СИСТЕМА И СПОСОБ СИГНАЛИЗАЦИИ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ ДЛЯ ПОДДИАПАЗОНА PUCCH В БЕСПРОВОДНОЙ СЕТИ
SYSTEM AND METHOD FOR SIGNALING FEEDBACK FOR PUCCH SUBD ARRAY IN WIRELESS NETWORK

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящая заявка относится в общем к беспроводным сетям, а более конкретно к сигнализации обратной связи для поддиапазонов физического канала управления восходящей линии связи (PUCCH) в беспроводных системах Long Term Evolution Advanced (Усовершенствованное долгосрочное развитие, LTE-A).
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В Долгосрочном развитии Проекта партнерства 3-его поколения (3GPP LTE) в качестве схемы передачи нисходящей линии связи (DL) принято мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM).
3GPP LTE (Long Term Evolution, Долгосрочное развитие) является последним этапом в реализации сети мобильной радиотелефонной связи истинного 4-ого поколения (4G). Большинство главных операторов мобильной связи в Соединенных Штатах и несколько операторов по всему миру объявили о планах преобразования своих сетей в LTE начиная с 2009 г. LTE является набором расширений для Универсальной мобильной телекоммуникационной системы (UMTS). Большая часть 3GPP Release 8 (3GPP Версия 8) сосредоточена на принятии технологии мобильной связи 4G, включающей в себя плоскую сетевую архитектуру с повсеместным применением протокола IP.
В стандарте 3GPP LTE используется мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM) для нисходящей линии связи (т.е. из базовой станции в мобильную станцию). Мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM) является технологией передачи с несколькими несущими, в которой передача происходит на многих ортогональных частотах (или поднесущих). Ортогональные поднесущие модулируются индивидуально и отделены по частоте, так что они не создают помехи друг другу. Это обеспечивает высокую спектральную эффективность и устойчивость к эффектам многолучевого распространения.
Следующие описания стандартов и документов полностью включены в настоящее описание: 1) Документ № R1-101683, "Way Forward For Rel-10 Feedback Framework", февраль 2010 г., 2) Документ № R1-102579, "Way Forward On Release 10 Feedback", RAN WG1, апрель 2010 г., 3) Документ № R1-103419, "Way Forward on CSI Feedback Design For Rel-10 LD MIMO", май 2010 г., 4) Документ № R1-103332, "Way Forward On UE Feedback", май 2010 г., 5) Документ № R1-103333, "Refinements of Feedback And Codebook Design", май 2010 г., 6) Документ № R1-103805, "Double Codebook Performance Evaluation", июнь 2010 г., 7) Документ № R1-103701, "8Tx Codebook Design", июнь 2010 г., и 8) техническое описание 3GPP № 36.211 (3GPP Technical Specification No. 36.211).
В системах LTE Release 10 (LTE Версия 10) мобильная станция (или абонентское устройство) выполняет обратную связь индекса матрицы прекодера (PMI), индикатора ранга (RI) и индикатора качества канала (CQI) в базовую станцию (или eNodeB). На заседании 3GPP RAN1 #60, согласовано направление дальнейших действий по обратной связи в Версии 10. В Версии 10 используется неявная обратная связь индекса матрицы прекодера (PMI), индикатора ранга (RI) и индикатора качества канала (CQI). Территориальная обратная связь мобильной станции (MS) или абонентского устройства (UE) для поддиапазона представляет прекодер, и вычисляется CQI исходя из предположения о том, что eNodeB или базовая станция (BS) используют конкретный прекодер (или прекодеры), предоставляемые обратной связью, на каждом поддиапазоне в пределах справочного ресурса CQI. Следует отметить, что поддиапазон может соответствовать всей ширине полосы пропускания системы.
Прекодер для поддиапазона состоит из двух матриц. Структура прекодера применяется ко всем конфигурациям системы передающих (Tx) антенн. Каждая из этих двух матриц принадлежит отдельной кодовой таблице. Кодовые таблицы являются известными (или синхронизированными) как в базовой станции (eNodeB), так и в мобильной станции (абонентском устройстве). Кодовые таблицы для разных поддиапазонов могут со временем изменяться или не изменяться. Эти два индекса кодовой таблицы вместе определяют прекодер. Одна из этих двух матриц предназначена для широкополосных или долгосрочных свойств канала. Другая матрица предназначена для частотно-избирательных или краткосрочных свойств канала. Следует отметить, что матричная кодовая таблица в этом контексте должна интерпретироваться как конечный, пронумерованный набор матриц, который для каждого блока ресурсов (RB) является известным как мобильной станции (или UE), так и базовой станции (или eNodeB). Также следует отметить, что обратную связь прекодера в Версии 8 можно считать особым случаем этой структуры.
Два сообщения передаются следующим образом: 1) обратная связь в Версии 10 основана на неявной обратной связи, аналогичной обратной связи в Версии 8, и 2) два индекса кодовой таблицы задают прекодер в Версии 10, причем одна кодовая таблица предназначена для широкополосных и/или долгосрочных свойств канала, а другая кодовая таблица предназначена для частотно-избирательных и/или краткосрочных свойств канала.
На заседании RAN1 #60бис, также согласовано еще одно направление дальнейших действий по обратной связи мобильной станции (или UE) в Версии 10. Прекодер W для поддиапазона является функцией двух матриц, W1 и W2, (т.е. где W1 ϵ C1 и W2 ϵ C2). В настоящем описании W1 также называется первым PMI, а W2 также называется вторым PMI. Кодовые таблицы C1 и C2 являются кодовой таблицей 1 и кодовой таблицей 2, соответственно. Первый PMI предназначен для широкополосных (или долгосрочных) свойств канала. Второй PMI предназначен для частотно-избирательных (или краткосрочных) свойств канала. Для физического канала управления восходящей линии связи (PUCCH), обратная связь, соответствующая первому PMI и второму PMI, может отправляться в разных подкадрах или в том же подкадре, если только полезная информация не является слишком большой для отправки первого PMI и второго PMI в том же подкадре в PUCCH. Кроме того, периодические и апериодические уведомления являются независимыми.
