ФОРМИРОВАНИЕ КАНАЛОВ МНОЖЕСТВЕННОГО ДОСТУПА С ПРОСТРАНСТВЕННЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ В СИСТЕМАХ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ
CREATING SPATIAL DIVISION MULTIPLE ACCESS CHANNELS IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS

Перекрестная ссылка
Настоящая заявка испрашивает приоритет на основании Предварительной заявки США 60/828,821, поданной 10.10.06, под названием "ФОРМИРОВАНИЕ КАНАЛОВ МНОЖЕСТВЕННОГО ДОСТУПА С ПРОСТРАНСТВЕННЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ В СИСТЕМАХ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ". Эта заявка полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
Нижеприведенное описание относится в целом к беспроводной связи, и в том числе к выделению каналов множественного доступа с пространственным разделением в системах беспроводной связи.
Уровень техники
Системы беспроводной связи стали преобладающим средством, при помощи которого большинство людей во всем мире стали осуществлять связь друг с другом. Устройства беспроводной связи стали меньшими по размерам и более эффективными для удовлетворения потребностей потребителей и повышения портативности и удобства в использовании. Увеличение вычислительных возможностей мобильных устройств, таких как мобильные телефоны, привело к повышению требований к передающим системам беспроводных сетей. Такие системы обычно не столь легко поддаются модернизации, как устройства сотовой связи, которые осуществляют связь с помощью таких систем. По мере расширения возможностей мобильных устройств может оказаться затруднительным поддерживать старые беспроводные сетевые системы в таком виде, чтобы они в полной мере способствовали реализации новых и улучшенных возможностей беспроводных устройств.
Вообще говоря, в системах беспроводной связи используются различные подходы для создания передающих ресурсов в виде каналов. Эти системы могут быть системами мультиплексирования с кодовым разделением (CDM), системами мультиплексирования с частотным разделением (FDM) и системами мультиплексирования с временным разделением (TDM). Одним часто используемым вариантом FDM является мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM), которое эффективно делит полную ширину полосы системы на множество ортогональных поднесущих. Эти поднесущие можно также называть тонами, частотными элементами или частотными каналами. Каждая поднесущая может модулироваться данными. При использовании временного разделения каналов каждая поднесущая может содержать участок последовательных отрезков времени или временных интервалов. Каждому пользователю может быть выделено одно или более сочетаний временных интервалов и поднесущих для передачи и приема информации в определенный промежуток отправки, или кадр. Схемы скачкообразной перестройки могут представлять собой схему скачкообразного изменения частоты передачи символов и схему скачкообразного изменения блоков.
Раскрытие изобретения
Ниже в упрощенном виде представлена сущность изобретения, обеспечивающая общее понимание некоторых аспектов раскрытых вариантов осуществления. Настоящее описание сущности изобретения не является всеобъемлющим обзором и не направлено ни на то, чтобы указать основные или существенные элементы, ни на то, чтобы ограничить объем таких вариантов осуществления. Его задача заключается в том, чтобы представить в упрощенной форме некоторые принципы описанных вариантов осуществления в качестве вводной части к более подробному описанию, которое представлено далее.
В соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления и соответствующим им раскрытием описаны различные аспекты, относящиеся к формированию каналов SDMA, для обеспечения увеличенной пропускной способности секторов.
В соответствии с одним аспектом представлен способ упрощения формирования каналов в системах беспроводной связи. Способ включает в себя планирование передач по меньшей мере к двум терминалам на перекрывающихся частотных ресурсах в течение перекрывающегося промежутка времени на разных пространственных ресурсах. Способ также включает в себя применение различных смещений кода для пилотных сигналов, отправленных по меньшей мере к двум терминалам, причем различные смещения кода соответствуют различным поддеревьям. Различные смещения кода могут создавать различные сигнатуры пилотных сигналов.
Другой аспект относится к устройству беспроводной связи, которое включает в себя процессор и память. Процессор может выполнять команды для планирования передач по меньшей мере к двум терминалам на перекрывающихся частотных ресурсах в течение перекрывающихся промежутков времени на разных пространственных ресурсах так, чтобы пилотные сигналы, переданные на эти по меньшей мере два терминала, использовали различные смещения кода. Память может хранить информацию, относящуюся к командам, генерируемым процессором.
В соответствии с еще одним аспектом представлено устройство беспроводной связи, которое обеспечивает формирование каналов множественного доступа с пространственным разделением. Устройство включает в себя средство для планирования передач по меньшей мере к двум терминалам на перекрывающихся частотных ресурсах для перекрывающихся промежутков времени на разных пространственных ресурсах. Устройство также включает в себя средство для применения различных смещений кода для пилотных сигналов, отправленных к этим по меньшей мере двум терминалам, причем различные смещения кода соответствуют различным поддеревьям.
Еще один аспект относится с машиночитаемому носителю, хранящему машиноисполняемые команды для планирования передач по меньшей мере к двум терминалам на перекрывающихся частотных ресурсах для перекрывающихся промежутков времени на разных пространственных ресурсах. Машиноисполняемые команды служат также для применения различных смещений кода для пилотных сигналов, отправленных к этим по меньшей мере двум терминалам, причем различные смещения кода соответствуют различным поддеревьям.
Устройство с возможностью работы в системе беспроводной связи представляет третий аспект, связанный с предыдущими. Устройство включает в себя процессор, который может быть выполнен с возможностью планирования передач по меньшей мере к двум терминалам на перекрывающихся частотных ресурсах в течение перекрывающихся промежутков времени на разных пространственных ресурсах. Процессор может быть также выполнен с возможностью применения различных смещений кода для пилотных сигналов, отправленных к этим по меньшей мере двум терминалам, причем различные смещения кода соответствуют различным поддеревьям.
Для реализации вышеуказанных и связанных с ними целей один или несколько вариантов осуществления содержат признаки, которые в полном объеме описаны ниже и, в частности, содержатся в формуле изобретения. В нижеследующем описании и на прилагаемых чертежах подробно изложены некоторые иллюстративные аспекты изобретения и указаны некоторые из множества возможных способов применения принципов, на которых основаны эти варианты осуществления. Другие преимущества и новые признаки станут понятными из нижеследующего подробного описания при его рассмотрении совместно с чертежами, и подразумевается, что раскрытые варианты осуществления включают в себя все такие аспекты и их эквиваленты.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 иллюстрирует систему беспроводной связи с множественным доступом согласно различным вариантам осуществления для формирования каналов множественного доступа с пространственным разделением.
Фиг. 2 иллюстрирует пример системы, которая способствует формированию каналов множественного доступа с пространственным разделением в системе беспроводной связи.
Фиг. 3 иллюстрирует пример участка древовидной структуры каналов.
Фиг. 4 иллюстрирует примерное графическое изображение отображения между портами скачков и частотными областями.
Фиг. 5 иллюстрирует древовидную структуру, которая накладывает определенные ограничения на использование информационных каналов для ортогональной системы.
Фиг. 6 иллюстрирует аспекты SDMA-передачи подтверждений приема (ACK) терминалами доступа по обратной линии связи.
Фиг. 7 иллюстрирует аспекты, направленные на смягчение конфликтов подтверждений приема, отправленных по обратной линии связи.
Фиг. 8 иллюстрирует четыре структуры поддеревьев для четырех терминалов доступа.
Фиг. 9 иллюстрирует четыре структуры поддеревьев для двух терминалов доступа, из которых один терминал имеет три передаваемых потока, а другой терминал имеет один передаваемый поток.
Фиг. 10 иллюстрирует четыре структуры поддерева для трех терминалов доступа, из которых два имеют один передаваемый поток, а третий имеет два потока.
Фиг. 11 иллюстрирует еще один пример структуры поддеревьев.
Фиг. 12 иллюстрирует способ упрощения формирования каналов в системе беспроводной связи.
Фиг. 13 иллюстрирует блок-схему варианта осуществления передающей системы и приемной системы.
Фиг. 14 иллюстрирует систему для формирования каналов множественного доступа с пространственным разделением.
