СПОСОБЫ И СИСТЕМЫ ДЛЯ ГИБРИДНЫХ MIMO-СХЕМ В OFDM/А-СИСТЕМАХ
METHODS AND SYSTEMS FOR HYBRID MIMO SCHEMES IN OFDM/A SYSTEMS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее раскрытие относится, в общем, к системам беспроводной связи. Более конкретно, настоящее раскрытие относится к способам и устройствам для измерения качества сигнала в системах беспроводной связи.
Уровень техники
Устройства беспроводной связи становятся более компактными и мощными, чтобы удовлетворять потребительские нужды и повышать портативность и удобство. Потребители становятся зависимыми от устройств беспроводной связи, таких как сотовые телефоны, персональные цифровые устройства (PDA), портативные компьютеры и т.п. Потребители пришли к тому, чтобы ожидать надежное обслуживание, расширенные зоны покрытия и расширенную функциональность. Устройства беспроводной связи могут упоминаться как мобильные станции, станции, терминалы доступа, пользовательские терминалы, терминалы, абонентские модули, абонентские устройства и т.д.
Система беспроводной связи может одновременно поддерживать связь для нескольких устройств беспроводной связи. Устройство беспроводной связи может обмениваться данными с одной или более базовыми станциями (которые альтернативно могут упоминаться как точки доступа, узлы B и т.д.) через передачи по восходящей линии связи и нисходящей линии связи. Восходящая линия связи (или обратная линия связи) упоминается как линия связи от устройств беспроводной связи к базовым станциям, а нисходящая линия связи (или прямая линия связи) упоминается как линия связи от базовых станций к устройствам беспроводной связи.
Системы беспроводной связи могут быть системами множественного доступа, допускающими поддержку связи с несколькими пользователями посредством совместного использования доступных системных ресурсов (к примеру, полосы пропускания и мощности передачи). Примеры таких систем множественного доступа включают в себя системы множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), системы множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA), системы множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA) и системы множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (FDMA).
В некоторых случаях, такие системы могут использовать несколько антенн в передающей базовой станции и/или мобильной станции, чтобы предоставлять несколько трактов передачи сигналов. Некоторый тип схемы комбинирования типично комбинирует или выбирает сигналы из антенн приемного устройства в попытке достигать сигнала с повышенным качеством. Примеры таких схем включают в себя схему способа оптимального сложения (MRC) и схему формирования диаграммы направленности. Тогда как схема формирования диаграммы направленности типично дает в результате значительные улучшения в каналах связи с преобладающими помехами, MRC-схема типично дает в результате значительные улучшения в каналах связи с преобладающими шумами.
К сожалению, традиционные схемы комбинирования реализуют только один тип схемы комбинирования, которая не может давать в результате значительное повышение качества сигнала по сравнению как с каналами связи с преобладающими помехами, так с каналами связи с преобладающими шумами.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 иллюстрирует пример системы беспроводной связи;
Фиг.2 иллюстрирует примеры различных компонентов, которые могут быть использованы в беспроводном устройстве с применением OFDMA- или OFDM-способа;
Фиг.3 иллюстрирует пример передающего устройства и пример приемного устройства, которые могут использоваться в рамках системы беспроводной связи, которая использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) и множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA);
Фиг.4 иллюстрирует примерное приемное устройство, допускающее выполнение операций гибридного разнесения при приеме в соответствии с конкретными вариантами осуществления настоящего раскрытия сущности;
Фиг.5 иллюстрирует пример логики оптимального сложения (MRC);
Фиг.6 иллюстрирует пример логики комбинирования при формировании диаграммы направленности (BF);
Фиг.7 иллюстрирует примерные операции для обработки гибридного разнесения при приеме в соответствии с конкретными вариантами осуществления настоящего раскрытия сущности;
Фиг.7A иллюстрирует примерные компоненты для выполнения операций для обработки гибридного разнесения при приеме в соответствии с конкретными вариантами осуществления настоящего раскрытия сущности;
Фиг.8 иллюстрирует примерные операции для схемы гибридного разнесения при приеме с выбором оптимального варианта в соответствии с конкретными вариантами осуществления настоящего раскрытия сущности;
Фиг.9A и 9B иллюстрируют примерное приемное устройство, выбирающее MRC-комбинированный сигнал и BF-комбинированный сигнал соответственно;
Фиг.10 иллюстрирует примерное передающее устройство, допускающее выполнение операций гибридного разнесения при передаче в соответствии с конкретными вариантами осуществления настоящего раскрытия сущности;
Фиг.11 иллюстрирует примерные операции для гибридного разнесения при передаче в соответствии с конкретными вариантами осуществления настоящего раскрытия сущности; и
Фиг.12A и 12B иллюстрируют примерное передающее устройство, выбирающее сигналы разнесения на основе пространственно-временного кодирования (STC) и сигналы BF-разнесения для передачи соответственно.
Сущность изобретения
Конкретные варианты осуществления предоставляют способ, приемное устройство, устройство и мобильное устройство для выполнения гибридной обработки приемного устройства.
