодер с низким уровнем детализации из первого типа рекомендации.
Варианты осуществления настоящего изобретения также включают в себя способ приема передачи из одномерной антенной решетки, которая включает в себя совместно поляризованные антенные элементы, выровненные по одной линии в пространственном измерении решетки. Антенная решетка ассоциируется с передающим радиоузлом. Способ выполняется приемным радиоузлом и характеризуется приемом сигнализации ограничения подмножества кодовой книги из передающего радиоузла, которая указывает один или более прекодеров с низким уровнем детализации. Каждый прекодер с низким уровнем детализации факторизуется наряду с прекодером с более высоким уровнем детализации из прекодера с несколькими уровнями детализации, предназначенного для пространственного измерения решетки с различными уровнями детализации. Прекодер с несколькими уровнями детализации содержит произведение Кронекера прекодера с низким уровнем детализации и прекодера с более высоким уровнем детализации. Основываясь на этой сигнализации, способ влечет за собой ограничение прекодеров, из которых выбирается приемный радиоузел для предоставления рекомендации передающему радиоузлу, в подмножестве прекодеров в кодовой книге, которые соответствуют одному или более указанным прекодерам с низким уровнем детализации. Способ дополнительно включает в себя передачу в передающий радиоузел рекомендуемого прекодера, который выбирается в соответствии с ограничением, и прием из антенной решетки передачи данных, которая предварительно кодируется на основании рекомендуемого прекодера.
В одном или более вариантах осуществления этот способ дополнительно характеризуется приемом опорного сигнала полных элементов, передаваемого из антенных элементов без предварительного кодирования. Основываясь на измерении опорного сигнала полных элементов, способ включает в себя выбор упомянутого рекомендуемого прекодера в качестве либо: (1) прекодера с несколькими уровнями детализации в кодовой книге с несколькими уровнями детализации, из подмножества прекодеров с несколькими уровнями детализации в кодовой книге, которые факторизуют на любой из одного или более прекодеров с низким уровнем детализации, указанных с помощью сигнализации ограничения подмножества кодовой книги; либо (2) прекодера с низким уровнем детализации в кодовой книге с низким уровнем детализации, из одного или более прекодеров с низким уровнем детализации, указанных с помощью сигнализации ограничения подмножества кодовой книги. В любом случае, способ дополнительно включает в себя передачу рекомендации в передающий радиоузел.
В любом из приведенных выше вариантов осуществления прекодер с низким уровнем детализации и прекодер с более высоким уровнем детализации могут быть векторами дискретного преобразования Фурье (ДТФ), при этом произведение длин векторов ДТФ равняется числу антенных элементов, выровненных по одной линии вдоль пространственного измерения решетки.
Варианты осуществления настоящего изобретения дополнительно включают в себя соответствующее устройство, компьютерные программы и компьютерные программные продукты.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1A показана блок-схема передающего радиоузла, выполненного с возможностью предварительного кодирования передачи из одномерной антенной решетки согласно одному или более вариантам осуществления.
На фиг. 1A-1B показаны блок-схемы различных кодовых книг предварительного кодирования согласно одному или более вариантам осуществления.
На фиг. 1D показана блок-схема передающего радиоузла с дополнительными подробностями относительно того, как предварительно кодировать передачу согласно одному или более вариантам осуществления.
На фиг. 2A-2E показаны графики, иллюстрирующие возможные лучи передачи в соответствии с предварительным кодированием согласно настоящему изобретению.
На фиг. 3 показана блок-схема передающего радиоузла, выполненного с возможностью передачи опорных сигналов согласно одному или более вариантам осуществления.
На фиг. 4 показана логическая блок-схема последовательности операций взаимодействия между передающим радиоузлом и приемным радиоузлом для уменьшения затрат при передаче опорного сигнала согласно одному или более вариантам осуществления.
На фиг. 5 показана логическая блок-схема последовательности операций взаимодействия между передающим радиоузлом и приемным радиоузлом настоящего изобретения для уменьшения затрат при передаче обратной связи CSI и/или вычислительной сложности обратной связи CSI согласно одному или более вариантам осуществления.
На фиг. 6 показана логическая блок-схема последовательности операций взаимодействия между передающим радиоузлом и приемным радиоузлом настоящего изобретения для ограничения подмножества кодовой книги согласно одному или более вариантам осуществления.
На фиг. 7 показана блок-схема общего предварительного кодирования передающим радиоузлом согласно одному или более вариантам осуществления.
На фиг. 8 показана блок-схема предварительного кодирования с несколькими уровнями детализации передачи из 8-элементной решетки согласно одному или более вариантам осуществления.
На фиг. 9 показана логическая блок-схема последовательности операций способа предварительного кодирования передачи согласно одному или более вариантам осуществления.
На фиг. 10 показана логическая блок-схема последовательности операций способа приема передачи из антенной решетки согласно одному или более вариантам осуществления.
На фиг. 11 показана логическая блок-схема последовательности операций способа приема передачи из антенной решетки согласно одному или более вариантам осуществления.
На фиг. 12 показана блок-схема передающего радиоузла согласно некоторым вариантам осуществления.
На фиг. 13 показана блок-схема приемного радиоузла согласно одному или более вариантам осуществления.
Осуществление изобретения
На фиг. 1A показан передающий радиоузел 10, упоминаемый для удобства как передающий узел 10. Передающий узел 10 (например, усовершенствованный узел B в вариантах осуществления, основанных на долгосрочном развитии (LTE)) выполняет передачи из связанной с ним антенной решетки 12. Решетка 12 представляет собой одномерную решетку в пространственной области. Решетка 12 включает в себя совместно поляризованные антенные элементы 14, выровненные по одной линии в пространственном измерении решетки (например, в горизонтальном измерении или вертикальном измерении). Как показано, например, решетка 12 включает в себя восемь совместно поляризованных антенных элементов, выровненных по одной линии в вертикальном измерении. Кроме того, решетка 12 может включать в себя другие антенные элементы, но эти элементы не показаны на фиг. 1А или не обсуждены при описании фиг. 1A.
Передающий узел 10 выполнен с возможностью передавать передачу 16 из антенной решетки 12 в приемный радиоузел (который не показан и в дальнейшем упоминается просто как "приемный узел"). Передача 16 в некоторых вариантах осуществления содержит, например, пользовательские данные и/или опорный сигнал, выделенный приемному узлу (например, опорный сигнал, характерный для UE, или опорный сигнал демодуляции в вариантах осуществления LTE). Передающий узел 10 выполнен с возможностью предварительного кодирования этой передачи 16. В связи с этим на фиг. 1A передающий узел 10 показан как включающий в себя один или более блоков 18a, 18b предварительного кодирования с несколькими уровнями детализации, соответственно, выполненных с возможностью выполнять предварительное кодирование для одного или более одновременно передаваемых информационных потоков (то есть уровней) 20a, 20b.
Когда передается более одного информационного потока 20a, 20b (то есть передача 16 является многопоточной передачей), предварительно кодированные информационные потоки 22a, 22b, которые выводятся из блоков 18a, 18b предварительного кодирования с несколькими уровнями детализации и которые предназначены для передачи из одного и того же антенного элемента 14, объединяются с помощью сумматора 24 и отправляются в антенный элемент 14 пункта назначения. По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления, использующих многопоточную передачу, передающий узел 50 выполняет одно и то же предварительное кодирование для каждого из многочисленных потоков 20a, 20b. Однако в одном варианте осуществления передающий узел 50 выполняет фиксированное унитарное чередование потоков 20a, 20b (не показаны) перед предварительным кодированием.
