СВЯЗЬ С МНОЖЕСТВЕННЫМ ВВОДОМ/МНОЖЕСТВЕННЫМ ВЫВОДОМ (MIMO)
MULTIPLE INPUT/MULTIPLE OUTPUT (MIMO) COMMUNICATION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к способу управления восходящей передачей со множественным вводом/множественным выводом между абонентским оборудованием и базовой станцией беспроводной сети связи, абонентскому оборудованию и компьютерному программному продукту.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Беспроводные сети связи являются известными. Базовые станции в таких сетях обеспечивают возможность беспроводного подключения к абонентскому оборудованию в пределах географической области или соты, связанной с базовой станцией. Беспроводные линии связи между базовой станцией и каждым из абонентских оборудований обычно включают в себя один или несколько нисходящих (или прямых) каналов для передачи информации от базовой станции к абонентскому оборудованию и один или несколько восходящих (или обратных) каналов для передачи информации от абонентского оборудования к базовой станции.
Технология множественного ввода/множественного вывода (MIMO) может быть применена, когда базовая станция и, не обязательно, абонентское оборудование содержит множество антенн. К примеру, абонентское оборудование, которое содержит множество антенн, может передавать множество независимых и неодинаковых сигналов базовым станциям на одной и той же частоте, используя одну и ту же кодировку, и с одним и тем же временным интервалом передачи (TTI), которые могут быть разложены базовыми станциями. К примеру, отдельное абонентское оборудование способно передавать два потока улучшенного канала данных (E-DCH) в восходящей линии связи, используя один и тот же восходящий ресурс (частоту, интервал и кодировку), что означает, что это абонентское оборудование способно исполнять передачу ранга 2 (в отличие от передачи ранга 1, которая происходит при передаче одиночного E-DCH потока).
Поток E-DCH состоит из одного или нескольких выделенных физических каналов данных E-DCH (E-DPDCH) и сопровождается одним выделенным физическим каналом управления E-DCH (E-DPCCH). Каналы E-DPDCH переносят трафик данных, а канал E-DPCCH переносит управляющую информацию, позволяющую E-DPDCH быть декодированными.
В MIMO восходящей линии связи, вторичный поток E-DCH посылают совместно с первичным потоком E-DCH. Аналогично первичному потоку E-DCH, вторичный поток E-DCH состоит из одного или нескольких вторичных E-DPDCH (S-E-DPDCH) и одного вторичного E-DPCCH (S-E-DPCCH).
Хотя предоставление MIMO восходящей линии облегчает передачу от абонентского оборудования к сети, непредвиденные последствия могут произойти.
Таким образом, желательно предоставить улучшенную технологию для поддержки MIMO передачи данных.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
По первому аспекту, предлагается способ управления восходящей передачей с множественным вводом/множественным выводом между абонентским оборудованием и базовой станцией беспроводной сети связи, причем способ содержит этапы, на которых: идентифицируют, существует ли недостаточная пропускная способность в первичном восходящем потоке для переноса ожидающих восходящих пакетов данных; и если недостаточная пропускная способность существует, предотвращает установление вторичного восходящего потока, когда определено, что ожидающие восходящие пакеты данных, которые не будут перенесены первичным восходящим потоком, будут недостаточно использовать вторичный восходящий поток.
Первый аспект признает, что проблема с существующей технологией заключается в том, что непропорционально высокие помехи могут возникать в результате передачи относительно небольших данных. Это происходит, поскольку существующая технология подразумевает, что мощности передачи первичного потока и вторичного потока являются равными, что как первичный поток, так и вторичный поток используют наибольшее число кодов, и таким образом работают на максимальной пропускной способности. Проблема с этим подходом заключается в том, что в случае с ограниченным буфером (где присутствуют недостаточные ожидающие посылки восходящие пакеты данных) число пакетов данных (объем битов информации), которые должны быть переданы, используя вторичный поток, могут не полностью использовать пропускную способность, предоставляемую таким потоком, передаваемым с равной мощностью и использующим наивысшее число кодов, таких, к примеру, как 2xSF2 + 2xSF4 коды. Это приводит к тому, что пакеты данных, передаваемые во вторичном потоке, фактически потребляют чрезмерно высокую мощность для передаваемого объема данных, что в свою очередь, приводит к чрезмерно высоким междупоточным помехам и помехам восходящей линии связи для других пользователей.