Способ, в общем, включает в себя прием первого и второго сигналов от передающего устройства с помощью двух различных антенн, комбинирование первого и второго сигналов с использованием первой схемы комбинирования разнесенных сигналов, чтобы формировать первый комбинированный сигнал, комбинирование первого и второго сигналов с использованием второй схемы комбинирования разнесенных сигналов, чтобы формировать второй комбинированный сигнал, и формирование гибридного комбинированного сигнала как функции от первого и второго комбинированных сигналов.
Конкретные варианты осуществления предоставляют способ, передающее устройство и устройство для выполнения гибридной обработки при передаче.
Способ, в общем, включает в себя прием одного или более измерений качества сигнала от приемного устройства и передачу сигналов гибридного разнесения при передаче в приемное устройство согласно одной из первой и второй схем разнесения при передаче, выбранной на основе измерений качества сигнала.
Подробное описание изобретения
Способы и устройства настоящего раскрытия сущности могут быть использованы в системе широкополосной беспроводной связи. Термин "широкополосный беспроводной" упоминается как технология, которая предоставляет доступ к беспроводным сетям, сетям телефонной связи, Интернету и/или сетям передачи данных в данной области.
WiMAX, который означает стандарт общемировой совместимости широкополосного беспроводного доступа, является основанной на стандартах широкополосной беспроводной технологией, которая предоставляет широкополосные соединения с высокой пропускной способностью на большие расстояния. Сегодня предусмотрено два основных варианта применения WiMAX: WiMAX для стационарных устройств и WiMAX для мобильных устройств. Варианты применения WiMAX для стационарных устройств имеют тип "точка-многоточка" и предоставляют широкополосный доступ в дома и офисы. WiMAX для мобильных устройств предлагает полную мобильность сотовых сетей на скоростях широкополосной передачи.
WiMAX для мобильных устройств основан на технологии OFDM (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов) и OFDMA (множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов), вместе называемой OFDM/A-технологией или OFDM/A-системами. OFDM - это технология цифровой модуляции с несколькими несущими, которая с недавних пор нашла широкое применение во множестве систем связи с высокой скоростью передачи данных. В OFDM, поток передаваемых битов разделяется на несколько субпотоков с меньшей скоростью. Каждый субпоток отправляется по одному из множества параллельных подканалов. OFDMA - это технология множественного доступа, в которой пользователям назначаются различные поднесущие в различных временных квантах. OFDMA является гибкой технологией множественного доступа, которая может приспосабливать для множества пользователей различные приложения, скорости передачи данных и требования по качеству обслуживания.
Быстрое развитие технологий беспроводной связи по Интернету приводит к возрастающей потребности в высоких скоростях передачи данных в области техники услуг беспроводной связи. OFDM/OFDMA-системы сегодня рассматриваются как одна из наиболее перспективных исследовательских областей и как ключевая технология для следующего поколения беспроводной связи. Это обусловлено тем фактом, что схемы OFDM/OFDMA-модуляции могут предоставлять множество преимуществ, таких как эффективность модуляции, эффективность использования спектра, гибкость и сильная устойчивость к многолучевому распространению при относительно простом корректоре, по сравнению с традиционными схемами модуляции с одной несущей.
IEEE 802.16x является организацией-разработчиком новых стандартов, чтобы задавать радиоинтерфейс для систем на основе стандарта широкополосного беспроводного доступа (BWA) для стационарных и мобильных устройств. Эти стандарты задают, по меньшей мере, четыре различных физических уровня (PHY) и один уровень управления доступом к среде (MAC). Физический уровень OFDM и OFDMA из четырех физических уровней является самым популярным в областях BWA для стационарных и мобильных устройств соответственно.
Фиг.1 иллюстрирует пример системы 100 беспроводной связи. Система 100 беспроводной связи может быть системой 100 широкополосной беспроводной связи. Система 100 беспроводной связи предоставляет связь для ряда сот 102, каждая из которых обслуживается посредством базовой станции 104. Базовая станция 104 может быть стационарной станцией, которая обменивается данными с пользовательскими терминалами 106. Базовая станция 104 альтернативно может упоминаться как точка доступа, узел B или некоторый другой термин.
Фиг.1 показывает различные пользовательские терминалы 106, рассредоточенные по всей системе 100. Пользовательские терминалы 106 могут быть фиксированными (т.е. стационарными) или мобильными. Пользовательские терминалы 106 альтернативно могут упоминаться как удаленные станции, терминалы доступа, терминалы, абонентские модули, мобильные станции, станции, абонентские устройства и т.д. Пользовательские терминалы 106 могут быть беспроводными устройствами, такими как сотовые телефоны, персональные цифровые устройства (PDA), карманные устройства, беспроводные модемы, дорожные компьютеры, персональные компьютеры и т.д.
Множество алгоритмов и способов может использоваться для передач в системе 100 беспроводной связи между базовыми станциями 104 и пользовательскими терминалами 106. Например, сигналы могут отправляться и приниматься между базовыми станциями 104 и пользовательскими терминалами 106 в соответствии с OFDM/OFDMA-технологиями. Если это имеет место, система 100 беспроводной связи может упоминаться как OFDM/OFDMA-система 100.
Линия связи, которая упрощает передачу из базовой станции 104 в пользовательский терминал 106, может упоминаться как нисходящая линия 108 связи, а линия связи, которая упрощает передачу из пользовательского терминала 106 в базовую станцию 104, может упоминаться как восходящая линия 110 связи. Альтернативно, нисходящая линия 108 связи может упоминаться как прямая линия связи или прямой канал, а восходящая линия 110 связи может упоминаться как обратная линия связи или обратный канал.