Осуществление изобретения
Далее описаны различные варианты осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи. В нижеследующем описании в иллюстративных целях приведены многочисленные конкретные подробности для обеспечения более полного понимания одного или нескольких аспектов. Однако представляется очевидным, что такие варианты осуществления можно использовать и без этих конкретных подробностей. В других случаях для облегчения описания этих вариантов осуществления известные конструкции и устройства приведены в виде блок-схем.
В настоящей заявке термины "компонент", "модуль", "система" и т.п. относятся к компьютерному объекту, представляющему собой аппаратное средство, программно-аппаратное средство, сочетание аппаратного и программного средства, программное средство или программное средство в процессе выполнения. Например, компонент может быть, в частности, процессом, выполняющимся в процессоре, процессором, объектом, исполняемой программой, потоком выполнения, программой и (или) компьютером. Например, компонент может быть как приложением, выполняющимся на компьютере, так и компьютерным устройством. Внутри процесса и и(или) потока выполнения может находиться один или несколько компонентов, и компонент может локально располагаться на компьютере или быть распределен между двумя или более компьютерами. Кроме того, эти компоненты могут выполняться с различных машиночитаемых носителей, содержащих различные структуры данных. Компоненты могут осуществлять связи, например, посредством локальных и (или) удаленных процессов. В соответствии с сигналом, имеющим один или несколько пакетов данных (например, данных от одного компонента, взаимодействующего с другим компонентом в локальной системе, распределенной системе и (или) через сеть, такую как Интернет, с другими системами посредством сигнала).
Кроме того, в настоящей заявке описаны различные варианты осуществления, связанные с беспроводным терминалом. Беспроводной терминал можно также называть системой, абонентским устройством, абонентской станцией, мобильной станцией, мобильным телефоном, мобильным устройством, удаленной станцией, удаленным терминалом, терминалом доступа, пользовательским терминалом, терминалом, устройством беспроводной связи, агентом пользователя, пользовательским устройством или пользовательским оборудованием (UE). Беспроводной терминал может быть мобильным телефоном, телефоном с протоколом инициации сеанса (SIP), станцией местной беспроводной связи (WLL), карманным персональным компьютером, (PDA), карманным устройством, обладающим возможностями беспроводного соединения, вычислительным устройством или другим процессорным устройством, связанным с беспроводным модемом. Кроме того, в настоящей заявке описаны различные варианты осуществления, связанные с базовой станцией. Базовая станция может применяться для осуществления связи с беспроводным терминалом(ами) и может также называться точкой доступа, узлом B или некоторыми другими терминами.
Различные аспекты или признаки будут представлены с точки зрения систем, которые могут включать в себя ряд устройств, компонентов, модулей и т.п. Должно быть понятно, что различные системы могут включать в себя дополнительные устройства, компоненты, модули и (или) могут не включать в себя все устройства, компоненты, модули, рассмотренные в связи с чертежами. Может также использоваться сочетание этих подходов.
На фиг. 1 приведена система 100 беспроводной связи множественного доступа согласно различным вариантам осуществления формирования каналов множественного доступа с пространственным разделением. Более подробно, система 100 беспроводной связи множественного доступа включает в себя множество сот, например соты 102, 104 и 106. В варианте осуществления на фиг. 1 каждая сота 102, 104 и 106 может включать в себя точку доступа 108, 110, 112, которая включает в себя множество секторов. Множество секторов формируются группами антенн, каждая из которых отвечает за связь с терминалами доступа в части соты. В соте 102 каждая из групп антенн 114, 116 и 118 соответствует различным секторам. В соте 104 каждая из групп антенн 120, 122 и 124 соответствует различным секторам. В соте 106 каждая из групп антенн 126, 128 и 130 соответствует разным секторам.
Каждая сота включает в себя несколько терминалов доступа, которые осуществляют связь с одним или несколькими секторами каждой точки доступа. Например, терминалы 132, 134, 136 и 138 доступа осуществляют связь с базовой станцией 108, терминалы 140, 142 и 144 доступа осуществляют связь с точкой 110 доступа, а терминалы 146, 148 и 150 доступа осуществляют связь с точкой 112 доступа.
Как показано на примере соты 104, каждый терминал 140, 142 и 144 доступа расположен в иной части соответствующей соты по сравнению с другим терминалом доступа в той же соте. Кроме того, каждый терминал 140, 142 и 144 доступа может находиться на различном расстоянии от соответствующей группы антенн, с которой он осуществляет связь. Оба этих фактора, а также условия связанные с окружающей средой, и другие условия, создают ситуации, которые приводят к различным канальным условиям, присутствующим между каждым терминалом доступа и соответствующей группой антенн, с которой он осуществляет связь.
В соответствии с некоторыми аспектами изобретения терминалы доступа в определенной соте могут осуществлять связь с точкой доступа, связанной с этой сотой, и, по существу, одновременно осуществлять связь с точкой доступа, связанной с другой сотой. Например, терминал 132 доступа может осуществлять связь с точкой 108 и 110 доступа; терминал 148 доступа может осуществлять связь с точками 110 и 112 доступа; а терминал 150 доступа может осуществлять связь с точками 108 и 112 доступа.
С каждой из сот 102, 104 и 106 связан контроллер 152. Контроллер 152 может осуществлять одно или несколько соединений с множеством сетей, таких как Интернет, другие сети на основе передачи пакетов или коммутируемые сети передачи речи, которые обеспечивают передачу информации терминалам доступа, осуществляющим связь с сотами системы 100 беспроводной связи множественного доступа, и от них. Контроллер 152 включает в себя планировщик или соединен с планировщиком, который планирует передачу данных от терминалов доступа и к терминалам доступа. В некоторых вариантах осуществления планировщик может располагаться в каждой отдельной соте, в каждом секторе соты или в сочетании вышеперечисленного.
В одном примере можно использовать на базовой станции набор известных лучей для обеспечения SDMA с целью улучшить планирование и обеспечить планирование пользователей на перекрывающихся, полностью или частично, частотных ресурсах во время перекрытия, полного или частичного, временных промежутков. Если базовой станции известно, какой луч является наилучшим для каждого пользователя, она может выделить этот же канал для других пользователей, если они будут принимать данных по другим лучам.
М
M
Индекс SDMA может быть параметром, который может изменяться относительно медленно. Это может иметь место, поскольку индекс(ы), используемые для вычисления индекса SDMA, охватывают пространственную статистику пользователя, которую можно измерить мобильным устройством. Мобильное устройство может использовать эту информацию для вычисления наиболее желаемого для него луча и указать этот луч базовой станции. Даже без распределения мощности знание канала на передатчике повышает пропускную способность, особенно для систем, в которых число передающих антенн Т больше числа приемных антенн R. Повышение пропускной способности получается при передаче вдоль направлений собственных векторов канала. Для обратной связи с каналом используются служебные сигналы.
SDMA предоставляет достаточно богатый набор лучей в передатчике, что обеспечивает полную гибкость при планировании. Осуществляется планирование пользователей в отношении лучей, сведения о которых подаются на базовую станцию посредством некоторого механизма обратной связи.
В соответствии с некоторыми аспектами изобретения планирование терминалов доступа может осуществляться по измерениям SDMA в отношении по существу схожих частотно-временных ресурсов на основе по каждому пакету. В других аспектах планирование каждого терминала может осуществляться по измерениям SDMA в отношении по существу схожих частотно-временных ресурсов на основе по каждому кадру, на основе по каждому суперкадру или на основе по каждой посылке.
В настоящей заявке точка доступа может быть стационарной станцией, используемой для осуществления связи с терминалами, и может также называться, и включать в себя некоторые или все функциональные возможности, базовой станцией, узлом B или некоторыми другими терминами. Терминал доступа может также называться, и включать в себя некоторых или все функциональные возможности, пользовательским оборудованием (UE), устройством беспроводной связи, терминалом, мобильной станцией или некоторыми другими терминами.
Следует заметить, что хотя на фиг. 1 изображены физические секторы (например, имеющие различные группы антенны для различных секторов), могут применяться и другие подходы. Например, вместо физических секторов или совместно с ними можно применять множество фиксированных "лучей", которые покрывают различные участки соты в частотном пространстве.
