Способ и устройство, использующие структуры базового словаря кодов для формирования диаграммы направленности

Изобретение относится к системам связи. Технический результат заключается в усовершенствовании формирования диаграммы направленности. Описаны технологии для схемы предварительного кодирования для беспроводной связи. Способ и устройство могут содержать первое устройство для системы связи, чтобы определять структуру формирования диаграммы направленности для схемы формирования диаграммы направленности передачи замкнутого контура с использованием информации о канале, одного или более масштабных коэффициентов и одного или более целых чисел для представления комплексного вектора. Структура формирования диаграммы направленности может включать в себя кодовое слово, словарь кодов и индекс кодового слова. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Система с множеством входов и множеством выходов (MIMO) является перспективной технологией, разработанной для улучшения рабочих характеристик системы беспроводной связи следующих поколений. Когда система MIMO использует мультиплексирование с пространственным разделением (SDM) многочисленных потоков символов модуляции к одиночному пользователю с использованием одного и того же время/частотного ресурса, она упоминается как система однопользовательской MIMO (SU-MIMO). Когда система MIMO использует SDM многочисленных потоков символов модуляции к разным пользователям с использованием одного и того же время/частотного ресурса, она упоминается как система многопользовательской MIMO (MU-MIMO).

Технология MU-MIMO приобрела конкретный интерес вследствие своей степени извлечения выгоды как из многопользовательского разнесения, так и пространственного разнесения. Однако для того, чтобы создать наибольшее преимущество между связью мобильного устройства и стационарного устройства, должна быть определена технология формирования диаграммы направленности. Именно в этом и других отношениях необходимы настоящие усовершенствования.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 иллюстрирует один из вариантов осуществления системы связи;

Фиг.2 иллюстрирует один из вариантов осуществления первой архитектуры MIMO;

Фиг.3 иллюстрирует один из вариантов осуществления логического потока;

Фиг.4 иллюстрирует один из вариантов осуществления модели сигналов и операций обратной связи по формированию диаграммы направленности.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Различные варианты осуществления в целом могут быть направлены на технологии связи для сети беспроводной связи, такой как система мобильной широкополосной связи. Некоторые варианты осуществления, в частности, могут быть направлены на улучшенные технологии для неунитарной схемы предварительного кодирования для схемы MU-MIMO с замкнутым контуром (NUP-MU-MIMO).

Сеть Интернет является быстро растущей в направлении мобильных приложений. Это развитие требует повсеместной связи на высоких скоростях передачи данных. Системы мобильной широкополосной связи, использующие технологии мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM) и множественного доступа с ортогональным частотным разделением (OFDMA), появляются в качестве одной из преобладающих технологий для удовлетворения потребностей высокой скорости передачи данных.

Системы мобильной широкополосной связи, реализующие MU-MIMO, приобрели конкретный интерес вследствие своей степени извлечения выгоды как из многопользовательского разнесения, так и пространственного разнесения. Кроме того, MU-MIMO может обеспечивать большую пропускную способность соты относительно SU-MIMO использованием информации о состоянии канала в передатчике. Чтобы осуществить эти и другие преимущества, обратная связь по формированию диаграммы направленности отправляется с первого устройства, такого как мобильное устройство, на второе устройство, такое как стационарное устройство. Может быть определена матрица формирования диаграммы направленности, которая дает возможность хорошей рабочей характеристики пропускной способности при некоррелированных, слабокоррелированных и сильнокоррелированных каналах связи, сложности поиска кодового слова с низкой сложностью и отношением пиковой мощности к средней мощности, которое значительно не увеличивается. Чтобы решить эти и другие проблемы, различные варианты осуществления могут быть направлены на определение матрицы формирования диаграммы направленности.

Например, один из вариантов осуществления может быть направлен на устройство для системы связи, чтобы определять структуру формирования диаграммы направленности схемы формирования диаграммы направленности передачи с замкнутым контуром, используя информацию о канале. В одном из вариантов осуществления, структура формирования диаграммы направленности может включать в себя кодовое слово, словарь кодов и/или индекс кодового слова.

Один из вариантов осуществления направлен на мобильное устройство (например, мобильную абонентскую станцию) для системы мобильной широкополосной связи, использующей технологию OFDMA. Мобильное устройство может включать в себя модуль информации о состоянии канала, действующий для формирования информации о состоянии канала (CSI) для стационарного устройства (например, базовой станции или точки доступа) с использованием неунитарной схемы предварительного кодирования для схемы многопользовательской системы MIMO с замкнутым контуром CSI, например, может содержать информацию о качестве канала (CQI) и индекс кодового слова (CWI). CWI, например, может быть индексом для квантованного словаря кодов.

В различных вариантах осуществления, одно или более мобильных устройств могут формировать информацию о состоянии канала для стационарного устройства, такого как базовая станция (BS) или точка доступа (AP). Информация о состоянии канала является информацией о текущем значении H, математическое значение которой представляет одиночный канал. Она образует часть модели прохождения сигналов при беспроводной связи, полное уравнение которой показано в уравнении (1), как изложено ниже:

R=HX+N

Уравнение (1)

где R - принятый сигнал, X - переданный сигнал, N - шум, H - канал. В одном из вариантов осуществления, значения R, X, N, H обычно не являются постоянными. В одном из вариантов осуществления системе может быть необходимо иметь некоторую информацию касательно H, чтобы определять, что было отправлено с передатчика, или как улучшить рабочие характеристики системы, к примеру, увеличивая скорость передачи. Информация может быть текущим значением H, или ковариацией H. Этот тип информации в целом упоминается как информация о состоянии канала (CSI) и обычно оценивается. Типично, текущее значение H (например, мгновенная информация о матрице канала) упоминается как краткосрочная CSI, наряду с тем, что статистика H высокого порядка (например, информация о матрице корреляции канала) упоминается как долгосрочная CSI.

В одном из вариантов осуществления одно или более мобильных устройств формируют краткосрочную CSI. Например, мобильное устройство может использовать мгновенную информацию о матрице канала из матрицы канала (H) для определения векторов предварительного кодирования. Матрица содержит по меньшей мере один вектор. Это может быть пригодным для использования сценария с использованием сред низкой мобильности для мобильного устройства, где скорость мобильного устройства, например, находится приблизительно между от 0 до 30 км/ч. Однако варианты осуществления не ограничены этим диапазоном.