Независимо от того, является ли передача 16 однопоточной или многопоточной передачей, передающий узел 10 согласно вариантам осуществления настоящего изобретения предварительно кодирует преимущественно передачу 16 на многочисленных различных уровнях детализации (то есть разрешения) в пространственном измерении решетки. В связи с этим предварительное кодирование с несколькими уровнями детализации включает в себя предварительное кодирование передачи 16 с низким уровнем детализации, а также с более высоким уровнем детализации. Как будет описано более подробно ниже, предварительное кодирование с низким уровнем детализации формирует виртуальные лучи передачи, которые имеют низкую детализацию в пространственном измерении решетки, тогда как предварительное кодирование с более высоким уровнем детализации формирует лучи передачи, которые имеют более высокий уровень детализации в пределах пространственного измерения решетки и которые ограничены огибающей виртуальных лучей передачи.
c
с
f
f
c
f
mg
mg
mg
mg
f
mg
c
f
Передающий узел 10 использует одну или более кодовых книг 26, например, хранящихся в памяти 28, для выполнения этого предварительного кодирования с несколькими уровнями детализации. Как показано на фиг. 1B, кодовая(ые) книга(и) 26 в некоторых вариантах осуществления включает(ют) в себя как кодовую книгу C с низким уровнем детализации различных возможных прекодеров Х с низким уровнем детализации, так и кодовую книгу C с более высоким уровнем детализации различных возможных прекодеров X с более высоким уровнем детализации. Каждый прекодер X с низким уровнем детализации предназначен для пространственного измерения решетки с низким уровнем детализации, тогда как каждый прекодер X с более высоким уровнем детализации предназначен для пространственного измерения решетки с более высоким уровнем детализации. Как показано на фиг. 1C, кодовая(ые) книга(и) 26 альтернативно или дополнительно включает(ют) в себя кодовую книгу C с различной детализацией различных возможных прекодеров X с несколькими уровнями детализации. Каждый прекодер X с несколькими уровнями детализации предназначен для пространственного измерения решетки с различной детализацией. В связи с этим каждый прекодер X с несколькими уровнями детализации разлагается на прекодер с низким уровнем детализации и прекодер X с более высоким уровнем детализации. В частности, каждый прекодер X с несколькими уровнями детализации формируется как произведение Кронекера прекодера X с низким уровнем детализации и прекодеров X с более высоким уровнем детализации, связанных с более высоким уровнем детализации; то есть
c
mg
c
f
c
f
c
f
mg
mg
Xmg = Xf X, где представляет собой произведение Кронекера. Посредством своей факторизованной структуры прекодер X с несколькими уровнями детализации представляет некоторое объединение прекодера X с низким уровнем детализации и прекодера X с более высоким уровнем детализации. Соответственно, отдельное применение прекодеров X, X из кодовых книг C, C с низким и более высоким уровнями детализации эквивалентно применению соответствующего прекодера X из кодовой книги C с несколькими уровнями детализации.
c
c
c
c
c
c
c
Независимо от количества или типа используемых кодовых книг 26, на фиг. 1A показано, что каждый из блоков 18a, 18b предварительного кодирования с несколькими уровнями детализации передающего узла сконфигурирован с различными блоками 30 предварительного кодирования с низким уровнем детализации, а также с блоком 32 предварительного кодирования с более высоким уровнем детализации для выполнения предварительного кодирования с несколькими уровнями детализации для соответствующего одного из одного или более информационных потоков 20a, 20b. Блоки 30 предварительного кодирования с низким уровнем детализации соответственно предварительно кодируют передачу 16 из каждой отдельной подрешетки 34a и 34b антенных элементов 14 с использованием прекодера X с низким уровнем детализации. Ссылаясь вкратце на фиг. 1D, например, прекодер X с низким уровнем детализации представляет собой вектор предварительного кодирования размером 4x1, который применяется с помощью множителей 36 таким образом, что первый ввод X(1) взвешивает передачу из самого верхнего антенного элемента 14 в каждой подрешетке 34a, 34b, второй ввод X(2) взвешивает передачу из второго антенного элемента 14 в каждой подрешетке 34a, 34b, третий ввод X(3) взвешивает передачу из третьего антенного элемента 14 в каждой подрешетке 34a, 34b, и четвертый ввод X(4) взвешивает передачу из самого нижнего антенного элемента 14 в каждой подрешетке 34a, 34b. Однако независимо от конкретного состава этих прекодеров X с низким уровнем детализации предварительное кодирование передачи 16 таким способом виртуализирует подрешетки 34a и 34b как различные соответствующие "вспомогательные" элементы 38a и 38b. То есть предварительное кодирование с низким уровнем детализации виртуализирует вместе антенные элементы 14 в пределах подрешетки 34a и виртуализирует вместе антенные элементы 14 в пределах подрешетки 34b, поэтому антенные элементы 14 фактически появляются в виде меньшего количества вспомогательных элементов 38a и 38b.
f
f
f
f
c
f
c
f
Блок 32 предварительного кодирования с более высоким уровнем детализации предварительно кодирует передачу из этих различных вспомогательных элементов 38a и 38b, используя прекодер X с более высоким уровнем детализации. Как показано на фиг. 1D, например, прекодер X с более высоким уровнем детализации, образующий вектор предварительного кодирования размером 2x1, применяется с помощью множителей 40 таким образом, что первый ввод X(1) взвешивает передачу из самого верхнего вспомогательного элемента 38a, и тем самым каждый антенный элемент 14 в пределах подрешетки 34a. И второй ввод X(2) взвешивает передачу из самого нижнего вспомогательного элемента 38b, и тем самым каждый антенный элемент 14 в пределах подрешетки 34b. Например, по меньшей мере в некоторых вариантах осуществления это означает, что вспомогательные элементы 38a, 38b, которые будут теперь иметь некоторую картину формирования диаграммы направленности, сформированную путем виртуализации X, виртуализируются прекодером X для того, чтобы получить окончательную картину формирования диаграммы направленности. То есть X создает форму вспомогательных элементов 38a, 38b, и X создает более узкий луч в пределах диаграммы направленности вспомогательных элементов 38a, 38b.
Фиг. 2A-2E помогают визуализировать характер детализации этого подхода предварительного кодирования путем иллюстрации различных лучей передачи, реализуемых из примерной кодовой книги (кодовых книг) 26. В этом примере передатчик 10 выполнен с возможностью предварительного кодирования передачи из двух четырехэлементных подрешеток 34a, 34b на фиг. 1А с прекодером с низким уровнем детализации, образующим вектор дискретного преобразования Фурье (ДТФ) размером 4x1, и предварительного кодирования передачи из двух результирующих вспомогательных элементов 38a, 38b с прекодером с более высоким уровнем детализации, образующим вектор предварительного кодирования ДТФ размером 2x1.
c
c
c
mg
mg
c
c
mg
mg
На фиг. 2A и 2B показаны две различные картины виртуальных лучей 42А, 42B передачи, которые имеют низкий уровень детализации по отношению к углу зенита, который они охватывают. Эти две различные картины виртуальных лучей передачи 42А, 42B могут быть реализованы из предварительного кодирования передачи из каждой подрешетки 34a, 34b с двумя различными возможными прекодерами X с низким уровнем детализации. То есть на фиг. 2A показано, что выбор одного прекодера X из C (или соответствующего прекодера X из C) формирует одну картину виртуальных лучей 42А, тогда как на фиг. 2B показано, что выбор различного прекодера X из C (или соответствующего прекодера X из C) формирует другую картину виртуальных лучей 42B.
f
c
f
mg
На фиг. 2C и 2D показаны различные возможные лучи 44А, 44B передачи, которые имеют более высокий уровень детализации по отношению к углу зенита, который они охватывают (по сравнению с лучами 42А, 42B с низким уровнем детализации). Эти различные возможные лучи 44А, 44B передачи с более высоким уровнем детализации могут быть реализованы из предварительного кодирования передачи из вспомогательных элементов 38a, 38b с различными возможными прекодерами X с более высоким уровнем детализации. Лучи 44А передачи с более высоким уровнем детализации имеют амплитуды, ограниченные огибающей виртуальных лучей передачи 42А, сформированных на фиг. 2А, тогда как лучи 44B передачи с более высоким уровнем детализации имеют амплитуды, ограниченные огибающей виртуальных лучей 42B передачи, сформированных на фиг. 2B. Соответственно, за счет выбора различных комбинаций прекодеров C из C или выбора различных прекодеров из C в некоторых вариантах осуществления передатчик 10 фактически управляет как направлением луча передачи, так и амплитудой луча передачи. Это контрастирует с обычным предварительным кодированием, посредством которого передатчик может управлять только направлением луча передачи, осуществляя при этом выбор между различными лучами 44C передачи, как показано на фиг. 2E.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения используется предварительное кодирование с несколькими уровнями детализации и связанная с ним структура Кронекера для уменьшения количества ресурсов передачи, необходимых для передачи опорного сигнала, и, следовательно, для уменьшения затрат на предварительное кодирование. Рассмотрим, например, варианты осуществления, показанные на фиг. 3.
fe
fe
fe
fe
fe
fe
Как показано на фиг. 3, передающий узел 10 передает опорный сигнал RS полных элементов из антенных элементов 14 без предварительного кодирования. Этот опорный сигнал RS представляет собой "полные элементы" в том смысле, что он может соответствовать всем доступным антенным элементам 14. По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления передающий узел 10 делает это путем сложения опорного сигнала RS полных элементов с уже предварительно кодированным сигналом передачи с помощью сумматоров 46. В частности, первый символ RS(1) опорного сигнала складывается с предварительно кодированной передачей из самого верхнего антенного элемента 14, второй символ RS(2) опорного сигнала складывается со вторым самым верхним антенным элементом 14 и т.д. По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления опорный сигнал RS полных элементов отображается в различные ресурсы передачи (например, частотно-временные ресурсные элементы в LTE), чем в предварительно кодированную передачу.