Соответственно, в обратной связи между Версией 8 (Rel-8) и Версией 10 (Rel-10) сетей 3GPP существует существенное различие. В Версии 8, прекодер задается только одним индексом кодовой таблицы. Однако в Версии 10 прекодер задается двумя индексами кодовой таблицы. Кроме того, в Версии 10 эти два индекса кодовой таблицы могут отправляться в разных подкадрах или в том же подкадре.
На заседании RAN1 #62бис согласовано направление дальнейших действий по сигнализации для обратной связи для поддиапазона физического канала управления восходящей линии связи (PUCCH). В частности, согласованы три режима обратной связи для PUCCH, причем два (2) кандидата на расширение режима 1-1 PUCCH Rel-8, и один (1) кандидат на расширение режима 2-1 PUCCH Rel-8.
Более конкретно, кандидат на обратную связь для поддиапазона PUCCH (расширение режима 2-1 PUCCH Rel-8) является нижеследующим. Прекодер W для поддиапазона определяется исходя из уведомления в 3 подкадрах в зависимости от последнего уведомления об индикаторе ранга (RI). Формат уведомления содержит 3 Уведомления. Уведомление 1 включает в себя RI и 1-битовый указатель типа прекодера (PTI). В Уведомлении 2, если PTI=0, то уведомляют о W1. Если PTI=1, то уведомляют о CQI для широкого диапазона и W2 для широкого диапазона. В Уведомлении 3, если PTI=0, то уведомляют о CQI для широкого диапазона и W2 для широкого диапазона. Если PTI=1, то уведомляют о CQI для поддиапазона и W2 для поддиапазона. Для 2 и 4 передающих (TS) антенн, предполагается, что значение PTI установлено в 1, и оно не сигнализируется.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА
Следовательно, в данной области техники существует потребность в улучшении устройств и способов обеспечения информации обратной связи, относящейся к CQI, PMI и RI в беспроводных сетях Rel-10. В частности, в данной области техники существует потребность в улучшении устройств и способов обеспечения информации обратной связи, относящейся к CQI, PMI и RI в беспроводных сетях Rel-10, которые минимизируют служебную сигнализацию наряду с улучшением степени детализации информации обратной связи.
РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ
Обеспечена мобильная станция для использования в беспроводной сети. Эта мобильная станция передает уведомления обратной связи в базовую станцию беспроводной сети. Эти уведомления обратной связи содержат первое уведомление обратной связи, второе уведомление обратной связи и третье уведомление обратной связи. Первое уведомление обратной связи включает в себя значение указателя типа прекодера (PTI). Значение PTI указывает по меньшей мере одно из периода второго уведомления обратной связи и периода третьего уведомления обратной связи. В предпочтительном варианте осуществления значение PTI указывает отношение периода второго уведомления обратной связи к периоду третьего уведомления обратной связи.
Второе уведомление обратной связи и третье уведомление обратной связи включают в себя выбранную информацию обратной связи, содержащую по меньшей мере одно из информации обратной связи для широкого диапазона и информации обратной связи для поддиапазона. В предпочтительном варианте осуществления значение PTI также указывает выбранную информацию обратной связи.
Обеспечена мобильная станция для использования в беспроводной сети. Эта мобильная станция (выполнена) с возможностью обмена информацией с базовой станцией, которая передает с использованием прекодера, который задается кодовой таблицей. Мобильная станция выполняет зависящий от ранга выбор подмножества кодовой таблицы для обратной связи W2 для поддиапазона, так что мобильная станция передает в базовую станцию с использованием первой кодовой таблицы для W2 для поддиапазона, когда мобильная станция передает первое значение указателя типа прекодера (PTI), и передает в базовую станцию с использованием второй кодовой таблицы для W2 для поддиапазона, когда мобильная станция передает второе значение PTI. Вторая кодовая таблица для W2 для поддиапазона является подмножеством первой кодовой таблицы для W2 для поддиапазона.
Прежде чем приступить к нижеследующему разделу Подробное описание изобретения, может оказаться полезной формулировка определений некоторых слов и словосочетаний, используемых в этом патентном документе: термины «включать в себя» и «содержать», а также их производные слова, означают включение без ограничений, термин «или» является включающим и означает и/или, словосочетания «связанный с» и «связанный с ним», а также их производные слова, могут означать включать в себя, являться включенным в, взаимосвязывать с, содержать, содержаться в, соединять с, подключать к, обмениваться информацией с, взаимодействовать с, чередоваться, помещать рядом, являться близким к, являться связанным с, иметь, иметь свойство и т.п. Определения для некоторых слов и словосочетаний обеспечены во всем этом патентном документе, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что во многих, если не в большинстве случаев, такие определения относятся к предшествующему, а также к будущему использованию таких определенных слов и словосочетаний.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для более полного понимания настоящего изобретения и его преимуществ теперь обратимся к нижеследующему описанию, которое изложено вместе с прилагаемыми чертежами, в которых используется сквозная нумерация:
На фиг. 1 изображена иллюстративная беспроводная сеть, которая выполняет обратную связь для физического канала управления восходящей линии связи (PUCCH) согласно принципам настоящего изобретения.
На фиг. 2 изображена базовая станция, связанная с множеством мобильных станций, согласно варианту осуществления изобретения.
На фиг. 3 изображена система с множеством входов и множеством выходов (MIMO) 4x4 согласно варианту осуществления изобретения.
На фиг. 4 изображены уведомления обратной связи для значения 0 индикатора типа прекодера (PTI).
На фиг. 5 изображены уведомления обратной связи для значения 01 индикатора типа прекодера (PTI).
На фиг. 6 изображены модифицированные уведомления обратной связи для значения 1 индикатора типа прекодера (PTI) в первом альтернативном варианте осуществления.
На фиг. 7 изображены модифицированные уведомления обратной связи для значения 1 индикатора типа прекодера (PTI) во втором альтернативном варианте осуществления.
На фиг. 8 изображены модифицированные уведомления обратной связи для значения 1 индикатора типа прекодера (PTI) в третьем альтернативном варианте осуществления.
На фиг. 9 изображены модифицированные уведомления обратной связи для значения 1 индикатора типа прекодера (PTI), в которых используются четыре типа уведомления.