В одном из вариантов осуществления одно или более мобильных устройств формируют долгосрочную CSI. Например, мобильное устройство может использовать статистическую информацию второго порядка из матрицы (Н) канала, такую как информация о матрице (R) корреляции канала для определения векторов предварительного кодирования. Это может быть пригодным для использования сценария с использованием сред высокой мобильности для мобильного устройства, где скорость мобильного устройства, например, находится приблизительно между от 30 км/ч до 120 км/ч. Однако варианты осуществления не ограничены этим диапазоном.

Различные варианты осуществления могут использовать технологию полной или частичной обратной связи по состоянию канала для краткосрочной CSI или долгосрочной CSI. Некоторые варианты осуществления используют частичную обратную связь для сокращения служебной нагрузки или сложности. В одном из вариантов осуществления технология частичной обратной связи включает в себя передачу CQI и CWI для квантованного словаря кодов с мобильного устройства на стационарное устройство. Дополнительно или в качестве альтернативы другие технологии обратной связи также могут использоваться. Например, зондирование канала также может использоваться для предоставления информации обратной связи с мобильного устройства. Варианты осуществления не ограничены в этом контексте.

Некоторые варианты осуществления направлены на стационарные устройства. Один из вариантов осуществления, например, направлен на стационарное устройство для системы мобильной широкополосной связи, использующей технологию OFDMA. Стационарное устройство может иметь модуль предварительного кодирования, действующий для формирования одного или более векторов предварительного кодирования для множества мобильных устройств с использованием неунитарной схемы кодирования для схемы многопользовательской системы с множеством входов и множеством выходов (MIMO) с замкнутым контуром. Модуль предварительного кодирования может формировать один или более векторов предварительного кодирования с использованием CSI, содержащей CQI и CWI, принимаемой с каждого из множества мобильных устройств. Стационарное устройство также может использовать CQI и CWI с различных мобильных устройств для выполнения операций планирования, операций адаптации линии связи и других операций, полезных для схем MU-MIMO.

Различные варианты осуществления могут содержать один или более элементов. Элемент может содержать любую конструкцию, предназначенную для выполнения определенных операций. Каждый элемент может быть реализован в качестве аппаратных средств, программного обеспечения или любой их комбинации, как требуется для данного набора конструктивных параметров или ограничений рабочих характеристик. Хотя вариант осуществления может быть описан ограниченным количеством элементов в некоторой технологии в качестве примера, вариант осуществления может включать в себя большее или меньшее количество элементов в альтернативных топологиях, как требуется для данной реализации. Следует отметить, что любая ссылка на «один из вариантов осуществления» или «вариант осуществления» означает, что конкретный признак, конструкция или характеристика, описанные в связи с вариантом осуществления, включены в по меньшей мере один вариант осуществления. Появления фразы «в одном из вариантов осуществления» в различных местах в описании изобретения не обязательно все ссылаются на один и тот же вариант осуществления.

Фиг.1 иллюстрирует структурную схему одного из вариантов осуществления системы 100 связи. В различных вариантах осуществления система 100 связи может содержать многочисленные узлы. Узел, как правило, может содержать любую физический или логический объект для передачи информации в системе 100 связи и может быть реализован в качестве аппаратных средств, программного обеспечения или любой их комбинации, как требуется для данного набора конструктивных параметров или ограничений рабочих характеристик. Хотя Фиг.1 может показывать ограниченное количество узлов в качестве примера, может быть принято во внимание, что большее или меньшее количество узлов может применяться для данной реализации.

В различных вариантах осуществления система 100 связи может содержать или формировать часть системы проводной связи, системы беспроводной связи или комбинации обоих. Например, система 100 связи может включать в себя один или более узлов, выполненных с возможностью передачи информации через один или более типов проводных линий связи. Примеры проводной линии связи могут включать в себя, без ограничения, провод, кабель, шину, печатную плату (PCB), соединение сети Ethernet, одноранговое соединение (равноправных узлов, P2P), объединительную плату, многовходовую систему коммутации, полупроводниковый материал, провод с витой парой, коаксиальный кабель, волоконно-оптический световод, и так далее. Система 100 связи также может включать в себя один или более узлов, выполненных с возможностью передачи информации через один или более типов беспроводных линий связи, таких как беспроводная совместно используемая среда 140. Примеры беспроводной линии связи могут включать в себя, без ограничения, радиоканал, инфракрасный канал, радиочастотный (РЧ, RF) канал, канал беспроводной точности воспроизведения (WiFi), часть РЧ-спектра и/или один или более лицензируемых или нелицензируемых диапазонов частот. В последнем случае беспроводные узлы могут включать в себя один или более беспроводных интерфейсов и/или компонентов для беспроводной связи, таких как один или более передатчиков, приемников, передатчиков/приемников («приемопередатчиков»), радиостанций, комплектов микросхем, усилителей, фильтров, управляющей логики, сетевых интерфейсных карт (NIC), антенн, антенных решеток и так далее. Примеры антенны могут включать в себя, без ограничения, внутреннюю антенну, однонаправленную антенну, несимметричную антенну, дипольную антенну, антенну с торцевым питанием, антенну с круговой поляризацией, микрополосковую антенну, разнесенную антенну, двойную антенну, антенную решетку и так далее. В одном из вариантов осуществления некоторые устройства могут включать в себя антенные решетки из множества антенн для реализации различных технологий адаптивных антенн и технологий пространственного разнесения.

Как показано в проиллюстрированном варианте осуществления по Фиг.1, система 100 связи может включать в себя многочисленные элементы, такие как стационарное устройство 110, и набор мобильных устройств 120-1-m, все из которых поддерживают связь через беспроводную совместно используемую среду 140. Стационарное устройство, кроме того, может включать в себя радиостанцию 112 и модуль 114 предварительного кодирования. Как показано мобильным устройством 120-1, мобильные устройства 120-1-m дополнительно могут включать в себя процессор 122, блок 124 памяти, модуль 130 информации о состоянии канала и радиостанцию 126. Однако варианты осуществления не ограничены элементами, показанными на Фиг.1.