ae
c
mg
ae
ae
ae
ae
Передающий узел 10 также особенно передает так называемый опорный сигнал RS вспомогательных элементов из различных подрешеток 34a, 34b, используя прекодер X с низким уровнем детализации, который факторизуется из прекодера X с несколькими уровнями детализации, предназначенного для пространственного измерения решетки с различными уровнями детализации для того, чтобы виртуализировать подрешетки 34a, 34b в качестве различных вспомогательных элементов 38a, 38b. По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления передающий узел 10 делает это путем сложения опорного сигнала RS вспомогательных элементов с предварительно кодированным сигналом передачи с высокой детализацией с помощью сумматоров 48. В частности, первый символ RS(1) опорного сигнала складывается с предварительно кодированной передачей из главного вспомогательного элемента 38a, и второй символ RS(2) опорного сигнала складывается с нижним вспомогательным элементом 38b. Передающий узел 10 передает этот предварительно кодированный опорный сигнал RS вспомогательных элементов в приемный радиоузел.
ae
ae
Фактически, по меньшей мере в некоторых вариантах осуществления опорные сигналы полных элементов и опорные сигналы вспомогательных элементов являются общими опорными сигналами, передаваемыми из антенной решетки 12 в многочисленные приемные радиоузлы. Например, в вариантах осуществления, связанных с LTE, опорные сигналы полных элементов и вспомогательных элементов могут представлять собой опорные сигналы информации о состоянии канала (CSI-RS) или опорные сигналы, характерные для соты (CRS). Поэтому в этом случае, опорный сигнал RS вспомогательных элементов отличается от традиционных общих опорных сигналов тем, что опорный сигнал RS вспомогательных элементов предварительно кодируется даже в том случае, если он является общим опорным сигналом.
c
c
В любом случае, некоторые варианты осуществления настоящего изобретения позволяют уменьшить затраты на опорный сигнал путем передачи предварительно кодированного опорного сигнала вспомогательных элементов чаще, чем передача опорного сигнала полных элементов. Кроме того, передающий узел 10 конфигурирует передачу опорного сигнала вспомогательных элементов на основании информации, полученной из предыдущей передачи опорного сигнала полных элементов. В частности, передающий узел 10 определяет прекодер X с низким уровнем детализации на основании сигнала обратной связи, полученного в ответ на передачу опорного сигнала полных элементов, и использует этот прекодер X с низким уровнем детализации в качестве фиксированной виртуализации на антенной решетке 12 для передачи опорного сигнала вспомогательных элементов. То есть передающий узел 10 эффективно использует опорный сигнал полных элементов для фиксации виртуальных лучей передачи с низкой детализацией на всем протяжении многочисленных передач опорного сигнала вспомогательных элементов и использует опорный сигнал вспомогательных элементов (который имеет низкие затраты по сравнению с опорным сигналом полных элементов) для формирования лучей передачи с высокой детализацией.
c
Например, в одном варианте осуществления передающий узел 10 передает опорный сигнал полных элементов в момент времени 1 и передает опорный сигнал вспомогательных элементов в моменты времени 2, 3, 4 и 5. При этом передающий узел 10 определяет прекодер X с низким уровнем детализации на основании сигнала обратной связи, принятого из передачи опорного сигнала полных элементов в момент времени 1, и затем использует тот же самый прекодер с низким уровнем детализации для предварительного кодирования передачи опорного сигнала вспомогательных элементов в моменты времени 2, 3, 4 и 5. Передающий узел 10 повторяет эту картину передачи для последующих моментов времени. Следовательно, за счет передачи опорного сигнала полных элементов с периодичностью ниже, чем передача опорного сигнала вспомогательных элементов, уменьшается количество ресурсов передачи, требуемых для передачи опорного сигнала, по сравнению с передачей опорного сигнала полных элементов в моменты времени 1, 2, 3, 4 и 5.
Во все же других вариантах осуществления передающий узел 10 чередует по времени предварительно кодированный опорный сигнал вспомогательных элементов с опорным сигналом полных элементов. Например, передающий узел 10 передает опорный сигнал полных элементов в момент времени 1 и опорный сигнал вспомогательных элементов в момент времени 2 и повторяет эту последовательность. Передающий узел 10 снова конфигурирует передачу опорного сигнала вспомогательных элементов на основании информации, полученной из предыдущей передачи опорного сигнала полных элементов.
c
c
c
Согласно одному подходу передающий узел 10 фактически повторно конфигурирует предварительное кодирование с низким уровнем детализации опорного сигнала вспомогательных элементов на основании прекодера X с низким уровнем детализации, полученного из предыдущей передачи опорного сигнала полных элементов. Для сравнения в другом подходе передающий узел 10 конфигурирует набор многочисленных различных опорных сигналов вспомогательных элементов, которые соответствующим образом соответствуют различным возможным прекодерам X с низким уровнем детализации. Передающий узел 10 определяет прекодер с низким уровнем детализации на основании обратной связи из передачи опорного сигнала полных элементов и затем динамически выделяет приемному узлу опорный сигнал вспомогательных элементов, который соответствует этому прекодеру X с низким уровнем детализации.
10
c
c
В дополнение к снижению затрат на опорный сигнал, варианты осуществления настоящего изобретения позволяют также увеличить результирующее качество оценок канала, выполняемых приемным узлом. Действительно, по меньшей мере в некоторых вариантах осуществления диаграмма направленности опорного сигнала вспомогательных элементов формируется с использованием виртуализации из предварительного кодирования с низким уровнем детализации, что приводит к улучшению формирования диаграммы направленности, например, 10log(N), где N – число антенных элементов, виртуализированных путем предварительного кодирования с низким уровнем детализации. Это приведет к увеличению отношения сигнал/(помеха + шум) (SINR) в отношении ресурсов передачи (например, ресурсных элементов в LTE) опорного сигнала вспомогательных элементов и приведет к увеличению качества оценки канала. Это, в свою очередь, приведет к уменьшению количества ошибок адаптации линии связи и повышению производительности системы.
mg
c
f
mg
c
f
c
f
С учетом этих возможных изменений, на фиг. 4 показано взаимодействие между передающим узлом 10 и приемным радиоузлом 50 для уменьшения затрат при передаче опорного сигнала согласно некоторым вариантам осуществления. Как показано, передающий узел 10 передает опорный сигнал (RS) 52 полных элементов из антенных элементов 14 без предварительного кодирования (этап 52). Приемный узел 50 оценивает информацию о состоянии канала (CSI) из этого RS полных элементов (этап 54). По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления приемный узел 50 делает это на основании кодовой книги C с несколькими уровнями детализации или комбинации кодовой книги C с низким уровнем детализации и кодовой книги C с более высоким уровнем детализации для того, чтобы применить оба уровня детализации. Затем приемный узел 50 передает отчет об оцененной CSI в передающий узел 10 (этап 56). CSI может включать в себя, например, индикатор (например, индекс матрицы предварительного кодирования (PMI)) для рекомендуемого прекодера X с несколькими уровнями детализации или рекомендуемой комбинации прекодера X с низким уровнем детализации и прекодера X с более высоким уровнем детализации. Передающий узел 10 определяет прекодер X с низким уровнем детализации и прекодер X с более высоким уровнем детализации на основании рекомендации приемного узла (этап 58).
c
f
f
f
Используя этот определенный прекодер X с низким уровнем детализации, передающий узел 10 передает опорный сигнал вспомогательных элементов (этап 60). То есть опорный сигнал вспомогательных элементов виртуализируется на основании низкого уровня детализации рекомендуемого прекодера. Приемный узел 50 оценивает CSI из этого RS вспомогательных элементов (этап 62). Приемный узел 50 делает это на основании кодовой книги C с более высоким уровнем детализации; то есть приемный узел 50 применяет уровень с более высоким уровнем детализации. Затем приемный узел 50 передает отчет об оцененной CSI в передающий узел 10 (этап 64). CSI может включать в себя, например, индикатор (например, PMI) для рекомендуемого прекодера X с более высоким уровнем детализации. Передающий узел 10 определяет прекодер X с более высоким уровнем детализации на основании рекомендации приемного узла (этап 66).
c
f
f
f
Затем передающий узел 10 предварительно кодирует передачу данных, например, как описано со ссылкой на фиг. 1A-1D, используя прекодер X с низким уровнем детализации, определенный на этапе 56, и прекодер X с более высоким уровнем детализации, определенный на этапе 66. То есть передающий узел 10 игнорирует прекодер X с более высоким уровнем детализации, определенный из RS полных элементов, в интересах прекодера X с более высоким уровнем детализации, который был совсем недавно определен из RS вспомогательных элементов с более низкими затратами. Наконец, передающий узел 10 передает эту предварительно кодированную передачу данных в приемный узел 50 (этап 70).