Сота 102 может разделяться на несколько секторов 112. Сектор 112 является физической зоной покрытия в рамках соты 102. Базовые станции 104 в рамках OFDM/OFDMA-системы 100 могут использовать антенны, которые концентрируют поток мощности в пределах конкретного сектора 112 соты 102. Такие антенны могут упоминаться как направленные антенны.
Фиг.2 иллюстрирует различные компоненты, которые могут быть использованы в беспроводном устройстве 202. Беспроводное устройство 202 является примером устройства, которое может быть выполнено с возможностью реализовывать различные способы, описанные в данном документе. Беспроводное устройство 202 может быть базовой станцией 104 или пользовательским терминалом 106.
Беспроводное устройство 202 может включать в себя процессор 204, который управляет работой беспроводного устройства 202. Процессор 204 также может упоминаться как центральный процессор (CPU). Запоминающее устройство 206, которое может включать в себя постоянное запоминающее устройство (ROM) и оперативное запоминающее устройство (RAM), предоставляет инструкции и данные в процессор 204. Часть запоминающего устройства 206 также может включать в себя энергонезависимое оперативное запоминающее устройство (NVRAM). Процессор 204 типично выполняет логические и арифметические операции на основе программных инструкций, сохраненных в рамках запоминающего устройства 206. Инструкции в запоминающем устройстве 206 могут выполняться для того, чтобы осуществлять способы, описанные в данном документе.
Беспроводное устройство 202 также может включать в себя корпус 208, который может включать в себя передающее устройство 210 и приемное устройство 212, чтобы давать возможность передачи и приема данных между беспроводным устройством 202 и удаленным местоположением. Передающее устройство 210 и приемное устройство 212 могут быть комбинированы в приемо-передающее устройство 214. Антенна 216 может быть присоединена к корпусу 208 и электрически соединена с приемо-передающим устройством 214. Беспроводное устройство 202 также может включать в себя (не показаны) несколько передающих устройств, несколько приемных устройств, несколько приемо-передающих устройств и/или несколько антенн.
Беспроводное устройство 202 также может включать в себя детектор 218 сигналов, который может использоваться для того, чтобы обнаруживать и определять количество уровня сигналов, принимаемых посредством приемо-передающего устройства 214. Детектор 218 сигналов может обнаруживать такие сигналы, как полная энергия, энергия пилотных сигналов в расчете на символ псевдошумовой (PN) последовательности, спектральная плотность мощности и другие сигналы. Беспроводное устройство 202 также может включать в себя процессор 220 цифровых сигналов (DSP) для использования в обработке сигналов.
Различные компоненты беспроводного устройства 202 могут быть соединены между собой посредством системы 222 шин, которая может включать в себя шину питания, шину управляющих сигналов и шину сигналов состояния в дополнение к шине данных. Тем не менее, для понятности, различные шины иллюстрируются как система 222 шин.
Фиг.3 иллюстрирует пример передающего устройства 302, которое может использоваться в рамках системы 100 беспроводной связи, которая использует OFDM/OFDMA. Передающее устройство 302 может быть реализовано в базовой станции 104 для передачи данных 306 в пользовательский терминал 106 по нисходящей линии 108 связи. Передающее устройство 302 также может быть реализовано в пользовательском терминале 106 для передачи данных 306 в базовую станцию 104 по восходящей линии 110 связи.
Данные 306, которые должны передаваться, показаны как предоставленные в качестве ввода в преобразователь 308 из последовательной формы в параллельную (S/P). S/P-преобразователь 308 разбивает передаваемые данные на N параллельных потоков 310 данных.
N параллельных потоков 310 данных затем могут предоставляться в качестве ввода в модуль 312 преобразования. Модуль 312 преобразования преобразует N параллельных потоков 310 данных в N точек созвездия. Преобразование может осуществляться с помощью некоторого созвездия модуляции, такого как двоичная фазовая манипуляция (BPSK), квадратурная фазовая модуляция (QPSK), 8-позиционная фазовая манипуляция (8PSK), квадратурная амплитудная модуляция (QAM) и т.д. Таким образом, модуль 312 преобразования выводит N параллельных потоков 316 символов, причем каждый поток 316 символов соответствует одной из N ортогональных поднесущих обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT) 320. Эти N параллельных потоков 316 символов представляются в частотной области и могут быть преобразованы в N параллельных потоков 318 выборок временной области посредством IFFT-компонента 320.
s
cp
Далее приводится краткое примечание по терминологии. N параллельных модуляций в частотной области равны N символов модуляции в частотной области, которые равны N преобразованиям и N-точечных IFFT в частотной области, которые равны одному (полезному) OFDM-символу во временной области, который равен N выборок во временной области. Один OFDM-символ во временной области, N, равен N (число защитных выборок в расчете на один OFDM-символ)+N (число полезных выборок в расчете на один OFDM-символ).
N параллельных потоков 318 выборок временной области могут быть преобразованы в поток 322 OFDM/OFDMA-символов посредством преобразователя 324 из параллельной формы в последовательную (P/S). Компонент 326 вставки защитных интервалов может вставлять защитный интервал между последовательными OFDM/OFDMA-символами в потоке 322 OFDM/OFDMA-символов. Вывод компонента 326 вставки защитных интервалов затем может быть преобразован с повышением частоты в требуемую полосу частот передачи посредством радиочастотного (RF) входного каскада 328. Антенна 330 затем может передавать результирующий сигнал 332.