В различных вариантах осуществления система 100 связи может содержать или быть реализованной в качестве системы мобильной широкополосной связи. Примеры систем мобильной широкополосной связи, среди прочего, включают в себя, без ограничения, системы, совместимые с различными стандартами Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE), такими как стандарты IEEE 802.11 для беспроводных локальных сетей (WLAN) и варианты, стандарты IEEE 802.16 для беспроводных региональных сетей (WMAN) и варианты и стандарты IEEE 802.20 или мобильного широкополосного беспроводного доступа (MBWA) и варианты. В одном из вариантов осуществления, например, система 100 связи может быть реализована в соответствии со стандартом всемирной совместимости для микроволнового доступа (WiMAX) или WiMAX II. WiMAX является беспроводной широкополосной технологией, основанной на стандарте IEEE 802.16, у которого модификации IEEE 802.16-2004 и 802.16e (802.16c-2005) являются техническими условиями физического (PHY) уровня. WiMAX II - система развитого четвертого поколения (4G), основанная на предложенных IEEE 802.16j и IEEE 802.16m стандартах для серии стандартов 4G развитых международных мобильных телекоммуникаций. Хотя некоторые варианты осуществления могут описывать систему 100 связи в качестве системы или стандартов WiMAX или WiMAX II в качестве примера, но не ограничения, может быть принято во внимание, что система 100 связи может быть реализована в качестве различных других типов систем и стандартов мобильной широкополосной связи, таких как серия стандартов системы универсальной системы мобильных телекоммуникаций (UMTS) и варианты, серия стандартов системы множественного доступа с кодовым разделением каналов 200 (например, CDMA2000 1xRTT, CDMA2000 EV-DO, CDMA EV-DV и так далее) и варианты, серия стандартов системы региональной сети радиосвязи с улучшенными рабочими характеристиками (HIPERMAN) в качестве созданных сетями широкополосного радиодоступа (BRAN) Европейского института стандартизации в области телекоммуникаций (ETSI) и варианты, серия стандартов беспроводной широкополосной системы (WiBro) и варианты, серия стандартов глобальной системы для мобильной связи (GSM) с общей службой пакетной радиопередачи (GPRS) (GSM/GPRS) и варианты, серия стандартов развития стандарта GSM с увеличенной скоростью передачи данных (EDGE) и варианты, серия стандартов системы высокоскоростного пакетного доступа по нисходящей линии связи (HSDPA) и варианты, серия стандартов системы высокоскоростного пакетного доступа мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) (HSOPA) и варианты, серия стандартов системы высокоскоростного пакетного доступа по восходящей линии связи (HSUPA) и варианты и так далее. Варианты осуществления не ограничены в этом контексте.

В различных вариантах осуществления система 100 связи может содержать стационарное устройство 110, обладающее возможностями беспроводной связи. Стационарное устройство может содержать обобщенный набор оборудования, обеспечивающий возможность соединения, управления или контроля другого беспроводного устройства, такого как одно или более мобильных устройств. Примеры для стационарного устройства 110 могут включать в себя беспроводную точку доступа (AP), базовую станцию или Узел В, маршрутизатор, коммутатор, сетевой концентратор, шлюз и так далее. В одном из вариантов осуществления, например, стационарное устройство может содержать базовую станцию или Узел В для системы сотовой радиотелефонной связи или системы мобильной широкополосной связи. Стационарное устройство 110 также может обеспечивать доступ к сети (не показана). Сеть, например, может содержать сеть с коммутацией пакетов, такую как сеть Интернет, корпоративная или учрежденческая сеть, сеть телефонной связи, такую как коммутируемая телефонная сеть общего пользования (PSTN), и так далее. Хотя некоторые варианты осуществления могут быть описаны со стационарным устройством 110, реализованным в качестве базовой стации или Узла В в качестве примера, может быть принято во внимание, что другие варианты осуществления также могут быть реализованы с использованием других беспроводных устройств. Варианты осуществления не ограничены в этом контексте.

В различных вариантах осуществления система 100 связи может содержать набор мобильных устройств 120-1-m, имеющих возможности беспроводной связи. Мобильные устройства 120-1-m могут содержать обобщенный набор оборудования, обеспечивающий возможность присоединения к другим беспроводным устройствам, таким как другие мобильные устройства или стационарные устройства (например, стационарное устройство 110). Примеры для мобильных устройств 120-1-m могут включать в себя, без ограничения, компьютер, сервер, рабочую станцию, блокнотный компьютер, карманный компьютер, телефон, сотовый телефон, персональный цифровой секретарь (PDA), комбинацию сотового телефона и PDA и так далее. В одном из вариантов осуществления, например, мобильные устройства 120-1-m могут быть реализованы в качестве мобильных абонентских станций (MSS) для WMAN. Хотя некоторые варианты осуществления могут быть описаны с мобильными устройствами 120-1-m, реализованными в качестве MSS в качестве примера, может быть принято во внимание, что другие варианты осуществления также могут быть реализованы с использованием других беспроводных устройств. Варианты осуществления не ограничены в этом контексте.

Как показано мобильным устройством 120-1, мобильные устройства 120-1-m могут содержать процессор 122. Процессор 122 может быть реализован в качестве любого процессора, такого как микропроцессор компьютера с полным набором команд (CISC), микропроцессор вычисления с сокращенным набором команд (RISC), микропроцессор с командами очень большой длины (VLIW), процессор, реализующий комбинацию наборов команд, или другого процессорного устройства. В одном из вариантов осуществления, например, процессор 122 может быть реализован в качестве процессора общего применения, такого как процессор, произведенный корпорацией Intel®, Санта Клара, шт. Калифорния. Процессор 122 также может быть реализован в качестве специализированного процессора, такого как контроллер, микроконтроллер, встроенный процессор, цифровой сигнальный процессор (ЦСП, DSP), сетевой процессор, медиапроцессор, процессор ввода/вывода (I/O), и так далее. Варианты осуществления не ограничены в этом контексте.