Вышеприведенный пример со ссылкой на фиг. 4 иллюстрирует некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, в соответствии с которыми передающий узел 10 принимает "полную" рекомендацию и "частичную" рекомендацию из приемного узла 50 в разные моменты времени. В частности, передающий узел 10 принимает полную рекомендацию на этапе 56 путем приема рекомендации как для прекодера с низким уровнем детализации, так и для прекодера с более высоким уровнем детализации. Эта рекомендация может содержать, например, (1) индикатор (например, PMI) для прекодера с несколькими уровнями детализации в кодовой книге с несколькими уровнями детализации; или (2) индикатор (например, PMI) для прекодера с низким уровнем детализации в кодовой книге с низким уровнем детализации и индикатор (например, PMI) для прекодера с более высоким уровнем детализации в кодовой книге с более высоким уровнем детализации. Однако независимо от его формы, рекомендация является полной в том смысле, что она отражает каждый из разных уровней детализации. Для сравнения передающий узел 10 позже принимает частичную рекомендацию на этапе 64 путем приема рекомендации только для прекодера с более высоким уровнем детализации (то есть, эта рекомендация не отражает уровень с низким уровнем детализации).
В соответствии с этими рекомендациями передающий узел 10 предварительно кодирует передачу данных, используя как прекодер с низким уровнем детализации из полной рекомендации, так и прекодер с более высоким уровнем детализации из частичной рекомендации. Передающий узел 10 делает это на основании своего окончательного выбора прекодера относительно (то есть с учетом) прекодеров, рекомендованных полной и частичной рекомендациями. Однако по меньшей мере в некоторых вариантах осуществления передающему узлу 10 разрешается рассматривать, но не обязательно следовать этим рекомендациям.
По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления, упомянутых выше, передающий узел 10 принимает частичную рекомендацию чаще, чем полную рекомендацию. Эти варианты осуществления следуют из вариантов осуществления, в которых осуществляется передача опорного сигнала вспомогательных элементов чаще, чем передача опорного сигнала полных элементов.
С учетом вышеизложенного в других вариантах осуществления настоящего изобретения альтернативно или дополнительно используется предварительное кодирование с несколькими уровнями детализации для уменьшения количества ресурсов передачи, необходимых для передачи сигнала обратной связи CSI и/или уменьшения вычислительной сложности, требуемой для определения CSI, которую необходимо передать по обратному каналу связи. Рассмотрим теперь, например, варианты осуществления, показанные на фиг. 5.
mg
c
f
Как показано на фиг. 5, приемный узел 50 принимает первый опорный сигнал, переданный из антенной решетки 12 (этап 72). Основываясь на измерении первого опорного сигнала, приемный узел 50 вырабатывает первый тип рекомендации, которая рекомендует либо прекодер X с несколькими уровнями детализации, либо прекодер X с низким уровнем детализации и прекодер X с более высоким уровнем детализации, комбинация (то есть произведение Кронекера) которых соответствует прекодеру с несколькими уровнями детализации (этап 74). Поэтому этот первый тип рекомендации может быть охарактеризован как полная рекомендация согласно некоторым вариантам осуществления. В любом случае, приемный узел 50 передает этот первый тип рекомендации в передающий узел 10 (этап 76).
f
Приемный узел 50 также принимает второй опорный сигнал, переданный из антенной решетки 12 (этап 78). Основываясь на измерении этого второго опорного сигнала, приемный узел 50 вырабатывает второй тип рекомендации, которая рекомендует прекодер X с более высоким уровнем детализации (этап 80). Как объяснено ниже, этот второй тип рекомендации может быть охарактеризован как полная рекомендация или частичная рекомендация. Однако независимо от своей конкретной формы приемный узел передает этот второй тип рекомендации в передающий узел 10 (этап 82).
Наконец, приемный узел 50 принимает из антенной решетки 12 передачу данных, которая предварительно кодируется, например, как описано со ссылкой на фиг. 1A-1D на основании первого и второго типов рекомендаций (этап 84).
По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления, как было предложено выше, первый опорный сигнал представляет собой опорный сигнал полных элементов, передаваемый из антенных элементов 14 без предварительного кодирования, и второй опорный сигнал представляет собой опорный сигнал вспомогательных элементов, передаваемый из различных подрешеток 34a, 34b антенных элементов 14, используя прекодер с низким уровнем детализации. В этом случае второй тип рекомендации исключительно рекомендует прекодер с более высоким уровнем детализации, не рекомендуя при этом прекодер с низким уровнем детализации; то есть второй тип рекомендации является частичной рекомендацией. По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления опорный сигнал вспомогательных элементов выделяется приемному узлу 50 (например, опорный сигнал демодуляции (DMRS) в LTE). В других вариантах осуществления опорный сигнал вспомогательных элементов представляет собой общий опорный сигнал, передаваемый из антенной решетки 12 в многочисленные приемные узлы (например, CRS в LTE). В этих последних вариантах осуществления приемный узел 50 декодирует предварительно кодированную передачу опорного сигнала вспомогательных элементов, используя прекодер с низким уровнем детализации. В любом случае, эти варианты осуществления соответствуют вариантам осуществления, показанным на фиг. 4, с точки зрения приемного узла 50.
В вариантах осуществления, таких как этот, приемный узел 50 может также принимать предварительно кодированный опорный сигнал вспомогательных элементов чаще, чем опорный сигнал полных элементов. В качестве альтернативы, приемный узел 50 может принимать предварительно кодированный опорный сигнал вспомогательных элементов, чередующийся по времени с опорным сигналом полных элементов.
В любом случае, приемный узел 50 в одном или более из этих и других вариантов осуществления передает второй тип рекомендации в передающий узел 10 чаще, чем первый тип рекомендации в передающий узел 10. Например, приемный узел 50 может передавать первый тип рекомендации в момент времени 1 и передавать второй тип рекомендации в моменты времени 2, 3, 4 и 5, например, на основании ограничивания прекодеров по использованию последнего доступного прекодера с низким уровнем детализации с момента времени 1. Следовательно, получается только прекодер с более высоким уровнем детализации. Независимо от того, что второй тип рекомендаций исключительно рекомендует прекодер с более высоким уровнем детализации, а не прекодер с низким уровнем детализации, уменьшается количество ресурсов передачи, необходимых для передачи по обратной связи CSI. Соответственно, в вариантах осуществления, где второй опорный сигнал представляет собой опорные сигналы вспомогательных элементов, которые передаются чаще, чем первый опорный сигнал в качестве опорного сигнала полных элементов, затраты на ресурсы передачи как для передачи опорного сигнала, так и для обратной связи CSI уменьшаются.
Однако другие варианты осуществления позволяют уменьшить количество ресурсов передачи, необходимых для передачи по обратной связи CSI, без обязательного уменьшения количества ресурсов передачи, необходимых для передачи опорных сигналов. В этих вариантах осуществления, в отличие от показанных на фиг. 4, как первый, так и второй опорные сигналы являются опорными сигналами полных элементов, которые передаются из антенных элементов 14 без предварительного кодирования. Поэтому снижение затрат от передачи опорного сигнала вспомогательных элементов не достигается. Но приемный узел 50 вырабатывает второй тип рекомендации, чтобы исключительно рекомендовать прекодер с более высоким уровнем детализации, не рекомендуя при этом прекодер с низким уровнем детализации. Соответственно, хотя приемный узел 50 рекомендует прекодер с низким уровнем детализации на основании измерения опорного сигнала полных элементов на этапе 76, приемный узел 50 не рекомендует прекодер с низким уровнем детализации на основании измерения другого опорного сигнала полных элементов на этапе 84. То есть первый тип рекомендации в этом случае становится полной рекомендацией, описанной выше, тогда как второй тип рекомендаций становится частичной рекомендацией, описанной выше. Таким образом, этот подход позволяет сократить затраты на ресурсы передачи из-за обратной связи CSI, так как отсутствует необходимость отправки сигнала обратной связи, имеющего отношение к прекодеру с низким уровнем детализации, в виде частной рекомендации на этапе 84. Вместо этого передающий узел 10 будет предварительно кодировать передачу на этапе 86 на основании самого последнего рекомендуемого прекодера с низким уровнем детализации, например, как это рекомендуется на этапе 76.
По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления этот подход также позволяет уменьшить сложность вычислений, выполняемых приемным узлом 50 для определения CSI, которая должна передаваться по каналу обратной связи в передающий узел 10. Действительно, при выработке второго типа рекомендации в качестве частичной рекомендации приемный узел 50 не должен определять, какой прекодер с низким уровнем детализации рекомендовать передающему узлу 10. Скорее всего, приемный узел 50 просто должен рекомендовать один или несколько прекодеров с более высоким уровнем детализации.