Фиг.3 также иллюстрирует пример приемного устройства 304, которое может использоваться в рамках системы 100 беспроводной связи, которая использует OFDM/OFDMA. Приемное устройство 304 может быть реализовано в пользовательском терминале 106 для приема данных 206 от базовой станции 104 по нисходящей линии 108 связи. Приемное устройство 304 также может быть реализовано в базовой станции 104 для приема данных 306 от пользовательского терминала 106 по восходящей линии 110 связи.
Передаваемый сигнал 332 показан проходящим по беспроводному каналу. Когда сигнал 332' принимается посредством антенны 330', принимаемый сигнал 332' может быть преобразован с понижением частоты в сигнал в полосе модулирующих частот посредством входного RF-каскада 328'. Компонент 326' удаления защитных интервалов затем может удалять защитный интервал, который вставлен между OFDM/OFDMA-символами посредством компонента 326 вставки защитных интервалов.
Вывод компонента 326' удаления защитных интервалов может предоставляться в S/P-преобразователь 324'. S/P-преобразователь 324' может разделять поток 322' OFDM/OFDMA-символов на N параллельных потоков 318' выборок временной области, каждый из которых соответствует одной из N ортогональных поднесущих. Компонент 320' быстрого преобразования Фурье (FFT) преобразует N параллельных потоков 318' выборок временной области в частотную область и выводит N параллельных потоков 316' выборок частотной области.
Модуль 312' обратного преобразования выполняет инверсию операции символьного преобразования, которая выполнена посредством модуля 312 преобразования, тем самым выводя N параллельных потоков 310' данных. P/S-преобразователь 308' комбинирует N параллельных потоков 310' данных в один поток 306' данных. В идеале, этот поток 306' данных соответствует данным 306, которые предоставлены в качестве ввода в передающее устройство 302.
Схема гибридного MIMO RX-разнесения
Конкретные варианты осуществления настоящего раскрытия сущности предоставляют гибридный подход к разнесению в приемном устройстве, которое использует различные технологии комбинирования разнесенных сигналов. Комбинированные сигналы, сформированные с помощью различных технологий, могут быть комбинированы таким образом, который зависит от характеристик качества сигнала. В качестве примера, если параметр качества сигнала для конкретной поднесущей является более оптимальным (к примеру, более высокий CINR) при использовании одной технологии, чем при другой, комбинированному сигналу, сформированному с помощью технологии, которая приводит к лучшему параметру качества сигнала, может присваиваться больший весовой коэффициент при формировании гибридного комбинированного сигнала.
В качестве другого примера, если качество сигнала указывает характеристики канала с преобладающими помехами, комбинированному сигналу, сформированному посредством формирования диаграммы направленности, может присваиваться больший весовой коэффициент в гибридном комбинированном сигнале. Наоборот, если качество сигнала указывает характеристики канала с преобладающими шумами, комбинированному сигналу, сформированному посредством MRC, может присваиваться больший весовой коэффициент в гибридном комбинированном сигнале.
Хотя приемное устройство, показанное на фиг.3, использует одну приемную антенну, некоторые приемные устройства могут использовать несколько приемных антенн в попытке повышать качество сигнала посредством комбинирования сигналов, принимаемых по нескольким трактам. Фиг.4 иллюстрирует пример такого приемного устройства 400, которое использует разнесение при приеме, чтобы повышать качество сигнала в соответствии с конкретными вариантами осуществления.
В проиллюстрированном примере, передающее устройство имеет одну антенну, при этом приемное устройство 400 имеет две антенны 330 (антенну 0 и антенну 1). Специалисты в данной области техники должны признавать, тем не менее, то, что технологии, описанные в данном документе, могут применяться в системах, использующих несколько передающих антенн и/или более двух приемных антенн.
0,k
1,k
K
В приемном устройстве, RF-логика 428, логика 426 удаления защитных интервалов и FFT-логика 420 в каждом тракте антенны 0 и антенны 1 обрабатывает поступающий сигнал, формируя принимаемые сигналы R и R частотной области (k=1, …, N). Приемное устройство 400 включает в себя логику 450 комбинирования, которая использует гибридный подход к комбинированию принимаемых сигналов частотной области, чтобы формировать конечный комбинированный сигнал E. Логика 450 комбинирования может включать в себя логику для формирования "гибридного" комбинированного сигнала на основе множества различных технологий комбинирования.
MRC,K
BF,K
K
Например, логика 450 комбинирования может включать в себя логику 460 комбинирования разнесенных RX-сигналов, чтобы формировать комбинированный сигнал E с использованием схемы способа оптимального сложения (MRC), а также логику 470 формирования диаграммы направленности, чтобы формировать комбинированный сигнал E с использованием схемы формирования диаграммы направленности. Логика 490 гибридного комбинирования может формировать конечный комбинированный сигнал E на основе различных комбинированных сигналов, сформированных с использованием различных технологий комбинирования.