На фиг. 10 изображены экземпляры уведомлений для поддиапазона для уведомления о CQI/W2 для поддиапазона согласно первому альтернативному варианту осуществления изобретения.
На фиг. 11 изображены экземпляры уведомлений для поддиапазона для уведомления о CQI/W2 для поддиапазона согласно второму альтернативному варианту осуществления изобретения.
На фиг. 12 изображены экземпляры уведомлений для поддиапазона для уведомления о CQI/W2 для поддиапазона согласно третьему альтернативному варианту осуществления изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Фиг. 1 - фиг. 12, обсуждаемые ниже, и различные варианты осуществления, используемые для описания принципов настоящего изобретения в этом патентном документе, являются лишь иллюстрациями, и не должны интерпретироваться как какие-либо ограничения объема изобретения. Специалистам в данной области техники очевидно, что принципы настоящего изобретения могут быть реализованы в любой соответствующим образом организованной беспроводной сети.
На фиг. 1 изображена иллюстративная беспроводная сеть 100, которая выполняет обратную связь для физического канала управления восходящей линии связи (PUCCH) согласно принципам настоящего изобретения. Беспроводная сеть 100 включает в себя базовую станцию (BS) 101, базовую станцию (BS) 102, базовую станцию (BS) 103 и другие аналогичные базовые станции (не изображены). Базовая станция 101 является связанной с Internet 130 или аналогичной сетью на основе IP (не изображена).
В зависимости от типа сети, вместо «базовая станция» могут быть использованы другие известные термины, например, «eNodeB», «eNB» или «точка доступа». Для удобства термин «базовая станция» используется в этом документе в значении компонентов инфраструктуры сети, которые обеспечивают беспроводной доступ к удаленным терминалы.
Базовая станция 102 обеспечивает беспроводной широкополосный доступ к Internet 130 для первого множества мобильных станций, находящихся в пределах зоны 120 обслуживания базовой станции 102. Первое множество терминалов абонента включает в себя мобильную станцию 111, которая может быть расположена на малом предприятии (SB), мобильную станцию 112, которая может быть расположена на предприятии (E), мобильную станцию 113, которая может быть расположена в хот-спот (HS) WiFi, мобильную станцию 114, которая может быть расположена в первом жилом доме (R), мобильную станцию 115, которая может быть расположена во втором жилом доме (R), и мобильную станцию 116, которая может быть мобильным устройством (M), например, сотовым телефоном, беспроводным ноутбуком, беспроводной PDA и т.п.
Для удобства термин «мобильная станция» используется в этом документе для обозначения любого удаленного беспроводного оборудования, которое посредством беспроводных технологий получает доступ к базовой станции независимо от того, действительно ли эта мобильная станция является мобильным устройством (например, сотовым телефоном), или она является стационарным устройством в обычном понимании (например, настольным персональным компьютером, торговым автоматом и т.д.). В других системах вместо «мобильная станция» могут быть использованы другие известные термины, например, «абонентский терминал (SS)», «удаленный терминал (RT)», «беспроводной терминал (WT)», «абонентское устройство (UE)» и т.п.
Базовая станция 103 обеспечивает беспроводной широкополосный доступ к Internet 130 для второго множества мобильных станций, находящихся в пределах зоны 125 обслуживания базовой станции 103. Второе множество мобильных станций включает в себя мобильную станцию 115 и мобильную станцию 116. В иллюстративном варианте осуществления базовые станции 101-103 могут обмениваться информацией друг с другом и с мобильными станциями 111-116 с использованием технологий OFDM или OFDMA.
Несмотря на то, что на фиг. 1 изображено только шесть мобильных станций, подразумевается, что беспроводная сеть 100 может обеспечивать беспроводной широкополосный доступ к дополнительным мобильным станциям. Следует отметить, что мобильная станция 115 и мобильная станция 116 расположены на границах обеих зон 120 и 125 обслуживания. Мобильная станция 115 и мобильная станция 116, каждая, обменивается информацией с обеими базовыми станциями 102 и 103, и, можно сказать, функционируют в режиме передачи обслуживания, как известно специалистам в данной области техники.
Иллюстративные описания схем формирования диаграммы направленности передачи с замкнутым циклом на основе модели кодовой таблицы могут быть найдены в: 1) D. Love, J. Heath, and T. Strohmer, "Grassmannian Beamforming For Multiple-Input, Multiple-Output Wireless Systems", IEEE Transactions on Information Theory, October 2003, и 2) V. Raghavan, A. M. Sayeed, and N. Boston, "Near-Optimal Codebook Constructions For Limited Feedback Beamforming In Correlated MIMO Channels With Few Antennas," IEEE 2006 International Symposium on Information Theory. Оба упомянутых документа настоящим полностью включены в настоящее описание путем ссылки.
В случае, когда базовая станция формирует диаграмму направленности передающей антенны по направлению к отдельному пользователю или одновременно к множеству пользователей в то же время и на определенной частоте, может использоваться формирование диаграммы направленности передачи на основе кодовой таблицы с замкнутым циклом. Иллюстративное описание такой системы можно найти в Quentin H. Spencer, Christian B. Peel, A. Lee Swindlehurst, Martin Harrdt, "An Introduction To the Multi-User MIMO Downlink", IEEE Communication Magazine, October 2004, которое настоящим полностью включено в настоящее описание путем ссылки.
Кодовая таблица является набором заданных диаграмм направленности антенны, которые известны мобильным станциям. Предварительное кодирование MIMO на основе кодовой таблицы может обеспечивать значительный выигрыш в спектральной эффективности в MIMO с замкнутым циклом нисходящей линии связи. В стандартах IEEE 802.16e и 3GPP LTE, поддерживается обратная связь, ограниченная четырьмя передающими (4-TX) антеннами, на основе конфигурации MIMO с замкнутым циклом. В стандартах IEEE 802.16m и 3GPP LTE усовершенствованное, для обеспечения пиковой спектральной эффективности, в качестве известной системы предварительного кодирования нисходящей линии связи с MIMO с замкнутым циклом предложена конфигурация восьми передающих (8-TX) антенн. Иллюстративные описания таких систем могут быть найдены в документе 3GPP Technical Specification No. 36.211, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA): Physical Channel and Modulation", который настоящим полностью включен в настоящее описание путем ссылки.