Однако другие варианты осуществления позволяют уменьшить сложность вычислений, выполняемых приемным узлом 50 для определения CSI, которая должна передаваться по каналу обратной связи в передающий узел 10, не уменьшая при этом количество ресурсов передачи, необходимых для передачи опорных сигналов или сигналов обратной связи CSI. В этих вариантах осуществления снова как первый, так и второй опорные сигналы являются опорными сигналами полных элементов, которые передаются из антенных элементов 14 без предварительного кодирования. Поэтому снижение затрат от передачи опорного сигнала вспомогательных элементов не достигается. Кроме того, приемный узел 50 вырабатывает второй тип рекомендации, чтобы рекомендовать прекодер с несколькими уровнями детализации в кодовой книге с несколькими уровнями детализации или прекодер с низким уровнем детализации в кодовой книге с низким уровнем детализации и прекодер с более высоким уровнем детализации в кодовой книге с более высоким уровнем детализации. То есть приемный узел 50 вырабатывает как первый, так и второй типы рекомендаций в качестве полных рекомендаций, что означает, что эти варианты осуществления не уменьшают количество ресурсов передачи, необходимых для отправки сигнала обратной связи CSI в передающий узел 10.
Однако приемный узел 50 вырабатывает второй тип рекомендации таким способом, который требует меньше вычислительной сложности, чем та, которая требуется для выработки первого типа рекомендации. Сначала приемный узел 50 воздерживается от повторной оценки, которую рекомендует прекодер с низким уровнем детализации. Вместо этого приемный узел 50 просто рекомендует один и тот же прекодер с низким уровнем детализации из (то есть, который отражается) первого типа рекомендации (выработанной на этапе 74). Это позволяет эффективно уменьшить область поиска прекодера приемного узла и тем самым преимущественно уменьшить вычислительную сложность.
В еще одних вариантах осуществления настоящего изобретения дополнительно или альтернативно используется предварительное кодирование с несколькими уровнями детализации для того, чтобы адаптировать кодовую(ые) книгу(и) 26 предварительного кодирования к различным средам распространения. Рассмотрим, например, варианты осуществления, показанные на фиг. 6, которые позволяют выполнить это, используя ограничение подмножества кодовой книги.
c
mg
Как показано на фиг. 6, передающий узел 10 конфигурирует приемный узел 50, чтобы ограничить прекодеры, из которых выбирается приемный узел 50, для выдачи рекомендации передающему узлу 10, в некотором подмножестве прекодеров. Поэтому приемный узел 50 не может рекомендовать какой-либо другой прекодер. Это подмножество, которым ограничивается выбор, включает в себя те прекодеры в кодовой книге 26 (например, C или C), которые соответствуют одному или более указанным прекодерам с низким уровнем детализации. Передающий узел 10 выполняет это путем передачи сигнализации ограничения подмножества кодовой книги (CSR) в приемный радиоузел 50, указывающей один или более этих прекодеров с низким уровнем детализации, в которых ограничен выбор (этап 90).
c
c
c
mg
c
mg
mg
mg
Например, в случае, когда приемный узел 50 выбирает из кодовой книги C с низким уровнем детализации, сигнализация указывает различные прекодеры X с низким уровнем детализации в этой кодовой книге C, из которой приемному узлу 50 разрешается сделать выбор. В качестве другого примера, в случае, когда приемный узел 50 выбирает из кодовой книги C с несколькими уровнями детализации, сигнализация указывает различные прекодеры X с низким уровнем детализации, в который должен факторизовать прекодер X с несколькими уровнями детализации, выбранный из кодовой книги C. То есть каждый прекодер X с несколькими уровнями детализации в подмножестве, в котором ограничен приемный узел 50, должен факторизовать (то есть соответствовать) любой из прекодеров с низким уровнем детализации, указанных с помощью сигнализации.
В любом случае, основываясь на этой сигнализации, приемный узел 50 ограничивает прекодеры, из которых выбирается приемный узел 50 для выдачи рекомендации передающему узлу 10 в подмножестве прекодеров в кодовой книге 26, которая соответствует одному или более указанным прекодерам с низким уровнем детализации (этап 92). Затем приемный узел 50 передает в передающий узел 10 рекомендуемый прекодер, выбранный согласно этому ограничению (этап 94). Наконец, приемный узел 50 принимает из антенной решетки 12 передачу данных, которая предварительно кодируется на основании рекомендуемого прекодера (этап 96). В связи с этим передающий узел 10 может рассматривать, но не обязательно следовать рекомендации приемного узла.
Так как прекодер с низким уровнем детализации определяет верхнюю часть на диаграмме потенциальной мощности, излучаемой из передающего узла 10, путем ограничения выбора кодовой книги на этом низком уровне детализации можно эффективно управлять тем, сколько мощности излучается из передающего узла 10 в различных направлениях. Поэтому передающий узел 10 по меньшей мере в некоторых вариантах осуществления выбирает прекодеры с низким уровнем детализации, которые ограничивают выбор прекодера для того, чтобы динамически управлять направлением и количеством мощности, излучаемой передающим узлом 10. Таким образом, это является эффективным способом адаптации кодовой книги (кодовых книг) 26 к некоторой среде распространения. Фактически передающий узел 10 может запретить приемному узлу 50 выбирать или рекомендовать некоторые прекодеры, которые создают вредные помехи в определенных направлениях.
Поэтому согласно настоящему изобретению кодовая(ые) книга(и) 26, в общем, не обязательно должна(ы) максимизировать ожидаемые соотношения SNR для приемного узла, как это принято; скорее всего кодовая(ые) книга(и) 26 включает(ют) в себя прекодеры, которые можно использовать в других способах повышения производительности системы.
Альтернативно или дополнительно, сигнализация ограничения подмножества кодовой книги, определенная с низким уровнем детализации, преимущественно снижает количество ресурсов передачи, необходимых для такой сигнализации. Например, сигнализация определенного подмножества прекодеров с несколькими уровнями детализации, в которых должен быть ограничен выбор, требует меньшего количества ресурсов передачи, когда они выполняются с помощью индексов сигнализации для соответствующих прекодеров с низким уровнем детализации (вместо самостоятельной сигнализации большего количества индексов для этих прекодеров с несколькими уровнями детализации).
mg
mg
c
c
В любом случае следует отметить, что приведенные выше варианты сигнализации ограничения подмножества кодовых книг хорошо согласуются с вариантами осуществления, в которых используется опорный сигнал полных элементов. В связи с этим приемный узел 50 по меньшей мере в некоторых вариантах осуществления выполнен с возможностью приема опорного сигнала полных элементов, переданного из антенных элементов 14 без предварительного кодирования. Основываясь на измерении опорного сигнала полных элементов, в одном варианте осуществления приемный узел 50 выбирает рекомендуемый прекодер, то есть прекодер X с несколькими уровнями детализации в кодовой книге C с несколькими уровнями детализации, из подмножества прекодеров с несколькими уровнями детализации в кодовой книге, которые факторизуют на любой из одного или более прекодеров с низким уровнем детализации, указанных с помощью сигнализации ограничения подмножества кодовой книги. В качестве альтернативы, в другом варианте осуществления приемный узел 50 выбирает рекомендуемый прекодер в качестве прекодера X с низким уровнем детализации в кодовой книге C с низким уровнем детализации, из одного или более прекодеров с низким уровнем детализации, указанных с помощью сигнализации ограничения подмножества кодовой книги. Затем приемный узел 50 передает эту рекомендацию в передающий узел 10.
Разумеется, хотя различные фигуры настоящего изобретения иллюстрируют предварительное кодирование с несколькими уровнями детализации с антенной решеткой 12, которая имеет определенное количество антенных элементов 14, варианты осуществления настоящего изобретения в равной степени расширяются до решеток с различным количеством антенных элементов 14.
Кроме того, пространственное измерение решетки как описано в данном документе, может быть любым измерением в пространственной области, например, горизонтальным, вертикальным или иным.
Более того, антенная решетка 12 согласно настоящему изобретению может также включать в себя дополнительные антенные элементы, которые пространственно выровнены с антенным элементами 14 и друг с другом, но которые имеют ортогональную поляризацию по отношению к элементам 14. По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления передача из этих элементов с ортогональной поляризацией происходит аналогично тому, как описано выше.
Кроме того, следует отметить, что антенный элемент, используемый в данном документе, является неограничивающим в том смысле, что он может относиться к любой виртуализации (например, к линейному отображению) переданного сигнала в физические антенные элементы. Например, один и тот же сигнал может подаваться на группы физических антенных элементов и, следовательно, совместно использоваться одним и тем виртуализированным антенным портом при наблюдении со стороны приемника. Следовательно, приемник не может отличить и измерить канал от каждого отдельного антенного элемента в пределах группы элементов, которые виртуализируются вместе. Соответственно, термины "антенный элемент", "антенный порт" или просто "порт" следует рассматривать в данном документе как взаимозаменяемые, и они могут относиться к физическому элементу или порту или виртуализованному элементу или порту.