Как проиллюстрировано на фиг.5, логика 460 комбинирования разнесенных RX-сигналов может включать в себя логику 464 оценки канала. Логика 464 оценки канала может выполнять оценку канала любым подходящим способом, например, с использованием пилотных тонов в известных поднесущих и интерполяционных процессов. Как проиллюстрировано, логика 464 оценки канала может формировать оценки канала для обоих антенных трактов:
уравнение 1
0,k
1,k
MRC,K
MRC,K
Модуль 462 комбинирования разнесенных RX-сигналов может использовать эти оценки канала, чтобы комбинировать два принимаемых сигнала R и R, чтобы формировать комбинированный сигнал E. E может быть сформирован с помощью любой подходящей технологии, такой как уравнение MRC:
0,k
1,k
Как проиллюстрировано на фиг.6, логика 470 комбинирования при формировании диаграммы направленности может включать в себя логику 474 вычисления весовых коэффициентов формирования диаграммы направленности. Логика 474 вычисления весовых коэффициентов формирования диаграммы направленности может формировать набор весовых коэффициентов W и W формирования диаграммы направленности:
0,k
1,k
BF,K
BF,K
Модуль 472 комбинирования разнесенных сигналов при формировании диаграммы направленности может использовать эти весовые коэффициенты формирования диаграммы направленности, чтобы комбинировать два принимаемых сигнала R и R, чтобы формировать комбинированный сигнал E. E может быть сформирован с помощью любой подходящей технологии, такой как следующее уравнение:
уравнение 4
MRC,K
BF,K
Фиг.7 иллюстрирует примерные операции для формирования гибридного комбинированного сигнала, например, на основе E и E, в соответствии с конкретными вариантами осуществления настоящего раскрытия сущности. Операции могут выполняться, например, посредством логических компонентов, проиллюстрированных на фиг.4.
Операции 700 начинаются, на этапе 702, посредством приема сигнала, по меньшей мере, с помощью двух антенн. На этапе 704 и 706, принимаемые сигналы отдельно обрабатываются с использованием технологий формирования диаграммы направленности и разнесения при приеме (к примеру, MRC) соответственно, чтобы формировать первый и второй комбинированные сигналы. На этапе 708, качество сигнала измеряется и, на этапе 710, гибридный комбинированный сигнал формируется посредством комбинирования первого и второго комбинированных сигналов как функции от измерения качества сигнала.
Операции 700 по фиг.7, описанные выше, могут выполняться посредством различного аппаратного и/или программного компонента(ов) и/или модуля(ей), соответствующего блокам 700 "средство плюс функция", проиллюстрированным на фиг.7A. Другими словами, блоки 702-710, проиллюстрированные на фиг.7, соответствуют блокам 702A-710A "средство плюс функция", проиллюстрированным на фиг.7A.
MRC,K
BF,K
K
K
Гибридный комбинированный сигнал может быть сформирован с использованием любой подходящей логики. Например, ссылаясь снова на фиг.4, комбинированные сигналы MRC и формирования диаграммы направленности, E и E, могут быть предоставлены в логику 490 гибридного MIMO-комбинирования, которая может формировать конечный комбинированный сигнал E на основе выбора и/или комбинации этих сигналов. Логика 490 гибридного MIMO-комбинирования может формировать конечный комбинированный сигнал E с использованием одной или комбинации множества различных схем.
K
0,k
1,k
MRC,k
BF,k
MRC,K
BF,K
Например, для некоторых вариантов осуществления, логика 490 гибридного MIMO-комбинирования может формировать конечный комбинированный сигнал E на основе одного или более измерений качества сигнала принимаемых сигналов R и R. Как проиллюстрировано, логика 450 гибридного MIMO может включать в себя логику 480 оценки качества сигнала, которая формирует набор гибридных весовых коэффициентов (F и F) на основе оценки отношения "мощность-несущей-к-шуму" (CNR) и оценки отношения "мощность-несущей-к-помехам" (CIR). Значения весовых коэффициентов могут принимать любой подходящий формат, такой как матрица значений, которые могут применяться к отдельным компонентам поднесущей комбинированного сигнала E, сформированным посредством технологии MRC-комбинирования, или комбинированного сигнала E, сформированного посредством формирования диаграммы направленности.
MRC,K
BF,K
MRC,k
BF,k
BF,k
MRC,k
Для некоторых вариантов осуществления гибридные весовые коэффициенты могут вычисляться таким образом, который присваивает больший весовой коэффициент E или E, в зависимости от оценок качества сигнала. Например, если в характеристиках канала преобладает шум (CIR>CNR), E может присваиваться больший весовой коэффициент, чем E, поскольку MRC-схемы типично работают лучше схем формирования диаграммы направленности (BF) в зашумленных окружениях. С другой стороны, если в характеристиках канала преобладают помехи (CNR>CIR), E может присваиваться больший весовой коэффициент, чем E, поскольку BF-схемы типично работают лучше MRC-схем в окружениях с преобладающими помехами. Для некоторых вариантов осуществления весовые коэффициенты для данной поднесущей k могут быть сформированы на основе среднего, например, с рассмотрением "окна" оценок качества сигнала вокруг поднесущей k, а не отдельных значений непосредственно в k-й поднесущей.