Во избежание потребности в процессе калибровки фазы в случае, когда для демодуляции данных не используются зондирующие сигналы канала или обычные пилот-сигналы (или обучающая последовательность средней части последовательности), может быть использовано формирование диаграммы направленности передачи на основе преобразованной кодовой таблицы с замкнутым циклом. Иллюстративное описание такой системы может быть найдено в документе IEEE C802.16m-08/1345r2, "Transformation Method For Codebook Based Precoding," November 2008, который настоящим полностью включен в настоящее описание путем ссылки. Способ преобразованной кодовой таблицы использует информацию корреляции каналов для усиления эффективности стандартной кодовой таблицы, особенно в каналах с высокой корреляцией, а также во избежание необходимости калибровки фазы между многоэлементными передающими антеннами. Как правило, информация о корреляции каналов является основанной на статистиках второго порядка и, соответственно, изменяется очень медленно, что является аналогичным долгосрочным эффектам канала, например, экранирование и потери в тракте передачи. В результате с использованием информации о корреляции служебные данные для обратной связи и сложность вычисления являются незначительными.
На фиг. 2 изображено схематическое представление 200 базовой станции 220, связанной со множеством мобильных станций 202, 204, 206 и 208, согласно варианту осуществления изобретения. Базовая станция 220 и мобильные станции 202, 204, 206 и 208 применяют многоэлементные антенны для передачи и приема радиоволновых сигналов. Радиоволновые сигналы могут являться сигналами с мультиплексированием с ортогональным частотным разделением (OFDM).
На фиг. 2, базовая станция 220 выполняет одновременное формирование диаграммы направленности по множеству передатчиков для каждой мобильной станции. Например, базовая станция 220 передает данные в мобильную станцию 202 через сигнал 210 с формированием диаграммы направленности, данные в мобильную станцию 204 через сигнал 212 с формированием диаграммы направленности, данные в мобильную станцию (206) через сигнал 214 с формированием диаграммы направленности и данные в мобильную станцию (208) через сигнал 216 с формированием диаграммы направленности. В некоторых вариантах осуществления базовая станция 220 может выполнять одновременное формирование диаграммы направленности для мобильных станций 202, 204, 206 и 208. Каждый сигнал с формированием диаграммы направленности может быть сформирован в направлении мобильной станции, для которой он предназначен, в то же время и на той же частоте. Для ясности, передача информации из базовой станции в мобильную станцию также может называться передачей информации по нисходящей линии связи, а передача информации из мобильной станции в базовую станцию может называться передачей информации по восходящей линии связи.
Базовая станция 220 и мобильные станции 202, 204, 206 и 208 применяют многоэлементные антенны для передачи и приема беспроводных сигналов. Подразумевается, что беспроводные сигналы могут быть радиоволновыми сигналами, и беспроводные сигналы могут использовать любую схему передачи, известную специалисту в данной области техники, в том числе схему передачи с мультиплексированием с ортогональным частотным разделением (OFDM).
Мобильные станции 202, 204, 206, и 208 могут быть любым устройством, которое может принимать беспроводные сигналы. Примеры мобильных станций 202, 204, 206 и 208 включают в себя, например, карманный персональный компьютер (PDA), ноутбук, мобильный телефон, малогабаритное устройство или любое другое устройство, которое может принимать передачи с формированием диаграммы направленности.
Схема передачи OFDM используется для мультиплексирования данных в частотной области. Символы модуляции переносятся на частотных поднесущих. Символы, модулированные посредством квадратурной амплитудной модуляции (QAM), являются преобразованными из последовательного кода в параллельный и входными для обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT). На выходе IFFT получают N выборок во временной области. Здесь N относится к размеру быстрого преобразования Фурье (FFT)/IFFT, используемому системой OFDM. Сигнал после IFFT является преобразованным из параллельного кода в последовательный, и к этой сигнальной последовательности добавляется циклический префикс (CP). CP добавляется к каждому символу OFDM для устранения или уменьшения воздействия вследствие замирания, обусловленного многолучевым распространением. Получающаяся в результате последовательность выборок называется символом OFDM с CP. На стороне приемника, с предположением о том, что достигнута абсолютная временная и частотная синхронизация, приемник сначала удаляет CP, и перед подачей в FFT сигнал преобразуется из последовательного кода в параллельный. Вывод FFT преобразуется из параллельного кода в последовательный, и получающиеся в результате символы модуляции QAM вводятся в демодулятор QAM.
Полная ширина полосы пропускания в системе OFDM делится на узкополосные частотные блоки, называемые поднесущими. Количество поднесущих равно размеру FFT/IFFT N, используемому в системе. В общем, количество поднесущих, используемых для данных, меньше N, потому что некоторые поднесущие на краю частотного спектра зарезервированы как поднесущие защитного интервала. В общем, на поднесущих защитного интервала информация не передается.
Поскольку каждый символ OFDM имеет конечную продолжительность во временной области, поднесущие накладываются друг на друга в частотной области. Однако, с предположением о том, что у передатчика и приемника существует абсолютная частотная синхронизация, на частоте выборки поддерживается ортогональность. В случае ухода частоты вследствие отсутствия абсолютной частотной синхронизации или высокой мобильности, ортогональность поднесущих на частотах выборки нарушается, что в результате приводит к взаимным помехам между несущими (inter-carrier-interference, ICI).
Использование многоэлементных передающих антенн и многоэлементных приемных антенн как в базовой станции, так и в отдельной мобильной станции для улучшения пропускной способности и надежности беспроводного канала связи, известно как однопользовательская система с множеством входов и множеством выходов (SU-MIMO). Система MIMO обеспечивает линейное увеличение пропускной способности с увеличением K, где K является минимумом из количества передающих антенн (M) и приемных антенн (N) (т.е. K=min(M, N)). Система MIMO может быть реализована со схемами пространственного мультиплексирования, формирования диаграммы направленности передачи и приема или разнесения при приеме и передаче.