Следует также отметить, что согласно настоящему изобретению прекодеры могут образовывать всю или только часть общего прекодера, применяемого к переданному сигналу. На фиг. 7 показано общее предварительное кодирование согласно по меньшей мере некоторым из этих вариантов осуществления.
Как показано на фиг. 7, блок 98 предварительного кодирования принимает входные данные, например, информационные символы, подлежащие передаче, и включает в себя блоки 100 обработки уровней, которые реагируют на сигнал управления рангом из контроллера 102 предварительного кодирования. В зависимости от используемого ранга передачи входные данные размещаются на одном или более уровнях пространственного мультиплексирования, и соответствующий(е) символьный(е) вектор(ы) s вводится (вводятся) в прекодер 104.
T
T
T
Информация, несущая в себе символьный вектор s, умножается на матрицу W прекодера размером N x r, которая служит для распределения энергии передачи в подпространстве размерного векторного пространства N (соответствующем антенным элементам N). Каждый r символ в s соответствует уровню, и r упоминаются как ранг передачи. Таким образом, достигается пространственное мультиплексирование, так как многочисленные символы могут быть переданы одновременно поверх одного и того же частотно/временного ресурсного элемента (TFRE). Количество символов r, как правило, адаптируется для согласования текущих свойств канала.
В любом случае, прекодер 104 выводит предварительно кодированные сигналы в блок 106 дополнительной обработки, который обрабатывает сигналы перед подачей их в ряд антенных элементов 108, связанных с антенной решеткой 12. По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления, таких как схемы передачи, основанные на OFDM, типа LTE, этот блок 106 дополнительной обработки включает в себя блоки обработки на основе обратного быстрого преобразования Фурье (ОБПФ). В других примерных вариантах осуществления, таких, которые основаны на CDMA, блок 106 дополнительной обработки предусматривает умножение сигналов на расширяющие последовательности.
В качестве конкретного примера теперь будет описан один пример вариантов осуществления, в котором прекодеры согласно настоящему варианту осуществления образуют только часть общего прекодера W.
1
2
1
1
2
В общем, факторизованную структуру прекодера можно использовать таким образом, чтобы W=WW. В одном варианте осуществления этот общий прекодер специально разработан для 2N-элементной 1D-антенной решетки. Первый прекодер W является широкополосным прекодером, ориентированным на долгосрочные характеристики канала, и второй прекодер является частотно-избирательным прекодером, ориентированным на краткосрочные характеристики канала/синхронное фазирование между поляризациями. Индикатор матрицы прекодера (PMI) для каждого из этих двух прекодеров может предоставляться с помощью приемного узла с выбором каждого прекодера ограниченного набора доступных прекодеров (кодовых книг). PMI, передающий отчет для каждого из этих двух прекодеров, можно сконфигурировать с различной детализацией по частоте. Следует отметить, что обозначение W в качестве широкополосного прекодера и W в качестве частотно-избирательного прекодера просто описывает типичный случай использования факторизованной структуры прекодера и должно рассматриваться как неограничивающее.
Широкополосный прекодер в некоторых вариантах осуществления имеет блочно-диагональную структуру, предназначенную на равномерно распределенную 1D-антенную решетку из N поперечных поляризованных антенн (то есть, количество антенных элементов равно 2N). При использовании этой структуры один и тот же Nx1 прекодер X применяется к каждой из двух поляризаций.
mg
c
f
В одном или более вариантах осуществления прекодер X образует прекодер X с несколькими уровнями детализации, как описано выше. То есть прекодер X создается посредством произведения Кронекера между прекодером X с низким уровнем детализации и прекодером X с более высоким уровнем детализации. Эти прекодеры в данном варианте осуществления представляют собой векторы. В одном варианте осуществления, например, векторы являются векторами дискретного преобразования Фурье (ДТФ). То есть прекодеры представляют собой прекодеры на основе ДТФ, осуществляющие кодовую книгу типа "сетка лучей", которая обеспечивает для приемного узла 50 наведение лучей в различных направлениях. Векторы ДТФ могут иметь такие записи, что вектор с более высоким уровнем детализации описывается как
,
f
f
где Q – целочисленный множитель передискретизации, управляющий рядом лучей, доступных в кодовой книге с более высоким уровнем детализации, и N соответствует длине вектора ДТФ. Аналогичным образом, векторы ДТФ могут иметь такие записи, что вектор с низким уровнем детализации описывается как
,
c
c
f
c
f
c
1
где Q – целочисленный множитель передискретизации, управляющий рядом лучей, доступных в кодовой книге с низким уровнем детализации, и N соответствует длине вектора ДТФ. Полный прекодер создается в виде XX, описанном в данном документе. В любом случае, произведение длин векторов ДТФ равняется количеству антенных элементов, выровненных по одной линии вдоль пространственного измерения решетки. То есть векторы создаются таким образом, чтобы NN=N. Это означает, что X будет иметь длину N, что, в свою очередь, означает, что W соответствует 2N портам. Следует отметить, что ассоциативное свойство выполняется для произведения Кронекера; то есть (AB) C=A (B C) означает, что нет необходимости указывать порядок приоритезации двоичных операций произведений Кронекера.
В другом варианте осуществления векторы не ограничены структурой ДТФ.
2
Частотно-избирательный прекодер W может затем, например, определить ранг 1 как , где и P=4. В этом случае результирующий общий прекодер принимает вид
.
2
Следует отметить, что в данном документе также предусмотрены другие подходы для построения W.
В одном варианте вместо широкополосного прекодера используется
,
где . В этом случае – многостолбцовая матрица, где каждый столбец соответствует прекодеру из ранее описанной кодовой книги Кронекера, основанной на ДТФ.
f
f
Следует отметить, что приведенный выше пример является просто иллюстративным примером того, как можно выполнить широкополосный прекодер в этом варианте осуществления; в этом случае, это можно выполнить путем установки столбцов , которые должны быть прекодерами кодовой книги Кронекера со смежными l - индексами. Это не следует считать ограничивающим. Скорее всего, в общем случае, широкополосный прекодер может быть создан путем установки столбцов на любой из прекодеров кодовой книги Кронекера, а не только на прекодеры со смежным l -индексами.
2
2
В любом случае, W можно затем расширить до высокой матрицы, состоящей из векторов выбора, которая выбирает один из прекодеров в (в некоторых вариантах осуществления в дополнение к изменению фазы между поляризациями), в соответствии с тем, как определено W для кодовой книги 8TX в стандарте LTE версии 12.
ν
p
ν
p
Рассмотрим простой пример, в котором антенная решетка является вертикальной антенной решеткой с ортогонально поляризованными антенными элементами. В этом примере антенная решетка описывается переменными M= 8 и M = 2, где M= 8 показывает, что антенная решетка имеет восемь антенных элементов в вертикальном измерении, и M = 2 показывает, что антенная решетка имеет два антенных элемента в поляризационном (непространственном) измерении. Таким образом, общее количество антенных элементов . В одном варианте осуществления настоящего изобретения прекодер с несколькими уровнями детализации можно определить с помощью и , что дает . По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления представляет собой прекодер, который сконфигурирован для вертикального измерения 2D-антенной решетки, и представляет собой прекодер, который сконфигурирован для горизонтального измерения 2D-антенной решетки, но эти прекодеры, тем не менее, применяются, как описано выше, в 1D-антенной решетке. Поэтому о таких вариантах осуществления, как этот, можно сказать, что они применяют кодовую книгу со структурой Кронекера с более высокой размерностью к антенной решетке с меньшей размерностью для того, чтобы использовать это уменьшение размерности для объединения антенных элементов в подгруппы в пространственной области. Другими словами, размерность кодовой книги повышается в пространственной области относительно пространственного измерения антенной решетки. В любом случае, для этого примера будет иметь длину 2, и будет иметь длину 4, что означает, что, в общем, будет в итоге 16 элементах (8 элементов на поляризацию). Кодовую книгу можно применить таким образом, чтобы выражение было связано с 1D-антенной решеткой, при этом соответствует самому верхнему антенному элементу решетки, соответствует вторым самым верхним антенным элементам, и так далее, как показано на фиг. 8. Таким образом, виртуализация применяется к подрешеткам в 1D-антенной решетке, и CSI-RS используется применительно к результирующим антенным элементам, как показано с помощью и . На фиг. 8 показана только одна поляризация, но то же самое можно сделать и для другой поляризации.
В другом варианте осуществления ограничение подмножества кодовых книг используется применительно к CSI-RS полных элементов (16 элементов) для того, чтобы уменьшить количество возможных прекодеров. В предыдущих вариантах осуществления это может быть полезно для того, чтобы уменьшить количество необходимых CSI-RS вспомогательных элементов (4 элементов). В другом варианте осуществления для того, чтобы создать относительно небольшое количество возможных векторов. Следовательно, для этого потребуется относительно небольшое количество 4-портовых CSI-RS. С другой стороны, будет иметь более высокий уровень детализации.