На фиг. 2 приведен пример системы 200, которая способствует формированию каналов множественного доступа с пространственным разделением в системе беспроводной связи. Система 200 может быть выполнена с возможностью мультиплексирования пилотных сигналов и подтверждений приема. Кроме того, система 200 может быть выполнена с возможностью облегчения, по существу, одновременной передачи с множественным входом и множественным выходом (MIMO) и передачи в системе множественного доступа с пространственным разделением каналов (SDMA). Для полного понимания раскрытых аспектов далее приводятся сведения, относящиеся к передачам MIMO и SDMA.
M1
M2
M1
M2
M1
M2
M1
M2
В схеме MIMO можно передавать множество пакетов на одном и том же ресурсе. В наиболее широком понимании схема MIMO заключается в том, что два различных пакета можно передать одновременно на одном и том же ресурсе. В схеме MIMO базовая станция имеет множество антенн, называемых передающими антеннами, и терминал имеет множество антенн, называемых приемными антеннами. Базовая станция может передавать различные сигналы от различных антенн, и, поскольку имеется множество приемных антенн, поступающие сигналы можно разделить и распознать в приемном устройстве. Например, при способе "два на два" у базовой станции есть две передающих антенны (T и T), и у терминала есть две приемных антенны (R и R). Приемные антенны R и R принимают линейную комбинацию переданных сигналов T и T, которые могут включать в себя некоторую помеху или шум. Линейная комбинация может быть выражена в следующем виде:
В схеме SDMA вместо одного терминала с множеством антенн может быть множество пользователей с одной антенной, и различные лучи передаются различным пользователям. Множество пользователей могут быть запланированы одновременно на одном и том же частотном ресурсе, где различаются их пространственные сигнатуры. В схеме SDMA сектор расщепляется на пространственные области так, что пользовательские устройства в различных областях совместно используют одни и те же ресурсы каналов, обеспечивая таким образом более высокий уровень пространственного повторного использования. В некоторых других областях пространственное повторное использование не допускается. Может иметься отдельная область луча широковещательной передачи, которая потенциально перекрывается с целым сектором, который использует выделенные ресурсы каналов. Эта область может использоваться для передачи выделенных управляющих данных и (или) широковещательных данных. Области, которые не используются для широковещательной передачи, называются одноадресными областями. Каждая одноадресная область далее подразделяется на набор более узких пространственных лучей так, чтобы определенный луч (или линейная комбинация лучей) в пределах области можно было применить к определенному пользовательскому устройству, тем самым повышая усиление антенны для этого пользовательского устройства и ограничивая пространственное распространение помех, создаваемых передачей.
Как в схеме MIMO, так и в схеме SDMA терминал демодулирует один или несколько принятых каналов частично на основе пилотных сигналов, которые представляют собой некоторые известные символы, используемые терминалом для проверки канала (например, одна антенна имеет один канал, две антенны имеют два канала и т.д.). Как в MIMO, так и в SDMA терминал должен мультиплексировать пилотный сигнал, поступающий от различных антенн, поскольку необходимо отделить оценку канала для каждой антенны. В каждой приемной антенне могут мультиплексироваться пилотные сигналы от разных антенн или от обеих антенн. Так, можно использовать различные ортогональные коды для передачи пилотных сигналов, соответствующих различным антеннам (в MIMO) или различным лучам (в SDMA). В соответствии с некоторыми аспектами изобретения коды могут быть кодами дискретного преобразования Фурье.
Согласно фиг. 2 система 200 включает в себя передатчик 202, который осуществляет беспроводную связь с приемником 204. Например, передатчик 202 может быть базовой станцией, а приемник 204 может быть устройством связи. Должно быть понятно, что система 200 может включать в себя один или несколько передатчиков 202 и один или несколько приемников 204. Однако с целью упрощения на чертеже изображены только один приемник и только один передатчик.
Например, если у передатчика 202 имеется четыре антенны, то имеется четыре измерения. Таким образом, может быть два приемника 204 MIMO, каждый из которых имеет два уровня (например, антенны), или может быть четыре приемника 204, каждый из которых имеет один уровень или антенну. Могут быть и другие сочетания, использующие эти четыре уровня, например три приемника, причем два приемника имеют по одному уровню или антенне и один приемник имеет две антенны или уровня. Другое сочетание может представлять собой один приемник, имеющий один уровень или антенну, и второй приемник, имеющий три уровня или антенны. Система 200 может быть выполнена с возможностью присвоения различных кодов различным уровням одного пользователя (MIMO) или различным приемникам (SDMA). Таким образом, система 200 обеспечивает структуру, которая может справиться с любым сочетанием пользователей и (или) уровней.
Передатчик 202 может включать в себя планировщик 206, который может быть выполнен с возможностью назначения или выделения ресурсов. Такое выделение может попытаться не допустить конфликта пилотных сигналов, передаваемых по прямой линии связи, и (или) конфликта подтверждений приема, передаваемых по обратной линии связи. Такие ресурсы могут выделяться посредством использования дерева каналов, которое представляет собой двоичное дерево. Дальнейшие сведения о деревьях каналов приводятся ниже со ссылкой на другие чертежи.
Планировщик 206 может быть выполнен с возможностью планирования передач к множеству приемников 204. Такие передачи могут планироваться в отношении приемников 204 на перекрывающихся частотных ресурсах для перекрывающихся промежутков времени на разных пространственных ресурсах. Для планирования приемников 204 может использоваться другое поддерево дерева каналов.
В соответствии с некоторыми аспектами изобретения планировщик 206 может дополнительно быть выполнен с возможностью обеспечения четко различающихся ресурсов подтверждения приема. В UMB, и всякий раз, когда базовая станция передает пакет на терминал, терминал отвечает подтверждением приема (ACK), которое может быть положительным подтверждением приема (успешный прием пакета) или отрицательным подтверждением приема (неуспешный прием пакета). В CDMA, ACK - это канал, выделенный терминалу (например, на основании MAC ID).
В UMB ACK выделен каналу, так что каждый базовый узел на дереве каналов имеет связанный с ним ресурс ACK. Таким образом, если приемнику 204 назначен определенный узел, приемник 204 может установить соответствие между этим узлом и ресурсом, на котором может быть передано подтверждение приема по нисходящей линии связи. Когда узел на дереве каналов назначен каналам приемника 204, последующие подтверждения приема можно отправлять на другом ресурсе.
Кроме того, в передатчик 202 входит модуль 208 смещения, который может быть выполнен с возможностью смещать выделенные пилотным сигналам значения для передачи к приемникам 204 посредством назначения различного кода смещения каждому пилотному сигналу. Пилотные сигналы имеют различные кодовые смещения, соответствующие различным поддеревьям, так чтобы передачи пилотных сигналов не перекрывали друг друга. В соответствии с некоторыми аспектами изобретения описание всех поддеревьев, за исключением первого поддерева, может быть перенесено на более поздние служебные каналы, так как эта информация не является необходимой для демодулирования каналов управляющего сегмента и служебных каналов, передача по которым осуществляется в режиме, не являющемся режимом MIMO или CDMA.
1
0
2
1
3
2
4
3
Смещение может быть по меньшей мере несколькими пространственными измерениями, используемыми для передачи к одному или нескольким приемникам 204. Поскольку множеству приемников может быть назначен один и тот же идентификатор канала, каждому пользователю следует назначить разный пилотный сигнал и код пилотного сигнала или сигнатуру пилотного сигнала (PS), которая позволяет каждому приемнику оценивать канал. Планировщик 208 может назначать приемникам соответствующие сигнатуры пилотного сигнала посредством задания первого уровня приемника. Более подробное объяснение приводится в нижеследующем примере. Имеется четыре пользователя, причем каждый пользователь имеет один уровень. Таким образом, например, Приемнику может быть предоставлена сигнатура пилотного сигнала 0 (PS), Приемнику может быть предоставлена PS, Приемнику может быть предоставлена PS, и Приемнику может быть предоставлена PS.
0
2
0
0
1
2
2
3
В другом примере имеется два приемника, и каждый приемник (в MIMO) имеет два уровня. Таким образом, модуль смещения 208 может назначить первому приемнику PS, а второму приемнику может назначить PS. Когда первому приемнику назначен PS (и он имеет два уровня), приемник понимает, что ему следует использовать PS и PS. Когда второму приемнику назначен PS, приемник понимает, что ему следует использовать PS и PS. Должно быть понятно, что, как говорилось выше, может быть различное число приемников и различное сочетание уровней и антенн.