На фиг. 3 изображена система 300 с множеством входов и множеством выходов (MIMO) 4×4 согласно варианту осуществления изобретения. В этом примере, с использованием четырех передающих антенн 304 отдельно передаются четыре разных потока 302 данных. Передаваемые сигналы принимаются в четырех приемных антеннах 306 и интерпретируются как принимаемые сигналы 308. Для восстановления четырех потоков 312 данных, над принимаемыми сигналами 308 выполняется некоторый вид пространственной обработки 310 сигнала.
Примером пространственной обработки сигналов является обработка Vertical-Bell Laboratories Layered Space-Time (V-BLAST), при которой используется принцип последовательного подавления помех для восстановления передаваемых потоков данных. Другие варианты схем MIMO включают в себя схемы, в которых выполняется некоторый вид пространственно-временного кодирования по всем передающим антеннам (например, схема Diagonal Bell Laboratories Layered Space-Time (D-BLAST)). Кроме того, система MIMO может быть реализована со схемой разнесения при передаче и приеме и схемой формирования диаграммы направленности передачи и приема для улучшения надежности канала связи или пропускной способности системы в системах беспроводной связи.
В режиме 1 индикатора состояния канала (CSI), расширение режима 2-1 PUCCH (т.е. режима обратной связи для поддиапазона), обеспечивает возможность мультиплексирования как обратной связи для поддиапазона, так и обратной связи для широкого диапазона в том же режиме обратной связи, в зависимости от значения указателя типа прекодера (PTI). Более конкретно, когда PTI=0, Уведомление 2 и Уведомление 3 являются уведомлениями для широкого диапазона, и когда PTI=1, Уведомление 2 является уведомлением для широкого диапазона, а Уведомление 3 является уведомлением для поддиапазона. Когда PTI=0, так как Уведомление 2 и Уведомление 3 являются уведомлениями для широкого диапазона, то естественно, что периодичность обратной связи Уведомления 2 и Уведомления 3 является одинаковой. Однако, когда PTI=1, Уведомление 3 является уведомлением для поддиапазона, что означает то, что периодичность обратной связи Уведомления 3 должна быть меньше по сравнению с периодичностью обратной связи Уведомления 2.
P2
P3
Пусть N - период Уведомления 2, а N - период Уведомления 3. Например, блок периода обоих уведомлений может являться подкадром. Тогда:
P2
P3
H=N/N+1,
P2
P3
где N/N - отношение между периодом Уведомления 2 и периодом Уведомления 3. Следует отметить, что отношение периодов зависит от значения PTI. Соответственно, в предпочтительном варианте осуществления изобретения, значение H зависит от значения PTI. Например, когда PTI=0, H=2 или 3, и когда PTI=1, H=J*K+1, где J - количество частей ширины полосы пропускания, и K - константа, которую можно сигнализировать из базовой станции (eNB) с использованием сигнализации верхнего уровня. В другом примере, когда PTI=0, значение H можно сигнализировать на верхних уровнях, и когда PTI=1, то H=J*K+1, где J - количество частей ширины полосы пропускания, и K - константа, которую базовая станция сигнализирует с использованием сигнализации верхнего уровня.
P1
Пусть N - период Уведомления 1, тогда:
P1
P2
M=N/N.
0
0
1
1
В предпочтительном варианте осуществления изобретения, значение M также зависит от значения PTI. Кроме того, пусть M и H - отношения периодичности, когда PTI=0, и пусть M и H-отношения периодичности, когда PTI=1. Тогда между этими четырьмя величинами поддерживается следующее условие:
0
0
1
1
H*M=H*M.
1
1
1
1
0
0
Для конкретного примера, предположим, что полная ширина полосы пропускания системы - 10 МГц. Соответственно, J=3 части ширины полосы пропускания (BP). Если K=1, то H=4. Если M=2, то H*M=4*2=8=H*M=2*4.
В некоторых вариантах осуществления изобретения точное значение H и/или M можно сигнализировать с использованием сигнализации верхнего уровня.
Уведомления обратной связи из мобильной станции (MS) в базовую станцию (BS) становятся очевидными из фиг. 4 и фиг. 5.
0
0
На фиг. 4 изображены уведомления обратной связи для значения 0 индикатора типа прекодера (PTI). На фиг. 4, H=2 и M=4. Сообщения 401a и 401b являются примерами Уведомления 1, которое содержит Индикатор ранга (RI), и 1-битовое значение PTI=0. Сообщения 402a, 402b, 402c и 402d являются примерами Уведомления 2, которое содержит значение матрицы прекодера W1 (также называемое «первым PMI»). Сообщения 403a, 403b, 403c и 403d являются примерами Уведомления 3, которое содержит значение матрицы прекодера для широкого диапазона (WB W2) и значение индикатора качества канала для широкого диапазона (WB CQI).
Соответственно, для каждого экземпляра Уведомления 1, существует 4 экземпляра Уведомления 2 и 4 экземпляра Уведомления 3 (т.е. M=4, так как период Уведомления 1 в 4 раза больше периода Уведомления 2). Кроме того, для каждого экземпляра Уведомления 2, существует один экземпляр Уведомления 3 (т.е. H=2, так как период Уведомления 2 равен периоду Уведомления 3).
1
1
На фиг. 5 изображены уведомления обратной связи для значения 1 индикатора типа прекодера (PTI). На фиг. 5, H=4 и M=2. Сообщения 501a и 501b являются примерами Уведомления 1, которое содержит Индикатор ранга (RI), и 1-битовое значение PTI=1. Сообщения 502a и 503b являются примерами Уведомления 2, которое содержит значение матрицы прекодера для широкого диапазона, WB W2, и значение WB CQI. Сообщения 503a, 503b и 503c являются примерами Уведомления 3, которое содержит значение матрицы прекодера для поддиапазона, SB W2, и значение индикатора качества канала для поддиапазона (SB CQI).
Соответственно, для каждого экземпляра Уведомления 1, существует 2 экземпляра Уведомления 2 и 6 экземпляра Уведомления 3 (т.е. M=2, так как период Уведомления 1 в 2 раза больше периода Уведомления 2). Кроме того, для каждого экземпляра Уведомления 2, существует три экземпляра Уведомления 3 (т.е. H=4, так как период Уведомления 2 в 3 раза больше периода Уведомления 3).