В другом варианте осуществления CSI-RS определяется таким образом, чтобы приемный узел 50 динамически переключался между измерением на описанном 16-элементном CSI-RS при условии, что кодовая книга и 4-портовый CSI-RS соответствует связанной с ним кодовой книгой . Следовательно, отчетность PMI для различных прекодеров , конфигурируется с различным временным разрешением.
В данном случае одна или более кодовых книг 26 по меньшей мере в некоторых вариантах осуществления параметризуются для (по меньшей мере) адаптации кодовой книги (кодовых книг) 26 к различным конфигурациям антенной решетки передающего узла 10. Например, в одном варианте осуществления одна или более параметризованных кодовых книг 26 определяет наборы из различных возможных прекодеров с низким уровнем детализации и прекодеров с более высоким уровнем детализации. Параметры, определяющие кодовую(ые) книгу(и) 26 можно передать путем сигнализации из передающего узла 10 в приемный узел 50. Эти параметры можно передать путем сигнализации из передающего узла 10 в приемный узел 50 в форме длины прекодеров. Например, ранее описанную кодовую книгу можно передать путем сигнализации значений длин векторов ДТФ, то есть, параметров . В другом варианте осуществления можно передать также путем сигнализации соответствующие множители передискретизации.
В любом случае, параметры одной или более параметризированных кодовых книг 26 передаются путем сигнализации в приемный узел 50. Сигнализация может осуществляться, например, с помощью управления радиоресурсами (RRC) элемента заголовка MAC или динамического использования физических каналов управления нисходящей линии связи. Приемный узел 50 узнает об общей структуре одной или более кодовых книг 26, которые применяются для сигнализируемых параметров. Основываясь на этом и на сигнализируемых параметрах, приемный узел 50 может определить прекодеры, входящие в состав кодовой книги (кодовых книг) 26 фактического прекодера.
В данном случае варианты осуществления также применимы для предварительного кодирования передачи опорного сигнала ассоциации соты (например, опорного сигнала обнаружения (DRS)) из решетки 12. В одном варианте осуществления передающий радиоузел 10, для каждого из многочисленных возможных прекодеров с низким уровнем детализации, предварительно кодирует передачу опорного сигнала ассоциации соты из одной или более различных подрешеток 34a, 34b с использованием этого прекодера с низким уровнем детализации как факторизуемого из прекодера с несколькими уровнями детализации, предназначенного для пространственного измерения решетки с различными уровнями детализации для того, чтобы виртуализировать подрешетки 34a, 34b в качестве различных вспомогательных элементов 38a, 38b. Затем передающий радиоузел 10 передает предварительно кодированные опорные сигналы ассоциации соты для выбора соты приемным радиоузлом 50.
В некоторых вариантах осуществления передающий радиоузел 10 управляет одной из многочисленных сот, доступных для обслуживания приемного радиоузла 50. Другие передающие радиоузлы также передают опорные сигналы ассоциации соты. Приемный радиоузел 50 сравнивает принятую мощность применительно к соте, ассоциированной с опорными сигналами, которые передаются из различных передающих радиоузлов. Основываясь на этом сравнении, приемный радиоузел 50 выделяется обслуживающему передающему радиоузлу или обслуживающей соте.
c
c
В некоторых вариантах осуществления передача набора опорных сигналов со сформированной диаграммой направленности, используемых для ассоциации соты в этом способе, преимущественно уменьшает затраты на опорный сигнал нисходящей линии связи для поиска соты. Фактически за счет передачи опорных сигналов ассоциации соты, как это было описано выше, лучи опорных сигналов ассоциации соты только грубо соответствуют набору лучей прекодеров в кодовой книге (кодовых книгах) 26, используемой передающим радиоузлом 10. Как показано в примере на фиг. 2A-2E, набор лучей в одной или более кодовых книгах 26, которые имеют один и тот же прекодер с низким уровнем детализации, будет лежать в пределах (масштабированной версии) огибающей луча вспомогательного элемента 38, то есть в пределах диаграммы направленности луча, полученной в результате объединения групп антенных элементов 14 с виртуализацией X с низким уровнем детализации. Это означает, что установка опорных сигналов ассоциации соты на диаграммы направленности лучей вспомогательных элементов 38a, 38b для каждого из возможных прекодеров X с низким уровнем детализации приводит к тому, что принимаемая мощность опорных сигналов ассоциации соты соответствует принимаемой мощности, которую будет получать приемный радиоузел 50 с помощью луча из одной или более кодовых книг 26, используемых передающим радиоузлом 10. Таким образом, приемный радиоузел 50 может использовать грубо предварительно кодированные опорные сигналы ассоциации соты для выбора обслуживающей соты, которая может обеспечить приемный радиоузел 50 самым лучшим лучом для передачи данных. Тем не менее затраты при передаче этого относительно небольшого количества грубо предварительно кодированных опорных сигналов ассоциации соты меньше, чем в случае, когда каждый луч в кодовой(ых) книге(ах) отправлялся бы в качестве опорного сигнала ассоциации соты.
Следует отметить, что хотя терминология из 3GPP LTE была использована в этом раскрытии для иллюстрации вариантов осуществления настоящего изобретения, ее не следует рассматривать как ограничивающую объем вариантов осуществления только вышеупомянутой системой. Другие беспроводные системы, в том числе WCDMA, WiMax, UMB и GSM, могут также извлечь выгоду из использования вариантов осуществления настоящего изобретения.
Следует отметить, что передающий узел 10 и приемный узел 50 согласно настоящему изобретению могут соответствовать любой паре узлов, выполненных с возможностью передачи радиосигналов и иного взаимодействия в описанном способе. Однако в одном варианте осуществления передающий узел 10 содержит базовую станцию (например, eNodeB в LTE) или ретрансляционный узел, тогда как приемный узел содержит устройство беспроводной связи (например, UE в LTE).
Терминология, такая как eNodeB и UE, должна рассматриваться как неограничивающая и, в частности, не подразумевать определенную иерархическую связь между ними; в общем "eNodeB" можно рассматривать как устройство 1, и "UE" как устройство 2, и эти два устройства поддерживают связь друг с другом по некоторому радиоканалу. В данном случае, мы также обращаем внимание на беспроводную передачу по нисходящей линии связи, но варианты осуществления настоящего изобретения одинаково применимы в восходящей линии связи.
В некоторых вариантах осуществления используется неограничивающий термин UE. В данном случае, UE может представлять собой любой тип беспроводного устройства, способного поддерживать связь с сетевым узлом или другим UE посредством радиосигналов. UE может также быть устройством радиосвязи, целевым устройством, UE типа "устройство-устройство" (D2D), UE машинного типа или UE, способным к межмашинной связи (M2M), датчиком, которым оснащается UE, IPAD, планшетным компьютером, мобильными терминалами, смартфоном, портативным компьютером типа "лэптоп", встроенным в оборудование (LEE), портативным компьютером типа "лэптоп", установленным на оборудовании (LME), USB-ключами, оборудованием, устанавливаемым в помещении пользователя (CPE) и т.д.
Также в некоторых вариантах осуществления используется обобщенная терминология "узел радиосети" или просто "сетевой узел (NW-узел)". Этот узел может представлять собой любой вид сетевого узла, который может содержать базовую станцию, базовую радиостанцию, приемопередающую базовую станцию, контроллер базовой станции, сетевой контроллер, развитой узел B (eNB), узел B (Node B), объект координации многосотовой/многоадресной передачи (MCE), ретрансляционный узел, точку доступа, точку радиодоступа, выносную радиоголовку (RRH) выносного радиоблока (RRU) или даже узел базовой сети и т.д.
Принимая во внимание вышеуказанные модификации и варианты, специалистам в данной области техники будет понятно, что передающий радиоузел 10 настоящего изобретения, как правило, выполняет способ 110, показанный на фиг. 9, предварительного кодирования передачи из одномерной антенной решетки 12, которая включает в себя совместно поляризованные антенные элементы 14, выровненные по одной линии в единственном пространственном измерении решетки. Способ 110 включает в себя предварительное кодирование передачи из каждой отдельной подрешетки 34a, 34b антенных элементов 14 с использованием прекодера с низким уровнем детализации, который факторизуется из прекодера с несколькими уровнями детализации, предназначенного для пространственного измерения решетки с различными уровнями детализации для того, чтобы виртуализировать подрешетки 34a, 34b в качестве различных вспомогательных элементов 38a, 38b (этап 112). Способ 110 также содержит предварительное кодирование передачи из различных вспомогательных элементов 38a, 38b с использованием прекодера с более высоким уровнем детализации, который также факторизуется из прекодера с несколькими уровнями детализации (этап 114). Прекодер с несколькими уровнями детализации содержит произведение Кронекера прекодера с низким уровнем детализации и прекодера с более высоким уровнем детализации. Прекодер с низким уровнем детализации и прекодер с более высоким уровнем детализации представлены в одной или более кодовых книгах, используемых для предварительного кодирования.