Таким образом, поскольку имеется множество сигнатур пилотных сигналов, модуль 208 смещения пытается отправить смещение и назначить сигнатуру пилотного сигнала, которая соответствует первому уровню приемника 204. Для последующих уровней приемник 204 увеличивает индекс на единицу до исчерпания числа уровней.
В соответствии с некоторыми аспектами изобретения планировщик 206 может быть выполнен с возможностью применения методов планирования для уменьшения размера назначенных значений без изменения положений подтверждений приема (ACK). Например, планировщик 206 может сначала определить подмножество узлов посредством исключения узлов после последнего подтверждения приема (ACK) и затем определить подмножество узлов посредством исключения узлов перед первым подтверждением приема (ACK).
Система 200 может включать в себя процессор 210, функционально связанный с передатчиком 202 (и (или) памятью 212), для выполнения команд, относящихся к мультиплексированию пилотных сигналов, и мультиплексирования сигналов назначения. Процессор 210 может быть процессором, предназначенным для назначения ресурсов и (или) генерирования информации, принятой передатчиком 202. Процессор 210 может быть также выполнен с возможностью выполнения команд, относящихся к планированию передач к двум или более терминалам на перекрывающихся частотных ресурсах для перекрывающихся промежутков времени на разных пространственных ресурсах. Процессор 210 может планировать передачи таким образом, чтобы пилотные сигналы, переданные приемникам, использовали различные коды, которые смещены друг относительно друга на перекрывающихся временных или частотных ресурсах. Смещения кодов могут соответствовать различным поддеревьям. Процессор 210 может также быть процессором, который управляет одним или несколькими компонентами системы 200 и(или) процессора, который анализирует и генерирует информацию, принятую передатчиком 202, и управляет одним или несколькими компонентами системы 200.
Память 212 может хранить информацию, относящуюся к командам, выполняемым процессором 210, и другую соответствующую информацию, относящуюся к формированию каналов в SDMA и (или) MIMO в сети беспроводной связи. Кроме того, память 212 может хранить протоколы, относящиеся к выполнению действий по управлению связью между передатчиком 202 и приемником 204, и т.д., так чтобы система 200 могла использовать сохраненные протоколы и (или) алгоритмы для осуществления раскрытых в настоящей заявке различных аспектов изобретения.
Следует иметь в виду, что описанные здесь компоненты хранения данных (например, запоминающиеся устройства) могут быть энергозависимым запоминающим устройством или энергонезависимым запоминающим устройством, или могут включать в себя одновременно энергозависимое и энергонезависимое запоминающее устройство. В качестве неограничивающего примера энергонезависимое запоминающее устройство может включать в себя постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), программируемое ПЗУ (PROM), электрически программируемое ПЗУ (EPROM), электрически стираемое ПЗУ (EEPROM) или флэш-память. Энергозависимое запоминающее устройство может включать в себя оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), которое служит в качестве внешней кэш-памяти. В качестве неограничивающего примера ОЗУ может иметь множество форм, таких как синхронное ОЗУ (DRAM), динамическое ОЗУ (DRAM), синхронное DRAM (SDRAM), SDRAM с двойной скоростью, улучшенное SDRAM (ESDRAM), Synchlink (SLDRAM) и прямое ОЗУ Rambus (DRRAM). Подразумевается, что память 210 раскрытых вариантов осуществления включает в себя, без каких-либо ограничений, эти и другие подходящие типы памяти.
Пример участка структуры 303 дерева каналов приведен на фиг. 3. Дерево 300 каналов может использоваться базовой станцией в связи с выделением ресурсов на прямой линии связи в среде беспроводной связи. Древовидная структура 300 представляет отображение пространства портов на доступную частотную область. Базовые узлы 302-316 древовидной структуры 300 могут соответствовать неперекрывающимся смежным тонам. Это позволяет ортогонально связывать терминалы доступа, планирование которых осуществлялось в пределах одного и того же дерева. В обычных системах OFDM/OFDMA для планирования связи в пределах сектора может применяться одна древовидная структура, тогда как терминалы, планирование которых осуществлялось в пределах дерева 300 каналов, связаны с ортогональностью каналов. Для обеспечения применения SDMA можно использовать множество деревьев 300 каналов, причем приемники 304 на различных деревьях могут использовать, по существу, похожие частотно-временные ресурсы.
Каждый узел в канале 300 представляет канал. Поскольку имеет место скачкообразное изменение частоты, то логически каждому приемнику назначен узел канала. В схеме скачкообразного изменения частоты в разные моменты времени или кадры одного и того же чередования узлы осуществляют отображение на различные физические схемы для облегчения скачкообразного изменения частоты. Узлы осуществляют отображение ортогональным образом, чтобы никакие два узла не осуществляли отображение одновременно на один и тот же физический ресурс. Таким образом, в любой момент времени в дереве 300 каналов узлы осуществляют отображение на набор ресурсов. Осуществление такого отображения может быть облегчено базовой станцией, и отображение может осуществляться случайным способом.
Каждый узел в дереве 300 каналов имеет идентификатор (ID) узла. При назначении узла идентификатор канала для этого узла сообщается терминалу. Должно быть понятно, что приведенное на чертеже дерево 300 каналов является частью дерева каналов. Полное дерево канала может иметь тридцать два узла на нижнем уровне, который является уровнем, иллюстрируемым узлами 302-316. Следующий уровень в дереве (например, уровень, представленный узлом 318) может иметь шестнадцать узлов. Следующий уровень может иметь восемь узлов, следующий уровень имеет четыре узла, а на следующем уровне имеется два узла. Самый высокий уровень представлен одним узлом.
Таким образом, если терминал имеет назначение для узла 304, то это назначение является каналом, используемым терминалом. Если терминал является назначенным узлом 318, приемник имеет два узла 302 и 304. В любой момент времени на данном кадре, если эти два узла 302 и 304 отображаются на этот канал в соответствии со схемой скачкообразного изменения частоты, приемник передает данные по этому физическому элементу, причем каждый элемент состоит из шестнадцати тонов. Дерево 300 каналов решает вопрос частоты, и перемещение вверх по дереву дает более высокую частоту.
В схемах SDMA или MIMO, вместе и по отдельности, один и тот же ресурс назначается множеству приемников, или множеству уровней одного приемника. Таким образом, базовая станция передает два сигнала. В схеме MIMO два сигнала являются перекрывающимися сигналами, направляемыми одному и тому же терминалу. Объем ресурсов не изменяется, это тот же самый ресурс, и два сигнала перекрываются на одних и тех же ресурсах.
M1
M2
M1
M2
M1
M1
M2
M2
Приведем неограничивающий пример: базовая станция имеет две антенны (T и T) и приемник имеет две антенны (R и R). В идеальной системе сообщение от T получил бы R, а сообщение от T получил бы R без каких-либо перекрестных помех между сообщениями. Это можно представить в виде ортогональной матрицы:
M1
M1
M1
M2
M2
M1
M2
M2
где T принимается R, что представлено "1" (вверху матрицы), поскольку в идеальной системе R не принимает сигнал, принятый от T, что представлено "0" (вверху матрицы). Аналогично, в идеальной системе R не принимает сигнал от T, отсюда "0" внизу матрицы. "1" внизу матрицы указывает, что сигнал от T получен в R.
Однако чистые сигналы, получаемые в идеальной системе, как правило, не встречаются. А на самом деле случается, что обе передающие антенны вносят вклад в сообщение, принимаемое на обеих приемных антеннах. Таким образом, сигналы можно разделить при помощи фильтра F, что показано следующей матрицей:
В схеме MIMO терминал получает два сигнала на одних и тех же ресурсах. В схеме SDMA один и тот же узел назначается различным приемникам. Таким образом, в схеме SDMA и первый приемник, и второй приемник назначены одному узлу, и обоим приемникам предоставляется один и тот же ID узла. Лучи, используемые в SDMA, различны для каждого приемника и разделены в пространстве, что минимизирует утечку и перекрестные помехи. Передачи в MIMO могут накладываться друг на друга с использованием фильтра, что показано вышеприведенной матрицей. Таким образом, в схеме MIMO приемник должен оценивать канал по отдельности от первой антенны и второй антенны. В схеме SDMA приемник оценивает канал, который соответствует различным лучам.