В этом примере, уведомление с информацией обратной связи, относящейся к W1, не передается после уведомления о ранге, когда PTI=1. Это означает, что для выполнения обратной связи на основе поддиапазона, мобильная станция может сначала передавать по каналу обратной связи PTI=0. Однако, во время следующей обратной связи RI, мобильная станция обеспечивает то, что в предшествующем подкадре уведомляют о том же W1. В противном случае, мобильная станция не должна выполнять обратную связь для поддиапазона. Это может ограничить гибкость планирования в базовой станции, и может увеличить сложность мобильной станции.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения, информация обратной связи для широкого диапазона передается в уведомлении обратной связи (Уведомление 2) после Уведомления 1, где PTI=1.
В первом альтернативном варианте осуществления (ALT 1), информация о W1 передается вместе с W2 для широкого диапазона и CQI для широкого диапазона в Уведомлении 2, когда PTI=1. Соответственно, Уведомление 1 включает в себя RI и 1-битовый указатель типа прекодера (PTI). В Уведомлении 2, если PTI=0, то уведомляют о W1. Если PTI=1, то уведомляют о W1, CQI для широкого диапазона и W2 для широкого диапазона. В Уведомлении 3, если PTI=0, то уведомляют о CQI для широкого диапазона и W2 для широкого диапазона. Если PTI=1, то уведомляют о CQI для поддиапазона и W2 для поддиапазона. Первый альтернативный вариант осуществления изображен на фиг. 6.
1
1
На фиг. 6 изображены модифицированные уведомления обратной связи для значения 1 индикатора типа прекодера (PTI) в первом альтернативном варианте осуществления. На фиг. 6, H=4 и M=2. Фиг. 6 является аналогичной фиг. 5 во многих отношениях. Сообщения 501a и 501b являются примерами Уведомления 1, которое содержит Индикатор ранга (RI), и 1-битовое значение PTI=1. Аналогично, сообщения 503a, 503b и 503c являются примерами Уведомления 3, которое содержит значение матрицы прекодера для поддиапазона, SB W2, и значение индикатора качества канала для поддиапазона (SB CQI). Однако сообщения 601a и 601b являются новыми. Сообщения 601a и 601b являются примерами Уведомления 2. Так как PTI=1, то сообщения 601a и 601b включают в себя W1 для широкого диапазона, W2 для широкого диапазона и CQI для широкого диапазона.
Кроме того, для ограничения максимального размера полезной информации Уведомления 2 до 11 бит, выбор подмножества кодовой таблицы (подвыборка кодовой таблицы) выполняется над кодовой таблицей W1 и/или кодовой таблицей W2. Соответственно, в зависимости от значения PTI, кодовая таблица W1 может являться или не являться подвыборкой. Если PTI=0, то C1 (кодовая таблица W1) не является подвыборкой (к C1 не применятся выбор подмножества кодовой таблицы). Если PTI=1, то C1 (кодовая таблица W1) является подвыборкой (к C1 применятся выбор подмножества кодовой таблицы).
Во втором альтернативном варианте осуществления (ALT 2), информация о W1 передается в уведомлении вместе с CQI для широкого диапазона в Уведомлении 2, когда PTI=1. Соответственно, Уведомление 1 включает в себя RI и 1-битовый указатель типа прекодера (PTI). В Уведомлении 2, если PTI=0, то уведомляют о W1. Если PTI=1, то уведомляют о W1 и CQI для широкого диапазона. В Уведомлении 3, если PTI=0, то уведомляют о CQI для широкого диапазона и W2 для широкого диапазона. Если PTI=1, то уведомляют о CQI для поддиапазона и W2 для поддиапазона. Второй альтернативный вариант осуществления изображен на фиг. 7.
1
1
На фиг. 7 изображены модифицированные уведомления обратной связи для значения 1 индикатора типа прекодера (PTI) во втором альтернативном варианте осуществления. На фиг. 7, H=4 и M=2. Фиг. 7 является аналогичной фиг. 5 и фиг. 6 во многих отношениях. Сообщения 501a и 501b являются примерами Уведомления 1, которое содержит Индикатор ранга (RI) и 1-битовое значение PTI=1. Аналогично, сообщения 503a, 503b и 503c являются примерами Уведомления 3, которое содержит значение матрицы прекодера для поддиапазона, SB W2, и значение индикатора качества канала для поддиапазона (SB CQI). Однако сообщения 701a и 701b являются новыми. Сообщения 701a и 701b являются примерами Уведомления 2. Так как PTI=1, то сообщения 701a и 701b включают в себя W1 для широкого диапазона и CQI для широкого диапазона.
В третьем альтернативном варианте осуществления (ALT 3), информация о W1 передается в Уведомлении 2, когда PTI=1. Соответственно, Уведомление 1 включает в себя RI и 1-битовый указатель типа прекодера (PTI). В Уведомлении 2, если PTI=0, то уведомляют о W1. Если PTI=1, то уведомляют о W1. В Уведомлении 3, если PTI=0, то уведомляют о CQI для широкого диапазона и W2 для широкого диапазона. Если PTI=1, то уведомляют о CQI для поддиапазона и W2 для поддиапазона. Третий альтернативный вариант осуществления изображен на фиг. 8.
1
1
На фиг. 8 изображены модифицированные уведомления обратной связи для значения 1 индикатора типа прекодера (PTI) в третьем альтернативном варианте осуществления. На фиг. 8, H=4 и M=2. Фиг. 8 является аналогичной фиг. 5 - фиг. 7 во многих отношениях. Сообщения 501a и 501b являются примерами Уведомления 1, которое содержит Индикатор ранга (RI) и 1-битовое значение PTI=1. Аналогично, сообщения 503a, 503b и 503c являются примерами Уведомления 3, которое содержит значение матрицы прекодера для поддиапазона, SB W2, и значение индикатора качества канала для поддиапазона (SB CQI). Однако сообщения 801a и 801b являются новыми. Сообщения 801a и 801b являются примерами Уведомления 2. Так как PTI=1, сообщения 801a и 801b включают в себя W1 для широкого диапазона.