Для некоторых вариантов осуществления схема "выбора оптимального варианта" может быть использована для того, чтобы формировать гибридный комбинированный сигнал как выбор комбинированного сигнала, сформированного посредством технологии, которая приводит к наилучшему полному сигналу. Например, значение отношения "мощность-несущей-к-помехам-и-шуму" (CINR) может вычисляться для раздельных комбинированных сигналов, и сигнал с наилучшим значением CINR может выбираться в качестве гибридного сигнала (к примеру, посредством задания соответствующих значений весовых коэффициентов, равными "0" или "1").
MRC,K
BF,K
Фиг.8 иллюстрирует примерные операции 800 для подхода выбора оптимального варианта к формированию гибридного комбинированного сигнала, в соответствии с конкретными вариантами осуществления. Как проиллюстрировано, операции могут выполняться на основе поднесущей. Например, на 802, контур операций 804-810 может выполняться для каждой поднесущей, чтобы выбирать соответствующий комбинированный сигнал E или E, который имеет наилучший CINR. Другими словами, в зависимости от результатов, комбинированный сигнал, сформированный с помощью одной технологии, может выбираться для некоторых поднесущих, при этом комбинированный сигнал, сформированный с помощью другой технологии, может выбираться для других поднесущих.
MRC
BF
MRC,k
BF
MRC,k
BF
MRC
BF,k
На 804, отдельные измерения CINR, CINR и CINR, проводятся для комбинированных сигналов с использованием технологий разнесений при приеме (к примеру, MRC) и формирования диаграммы направленности соответственно. Если CINR превышает CINR как определено на 806, E может выбираться в качестве гибридного комбинированного сигнала на 808. С другой стороны, если CINR превышает CINR, E может выбираться в качестве гибридного комбинированного сигнала на 810. Этот подход может обобщаться посредством следующего уравнения:
уравнение 5
MRC,K
BF,K
MRC,k
BF,k
MRC,k
BF,k
MRC,k
k
BF,k
BF,k
MRC,k
MRC,k
BF,k
BF,k
k
MRC,K
Фиг.9A и 9B иллюстрируют технологию выбора оптимального варианта, применяемую, чтобы выбирать E и E соответственно. Как проиллюстрировано на фиг.9A, когда CINR>CINR гибридные весовые коэффициенты F и F и могут быть сформированы таким образом, который эффективно выбирает E как E и обнуляет любую долю посредством E. Как проиллюстрировано на фиг.9B, когда CINR>CINR гибридные весовые коэффициенты F и F могут быть сформированы таким образом, который эффективно выбирает E как E и обнуляет любую долю посредством E.
MRC,K
BF,K
В качестве альтернативы схеме выбора оптимального варианта, может быть использовано множество других схем гибридного комбинирования, которые формируют гибридный комбинированный сигнал как функцию от отдельных комбинированных сигналов, сформированных с использованием различных технологий комбинирования. В качестве примера, одна схема может использовать уравнение, которое является аналогичным по форме уравнению оптимального сложения, чтобы формировать гибридный комбинированный сигнал как функцию от оценок CINR для обоих комбинированных сигналов E и E:
уравнение 6
MRC,k
MRC,K
BF,k
MRC,K
MRC,k
BF,k
В этом уравнении CINR является измерением CINR k-й поднесущей MRC-комбинированного сигнала, E, а CINR является CINR k-й поднесущей BF-комбинированного сигнала E. Для некоторых вариантов осуществления значения CINR и CINR также могут усредняться, например, в рамках окна значений, центрированного в k-й поднесущей, вместо одного значения непосредственно в k-й поднесущей.
В качестве другой альтернативы, может быть использована схема гибридного комбинирования с равным усилением, которая дает равный весовой коэффициент, чтобы разделять комбинированные сигналы, сформированные с использованием различных технологий комбинирования. Например, эта схема может усреднять MRC- и BF-комбинированные сигналы следующим образом:
уравнение 7
Для некоторых вариантов осуществления, взвешивание, применяемое к различным комбинированным сигналам, может варьироваться, чтобы учитывать характеристики канала. В этой схеме, конечный гибридный комбинированный сигнал может быть сформирован согласно следующему уравнению:
уравнение 8
MRC,k
MRC,K
BF,k
BF,K
В этом уравнении F является весовым коэффициентом, применяемым к k-й поднесущей MRC-комбинированного сигнала E, и F является весовым коэффициентом, применяемым к k-й поднесущей BF-комбинированного сигнала E. Как описано выше, один подход к вычислению весовых коэффициентов основан на оценках канала по CIR и CNR. Например, если сравнение оцененного CNR и CIR указывает, что в канале преобладает шум, значение весового коэффициента MRC может быть сделано превышающим значение весового коэффициента BF, поскольку MRC-схемы типично работают лучше BF-схем в зашумленных окружениях. С другой стороны, если сравнение оцененного CNR и CIR указывает, что в канале преобладают помехи, значение весового коэффициента BF может быть сделано превышающим значение весового коэффициента MRC, поскольку BF-схемы типично работают лучше MRC-схем в каналах с преобладающими помехами.
Схема гибридного MIMO TX-разнесения
Конкретные варианты осуществления настоящего раскрытия сущности также могут предоставлять гибридный подход к разнесению при передаче, которое также использует различные технологии разнесения при передаче. Например, различные схемы разнесения при передаче могут быть использованы способом, определенным как функция от качества сигнала, возвращенного в передающее устройство посредством приемного устройства (к примеру, мобильной станции).