Таким образом, способ управления восходящими передачами со множественным вводом/множественным выводом между абонентским оборудованием и базовой станцией беспроводной сети связи может быть предусмотрен. Данный способ может содержать этап идентификации, существует ли недостаточная пропускная способность в первичном восходящем потоке для переноса ожидающих или не переданных восходящих пакетов данных. Данный способ также может содержать этап, на котором, если определено, что недостаточная пропускная способность существует, установление вторичного восходящего потока предотвращают, в случае, когда ожидающие или не переданные восходящие пакеты данных, которые не могли быть переданы, используя первичный поток, будут мало или недостаточно использовать или эксплуатировать пропускную способность вторичного восходящего потока.
Таким образом, непропорциональные помехи и потребление ресурсов, которые были бы, в противном случае, результатом от установления вторичного потока с целью переноса относительно небольших данных, избегнуты, что снижает используемые ресурсы, повышает коэффициент полезного действия, и снижает помехи.
В одном варианте осуществления, определяют, что вторичный восходящий поток является недостаточно используемым, когда определяют, что ожидающие восходящие пакеты данных, которые не будут перенесены первичным восходящим потоком, являются передаваемыми по первичному восходящему потоку в пределах временного интервала передачи. Соответственно, определяют, что вторичный восходящий поток будет недостаточно использован, если все из ожидающих пакетов данных, которые являются не передаваемыми по первичному потоку, могут быть переданы в пределах одиночного временного интервала передачи. В подобном случае, будет более эффективно предотвратить установление вторичного потока, и вместо этого передать эти ожидающие пакеты данных в следующий временной интервал передачи, используя первичный поток.
В одном варианте осуществления, определяют, что вторичный восходящий поток является недостаточно используемым, когда различие в ожидающих пакетах данных, которые будут перенесены первичным потоком и вторичным потоком, превышают пороговое значение. Соответственно, дисбаланс между пакетами данных, передаваемых первичным потоком и вторичным потоком, может указывать на потенциальное недостаточное использование или неэффективное использование вторичного потока.
В одном варианте осуществления, определяют, что вторичный восходящий поток является недостаточно используемым, когда ожидающие пакеты данных, которые будут перенесены вторичным потоком, не достигают порогового значения. Соответственно, простая оценка конкретного объема пакетов данных, которые должны передаваться, с использованием вторичного потока, предоставляет указание, будет ли вторичный поток недостаточно использован.
В одном варианте осуществления, определяют, что вторичный восходящий поток является недостаточно используемым, когда различие между размером транспортного блока первичного потока и размером транспортного блока вторичного потока превосходит пороговое значение. Учитывая, что обычно первичный поток будет иметь равный или больший размер транспортного блока, чем у вторичного потока, большая разница в размерах транспортного блока указывает, что вторичный поток содержит очень мало данных для передачи и будет неэффективно передавать этот объем данных, используя огромную пропускную способность, предлагаемую вторичным потоком.
В одном варианте осуществления, определяют, что вторичный восходящий поток является недостаточно используемым, когда размер транспортного блока вторичного потока не достигает порогового значения. Соответственно, простая оценка размера транспортного блока вторичного потока может быть использована для определения, является ли вторичный поток недостаточно используемым.