Специалистам в данной области техники будет понятно, что приемный радиоузел 50 настоящего изобретения, как правило, выполняет способ 116, показанный на фиг. 10, приема передачи из одномерной антенной решетки 12, которая включает в себя совместно поляризованные антенные элементы 14, выровненные по одной линии в единственном пространственном измерении решетки, причем антенная решетка 12 ассоциируется с передающим радиоузлом 10. Способ 116 содержит прием первого опорного сигнала, переданного из антенной решетки 12 (этап 118). Способ 116 также содержит, основываясь на измерении первого опорного сигнала, выработку первого типа рекомендации (этап 120). Этот первый тип рекомендации рекомендует либо (1) прекодер с несколькими уровнями детализации в кодовой книге с несколькими уровнями детализации, предназначенный для пространственного измерения решетки с различной детализацией, причем каждый прекодер с несколькими уровнями детализации в кодовой книге содержит произведение Кронекера прекодера с низким уровнем детализации и прекодера с более высоким уровнем детализации; либо (2) прекодер с низким уровнем детализации в кодовой книге с низким уровнем детализации и прекодер с более высоким уровнем детализации в кодовой книге с более высоким уровнем детализации, объединение которых соответствует прекодеру с несколькими уровнями детализации, предназначенному для пространственного измерения решетки с различной детализацией. Затем способ 116 включает в себя передачу первого типа рекомендации в передающий радиоузел (этап 122). Способ 116 также влечет за собой прием второго опорного сигнала, переданного из антенной решетки 12 (этап 124). Способ включает в себя, основываясь на измерении второго опорного сигнала, выработку второго типа рекомендации, которая рекомендует прекодер с более высоким уровнем детализации, факторизуемый из прекодера с несколькими уровнями детализации (этап 126). Затем способ 116 содержит передачу второго типа рекомендации в передающий радиоузел 10 (этап 128). Наконец, способ включает в себя прием из антенной решетки передачи данных, которая предварительно кодируется на основании первого и второго типов рекомендаций (этап 130).
Варианты осуществления настоящего изобретения также включают в себя способ 132 приема передачи из одномерной антенной решетки 12, которая включает в себя совместно поляризованные антенные элементы 14, выровненные по одной линии в единственном пространственном измерении решетки, как показано на фиг. 11. Способ 132 выполняется приемным радиоузлом 50. Способ 132 включает в себя прием сигнализации ограничения подмножества кодовых книг из передающего радиоузла, которая указывает один или более прекодеров с низким уровнем детализации, причем каждый прекодер с низким уровнем детализации факторизуется наряду с прекодером с более высоким уровнем детализации из прекодера с несколькими уровнями детализации, предназначенного для пространственного измерения решетки с различными уровнями детализации (этап 134). Прекодер с несколькими уровнями детализации содержит произведение Кронекера прекодера с низким уровнем детализации и прекодера с более высоким уровнем детализации. Основываясь на этой сигнализации, способ 132 включает в себя ограничение прекодеров, из которых выбирается приемный радиоузел 50 для предоставления рекомендации передающему радиоузлу 10, в подмножестве прекодеров в кодовой книге 26, который соответствует одному или более указанным прекодерам с низким уровнем детализации (этап 136). Способ 132 также влечет за собой передачу в передающий радиоузел 10 рекомендуемого прекодера, который выбирается в соответствии с ограничением (этап 138). Наконец, способ 132 включает в себя прием из антенной решетки 12 передачи данных, которая предварительно кодируется на основании рекомендуемого прекодера (этап 140).
На фиг. 12 показан пример передающего радиоузла 10 (например, базовой станции), сконфигурированного согласно одному или более вариантам осуществления настоящего изобретения. Передающий радиоузел 10 содержит один или более связных интерфейсов 142 для поддержания связи с приемным радиоузлом 50 через антенную решетку 12. Один или более связных интерфейсов могут также взаимодействовать с другими узлами в сети беспроводной связи. Однако для поддержания связи с приемным радиоузлом 50 один или более интерфейсов 142 могут включать в себя схемы приемопередатчиков, которые содержат, например, схемы передатчиков и схемы приемников, которые работают в соответствии со стандартами LTE или другими известными стандартами. Передающий радиоузел 10 также содержит схемы 144 обработки, которые могут содержать один или более процессоров, схемы аппаратных средств, программно-аппаратные средства или их комбинации. Память 146 может содержать одно или более энергозависимых и/или энергонезависимых устройств памяти. Код программы для управления работой передающего узла 10 хранится в энергонезависимой памяти, такой как постоянное запоминающее устройство или флэш-память. Временные данные, вырабатываемые во время работы, могут храниться в оперативном запоминающем устройстве. Код программы, хранящийся в памяти, при исполнении схемой(ами) обработки предписывает схеме(ам) обработки выполнять способы, показанные выше.
На фиг. 12 показаны основные функциональные компоненты схемы (схем) 144 обработки согласно одному примерному варианту осуществления. Функциональные компоненты включают в себя блок 148 предварительного кодирования с низким уровнем детализации и блок 150 предварительного кодирования с более высоким уровнем детализации, например, как показано на фиг. 1A-1D. В одном варианте осуществления каждый из этих блоков содержит программируемую схему, которая конфигурируется кодом программы, хранящимся в памяти, для выполнения своих соответствующих функций. В других вариантах осуществления один или несколько функциональных компонентов могут быть реализованы полностью или частично с помощью схем аппаратных средств. В любом случае, блоки обобщенно выполнены с возможностью выполнять способ на фиг. 9.
Кроме того, с учетом вышеуказанных модификаций и вариантов специалистам в данной области техники будет понятно, что на фиг. 11 показан примерный приемный радиоузел 50, выполненный в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения. Приемный радиоузел 50 содержит один или более связных интерфейсов 152 для связи с передающим радиоузлом 10 с помощью одной или более антенн. Интерфейс(ы) 152 может (могут) включать в себя схемы приемопередатчиков, которые, например, содержат схемы передатчиков и схемы приемников, которые работают в соответствии со стандартом LTE или другими известными стандартами. Приемный радиоузел 50 также содержит схемы 154 обработки, которые могут содержать один или более процессоров, схемы аппаратных средств, программно-аппаратные средства или их комбинации. Память 156 может содержать одно или более энергозависимых и/или энергонезависимых устройств памяти. Код программы для управляющей операции приемного радиоузла 50 хранится в энергонезависимой памяти, такой как постоянное запоминающее устройство или флэш-память. Временные данные, вырабатываемые во время работы, можно хранить в оперативном запоминающем устройстве. Код программы, хранящийся в памяти, при исполнении схемой(ами) обработки предписывает схеме(ам) обработки выполнять способы, показанные выше.
На фиг. 13 показаны основные функциональные компоненты схемы (схем) 154 обработки согласно различным вариантам осуществления. В одном примерном варианте осуществления функциональные компоненты включают в себя блок 158 приема, блок 160 рекомендаций и блок 162 передачи. В одном варианте осуществления каждый из этих блоков содержит программируемую схему, которая конфигурируется кодом программы, хранящимся в памяти для выполнения своих соответствующих функций. В других вариантах осуществления один или несколько функциональных компонентов могут быть реализованы полностью или частично с помощью схем аппаратных средств. В любом случае, блоки обобщенно выполнены с возможностью выполнять способ на фиг. 10. Для сравнения в другом варианте осуществления функциональные компоненты включают в себя блок 164 приема, блок 166 ограничения подмножества кодовых книг и блок 168 передачи. Кроме того, в одном варианте осуществления каждый из этих блоков содержит программируемую схему, которая конфигурируется с помощью программы, хранящейся в памяти для выполнения своих соответствующих функций. В других вариантах осуществления один или несколько функциональных компонентов могут быть реализованы полностью или частично с помощью схем аппаратных средств. В любом случае, блоки обобщенно выполнены с возможностью выполнять способ на фиг. 11.
Варианты осуществления настоящего изобретения также включают в себя компьютерную программу, содержащую инструкции, которые при исполнении по меньшей мере одним процессором радиоузла 10, 15 предписывают радиоузлу выполнять любой из способов настоящего изобретения. В одном или более вариантах осуществления носитель, содержащий компьютерную программу, представляет собой одно из: электронного сигнала, оптического сигнала, радиосигнала или машиночитаемого носителя информации.
Разумеется, настоящее изобретение может осуществляться способами, отличными от конкретно изложенных в данном документе, без отступления от важнейших характеристик изобретения. Настоящие варианты осуществления должны рассматриваться во всех отношениях как иллюстративные, а не ограничивающие, и все изменения, попадающие в рамки смысла и эквивалентности прилагаемой формулы изобретения, должны охватываться ей.