При назначении приемника не на нижнем уровне дерева каналов, а на более высоком уровне дерева (например, на узле 318 на фиг. 3), приемник может использовать любой ресурс подтверждения приема (ACK) (такой как узлы 302 или 304 на фиг. 3). В целом приемник 304 выбирает крайний левый нижний узел для определения ресурсов. Таким образом, если пользователь является назначенным узлом 318, то подтверждения приема будут отправляться на узел 302, а не на узел 304.
В ситуации, когда передача предназначена множеству пользователей на одних и тех же ресурсах, ACK не передается на одних и тех же ресурсах, потому что это вызовет конфликт сигналов ACK. Например, в схеме MIMO с множеством кодовых слов (MCW), если ресурсы назначены одному пользователю, имеющему множество уровней, сигналы ACK нужно отправлять отдельно, поскольку один уровень может быть декодирован, а другой уровень - не декодирован. Таким образом, сигнал ACK должен быть связан с конкретным подтверждаемым уровнем.
Таким образом, с одними и теми же ресурсами должно быть связано множество сигналов ACK. Простое решение заключается в том, чтобы предоставить каждому узлу множество сигналов ACK. Если имеется два приемника, то первому приемнику указывается использовать первый сигнал ACK, а второму приемнику указывается использовать второй сигнал ACK. Однако при этом увеличивается число необходимых ресурсов ACK, и это решение заключалось бы в увеличении числа ресурсов ACK.
Однако в схеме SDMA, например с двумя пользователями, необходимо мультиплексировать пользователей таким образом, чтобы назначение действовало по меньшей мере на двух узлах. Например, если первый пользователь и второй пользователь - это назначенный узел 318, первый пользователь для отправки сигнала ACK может использовать узел 302, а второй пользователь для отправки сигнала ACK может использовать узел 304. Таким образом, в схеме SDMA два терминала не могут быть назначены одному и тому же нижнему узлу, поскольку в этом случае сигнал ACK был бы назначен одним и тем же ресурсам. Однако в схеме SDMA два терминала могут быть назначены одному и тому же узлу более высокого уровня. Аналогично при наличии трех терминалов должно быть назначено по меньшей мере три узла; для четырех терминалов должно быть назначено четыре терминала и т.д.
Кроме того, хотя структура 300 дерева каналов показана в виде дерева, в соответствии с некоторыми аспектами она может храниться в матричном виде или в каком-либо ином виде так, чтобы способствовать планированию терминалов доступа в среде беспроводной связи.
Последующие чертежи более подробно иллюстрируют и описывают различные вышеописанные аспекты. На фиг. 4 приведен пример графического изображения отображения 400 между портами скачков и частотными областями. Это представлено базовыми узлами 302-316 древовидной структуры 300 (фиг. 3). Это отображение может соответствовать одной конкретной перестановке, поскольку порты скачков могут отображаться на различные частотные диапазоны при различных перестановках. В частности, древовидная структура 300 может включать в себя восемь базовых узлов 302, 304, 306, 308, 310, 312, 314, и 316. Соответственно восемь портов скачков могут отображаться на восемь различных частотных диапазонов, которые находятся в пределах доступной частотной области, при одной скачкообразной перестановке.
Более подробно, при скачкообразной перестановке первый порт скачка (hp1) 402 может отображаться на третий частотный диапазон (fr3) 404, второй порт скачка (hp2) 406 может отображаться на первый частотный диапазон (fr1) 408, третий порт скачка (hp3) 410 может отображаться на шестой частотный диапазон (fr6) 412 и т.д. Должно быть понятно, что это отображение приводится исключительно в иллюстративных целях. Эти отображения могут назначаться случайным образом, псевдослучайным образом или посредством любых других подходящих средств. Кроме того, отображения могут быть повторно назначены в определенный временной интервал и(или) согласно схеме перестановок. Должно быть также понятно, что эти отображения позволяют терминалам доступа, которые связаны с портами скачков в пределах дерева каналов, остаться связанными с ортогональными каналами (например, частотные диапазоны могут создаваться таким образом, чтобы поддерживать ортогональность).
В некоторых аспектах эти отображения можно заменить отображениями поднесущих или наборами поднесущих, которые в одном аспекте могут включать в себя по меньшей мере две группы поднесущих. В одном аспекте группы поднесущих могут не примыкать друг к другу, тогда как поднесущие в каждой группе являются смежными друг с другом. Таким образом, можно эффективно обеспечить ресурсы и при этом облегчить получение некоторого разнообразия для каждого назначения.
На фиг. 5 приведена древовидная структура, которая накладывает определенные ограничения на использование информационных каналов для ортогональной системы. Для каждого назначенного информационного канала ограничиваются все информационные каналы, которые являются подмножествами (или потомками) назначенного информационного канала, и все информационные каналы, для которых назначенный информационный канал является подмножеством. Ограниченные информационные каналы не используются одновременно с назначенным информационным каналом, так что никакие два информационных канала не используют одновременно одну и ту же поднесущую.
Как показано на чертеже, дерево каналов включает в себя М поддеревьев. Показано четыре поддерева, обозначенных Поддерево 0 (502), Поддерево 1 (504), Поддерево 2 (506) и Поддерево 3 (508). В этом случае, исходя из отображения, существует максимальное объединенное число M пространственных измерений передачи. Число М можно определить следующим образом:
1
n
M=max(M+...+М)
k
где n - число пространственно мультиплексированных терминалов доступа, и M - порядок MIMO (например, число уровней или потоков) на терминал доступа.
В одном аспекте каждое поддерево отображается на одни и те же частотно-временные ресурсы. В соответствии с другим аспектом в случае использования скачкообразного изменения частоты каждое поддерево может иметь одну и ту же схему скачкообразного изменения частоты. Например, терминалы доступа, планируемые на одних и тех же узлах любых двух поддеревьев, совершают скачкообразное изменение частоты совместно.
Следует заметить, что при использовании схемы SDMA пилотные сигналы, одновременно передаваемые каждому пользователю, могут конфликтовать друг с другом, если пилотные сигналы передаются в точности на тех же ресурсах.
Поэтому, в соответствии с некоторыми аспектами изобретения, планировщиком или сектором может использоваться алгоритм или метод недопущения конфликтов для недопущения конфликта пилотных сигналов. Таким образом, если каждому пользователю выделено множество ресурсов, то одни и те же ресурсы не будут использоваться для передачи пилотных сигналов для какого-нибудь пользователя. В одном аспекте изобретения в схеме SDMA эта методика использует смещения индекса поддерева между терминалами доступа. В другом аспекте это смещение не меньше общего числа пространственных измерений между терминалами доступа, которые запланированы для перекрывающейся передачи. Например, когда четыре терминала доступа должны принимать по одному потоку, смещения ресурсов пилотных сигналов составляют 0, 1, 2 или 3 на каждом дереве, причем каждое дерево использует разное смещение.
1
2
1
2
В другом примере, если имеются терминалы доступа MIMO второго порядка (например, два терминала доступа получают по два потока), одно дерево будет иметь смещение 0, а другое будет иметь смещение 2. В дальнейшем развитии этого примера имеется терминал доступа MIMO (2 потока) и терминал доступа SIMO (1 поток). Пилотные сигналы для терминала доступа отправляются на тех же информационных ресурсах (например, соответствующих одним и тем же нижним узлам), что и пилотные сигналы для терминала. Однако терминалы используют различные смещения кодов, соответствующие различным поддеревьям. Различные смещения кодов генерируют различные сигнатуры пилотных сигналов и потому "не конфликтуют". В одном примере, когда имеется два терминала доступа SIMO, для которых осуществляется планирование, могут использоваться любые два смещения.