В одном варианте осуществления, когда первичный восходящий поток и вторичный восходящий поток используют одинаковую модуляцию, определяют, что вторичный восходящий поток является недостаточно используемым, когда различие в кодовой скорости первичного потока и кодовой скорости вторичного потока превосходит пороговое значение. Поскольку эти два потока используют одну и ту же модуляцию, разница в кодовой скорости может указывать, что недостаточно для передачи ожидающих пакетов данных, при использовании вторичного потока, особенно, при условии, что мощность передачи вторичного потока обычно является высокой.
В одном варианте осуществления, когда первичный восходящий поток и вторичный восходящий поток используют одинаковую модуляцию, определяют, что вторичный восходящий поток является недостаточно используемым, когда кодовая скорость вторичного потока не достигает порогового значения. Соответственно, простая оценка кодовой скорости может быть использована для указания, что данный вторичный поток будет недостаточно использован.
В одном варианте осуществления, когда первичный восходящий поток и вторичный восходящий поток используют разную модуляцию, определяют, что вторичный восходящий поток является недостаточно используемым, когда различие в произведении порядка модуляции и кодовой скорости первичного потока и произведении порядка модуляции и кодовой скорости вторичного потока превосходит пороговое значение. Произведение порядка модуляции и кодовой скорости дает число битов информации на символ. Большое различие в этом произведении указывает, что пакеты данных, которые будут переданы по вторичному потоку, будут переданы очень неэффективно, по сравнению с теми, что будут переданы по первичному потоку.
В одном варианте осуществления, когда первичный восходящий поток и вторичный восходящий поток используют разную модуляцию, определяют, что вторичный восходящий поток является недостаточно используемым, когда произведение порядка модуляции и кодовой скорости вторичного потока не достигает порогового значения. Соответственно, простая оценка произведения может быть использована для определения, является ли данный вторичный поток недостаточно используемым.
В одном варианте осуществления, способ содержит прием порогового значения от узла сети. Соответственно, степень недостаточного использования может быть управляема посредством сети, устанавливающей пороговое значение.
В одном варианте осуществления, этап предотвращения установления вторичного восходящего потока предотвращает передачи ранга 2.
В одном варианте осуществления, этап идентификации идентифицирует, что недостаточная пропускная способность существует, если определяют, что все ожидающие восходящие данные не могут быть переданы по первичному восходящему потоку в пределах временного интервала передачи.
По второму аспекту, предоставлен компьютерный программный продукт, выполненный с возможностью, при исполнении на компьютере, выполнять этапы способа в первом аспекте.
По третьему аспекту, предоставлено абонентское оборудование, выполненное с возможностью управлять восходящей передачей со множественным вводом/множественным выводом с базовой станцией беспроводной сети связи, причем абонентское оборудование содержит: идентификационную логическую схему, выполненную с возможностью идентифицировать, существует ли недостаточная пропускная способность в первичном восходящем потоке для переноса ожидающих восходящих пакетов данных; и предотвращающая логическая схема, выполненная с возможностью, если недостаточная пропускная способность существует, предотвращать установление вторичного восходящего потока, когда определено, что ожидающие восходящие пакеты данных, которые не будут перенесены первичным восходящим потоком, будут недостаточно использовать вторичный восходящий поток.
В одном варианте осуществления, определяют, что вторичный восходящий поток является недостаточно используемым, когда определяют, что ожидающие восходящие пакеты данных, которые не будут перенесены первичным восходящим потоком, являются передаваемыми по первичному восходящему потоку в пределах временного интервала передачи.
В одном варианте осуществления, определяют, что вторичный восходящий поток является недостаточно используемым, когда различие в ожидающих пакетах данных, которые будут перенесены первичным потоком и вторичным потоком, превосходит пороговое значение.
В одном варианте осуществления, определяют, что вторичный восходящий поток является недостаточно используемым, когда ожидающие пакеты данных, которые будут перенесены вторичным потоком, не достигают порогового значения.
В одном варианте осуществления, определяют, что вторичный восходящий поток является недостаточно используемым, когда различие между размером транспортного блока первичного потока и размером транспортного блока вторичного потока, превосходит пороговое значение.