В еще одном варианте осуществления изобретения, когда PTI=1, добавляется новое уведомление. Соответственно, в этом режиме CSI существует четыре уведомления. Однако прекодер W определяется на основании уведомления в 3 подкадрах в зависимости от последнего переданного значения индикатора ранга (RI). Соответственно, Уведомление 1 включает в себя RI и 1-битовый указатель типа прекодера (PTI). В Уведомлении 2, если PTI=0, то уведомляют о W1, и если PTI=1, то уведомляют о W1 (аналогично фиг. 8). В Уведомлении 3, если PTI=0, то уведомляют о CQI для широкого диапазона и W2 для широкого диапазона, и если PTI=1, то уведомляют о CQI для широкого диапазона и W2 для широкого диапазона. В Уведомлении 4, если PTI=0, то уведомление отсутствует. Если PTI=1, то уведомляют о CQI для поддиапазона и W2 для поддиапазона.
Следовательно, PTI служит для включения/выключения уведомления о CQI для поддиапазона, и Уведомление 4 (CQI/W2 для поддиапазона) передают только тогда, когда PTI=1. Этот альтернативный вариант осуществления изображен на фиг. 9.
На фиг. 9 изображены модифицированные уведомления обратной связи для значения 1 индикатора типа прекодера (PTI), в которых используются четыре типа уведомления. Фиг. 9 является аналогичной фиг. 5 - фиг. 8 во многих отношениях. Сообщения 501a и 501b являются примерами Уведомления 1, которое содержит Индикатор ранга (RI) и 1-битовое значение PTI=1. Сообщения 801a и 801b являются примерами Уведомления 2. Так как PTI=1, сообщения 801a и 801b включают в себя W1 для широкого диапазона. Аналогично, сообщения 503a и 503b являются примерами Уведомления 3, которое содержит SB W2 и SB CQI.
Однако сообщения 901a и 901b являются новыми. Сообщения 901a и 901b являются примерами Уведомления 4. Так как PTI=1, то сообщения 901a и 901b включают в себя CQI для поддиапазона и W2 для поддиапазона. Если PTI равен 0, то Уведомление 4 отсутствует.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, когда PTI=1, периоды обратной связи Уведомления 2 и Уведомления 3 являются одинаковыми, и поддерживаются следующие условия:
P2
P3
N=N,
P2
P4
H=N/N=J*K+2, и
P1
P2
M=N/N
В соответствии с соглашением о кодовой таблице в Документе № R1-105011 и Примечаниях председателя, полезная информация для W2 перечисляется следующим образом: Ранг 1=4 бита, Ранг 2=4 бита, Ранг 3=4 бита и Ранг 4=3 бита. Размеры в битах Уведомления 3, когда PTI=1, представлены в Таблице 1.
<b>Таблица 1</b>
Ранг
W2
CQI
Указатель поддиапазона L-бит
Общая полезная информация
Ранг 1
4 бита
4 бита
1-2 бита, в зависимости от BW
10
Ранг 2
4 бита
4+3 бита
1-2 бита, в зависимости от BW
13
Ранг 3
4 бита
4+3 бита
1-2 бита, в зависимости от BW
13
Ранг 4
3 бита
4+3 бита
1-2 бита, в зависимости от BW
12
Ранг 5-8
0 бит
4+3 бита
1-2 бита, в зависимости от BW
9
Однако уже согласовано, что полезная информация формата 2 PUCCH должна быть ограничена 11 битами. Следовательно, как представлено в Таблице 1, для ранга 2 (13 битов), ранга 3 (13 битов) и ранга 4 (12 битов), размеры в битах текущей полезной информации формата 2 PUCCH не могут вмещать и W2 для поддиапазона, CQI для поддиапазона, и указатель части ширины полосы пропускания (BP) L-бит в Таблице 1.
В одном варианте осуществления изобретения, индикатор поддиапазона L-бит при обратной связи CQI для поддиапазона в Rel-8 сохраняется. Однако для ограничения полезной информации обратной связи для поддиапазона до 11 битов используются следующие альтернативные варианты.
Альтернативный вариант 1: В режиме 1 CSI для W2 для поддиапазона выполняется выбор подмножества кодовой таблицы (подвыборка кодовой таблицы). То есть кодовая таблица W2 (C2) для обратной связи для поддиапазона в обратной связи для PUCCH является подмножеством кодовой таблицы W2 для обратной связи для широкого диапазона в обратной связи для PUCCH. Например, C2 W2, когда PTI=1, является подмножеством C2 W2, когда PTI=0 в обратной связи для PUCCH. Кроме того, C2 W2, когда PTI=1, в обратной связи для PUCCH является подмножеством C2 W2 в обратной связи для PUSCH. Для примера, когда C2 является подвыборкой, а полезная информация для подвыборки C2 составляет 2 бита, в Таблице 2 представлены элементы полезной информации для обратной связи CQI для поддиапазона в режиме 1 CSI.
<b>Таблица 2</b>
Ранг
W2
CQI
Указатель поддиапазона L-бит
Общая полезная информация
Ранг 1
2 бита
4 бита
1-2 бита, в зависимости от BW
8
Ранг 2
2 бита
4+3 бита
1-2 бита, в зависимости от BW
11
Ранг 3
2 бита
4+3 бита
1-2 бита, в зависимости от BW
11
Ранг 4
2 бита
4+3 бита
1-2 бита, в зависимости от BW
11
Ранг 5-8
0 бит
4+3 бита
1-2 бита, в зависимости от BW
9
Альтернативный вариант 1: Выбор подмножества кодовой таблицы, зависящий от ранга, (подвыборка кодовой таблицы) выполняется для обратной связи W2 для поддиапазона, когда PTI=1. Например, кодовая таблица Ранга 2/3/4 W2, когда PTI=1, является подмножеством W2, когда PTI=0 в обратной связи для PUCCH. Кроме того, кодовая таблица Ранга 2/3/4 W2, когда PTI=1, в обратной связи для PUCCH является подмножеством W2 в обратной связи для PUSCH. Для примера, когда C2 является подвыборкой, а полезная информация для подвыборки C2 составляет 2 бита для ранга 2/3/4, в Таблице 3 представлены элементы полезной информации для обратной связи CQI для поддиапазона в режиме 1 CSI.