Фиг.10 иллюстрирует передающее устройство 1000, допускающее передачу сигналов с использованием схемы гибридной разнесенной передачи в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. В проиллюстрированном примере, передающее устройство 1000 имеет две антенны 1030, при этом приемное устройство имеет одну антенну, тем самым есть два возможных беспроводных канала h0 и h1. Специалисты в данной области техники должны признавать, тем не менее, то, что технологии, описанные в данном документе, могут применяться в системах, использующих несколько приемных антенн и/или более двух передающих антенны. Дополнительно, некоторые схемы разнесения при передаче могут использовать одну передающую антенну, например, использующую временное и/или частотное разнесение. Некоторые варианты осуществления могут комбинировать такие схемы, чтобы выполнять гибридное разнесение при передаче с использованием одной антенны.
0,k
1,k
Как проиллюстрировано на фиг.10, передающее устройство 1000 может иметь логику, чтобы выполнять разнесение при передаче согласно различным схемам. Например, передающее устройство может иметь логику 1010 разнесения на основе пространственно-временных кодов (STC) и логику 1020 TX-разнесения при формировании диаграммы направленности (BF), чтобы формировать отдельные сигналы разнесения при передаче согласно этим схемам. Передающее устройство может включать в себя логику, чтобы формировать сигналы гибридной разнесенной передачи (T и T) на основе сигналов, сформированных посредством этой логики. Для некоторых вариантов осуществления такая логика может формировать одно или более значений весовых коэффициентов и формировать сигналы разнесения при передаче посредством комбинирования сигналов, сформированных посредством различных технологий разнесения. Для некоторых вариантов осуществления сигналы разнесения при передаче, сформированные посредством одной из технологий, могут выбираться в качестве сигналов гибридного разнесения.
j
j
Например, как проиллюстрировано на фиг.10, логика 1040 гибридного TX-модуля (Hybrid Tx) выбора может быть выполнена с возможностью формировать один или более сигналов, выбирать сигналы разнесения при передаче, сформированных посредством либо логики 1010 STC-разнесения, либо логики 1020 BF-разнесения на основе измерений качества сигнала, возвращенных в передающее устройство. Например, гибридный TX-модуль выбора может выбирать способ разнесенной передачи для j-го приемного устройства согласно измерениям качества сигнала, принимаемым от этого приемного устройства, таким как отношение "мощность-несущей-к-шуму" и/или отношение "мощность-несущей-к-помехам" для этого приемного устройства (CNR и/или CIR).
Фиг.11 иллюстрирует примерные операции 1100 для гибридного разнесения при передаче, которое может выполняться, например, посредством компонентов передающего устройства 1000. Операции начинаются, на этапе 1100, посредством приема измерений качества сигнала от приемного устройства j, к примеру, измерений CIR и CNR.
j
j
j
j
Если CNR превышает CIR, как определено на этапе 1102, данные могут быть переданы с использованием схемы формирования диаграммы направленности, на этапе 1104, которая может приводить к повышенной производительности для каналов с преобладающими помехами. С другой стороны, если CIR превышает CNR, данные могут быть переданы с использованием схемы STC-разнесения, на этапе 1106, которая может приводить к повышенной производительности для каналов с преобладающими шумами.
Этот подход к выбору иллюстрируется на фиг.12A и 12B, а также обобщается посредством следующего уравнения:
j
j
j
j
Фиг.12A иллюстрирует случай, где параметры качества сигнала, принимаемые от приемного устройства, указывают канальное окружение с преобладающими шумами (CIR>CNR). Как результат, логика 1040 гибридного выбора может формировать сигналы, чтобы выбирать сигналы разнесения при передаче, сформированные посредством логики 1010 STC-разнесения. Фиг.12B иллюстрирует случай, где параметры качества сигнала, принимаемые от приемного устройства, указывают канальное окружение с преобладающими помехами (CNR>CIR). Как результат, логика 1040 гибридного выбора может формировать сигналы, чтобы выбирать сигналы со сформированной диаграммой направленности, сформированные посредством логики 1020 BF-разнесения.
Логика гибридного выбора может формировать любые подходящие сигналы, чтобы выбирать соответствующие сигналы разнесения, на основе измерений качества сигнала. Например, логика гибридного выбора может формировать сигналы, которые препятствуют выводу посредством "невыбранной" логики разнесения своих сигналов разнесения. В качестве другого примера, логика гибридного выбора может формировать сигналы, чтобы управлять мультиплексором (не показан), который избирательно выводит сигналы разнесения, сформированные посредством "выбранной" схемы.
При использовании в данном документе, термин "определение" охватывает широкий спектр действий. Например, "определение" может включать в себя расчет, вычисление, обработку, извлечение, получение сведений, поиск (к примеру, поиск в таблице, базе данных или другой структуре данных), обнаружение и т.п. Так же, "определение" может включать в себя прием (к примеру, прием информации), осуществление доступа (к примеру, осуществление доступа к данным в запоминающем устройстве) и т.п. Так же, "определение" может включать в себя разрешение, отбор, выбор, установление и т.п.