Описанный выше метод обеспечивает различные сигнатуры пилотных сигналов для каждой пары {уровень, терминал доступа}. Это можно также усилить посредством применения кода расширения или скремблирования на пилотных сигналах, использующих смещения, для изменения кода и скремблирующей последовательности.
k
k
k
k
k
Фиг. 6 иллюстрирует аспекты передачи в схеме SDMA терминалами доступа по обратной линии связи подтверждений приема (ACK), к точке доступа или сектору, на передачу SDMA по прямой линии связи. Терминал доступа с M уровнями, индексом поддерева m и назначением, состоящим из N нижних узлов, отправляет сигналы подтверждения для i-го уровня на сегменте, или ресурсах, подтверждения, связанном с базовым узлом с индексом min{m, N-M}+i, где 0 и N - 1 соответствуют одному и тому же базовому узлу различных поддеревьев, а m - индекс уровня.
Фиг. 7 иллюстрирует аспекты, заключающиеся в том, что для смягчения конфликтов подтверждений приема, отправляемых по обратной линии связи, которые могут вызвать проблемы с пропускной способностью для прямой линии связи, планировщик или сектор могут предоставить отличающиеся ресурсы подтверждений приема для каждой пары {уровень, терминал доступа}. Подтверждение приема передается по объединению назначений, предоставленных объединению (попарно) пользователей SDMA - по меньшей мере:
k
Это обеспечивает отличающиеся ресурсы подтверждений приема для каждой пары {уровень, терминал доступа}, гарантируемые вышеуказанным правилом отображения ресурсов подтверждений приема, если всем пользователям назначены одни и те же информационные ресурсы: N=N. Назначение отдельных терминалов доступа может быть сокращено без изменения местоположения ресурса подтверждения приема. Таким образом, его можно упростить, исключив узлы (показаны внутри пунктирного кружка 702), следующие за узлом, несущим последний сегмент подтверждений приема этого терминала доступа. В соответствии с другим аспектом упрощение можно развить, исключив следующие узлы (показанные внутри пунктирного кружка 704), находящиеся перед узлом, который несет последний сегмент подтверждений приема этого терминала доступа.
На фиг. 8 показаны структуры 800 четырех поддеревьев для четырех терминалов доступа, обозначенных 802, 804, 806 и 808. Каждый из четырех терминалов 802-808 доступа имеет один поток, каждый из которых передается на перекрывающемся промежутке времени для перекрывающихся частотных ресурсов. Как показано на чертеже, назначается сочетание ресурса подтверждения приема, обратная линия связи, и ресурса пилотного сигнала, прямая линия связи, так чтобы каждому поддереву и, таким образом, каждому пользователю было назначено иное смещение, чем любому другому поддереву. Различные смещения кодов обеспечивают различные сигнатуры пилотных сигналов для смягчения "конфликтов" пилотных сигналов. Таким образом, пилотные сигналы для различных терминалов отправляются на одних и тех же узлах (например, аналогично информационным сигналам), но используют различные смещения кодов (и поэтому различные сигнатуры пилотных сигналов) для смягчения конфликтов.
На фиг. 9 показана структура 900 из четырех поддеревьев для двух терминалов 902 и 904 доступа, причем один терминал 902 имеет три передаваемых потока, а другой терминал 904 имеет один поток, передаваемый на перекрывающемся промежутке времени для перекрывающихся частотных ресурсов. Как показано на чертеже, назначается сочетание ресурса подтверждения приема на обратной линии связи, и назначения ресурса пилотного сигнала на прямой линии связи, так чтобы каждому поддереву, и, таким образом, каждому пользователю, было назначено смещение, отличающееся от используемого любым другим поддеревом. Каждый терминал 902 и 904 использует разные смещения кодов (например, разные сигнатуры пилотных сигналов) для смягчения конфликта подтверждений приема (ACK). Однако каждый терминал 902, 904 принимает пилотные сигналы, которые отправляются на том же узле.
На фиг. 10 показана структура 1000 из четырех поддеревьев для трех терминалов доступа, причем два терминала имеют один передаваемый поток, а третий терминал имеет два потока на перекрывающемся промежутке времени для перекрывающихся частотных ресурсов. Как показано на чертеже, назначается сочетание ресурса подтверждения приема на обратной линии связи, и назначения ресурса пилотного сигнала на прямой линии связи, так чтобы каждому поддереву, и таким образом каждому пользователю, было назначено смещение, отличное от используемого каждым другим поддеревом. Таким образом, нижний узел на каждом дереве для подтверждения приема и пилотного сигнала показан различным.
Следует заметить, что хотя на вышеприведенных чертежах показано, что каждому поддереву выделены ресурсы подтверждения приема и пилотного сигнала к одному и тому же узлу, это необязательно так, и узел подтверждения приема и пилотного сигнала может быть различным на каждом дереве при условии, что назначение для каждого поддерева смещено относительно каждого другого поддерева для каждого узла.
На фиг. 11 показан еще один пример структуры 1100 поддеревьев. Как указывалось выше, число поддеревьев может быть сокращено с максимального числа пространственных измерений до максимального числа пространственно мультиплексированных (SM), SDMA пользователей. Это можно обеспечить, пометив поддеревья несмежными индексами. Как показано на чертеже, дерево имеет два поддерева, помеченные Поддерево 0 (1102) и Поддерево 1 (1104), которые могут поддерживать до двух пространственно мультиплексированных терминалов с MIMO до второго порядка или без пространственного мультиплексирования (например, один пользователь с MIMO до четвертого порядка).
В одном аспекте изобретения можно использовать определенный канал для обеспечения описания первичного поддерева и полного размера дерева. Этот канал может быть преамбулой кадра или суперкадра. Содержащейся в нем информации должно быть достаточно для демодуляции страниц и системной информации на канале данных. Смещения могут быть переданы на другие поддеревья, переносимые в качестве составной части сообщения с информацией о канале. В одном аспекте изобретения смещения можно отправлять приблизительно каждые 200 мс.
Хотя вышеприведенное обсуждение со ссылкой на чертежи приведено в контексте деревьев каналов, его можно применить к любым логическим ресурсам, которые можно разделить и использовать для планирования передачи SDMA на прямой линии связи на перекрывающихся временных и частотных ресурсах.
На фиг. 12 приведен способ 1200 для облегчения формирования каналов в системе беспроводной связи. Хотя с целью упрощения объяснения способ показан и описан в виде последовательности этапов, должно быть понятно, что заявленное изобретение не ограничено числом или порядком следования этапов, и некоторые этапы могут выполняться в ином порядке и (или) одновременно с другими этапами, в отличие от того, как это изображено и описано в настоящем документе. Кроме того, не все показанные этапы могут быть необходимы для реализации нижеописанных способов. Следует иметь в виду, что функциональные возможности, связанные с этапами, могут быть осуществлены программным образом, аппаратным образом, их сочетанием или любыми другими подходящими средствами (например, устройством, системой, процессом, компонентом). Кроме того, следует иметь в виду, что методы, раскрытые ниже и повсюду в настоящем описании, могут быть сохранены на изделии для облегчения транспортировки и передачи таких методов различным устройствам. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что метод может быть иначе представлен в виде последовательности взаимосвязанных состояний или событий, например в виде диаграммы состояний.
Способ 1200 начинается на этапе 1202 при планировании передачи. Планирование этой передачи может осуществляться для двух или более терминалов на перекрывающихся частотных ресурсах и для перекрывающихся промежутков времени различных пространственных ресурсов. Перекрывающиеся частотные ресурсы могут перекрываться частично или полностью. Планирование каждого из этих двух или более терминалов может выполняться при помощи другого поддерева в дереве каналов. В соответствии с некоторыми аспектами изобретения выполняется планирование подтверждений приема для передач к двум или более терминалам, так что подтверждение приема передается на перекрывающихся временных или частотных ресурсах.
На этапе 1204 используются различные смещения кодов для пилотных сигналов, отправленных по меньшей мере к двум терминалам. Различные смещения кодов могут соответствовать различных поддеревьям. Это смещение может быть на перекрывающихся временных или частотных ресурсах. Смещение создает различные сигнатуры пилотных сигналов и может повысить вероятность передачи пилотных сигналов в условиях перекрытия. Кроме того, пилотные сигналы могут использовать код, смещенный по меньшей мере на число пространственных измерений, используемых для передачи к одному или нескольким терминалам. Сигнатуры пилотных сигналов могут назначаться поддеревьям каналов несмежным образом. В соответствии с некоторыми аспектами изобретения число поддеревьев меньше числа доступных измерений. Описание всех поддеревьев (за исключением первого поддерева) может быть перенесено на более поздние служебные каналы, поскольку эта информация не является необходимой для демодуляции управляющего сегмента, а служебные каналы отправляются в режиме, не являющемся ни режимом MIMO, ни режимом SDMA.