<b>Таблица 3</b>
Ранг
W2
CQI
Указатель поддиапазона L-бит
Общая полезная информация
Ранг 1
4 бита
4 бита
1-2 бита, в зависимости от BW
10
Ранг 2
2 бита
4+3 бита
1-2 бита, в зависимости от BW
11
Ранг 3
2 бита
4+3 бита
1-2 бита, в зависимости от BW
11
Ранг 4
2 бита
4+3 бита
1-2 бита, в зависимости от BW
11
Ранг 5-8
0 бит
4+3 бита
1-2 бита, в зависимости от BW
9
В другом варианте осуществления изобретения, указатель поддиапазона L-бит является исключенным для всех рангов. Кроме того, между каждыми двумя последовательными экземплярами Уведомления 2, оставшиеся экземпляры уведомления H-1 или H-2 (в зависимости от того, уведомляют ли о W2 для широкого диапазона и CQI для широкого диапазона отдельно от W1) используются последовательно для уведомлений о CQI/W2 для поддиапазона для циклического прохода части ширины полосы пропускания вместе с упомянутым поддиапазоном в пределах упомянутой части ширины полосы пропускания. Например, когда H=J*K+1, и W2/CQI для широкого диапазона отправляют вместе с W1, существует J*K(H-1) экземпляров уведомления между упомянутыми двумя последовательными экземплярами обратной связи Уведомления 2.
В настоящем описании предложено множество порядков циклического прохода части ширины полосы пропускания и поддиапазона в пределах соответствующей части ширины полосы пропускания в экземплярах уведомления о назначенном поддиапазоне.
Альтернативный вариант 1: Между двумя последовательными элементами обратной связи Уведомления 2, оставшиеся J*K(H-1) или J*K(H-2) экземпляров уведомления используются последовательно для уведомлений о CQI/W2 для поддиапазона в каждом поддиапазоне. На фиг. 10 изображены экземпляры уведомлений для поддиапазона для уведомления о CQI/W2 для поддиапазона согласно первому альтернативному варианту осуществления изобретения. На фиг. 10 изображены три части BP1, BP2 и BP3 ширины полосы пропускания. Первые три экземпляра уведомления устанавливают последовательность через каждый из трех поддиапазонов части BP1 ширины полосы пропускания. Четвертый экземпляр уведомления после этого начинает устанавливать последовательность через часть BP2 ширины полосы пропускания.
Альтернативный вариант 2: Между двумя последовательными элементами обратной связи Уведомления 2, оставшиеся J*K(H-1) или J*K(H-2) экземпляры уведомления используются последовательно для уведомлений о CQI/W2 для поддиапазона в K циклах частей ширины полосы пропускания. Кроме того, в пределах i-ого цикла части ширины полосы пропускания, мобильная станция уведомляет о i-ой ширине полосы пропускания для поддиапазона в пределах каждой части ширины полосы пропускания. На фиг. 11 изображены экземпляры уведомлений для поддиапазона для уведомления о CQI/W2 для поддиапазона согласно второму альтернативному варианту осуществления изобретения. на фиг. 11 изображены три части BP1, BP2 и BP3 ширины полосы пропускания. Первые три экземпляра уведомления устанавливают последовательность через первый поддиапазон каждой из частей BP1, BP2 и BP3 ширины полосы пропускания. Четвертый экземпляр уведомления после этого начинает устанавливать последовательность через второй поддиапазон каждой из частей BP1, BP2 и BP3 ширины полосы пропускания.
L
Альтернативный вариант 3: Между двумя последовательными элементами обратной связи Уведомления 2, оставшиеся J*K(H-1) или J*K(H-2) экземпляры уведомлений используются последовательно для уведомлений о CQI/W2 для поддиапазона в K циклах частей ширины полосы пропускания. Кроме того, предположим, что существует, по большей мере, T=2 поддиапазонов в пределах каждой части ширины полосы пропускания, тогда в пределах i-ого цикла части ширины полосы пропускания, мобильная станция уведомляет о ширине полосы пропускания i-ого поддиапазона с каждой частью ширины полосы пропускания.
Например, может использоваться отображение между i и j для случая K=4 и T=4, представленное в Таблице 4.
<b>Таблица 4</b>
i
j
1
1
2
T
3
2
4
T-1
В общем, для k=1, 2, 3 ..., если i=2*k-1, то j=k, и если i=2*k, то j=T-k+1.
На фиг. 11 изображены экземпляры уведомлений для поддиапазона для уведомления о CQI/W2 для поддиапазона согласно третьему альтернативному варианту осуществления изобретения.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения размер поддиапазона в пределах части ширины полосы пропускания зависит от индикатора ранга. То есть для более высоких рангов могут существовать большие размеры поддиапазона. Кроме того, систематизированная структура обратной связи CQI/W2 для поддиапазона также зависит от разных рангов.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения указатель поддиапазона L-бит для обратной связи для ранга 2, 3, 4 может быть исключен при сохранении указателя поддиапазона L-бит для ранга 1 и рангов 5-8. Соответственно, в Таблице 5 представлена полезная нагрузка, заданная по размеру для обратной связи CQI для поддиапазона, в режиме 1 CSI, которую можно достичь. В одном варианте осуществления, RI и PTI могут быть закодированы совместно в режиме 1 CSI.
<b>Таблица 5</b>
Ранг
W2
CQI
Указатель поддиапазона L-бит
Общая полезная информация
Ранг 1
4 бита
4 бита
1-2 бита, в зависимости от BW
10
Ранг 2
4 бита
4+3 бита
0
11
Ранг 3
4 бита
4+3 бита
0
11
Ранг 4
3 бита
4+3 бита
0
10
Ранг 5-8
0 бит
4+3 бита
1-2 бита, в зависимости от BW
9
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
Несмотря на то, что настоящее изобретение описано в отношении иллюстративного варианта осуществления, специалисту в данной области техники могут быть очевидны различные изменения и модификации. Подразумевается, что настоящее изобретение охватывает такие изменения и модификации, которые находятся в пределах объема прилагаемой формулы изобретения.