Информация и сигналы могут быть представлены с помощью любой из множества различных технологий. Например, данные, инструкции, команды, информация, сигналы и т.п., которые могут упоминаться по всему описанию выше, могут быть представлены посредством напряжений, токов, электромагнитных волн, магнитных полей или частиц, оптических полей или частиц либо любой комбинации вышеозначенного.
Различные иллюстративные логические блоки, модули и схемы, описанные в связи с настоящим раскрытием сущности, могут быть реализованы или выполнены с помощью процессора общего назначения, процессора цифровых сигналов (DSP), специализированной интегральной схемы (ASIC), программируемой пользователем вентильной матрицы (FPGA) или другого программируемого логического устройства, дискретного логического элемента или транзисторной логики, дискретных аппаратных компонентов либо любой комбинации вышеозначенного, предназначенной для того, чтобы выполнять описанные в данном документе функции. Процессором общего назначения может быть микропроцессор, но в альтернативном варианте, процессором может быть любой доступный процессор, контроллер, микроконтроллер или конечный автомат. Процессор также может быть реализован как комбинация вычислительных устройств, к примеру, комбинация DSP и микропроцессора, множество микропроцессоров, один или более микропроцессоров вместе с ядром DSP либо любая другая подобная конфигурация.
Этапы способа или алгоритма, описанные в связи с настоящим раскрытием сущности, могут быть реализованы непосредственно в аппаратных средствах, в программном модуле, приводимом в исполнение посредством процессора, либо в комбинации вышеозначенного. Программный модуль может постоянно размещаться в любой форме носителя хранения данных, который известен в данной области техники. Некоторые примеры носителей хранения данных, которые могут использоваться, включают в себя запоминающее устройство типа RAM, флэш-память, запоминающее устройство типа ROM, запоминающее устройство типа EPROM, запоминающее устройство типа EEPROM, регистры, жесткий диск, съемный диск, CD-ROM и т.д. Программный модуль может содержать одну инструкцию или множество инструкций и может быть распределен по нескольким различным сегментам кода, по различным программам и по нескольким носителям хранения данных. Носитель хранения данных может быть соединен с процессором так, что процессор может считывать информацию и записывать информацию на носитель хранения данных. В альтернативном варианте, носитель хранения данных может быть встроен в процессор.
Способы, раскрытые в данном документе, содержат один или более этапов или действий для осуществления описанного способа. Этапы и/или действия способа могут меняться друг с другом без отступления от объема формулы изобретения. Другими словами, если конкретный порядок этапов или действий не указывается, порядок и/или использование конкретных этапов и/или действий может модифицироваться без отступления от объема формулы изобретения.
Описанные функции могут быть реализованы в аппаратных средствах, программном обеспечении, микропрограммном обеспечении или в любой комбинации вышеозначенного. Если реализованы в программном обеспечении, функции могут сохраняться как инструкции или как один или более наборов инструкций на машиночитаемом носителе или носителе хранения данных. Носители хранения данных могут быть любыми доступными носителями, к которым можно осуществлять доступ посредством компьютера или одного или более устройств обработки. В качестве примера, но не ограничения, эти машиночитаемые носители могут содержать RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM или другое устройство хранения на оптических дисках, устройство хранения на магнитных дисках или другие магнитные устройства хранения, либо любой другой носитель, который может быть использован для того, чтобы переносить или сохранять требуемый программный код в форме инструкций или структур данных, и к которому можно осуществлять доступ посредством компьютера. Диск (disk) и диск (disc) при использовании в данном документе включают в себя компакт-диск (CD), лазерный диск, оптический диск, универсальный цифровой диск (DVD), гибкий диск и диск Blu-Ray, при этом диски (disk) обычно воспроизводят данные магнитно, тогда как диски (disc) обычно воспроизводят данные оптически с помощью лазеров.
Программное обеспечение или инструкции также могут передаваться по среде передачи. Например, если программное обеспечение передается из веб-узла, сервера или другого удаленного источника с помощью коаксиального кабеля, оптоволоконного кабеля, "витой пары", цифровой абонентской линии (DSL) или беспроводных технологий, таких как инфракрасные, радиопередающие и микроволновые среды, то коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель, "витая пара", DSL или беспроводные технологии, такие как инфракрасные, радиопередающие и микроволновые среды, включены в определение среды передачи.
Дополнительно, следует принимать во внимание, что модули и/или другие соответствующие средства для выполнения способов и технологий, описанных в данном документе, могут быть загружены и/или иначе получены посредством мобильного устройства и/или базовой станции при соответствующих условиях. Например, такое устройство может быть соединено с сервером, чтобы упрощать передачу средства для осуществления способов, описанных в данном документе. Альтернативно, различные способы, описанные в данном документе, могут предоставляться через средство хранения (к примеру, оперативное запоминающее устройство (RAM), постоянное запоминающее устройство (ROM), физический носитель хранения данных, такой как компакт-диск (CD) или гибкий диск и т.д.), так что мобильное устройство и/или базовая станция может получать различные способы при подключении или предоставлении средства хранения для устройства. Кроме того, любая другая подходящая технология для предоставления способов и технологий, описанных в данном документе, для устройства может быть использована.
Следует понимать, что формула изобретения не ограничена точной конфигурацией и компонентами, проиллюстрированными выше. Различные модификации, изменения и варьирования могут осуществляться в компоновке, работе и подробностях способов и устройств, описанных выше, без отступления от объема формулы изобретения.