В соответствии с некоторыми аспектами изобретения в способе 1200 можно использовать метод планирования для сокращения размера назначения без изменения положения подтверждений приема. Для облегчения этого сокращения в способе 1200 можно назначить подмножество узлов посредством исключения узлов, следующих после узла, который переносит последний сегмент подтверждения приема этого терминала доступа. После исключения этих узлов в способе 1200 можно назначить подмножество узлов посредством исключения узлов, находящихся перед узлом, который переносит последний сегмент подтверждения приема этого терминала доступа.
На фиг. 13 показана блок-схема варианта осуществления передающей системы 1310 и принимающей системы 1350 в системе MIMO 1300. В передающей системе 1310 информационные данные для множества потоков данных поступают из источника 1312 данных на процессор 1314 передачи (TX) данных. В одном варианте осуществления каждый поток данных передается через соответствующую передающую антенну. Процессор 1314 TX-данных форматирует, кодирует и перемежает информационные данные для каждого потока данных на основе определенной схемы кодирования, выбранной для этого потока данных, для получения кодированных данных.
Кодированные данные для каждого потока данных могут мультиплексироваться с пилотными данными при помощи методов OFDM. Пилотные данные - это, как правило, известная последовательность данных, которая обрабатывается известным образом и может использоваться в приемной системе для оценки отклика канала. Мультиплексированные пилотные и кодированные данные для каждого потока данных затем модулируются (то есть осуществляется отображение символов) на основе определенной схемы модуляции (например, BPSK, QSPK, M-PSK или MQAM), выбранной для этого потока данных для получения модулированных символов. Скорость передачи данных, кодирование и модуляция для каждого потока данных могут определяться командами, выполняемыми процессором 1330.
Затем модулированные символы для всех потоков данных поступают на TX-процессор 1320, который может выполнить дальнейшую обработку модулированных символов (например, для OFDM). Затем TX-процессор 1320 подает NT потоков модулированных символов NT передатчиков (TMTR) 1322a-1322t. Каждый передатчик 1322 принимает и обрабатывает соответствующий поток символов для получения одного или нескольких аналоговых сигналов и выполняет дальнейшее преобразование (например, усиливает, фильтрует или преобразует с повышением частоты) аналоговых сигналов для получения модулированного сигнала, подходящего для передачи по каналу MIMO. Затем NT модулированных сигналов от передатчиков 1322a-1322t передаются соответственно через NT антенн 1324a-1324t.
В приемной системе 1350 переданные модулированные сигналы принимаются NR антеннами 1352a-1352r, и принятый сигнал с каждой антенны 1352 поступает на соответствующий приемник (RCVR) 1354. Каждый приемник 1354 преобразует (например, фильтрует, усиливает и преобразует с понижением частоты) соответствующий принятый сигнал, оцифровывает преобразованный сигнал для получения выборок и выполняет дальнейшую обработку выборок для получения соответствующего "принятого" потока символов.
Затем процессор 1360 RX-данных принимает и обрабатывает NR принятых потоков символов от NR приемников 1354 на основе определенного метода обработки принятых данных для получения NT "обнаруженных" потоков символов. Обработка RX-процессором 1360 подробно описана ниже. Каждый обнаруженный поток символа включает в себя символы, которые являются оценками модулированных символов, переданных для соответствующего потока данных. RX-процессор 1360 затем демодулирует, обратно перемежает и декодирует каждый обнаруженный поток символов для восстановления информационных данных для потока данных. Обработка, выполняемая RX-процессором 1318, является обратной по отношению к обработке, выполняемой TX-процессором 1320 и процессором 1314 TX-данных в передающей системе 1310.
Оценку отклика канала, сгенерированную RX-процессором 1360, можно использовать для выполнения пространственной, пространственно-временной обработки в приемнике, регулировки уровней мощности, изменения частоты или схемы модуляции или других действий. RX-процессор 1360 может дополнительно оценивать отношения сигнала к шуму и помехам (SNR) для обнаруженных потоков символов и, возможно, другие характеристики канала, и предоставлять эти величины процессору 1370. Процессор 1360 RX-данных или процессор 1370 может дополнительно получать оценку "рабочего" SNR для системы. Затем процессор 1370 обеспечивает информацию о состоянии канала (CSI), которая может содержать различного рода информацию относительно линии связи и (или) принятого потока данных. Например, информация CSI может содержать только рабочее SNR. Затем информация CSI обрабатывается процессором 1378 TX-данных, модулируется модулятором 1380, преобразуется передатчиками 1354a-1354r и передается обратно передающей системе 1310.
В передающей системе 1310 модулированные сигналы от приемной системы 1350 принимаются антеннами 1324, преобразуются приемниками 1322, демодулируются демодулятором 1340 и обрабатываются TX-процессором 1342 для восстановления информации CSI, сообщенной приемной системой. Сообщенная информация CSI поступает затем на процессор 1330 и используется (1) для определения скорости передачи данных и схем кодирования и модуляции, которые подлежат использованию в отношении потоков данных, и (2) генерации различных управляющих сигналов для процессора 1314 TX-данных и TX-процессора 1320. В альтернативном варианте информация CSI может использоваться процессором 1370 для определения схем модуляции и (или) частоты кодирования для передачи наряду с другой информацией. Затем эта информация может быть передана передатчику, который использует эту информацию, которая может быть дискретизирована, для обеспечения последующих передач к приемнику.
Процессоры 1330 и 1370 управляют соответственно работой передающей и приемной систем. Запоминающие устройства 1332 и 1372 обеспечивают хранение программных кодов и данных, используемых соответственно процессорами 1330 и 1370.
В приемнике могут применяться различные методы обработки для обработки NR принятых сигналов для обнаружения NT потоков символов. Эти методы обработки, используемые в приемнике, можно разделить на две основных категории (i) пространственные и пространственно-временные методы обработки в приемнике (которые также называются методами компенсации); и (ii) метод обработки в приемнике "последовательного аннулирования/компенсации и подавления помех" (который также называется методом обработки в приемнике "последовательного подавления помех" или "последовательного подавления").
В настоящей заявке термины "широковещательная передача" и "групповая передача" могут применяться к одной и той же передаче. А именно широковещательная передача необязательно должна выполняться ко всем терминалам точки доступа или сектора.
Описанные здесь методы передачи могут быть осуществлены различными средствами. Например, эти методы могут быть осуществлены аппаратными средствами, аппаратно-программными средствами, программными средствами или их сочетаниями. В случае аппаратной реализации блок обработки может быть реализован в одной или нескольких специализированных интегральных схемах (ASIC), процессорах цифровых сигналов (DSP), устройствах обработки цифровых сигналов (DSPD), программируемых логических устройствах (PLD), программируемых пользователем логических матрицах (FPGA), процессорах, контроллерах, микроконтроллерах, микропроцессорах, электронных устройствах, других электронных блоках, предназначенных для выполнения функций, описанных в настоящей заявке, или в их сочетаниях. Обрабатывающие блоки в приемнике могут также быть реализованы в пределах одного или нескольких ASIC, DSP, процессоров и т.д.
В случае программной реализации методы передачи могут быть осуществлены при помощи команд (например, процедур, функций и т.д.), которые можно использовать для выполнения функций, описанных в настоящей заявке. Команды могут храниться в памяти (например, в памяти 1330, 1372x или 1372y на фиг. 13) или в другом компьютерном программном продукте и выполняться процессором (например, процессором 1332, 1370x или 1370y). Память может быть реализована в процессоре или быть внешней по отношению к процессору.
Следует заметить, что в настоящей заявке понятие "каналы" относится к типам информации или передачи, которые могут быть переданы точкой доступа или терминалом доступа. Канал не требует или не использует фиксированные или заданные наборы поднесущих, промежутков времени или другие ресурсы, выделенные таким передачам.