Как дополнительно показано мобильным устройством 120-1, мобильные устройства 120-1-m могут содержать блок 124 памяти. Память 124 может содержать любые машиночитаемые или считываемые компьютером носители, способные к хранению данных, в том числе, как энергозависимую, так и энергонезависимую память. Например, память 124 может включать в себя постоянное запоминающее устройство (ПЗУ, ROM), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ, RAM), динамическое ОЗУ (DRAM), DRAM с удвоенной скоростью обмена (DDRAM), синхронное DRAM (SDRAM), статическое ОЗУ (SRAM), программируемое ПЗУ (ППЗУ, PROM), стираемое программируемое ПЗУ (СППЗУ, EPROM), электрически стираемое программируемое ПЗУ (ЭСППЗУ, EEPROM), флэш-память, полимерную память, такую как сегнетоэлектрическая полимерную память, запоминающее устройство на элементах Овшинского, сегнетоэлектрическое запоминающее устройство или с фазовым превращением, кремний-оксид-нитрид-оксид-кремниевую память (SONOS), магнитные или оптические карты или любой другой тип носителей, пригодных для хранения информации. Следует отметить, что некоторая часть или вся из памяти 124 может быть включена в одну и ту же интегральную схему, что и процессор 122, или, в качестве альтернативы, некоторая часть или вся из памяти 124 может быть размещена в интегральной схеме или другом носителе, например, накопителе на жестком диске, который является внешним по отношению к интегральной схеме процессора 122. Варианты осуществления не ограничены в этом контексте.

Как дополнительно показано мобильным устройством 120-1, мобильные устройства 120-1-m могут содержать дисплей 132. Дисплей 132 может содержать любой пригодный блок отображения для отображения информации, подходящей для мобильного вычислительного устройства. В дополнение дисплей 132 может быть реализован в качестве дополнительного устройства I/O (ввода/вывода), такого как сенсорный экран, сенсорная панель, панель с сенсорным экраном и так далее. Сенсорные экраны являются накладками дисплея, которые реализованы с использованием одной из нескольких разных технологий, таких как чувствительные к давлению (резистивные) технологии, электрочувствительные (емкостные) технологии, акустически чувствительные технологии (поверхностной акустической волны), фоточувствительные (инфракрасные) технологии, и так далее. Действие таких накладок предоставляет дисплею возможность использоваться в качестве устройства ввода, чтобы удалять или усиливать клавиатуру и/или мышь в качестве основного устройства ввода для взаимодействия с контентом, выдаваемом на дисплее 132.

В одном из вариантов осуществления, например, дисплей 132 может быть реализован жидкокристаллическим дисплеем (ЖКД, LCD) или другим типом пригодного визуального интерфейса. Дисплей 132, например, может содержать сенсорный цветной (например, с 56-битным цветом) дисплейный экран. В различных вариантах осуществления дисплей 132 может содержать один или более ЖКД на тонкопленочных транзисторах (TFT), включающих в себя встроенные транзисторы. В таких реализациях дисплей 132 может содержать транзистор для каждого пикселя, чтобы реализовывать активную матрицу. Хотя варианты осуществления не ограничены в этом контексте, дисплей с активной матрицей желателен, поскольку он требует меньшего тока для инициирования засветки пикселя и является более быстродействующим для переключения, чем пассивная матрица.

В различных вариантах осуществления устройства 110, 120 могут передавать информацию через беспроводную совместно используемую среду 140 посредством соответственных радиостанций 112, 126. Беспроводная совместно используемая среда 140 может содержать одно или более назначений РЧ-спектра. Назначения РЧ-спектра могут быть смежными или несмежными. В некоторых вариантах осуществления радиостанции 112, 126 могут передавать информацию через беспроводную совместно используемую среду 140 с использованием различных технологий с множеством несущих, например, используемых системами WiMAX или WiMAX II. Например, радиостанции 112, 126 могут использовать различные технологии MU-MIMO для выполнения формирования диаграммы направленности, пространственного разнесения или частотного разнесения.

При обычной работе радиостанции 112, 126 могут передавать информацию с использованием одного или более каналов связи, таких как каналы 142-1-p связи. Канал связи может быть определенным набором частот, временных интервалов, кодов или их комбинациями. В одном из вариантов осуществления, например, передающая часть радиостанции 112 стационарного устройства 110 может передавать полезную и управляющую информацию на принимающую часть радиостанции 126 мобильных устройств 120-1-m с использованием канала 142-1 связи, иногда упоминаемого как «канал нисходящей линии связи». В одном из вариантов осуществления, например, передающая часть радиостанции 126 мобильного устройства 110 может передавать полезную и управляющую информацию на принимающую часть радиостанции 112 стационарного устройства 110 с использованием канала 142-2 связи, иногда упоминаемого как «канал восходящей линии связи». В некоторых случаях каналы 142-1, 142-2 связи могут использовать один и тот же или разный набор частот передачи и/или приема в зависимости от заданной реализации.

Поскольку система 100 связи является системой мобильной широкополосной связи, она предназначена для поддержки операций связи, даже когда мобильное устройство 120-1-m является перемещающимся. Более медленное перемещение мобильных устройств 120-1-m, например, когда оператор перемещается пешком, вызывает относительно незначительное ухудшение сигналов связи, обусловленное фактическим перемещением, и легко исправляется. Более быстрое перемещение мобильных устройств 120-1-m, например, когда оператор находится в движущемся транспортном средстве, может вызывать значительное ухудшение сигналов связи, обусловленное сдвигами частот. Пример таких сдвигов частоты может быть доплеровскими сдвигами по частоте, вызванными эффектом Доплера.

Одно или более из мобильных устройств 120-1-m могут реализовывать технологию обратной связи по состоянию канала, чтобы выдавать CSI на стационарное устройство для схемы NUP-MU-MIMO. В проиллюстрированном варианте осуществления, показанном на Фиг.1, мобильное устройство 120-1 включает в себя модуль 130 CSI, действующий, чтобы формировать CSI 150 для стационарного устройства 110. CSI 150, например, может содержать CQI 152 и CWI 154. Однако варианты осуществления не ограничены этими примерами CSI 150. Операции мобильных устройств 120-1-m вообще, и модуля 130 CSI в частности, могут быть описаны подробнее со ссылкой на Фиг.2.