В одном варианте осуществления, определяют, что вторичный восходящий поток является недостаточно используемым, когда размер транспортного блока вторичного потока не достигает порогового значения.
В одном варианте осуществления, когда первичный восходящий поток и вторичный восходящий поток используют одинаковую модуляцию, определяют, что вторичный восходящий поток является недостаточно используемым, когда различие в кодовой скорости первичного потока и кодовой скорости вторичного потока превосходит пороговое значение.
В одном варианте осуществления, когда первичный восходящий поток и вторичный восходящий поток используют одинаковую модуляцию, определяют, что вторичный восходящий поток является недостаточно используемым, когда кодовая скорость вторичного потока не достигает порогового значения.
В одном варианте осуществления, когда первичный восходящий поток и вторичный восходящий поток используют разную модуляцию, определяют, что вторичный восходящий поток является недостаточно используемым, когда различие в произведении порядка модуляции и кодовой скорости первичного потока и произведении порядка модуляции и кодовой скорости вторичного потока превосходит пороговое значение.
В одном варианте осуществления, когда первичный восходящий поток и вторичный восходящий поток используют разную модуляцию, определяют, что вторичный восходящий поток является недостаточно используемым, когда произведение порядка модуляции и кодовой скорости вторичного потока не достигает порогового значения.
В одном варианте осуществления, абонентское оборудование содержит принимающую логическую схему, выполненную с возможностью принимать пороговое значение от узла сети.
В одном варианте осуществления, предотвращающая логическая схема предотвращает установление вторичного восходящего потока посредством предотвращения передач ранга 2.
В одном варианте осуществления, идентификационная логическая схема идентифицирует, что недостаточная пропускная способность существует, если определяют, что все ожидающие восходящие данные не могут быть переданы по первичному восходящему потоку в пределах временного интервала передачи.
Дополнительные отдельные и предпочтительные аспекты являются изложенными в прилагаемых независимых и зависимых пунктах формулы изобретения. Признаки зависимых пунктов формулы изобретения могут быть объединены с признаками независимых пунктов формулы изобретения по необходимости, и в других сочетаниях, чем те, что явно изложены в формуле изобретения.
Там где признак устройства описан как являющийся пригодным для предоставления функции, следует понимать, что это включает в себя признак устройства, который обеспечивает эту функцию, или который является приспособленным или выполненным с возможностью предоставлять эту функцию.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Варианты осуществления настоящего изобретения будут теперь описываться дополнительно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 иллюстрирует основные этапы обработки по одному варианту осуществления.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Обзор
Перед рассмотрением вариантов осуществления более подробно, сначала будет предоставлен обзор. Варианты осуществления предоставляют технические приемы для выбора абонентским оборудованием ранга MIMO восходящей передачи. В настоящее время, предполагается, что абонентское оборудование способно использовать только ранг 2, если оба потока используют 2xSF2 + 2xSF4 кодирование. Проблема с этим подходом состоит в том, что в случае ограниченного буфера, объем битов информации, которые будут переданы по второму потоку, может не исчерпывать пропускную способность, предлагаемую 2xSF2 + 2xSF4 кодами. Поскольку мощность передачи для E-DPDCH и S-E-DPDCH предположительно должна быть равной, биты информации во вторичном потоке будут потреблять чрезмерно высокую мощность, вызывая:
1) Чрезмерно высокие междупоточные помехи и
2) Помехи восходящей линии связи для других пользователей.
Варианты осуществления накладывают критерий, такой, при котором передача ранга 2 разрешена (то есть, вторичный поток устанавливается), только если вторичный поток будет достаточно загружен. Другими словами, вторичный поток устанавливается, только если преимущество от такого действия перевешивает влияние такого действия. Различные технические приемы предложены для проведения таких оценок, как будет теперь описано.