На фиг. 14 приведена система 1400 для формирования каналов множественного доступа с пространственным разделением. Например, система 1400 может располагаться, по меньшей мере частично, в пределах базовой станции. Следует иметь в виду, что система 1400 представлена в виде включающей в себя функциональные блоки, которые могут быть функциональными блоками, которые представляют функции, реализуемые процессором, программным обеспечением или их сочетанием (например, аппаратно-программным обеспечением).
Система 1400 включает в себя логическую группировку 1402 электрических компонентов, которые могут работать по отдельности или совместно. Например, логическая группировка 1402 может включить в себя электрический компонент для планирования передач 1404. Могут планироваться передачи к двум или более терминалам на перекрывающихся частотных ресурсах для перекрывающихся промежутков времени на различных пространственных ресурсах. Кроме того, в логическую группировку 1402 может быть включен электрический компонент для использования различных смещений кодов в отношении назначений 1406 для пилотных сигналов. Различные смещения кодов соответствуют различным поддеревьям и создают различные сигнатуры пилотных сигналов. Назначения для пилотных сигналов могут быть смещены таким образом, чтобы передачи пилотных сигналов не перекрывались.
В соответствии с некоторыми аспектами изобретения электрические компоненты 1404 включают в себя компоненты для планирования каждого из терминалов, использующих различные поддеревья дерева каналов. В качестве альтернативного варианта или дополнения электрический компонент 1406 включает в себя компонент для смещения пилотных сигналов по меньшей мере на число пространственных измерений, используемых для передачи по меньшей мере к одному терминалу.
Кроме того, система 1400 может включать в себя память 1408, которая хранит команды для выполнения функций, связанных с электрическими компонентами 1404 и 1406 или другими компонентами. Хотя компоненты 1404 и 1406 показаны внешними по отношению к памяти 1408, должно быть понятно, что один или несколько из электрических компонентов 1404 и 1406 могут находиться в памяти 1408.
Должно быть понятно, что указанный порядок или иерархия этапов в раскрытых способах служит лишь примером примерных подходов. Должно быть понятно, что в зависимости от предпочтений при разработке указанный порядок или иерархия этапов в способах могут быть изменены, оставаясь в пределах настоящего изобретения. Пункты прилагаемой формулы, относящиеся к способу, содержат элементы различных этапов, порядок следования которых является примерным, и подразумевается, что эти пункты формулы не ограничены представленным порядком или иерархией.
Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что информация и сигналы могут быть представлены при помощи любых из множества различных технологий и методов. Например, данные, команды, информация, сигналы, биты, символы и элементарные сигналы, которые могут упоминаться в вышеприведенном описании, могут быть представлены напряжениями, токами, электромагнитными волнами, магнитными полями или частицами, оптическими полями или частицами, либо любым сочетанием вышеперечисленного.
Специалистам в данной области техники должно быть также понятно, что различные изображенные логические блоки, модули, схемы и этапы алгоритма, описанные в связи с раскрытыми вариантами осуществления, могут быть реализованы в виде электронных аппаратных средств, компьютерных программных средств или их сочетания. Для более понятной иллюстрации взаимозаменяемости аппаратных и программных средств различные изображенные компоненты, блоки, модули, схемы и этапы были описаны выше с точки зрения их функциональных возможностей. Осуществление таких функциональных возможностей посредством аппаратных или программных средств зависит от конкретного применения и конструктивных ограничений, наложенных на систему в целом. Специалисты могут реализовать описанные функциональные возможности различными способами для каждого конкретного применения, но такие решения в отношении реализации не должны считаться отклонением от объема настоящего изобретения.
Различные приведенные в качестве иллюстрации логические блоки, модули и схемы, описанные в связи с раскрытыми вариантами осуществления, могут быть реализованы и выполнены при помощи процессора общего назначения, процессора цифровых сигналов (DSP), специализированной интегральной схемы (ASIC), программируемой пользователем логической матрицы (FPGA) или другого программируемого логического устройства, отдельного логического элемента или транзисторной логической схемы, отдельных аппаратных компонентов или любого сочетания вышеперечисленного, предназначенного для выполнения функций, описанных в настоящей заявке. Процессор общего назначения может быть микропроцессором, но в альтернативном варианте процессор может быть любым обычным процессором, контроллером, микроконтроллером или конечным автоматом. Процессор может также быть реализован в виде сочетания вычислительных устройств, например сочетания DSP и микропроцессора, множества микропроцессоров, одного или нескольких микропроцессоров в сочетании с ядром DSP, или любой другой такой конфигурации.
Этапы способа или алгоритма, описанного в связи с вариантами осуществления, раскрытыми в настоящей заявке, могут быть реализованы непосредственно аппаратными средствами, в программном модуле, исполняемом процессором, или посредством сочетания аппаратных и программных средств. Программный модуль может находиться в ОЗУ, во флэш-памяти, в ПЗУ, в стираемом программируемом ПЗУ (EPROM), в электрически стираемом программируемом ПЗУ (EEPROM), в регистрах, на жестком диске, на сменном диске, на CD-ROM или на любом другом носителе данных, известном из уровня техники. Типичный носитель данных связан с процессором так, что процессор может считывать информацию с носителя данных и записывать информацию на носитель данных. В альтернативном варианте процессор и носитель данных могут составлять единое целое с процессором. Процессор и носитель данных могут находиться в ASIC. ASIC может находиться в пользовательском терминале. В альтернативном варианте процессор и носитель данных могут находиться в пользовательском терминале в качестве отдельных компонентов.
Вышеприведенное описание раскрытых вариантов осуществления позволяет любому специалисту в данной области техники воспользоваться настоящим изобретением. Для специалиста в данной области техники должны быть очевидны различные модификации этих вариантов осуществления, и определенные в настоящей заявке общие принципы могут быть применены к другим вариантам осуществления без отступления от сущности или объема изобретения. Таким образом, настоящее изобретение не ограничено приведенными вариантами осуществления, но соответствует наиболее широкому объему, согласующемуся в этими признаками и новыми признаками, раскрытыми в настоящей заявке.
В случае программной реализации способы, раскрытые в настоящей заявке, могут быть реализованы посредством модулей (например, процедур, функций и т.д.), которые выполняют функции, описанные в настоящей заявке. Программные коды могут храниться в ячейках памяти и исполняться процессорами. Ячейка памяти может быть реализована в процессоре или быть внешней по отношению к процессору, в таком случае она может быть связана с процессором для обмена данными при помощи различных средств, известных из уровня техники.
Кроме того, различные аспекты или признаки, описанные в настоящей заявке, могут быть реализованы как способ, устройство или изделие при помощи стандартного программирования и (или) технических методов. В настоящей заявке термин "изделие" включает в себя компьютерную программу, доступную с машиночитаемого устройства или носителя. Например, машиночитаемые носители могут включать в себя, в частности, магнитные запоминающие устройства (например, жесткий диск, гибкий диск, магнитные полоски и т.д.), оптические диски (например, компакт-диск (CD), цифровой универсальный диск (DVD), и т.д.), смарт-карты, и флэш-память (например, EPROM, карта памяти, привод с ключом и т.д.) Кроме того, различные носители данных, описанные в настоящей заявке, могут представлять одно или несколько устройств и (или) других машиночитаемых носителей для хранения информации. В настоящей заявке термин "машиночитаемый носитель" может включать в себя, в частности, беспроводные каналы связи и различные другие носители, выполненные с возможностью хранения, содержания и (или) переноса команд и (или) данных.
Вышеописанное включает в себя примеры одного или нескольких вариантов осуществления. Разумеется, невозможно описать каждое мыслимое сочетание компонентов и методов с целью описать вышеуказанные варианты осуществления, но специалисту в данной области техники должно быть понятно, что возможны многие другие сочетания и видоизменения различных вариантов осуществления. Соответственно подразумевается, что описанные варианты осуществления включают в себя все такие изменения, модификации и вариации, которые не выходят за пределы объема прилагаемой формулы. Там, где либо в подробном описании, либо в формуле используется термин "включает в себя", подразумевается, что такой термин является инклюзивным аналогично термину "содержит", используемому в том смысле, в каком он применяется в качестве переходного слова в пункте формулы. Кроме того, термин "или", используемый в подробном описании либо в формуле, означает "неисключительное или".