Фиг.2 иллюстрирует один из вариантов осуществления архитектуры 200 MIMO. Архитектура 200 MIMO может быть реализована в качестве части мобильных устройств 120-1-m. Хотя специфическое количество элементов показано в качестве части архитектуры 200 MIMO, может быть принято во внимание, что большее или меньшее количество элементов для архитектуры 200 MIMO может использоваться для данной реализации, и варианты осуществления не ограничены в этом контексте.

В проиллюстрированном варианте осуществления, показанном на Фиг.2, архитектура 200 MIMO содержит один или более кодеров 206, блок 208 отображения ресурсов, кодер 210 MIMO, предварительный кодер 212 (формирователь диаграммы направленности) (в дальнейшем, упоминаемый как «предварительный кодер 212»), формирователь 214 символов OFDM и один или более блоков 216-1-5 обратного быстрого преобразования Фурье (обратного БПФ, IFFT) для передатчика и одну или более антенн 218-1-t. Каждый кодер 206 включает в себя кодер канала, премежитель, согласователь скорости и модулятор для каждого уровня. Блок 208 отображения ресурсов отображает модулированные символы в соответствующие времячастотные ресурсы в выделенных единицах ресурсов (RU). Кодер 210 MIMO отображает L (≥1) уровней в N_s (≥1) потоков, которые подаются в предварительный кодер 212. Предварительный кодер 212 отображает пользовательский поток 202 данных в антенны 218-1-t, вырабатывая специфичные антенне символы данных согласно выбранному режиму MIMO (например, с разомкнутым контуром или замкнутым контуром) с использованием матрицы 220 предварительного кодирования. Формирователь 214 символов OFDM отображает специфичные антенне данные в символ OFDM. Архитектура 200 MIMO дополнительно может содержать модуль 130 CSI. Модуль 130 CSI может быть выполнен с возможностью формировать CSI 150 для стационарного устройства 110.

Возвращаясь к предварительному кодеру 212, базовый словарь кодов может использоваться мобильным устройством для вычисления матрицы формирования диаграммы направленности. В варианте осуществления комплексное число, основанное на обратной связи по формированию диаграммы направленности с мобильного устройства, может быть применено для каждой антенны стационарного устройства, чтобы вызывать конструктивное замирание и/или объединение для создания сигнала со стационарного устройства на мобильное устройство. Обратная связь по формированию диаграммы направленности может включать в себя, но не в качестве ограничения, информацию о матрице формирования диаграммы направленности или кодовом слове и/или индексе для кодового слова.

Фиг.3 иллюстрирует один из вариантов осуществления логического потока для определения кодового слова или матрицы формирования диаграммы направленности. В одном из вариантов осуществления может быть определен (302) словарь кодов. Словарь кодов может включать в себя множество кодовых слов. В одном из вариантов осуществления словарь кодов, который должен использоваться в некоррелированных каналах, слабокоррелированных каналах и/или сильнокоррелированных каналах. В одном из вариантов осуществления может быть определен словарь кодов, который имеет хорошую рабочую характеристику пропускной способности над всеми каналами наряду с обеспечением, что сложность поиска кодового слова остается на минимальном уровне. В одном из вариантов осуществления может быть определен словарь кодов, который улучшает рабочие характеристики системы. Улучшенные рабочие характеристики системы могут включать в себя, но не в качестве ограничения, увеличенную скорость передачи. Примеры улучшенных рабочих характеристик системы в материалах настоящей заявки не ограничены. Так как мобильное устройство чувствительно к сложности и потребляемой мощности, может формироваться поиск кодового слова низкой сложности. В одном из вариантов осуществления в дополнение к максимизации рабочих характеристик и минимизации сложности может быть словарь кодов, который не повышает значительно отношение пиковой мощности к средней мощности (PAPR). В одном из вариантов осуществления определение словаря кодов может включать в себя определение отношения пиковой мощности к средней мощности на основании того, что каждое кодовое слово является меньшим, чем пороговое значение. Например, кодовое слово, такое как [1 0 0 0]^T, может быть нежелательным с точки зрения PAPR, в то время как кодовое слово может приписывать всю мощность передачи к первой антенне и никакой мощности передачи к другим трем антеннам. В варианте осуществления, поскольку средняя мощность может быть константой, пропорциональной 1/N, где N - количество передающих антенн, максимальное значение записей кодовых слов может быть задано, чтобы быть ниже порогового значения, к примеру, но не в качестве ограничения, в 0,6.

В одном из вариантов осуществления мобильное устройство может принимать (305) информацию о канале со стационарного устройства. В варианте осуществления информация о канале может включать в себя матрицу H канала. В одном из вариантов осуществления предварительный кодер 212 может быть выполнен с возможностью принимать (305) матрицу H канала через беспроводный канал со стационарного устройства 110 посредством радиостанции 126. В одном из вариантов осуществления формирование диаграммы направленности может применяться к беспроводным каналам восходящей линии связи, беспроводным каналам нисходящей линии связи и/или одноранговым сетям.

В одном из вариантов осуществления матрица кодового слова или формирования диаграммы направленности может быть определена (310) с использованием словаря кодов. В одном из вариантов осуществления схемы многопользовательской MIMO могут давать возможность назначения ресурсов для передачи данных на два или более мобильных устройств. Многопользовательская передача с одним потоком на пользователя может поддерживаться для MU-MIMO. В одном из вариантов осуществления MU-MIMO может включать в себя конфигурацию MIMO двух передающих (Tx) антенн на стационарном устройстве для поддержки двух пользователей. В одном из вариантов осуществления четыре передающих антенны или восемь передающих антенн на стационарном устройстве могут поддерживать вплоть до четырех или восьми пользователей. На основании количества антенн на стационарном устройстве мобильное устройство может использовать словарь кодов для определения, какую матрицу кодового слова или формирования диаграммы направленности следует отправлять на стационарное устройство.