Оценка размера транспортного блока
В этом варианте осуществления, передача ранга 2 разрешена, только если дисбаланс (различие) размера транспортного блока между двумя потоками находится в пределах порога. Первичный поток (обычно) имеет равный или больший размер транспортного блока, чем тот, что у вторичного потока. Отсюда, большой дисбаланс означает, что второй поток имеет очень мало данных для передачи, и является неэффективным передавать малый объем данных, используя огромную пропускную способность, предлагаемую 2xSF2 + 2xSF4 кодами.
В другом варианте осуществления, передача ранга 2 разрешена, если абсолютный размер транспортного блока для вторичного потока выше порога.
Эти пороги могут быть сообщены абонентскому оборудованию, или могут быть предварительно заданными или запрограммированными.
Оценка кодовой скорости
В другом варианте осуществления, если оба потока используют одинаковую модуляцию, критерий для передачи ранга 2 заключается в том, что различие в кодовой скорости между первичным и вторичным потоками меньше, чем порог. Поскольку низкая кодовая скорость означает низкий процент битов информации, является не эффективным выполнять передачу ранга 2 для столь малого объема бит информации, особенно если мощность передачи во вторичном потоке высока.
В другом варианте осуществления, передача ранга 2 разрешена, если абсолютная кодовая скорость для вторичного потока выше порога.
Эти пороги могут быть сообщены абонентскому оборудованию или могут быть предварительно заданными или запрограммированными.
Оценка модуляции и кодовой скорости
В другом варианте осуществления, если потоки используют разную модуляцию, критерий для передачи ранга 2 состоит в том, что различие в произведении порядка модуляции (то есть числе бит на символ, например, 2 для QPSK, 4 для 16QAM) и кодовой скорости между двумя потоками меньше, чем порог. Произведение порядка модуляции и кодовой скорости дает число битов информации на символ. Небольшое число битов информации, переносимых на высокой мощности, является неэффективным и, таким образом, не оправдывает передачу ранга 2.
В другом варианте осуществления, передача ранга 2 разрешена, если произведение порядка модуляции и кодовой скорости во вторичном потоке выше порога.
Эти пороги могут быть сообщены абонентскому оборудованию или могут быть предварительно заданными или запрограммированными.
Пример работы
В одном варианте осуществления, как показано на Фиг. 1, базовая станция сообщает максимальный ранг 2 абонентскому оборудованию на этапе S1. Абонентскому оборудованию, таким образом, принципиально позволено передавать 2 потока. Сеть также сообщает на этапе S1 дисбаланс размеров транспортного блока (TBS) ΔTBS, между двумя потоками, где различие в TBS между двумя потоками должно быть ниже порога X, если UE было фактически позволено передавать с рангом 2.
В первом TTI, абонентское оборудование устанавливает на этапах S2 и S4, что оно имеет достаточно данных в своем буфере, чтобы ΔTBS < X. Абонентское оборудование передает с рангом 2 на этапе S5.
Во втором TTI, абонентское оборудование устанавливает на этапах S2 и S4, что оно имеет достаточно данных, чтобы заполнить свой первичный поток, но имеет очень мало данных, остающихся для второго потока. Здесь ΔTBS > X. Абонентское оборудование, таким образом, передает с рангом 1 на этапе S3, и удерживает оставшийся небольшой объем данных, который не помещается в первичный поток.
В третьем TTI, абонентское оборудование устанавливает на этапе S2, что пропускная способность первичного потока не превышена, передает с рангом 1 на этапе S3 и посылает оставшиеся в своем буфере данные посредством первичного потока.
Следует принимать во внимание, что варианты осуществления, упомянутые выше, основываются на признании того, что если только небольшой объем данных остается для передачи по вторичному потоку, дополнительная задержка, вносимая вынуждением подождать еще один TTI для передачи (2 мс или 10 мс в высокоскоростной пакетной передаче данных (HSPA)) является незначительной и обычно не повлияет на восприятие пользователем. Напротив, дополнительные помехи, которые будут вызваны передачей данных по вторичному потоку с высокой мощностью, будут существенными и является желательным их избежать.