Кодовое слово для канала может определяться (310) из множества кодовых слов в словаре кодов с использованием одного или более масштабных коэффициентов и матрицы канала. В одном из вариантов осуществления кодовое слово может определяться из множества кодовых слов в словаре кодов с использованием скалярного произведения между вектором в каждом кодовом слове и вектором в матрице канала. Вектор в каждом кодовом слове может быть разложен на масштабный коэффициент и целочисленный коэффициент. В варианте осуществления скалярное произведение может быть между двумя векторами, такими как, но не в качестве ограничения, вектор в каждом отбираемом кодовом слове (то есть, отбираемой матрице формирования диаграммы направленности) и вектор в матрице канала. В одном из вариантов осуществления оба вектора могут быть комплексными векторами. В одном из вариантов осуществления вектор кодового слова может быть разложен на один или более масштабных коэффициентов и один или более целочисленных коэффициентов. Перемножение матрицы канала и матрицы кодового слова может использоваться при поиске кодового слова, и перемножение может требовать многочисленных операций скалярного произведения.

Словарь кодов может включать в себя многообразие разных кодовых слов (V). Мобильное устройство может осуществлять классификацию по кодовым словам (V) с использованием матрицы канала, чтобы определять наилучшее кодовое слово для стационарного устройства. Наилучшее кодовое слово может определяться для балансировки цели максимальных рабочих характеристик кодового слова с целью поиска низкой сложности. Поиск низкой сложности может гарантировать, что показатель степени не увеличивается значительно. Увеличение показателя степени может увеличивать одну или более стоимостей мобильного устройства. Например, если все кодовые слова в словаре кодов имеют форму $$\frac{1}{\sqrt{2N}}{\left[\pm 1\pm j\cdots \pm \text{1}\pm \text{j}\right]}^{т},$$ то никакой множитель может не требоваться для поиска кодового слова. В одном из вариантов осуществления, если записи кодового слова являются иррациональными числами без общих коэффициентов усиления, то количество умножений, необходимых для поиска кодового слова, может быть пропорциональным количеству кодовых слов в словаре кодов. Многочисленные множители могут быть реализованы на мобильном устройстве для поиска наилучшего кодового слова в пределах ограниченной задержки. Мобильное устройство может быть чувствительным к стоимости и иметь низкую емкость.

В одном из вариантов осуществления при поиске кодового слова, отбираемая матрица V формирования диаграммы направленности может умножаться на матрицу H канала, полное уравнение которых показано в уравнении (2), как изложено ниже:

$$\tilde{H}\tilde{V}$$

Уравнение (2)

где $$\tilde{H}$$ - матрица формирования диаграммы направленности канала, а $$\tilde{V}$$ - отбираемая матрица формирования диаграммы направленности. Обозначение с тильдой $${(}^{~})$$ представляет собой комплексные величины, а обозначение без тильды представляет собой действительную величину. Матрица $$\tilde{H}$$ может измерять реакцию мобильного устройства и канала. Канал является средой, через которую отправляется сигнал.

На основании матрицы $$\tilde{H},$$ предварительный кодер 212 может рассчитывать действующий канал $$\tilde{H}\tilde{V},$$ через который передающие антенны могут отправлять сигналы по каналу.

Для того чтобы рассчитать действующий канал $$\tilde{H}\tilde{V},$$ может вычисляться скалярное произведение двух комплексных векторов. Расчет скалярного произведения для двух комплексных векторов может приводить к повышению эффективности при определении кодового слова. Так как скалярное произведение комплексных векторов может возникать повторно во время поиска кодового слова, ограничение может накладываться на отношения между любыми двумя действительными частями и/или между любыми двумя мнимыми частями записей кодовых слов для уменьшения сложности скалярного произведения. В одном из вариантов осуществления отношение между двумя действительными частями может быть целым числом.

В варианте осуществления сложность поиска кодового слова может быть уменьшена при целочисленных отношениях. Например, при матрице 4 на 2 формирования диаграммы направленности, отбираемая матрица формирования диаграммы направленности может быть представлена уравнением (3):

$$\tilde{V}=[{\tilde{v}}_1{\tilde{v}}_2]$$

Уравнение (3)

Дополнительно вектор столбца может быть записан в виде уравнения (4):

$${\tilde{V}}_n=\left[\begin{array}{l}{v}_1(n)\\ v_2(n)\\ v_3(n)\\ v_4(n)\end{array}\right]+i\left[\begin{array}{l}{v}_5(n)\\ v_6(n)\\ v_7(n)\\ v_8(n)\end{array}\right](n)=\alpha (n)\left[\begin{array}{l}{v}_1^z(n)\\ v_2^z(n)\\ v_3^z(n)\\ v_4^z(n)\end{array}\right]+i\beta (n)\left[\begin{array}{l}{v}_5^z(n)\\ v_6^z(n)\\ v_7^z(n)\\ v_8^z(n)\end{array}\right],$$

для n = 1, 2.

Уравнение (4)

В варианте осуществления масштабные коэффициенты a(n) и β(n) могут изменяться для слов V. Для уменьшения сложности поиска кодового слова $$v_k^z(n)$$ могут быть целыми числами. Когда каждый $$v_k^z(n)$$ является целым числом, поиск кодового слова может быть поиском кодового слова низкой сложности. В варианте осуществления обозначение верхнего индекса ^Z может представлять интегральную величину.

Чтобы уменьшить сложность поиска кодового слова, ограниченные масштабные коэффициенты, такие как a(n) и β(n), и целые числа могут использоваться для представления комплексного вектора. Кодовое слово может быть отбираемым вектором или матрицей формирования диаграммы направленности. Вектор или матрица могут быть разложены на один или более масштабных коэффициентов и один или более целочисленных коэффициентов. В одном из вариантов осуществления один или более масштабных коэффициентов и одно или более целых чисел могут использоваться для представления комплексного коэффициента. Например действительные числа в уравнении (4) могут быть сгруппированы вместе, так что действительные числа совместно используют один и тот же масштабный коэффициент. В варианте осуществления действительные числа могут быть представлены небольшими целыми числами.

В варианте осуществления небольшими целыми числами могут быть $$\mathrm{0,}\pm \mathrm{1,....}\pm 4.$$ Группировка не ограничена этим примером. Например, действительная и мнимая части каждой комплексной записи могут быть сгруппированы, и один масштабный коэффициент может быть назначен на каждую комплексную запись. Например первый масштабный коэффициент может назначаться действительной части кодового слова, а второй масштабный коэффициент может назначаться мнимой части кодового слова.

В векторном словаре кодов g может представлять коэффициент усиления канала. Как показано ниже, индекс столбца (w) может быть отброшен для простоты обозначения. В варианте осуществления скалярное произведение двух комплексных векторов $$\tilde{g}$$ и $$\tilde{v}$$ может вычисляться, как показано в уравнении (5):

$$\tilde{g}\tilde{v}$$

$$=(\left[g_1{g}_2{g}_3{g}_4\right]+i\left[g_5{g}_6{g}_7{g}_8\right])\left(\left[\begin{array}{l}{v}_1\\ v_2\\ v_3\\ v_4\end{array}\right]+i\left[\begin{array}{l}{v}_5\\ v_6\\ v_7\\ v_8\end{array}\right]\right)$$

Уравнение (5)

$$\begin{array}{l}={\displaystyle \sum _{k=1}^4{g}_k{v}_k}-{\displaystyle \sum _{k=4}^8{g}_k{v}_k}+i\left({\displaystyle \sum _{k=1}^4{g}_k{v}_{4+k}+{\displaystyle \sum _{k=1}^4{g}_{4+k}{v}_k}}\right)\\ =\alpha (n){\displaystyle \sum _{k=1}^4{g}_k{v}_k^z-}\beta (n){\displaystyle \sum _{k=4}^8{g}_k{v}_k^z+i\left(\beta (n){\displaystyle \sum _{k=1}^4{g}_k{v}_{4+k}^z-\alpha (n){\displaystyle \sum _{k=1}^4{g}_{4+k}{v}_k^z}}\right)}\end{array}$$

где $$v_k^z(n)$$ - целые числа, а $$g_k{v}_k^z$$ могут быть реализованы сложениями или битовыми сдвигами. В уравнении (5) могут требоваться только четыре действительных умножения. Таким образом, может создаваться поиск кодового слова низкой сложности.

В варианте осуществления для дополнительного уменьшения сложности поиска кодового слова a(n) может быть установлено равным и β(n). Если и a(n)=β(n), уравнение (5) может быть упрощено, как показано в уравнении (6):

$$\begin{array}{l}\tilde{g}\tilde{v}\\ =\alpha (n){\displaystyle \sum _{k=1}^4{g}_k{v}_k^z-}{\displaystyle \sum _{k=4}^8{g}_k{v}_k^z+i\alpha (n)\left({\displaystyle \sum _{k=1}^4{g}_k{v}_{4+k}^z+{\displaystyle \sum _{k=1}^4{g}_{4+k}{v}_k^z}}\right)}\end{array}$$

Уравнение (6)

С использованием уравнения (6), если g является действительным числом, а ν является целым числом степени 2, то g_kν^z _k может быть эффективным. С дальнейшим упрощением уравнения (6), если a(n)=β(n), то только два действительных умножения могут быть необходимы. В таком примере $$\tilde{v}$$ может быть представлено уравнением (7):

$$\tilde{v}=\alpha (n)\left[v_k^z+i{v}_{4+k}^z\right]$$

Уравнение (7)

Для словаря кодов 4 на 2 формирования диаграммы направленности может быть трудным ограничивать все $$v_k^z$$ посредством 1, 2 и 2^M. В варианте осуществления два числа $$v_k^z$$ могут быть целыми числами или даже действительными числами, как представлено в уравнениях (8) и (9):

$${\tilde{v}}_1=\left[\begin{array}{l}{v}_1(1)\\ v_2(1)\\ v_3(1)\\ v_4(1)\end{array}\right]+i\left[\begin{array}{l}{v}_5(1)\\ v_6(1)\\ v_7(1)\\ v_8(1)\end{array}\right]=\alpha (1)\left[\begin{array}{l}{v}_1^z(1)\\ v_2^z(1)\\ v_3^z(1)\\ v_4^z(1)\end{array}\right]+i\beta (1)\left[\begin{array}{l}{v}_5^z(1)\\ v_6^z(1)\\ v_7^z(1)\\ v_8^z(1)\end{array}\right]$$

Уравнение (8)

$$v_2=\left[\begin{array}{l}{v}_1(2)\\ v_2(2)\\ v_3(2)\\ v_4(2)\end{array}\right]+i\left[\begin{array}{l}{v}_5(2)\\ v_6(2)\\ v_7(2)\\ v_8(2)\end{array}\right]=\alpha (2)\left[\begin{array}{l}{v}_1^z(2)\\ v_2^z(2)\\ v_3^z(2)\\ v_4^z(2)\end{array}\right]+i\beta (2)\left[\begin{array}{l}{v}_5^z(2)\\ v_6^z(2)\\ v_7^z(2)\\ v_8^z(2)\end{array}\right]$$

Уравнение (9)

В варианте осуществления (2) и (2) могут быть целыми числами (или действительными числами), не в группировке . Поскольку $${\tilde{v}}_1$$ и $${\tilde{v}}_2$$ ортогональны, ν₄(2) и ν₈(2) могут определяться другими $$v_1{}_k^z(n)s,$$ такими как в уравнении (10):

$$\begin{array}{l}{\displaystyle \sum _{k=1}^4{v}_k(1)v_k(2)-}{\displaystyle \sum _{k=1}^4{v}_{k+4}(1)v_{k+4}(2)}=0\\ {\displaystyle \sum _{k=1}^4{v}_k(1)v_{k+4}(2)-}{\displaystyle \sum _{k=1}^4{v}_{k+4}(1)v_k(2)}=0\end{array}$$

Уравнение (10)

В варианте осуществления есть группа уравнений двух переменных относительно ν₄(2) и ν₈(2), такая как представлено в уравнении (11):

$$\begin{array}{l}\alpha (1)v_4^z(1)v_4(2)-\beta (1)v_8^z(1)v_8(2)\\ \alpha (1)\alpha (2){\displaystyle \sum _{k=1}^3{v}_k(1)v_k(2)-\beta (1)\beta (2)}{\displaystyle \sum _{k=1}^3{v}_{k+4}(1)v_{k+4}(2)}\\ \beta (1)v_8(1)v_4(2)+\alpha (1)v_4^z(1)v_8(2)\\ =-\alpha (1)\beta (2){\displaystyle \sum _{k=1}^3{v}_k(1)v_{k+4}(2)-\alpha (2)\beta (1)}{\displaystyle \sum _{k=1}^3{v}_{k+4}(1)v_k(2)}\end{array}$$

Уравнение (11)

Решение уравнения (11) может давать два действительных числа для ν₄(2) и ν₈(2). Во время поиска словаря кодов a(n) и β(n) могут вычисляться после того, как удовлетворено требование ортогональности. В одном из вариантов осуществления a(n) и β(n) могут быть установлены в единицу в уравнении (9) и может быть решено линейное уравнение в уравнении (11).