Соответственно, варианты осуществления предотвращают вторичный поток от неэффективного использования чрезмерно высокой мощности для передачи малого объема бит информации в (ранг 2) среде с ограниченным буфером.
Специалист в данной области техники легко признает, что этапы разных вышеописанных способов могут быть выполнены программируемыми компьютерами. В данном документе, некоторые варианты осуществления также предназначены охватывать устройства хранения программ, например, среды цифрового хранения данных, которые являются читаемыми посредством машины или компьютера и кодирование исполняемых машиной или исполняемых компьютером наборов команд, где упомянутые команды выполняют некоторые или все из этапов упомянутых вышеприведенных способов. Устройства хранения программ могут быть, например, цифровыми запоминающими устройствами, магнитными средами хранения информации, такими как магнитные диски и магнитные ленты, накопители на жестких дисках, или оптически читаемыми средами хранения цифровых данных. Варианты осуществления также предназначены охватывать компьютеры, запрограммированные для выполнения упомянутых этапов вышеприведенных способов.
Функции различных элементов, показанных на фигурах, включая любые функциональные блоки, помеченные как "процессоры" или "логическая схема", могут быть предоставлены посредством использования выделенного аппаратного обеспечения, так же как аппаратного обеспечения, способного исполнять программное обеспечение совместно с соответствующим программным обеспечением. При предоставлении процессором, функции могут быть предоставлены одиночным выделенным процессором, одиночным совместно используемым процессором или множеством отдельных процессоров, некоторые из которых могут быть совместно используемыми. Более того, точное использование терминов "процессор" или "контроллер" или "логическая схема" не должно считаться ссылающимся исключительно на аппаратное обеспечение, способное исполнять программное обеспечение, и может косвенно включать в себя, без ограничения, аппаратное обеспечение процессора (DSP) цифровой обработки сигнала, сетевой процессор, специализированную интегральную микросхему (ASIC), программируемую пользователем логическую матрицу (FPGA), постоянное запоминающее устройство (ROM) для хранения программного обеспечения, оперативное запоминающее устройство (RAM), и энергонезависимое устройство хранения. Другое аппаратное обеспечение, обычное и/или специальное, может также быть включено. Подобным образом, любые переключатели, показанные на фигурах, являются только умозрительными. Их функции могут быть реализованы через работу логики программы, специализированной логической схемы, через взаимодействие программного управления и специализированной логической схемы, или даже вручную, конкретное техническое решение выбирается разработчиком, более понимающим из контекста.
Должно быть оценено специалистами в данной области техники, что любая функциональная схема в данном документе представляет концептуальное представление пояснительной схемы, осуществляющей принципы данного изобретения. Подобным образом, следует принимать во внимание, что любые блок-схемы, функциональные диаграммы, диаграммы переходов состояний, псевдокод и тому подобное представляют разные процессы, которые могут быть в значительной степени представлены в компьютерно-читаемом носителе, и затем исполнены компьютером или процессором, независимо от того, показан явно подобный компьютер или процессор или нет.
Описание и чертежи только иллюстрируют принципы данного изобретения. Таким образом, следует принимать во внимание, что специалисты в данной области техники будут способны придумать разные способы реализации, которые, несмотря на то, что не описаны или не показаны явно в настоящем документе, воплощают принципы данного изобретения и включаются в его сущность и объем. Кроме того, все примеры, изложенные в настоящем документе в первую очередь предназначены специально только для педагогических целей, чтобы помочь читателю в понимании принципов данного изобретения и концепций, внесенных изобретателем(-ами) в продвижение данной области техники, и должны быть рассмотрены без ограничения подобными конкретно изложенными примерами и условиями. Более того, все высказывания в настоящем документе, описывающие принципы, аспекты и варианты осуществления данного изобретения, а также их конкретные варианты, предназначены охватывать их эквиваленты.