После того, как получены ν₄(2) и ν₈(2), условие единичной нормировки $${\tilde{\nu }}_{n}s$$ может использоваться для вычисления коэффициентов a(n) и β(n)s нормализации.

В варианте осуществления кодовое слово может быть ограничено, чтобы значительно не увеличивать отношение пиковой мощности к средней мощности (PAPR). Для уменьшения PAPR формирования диаграммы направленности дополнительные ограничения могут быть наложены на $$v_k^z$$ и $$v_{4+k}^z.$$ Например, в варианте осуществления ограничением может быть $$C_0\le \left|v_k^z\right|+\left|v_{4+k}^z\right|\le C_1,$$ где C₀ и C₁ - некоторые ограничения, независимые от k. В варианте осуществления определение кодового слова может включать в себя определение комплексного числа для отнесения к каждой антенне на стационарном устройстве, чтобы гарантировать, что PAPR, основанное на кодовом слове, является меньшим, чем пороговое значение. Например, пороговые значения могут быть 1 и 6 для C₀ и C₁, соответственно. В варианте осуществления PAPR может учитываться при конструировании словаря кодов, чтобы гарантировать, чтобы пик или амплитуда каждой записи кодового слова была ниже порогового значения.

В варианте осуществления индекс кодового слова из словаря кодов может быть выбран (315) на основании кодового слова. Каждому кодовому слову в словаре кодов может быть назначено разное целое число, которое является индексом кодового слова. В варианте осуществления индексы кодовых слов могут быть последовательными. Индексация кодового слова может быть одинаковой как у отправителя, так и у приемника обратной связи. Посредством использования одинаковой индексации, приемник индекса может отыскивать кодовое слово в идентичном словаре кодов после приема индекса. Как только найдено наилучшее кодовое слово, его соответствующий индекс может отправляться.

В варианте осуществления мобильное устройство может отправлять (320) индекс кодового слова на стационарное устройство. В варианте осуществления индекс кодового слова может отправляться через беспроводный канал с мобильного устройства на стационарное устройство. В варианте осуществления на стационарном устройстве индекс кодового слова может использоваться для определения весов (то есть, комплексных чисел), используемых для одной или более антенн на стационарном устройстве.

Фиг.4 иллюстрирует один из вариантов осуществления модели прохождения сигналов и операций обратной связи по формированию диаграммы направленности. Как показано в уравнении (12), приведенном ниже, выходной сигнал формирователя диаграммы направленности, y, может быть равным матрице H канала, умноженной на кодовое слово , умноженное на сигналы s передачи, плюс шумовая помеха n на антенне приемника

$$y=H\tilde{V}s+n$$

Уравнение (12)

Фиг.4 раскрывает мобильное устройство, отправляющее начальную обратную связь 401 V(1) на стационарное устройство. В варианте осуществления начальная обратная связь 401 создается посредством приема канала H и определения кодового слова V. Обратная связь V(2) по формированию диаграммы направленности, или кодовое слово, может отправляться на стационарное устройство. Стационарное устройство может использовать начальную обратную связь 401 V(1) для отправки одного или более символов и/или сигналов. В варианте осуществления эта последовательность операций может продолжаться после периода сброса, и мобильное устройство может продолжать отправлять обратную связь 404, 406, 407 по формированию диаграммы направленности на стационарное устройство. Стационарное устройство может продолжать использовать обратную связь 405 по формированию диаграммы направленности для отправки одного или более символов и/или сигналов.

Варианты осуществления предоставляют значительные технические преимущества над традиционными технологиями для MU-MIMO. Например, технологии NUP-MU-MIMO, описанные в материалах настоящей заявки, превосходят по техническим характеристикам другие словари кодов для некоррелированных, полукоррелированых и сильнокоррелированных каналов. Словарь кодов, описанный выше, превосходит по характеристикам традиционные технологии для всех каналов для многопользовательского MIMO с формированием диаграммы направленности с форсированием нуля и однопользовательского MIMO с закрытым словарем. Также существуют другие технические преимущества, и варианты осуществления не ограничены этими примерами.

Многочисленные конкретные детали были изложены в здесь, чтобы обеспечить исчерпывающее понимание вариантов осуществления. Специалистами в данной области техники, однако, будет понято, что варианты осуществления могут быть осуществлены на практике без этих конкретных деталей. В других случаях широко известные операции, компоненты и цепи не были подробно описаны, чтобы не затенять сущность изобретения. Понятно, что конкретные конструктивные и функциональные детали, раскрытые в материалах настоящей заявки, могут представлять, но не обязательно ограничивать, объем вариантов осуществления.

Различные варианты осуществления могут быть реализованы с использованием элементов аппаратных средств, элементов программного обеспечения или комбинации обоих. Примеры элементов аппаратных средств могут включать в себя процессоры, микропроцессоры, схемы, схемные элементы (например, транзисторы, резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и т.д.), интегральные схемы, специализированные интегральные схемы (ASIC), программируемые логические устройства (PLD), цифровые сигнальные процессоры (DSP), программируемую пользователем вентильную матрицу (FPGA), логические вентили, регистры, полупроводниковое устройство, микросхемы, микроминиатюрные схемы, комплекты микросхем и так далее. Примеры программного обеспечения могут включать в себя компоненты программного обеспечения, программы, приложения, компьютерные программы, прикладные программы, системные программы, машинные программы, программное обеспечение операционных систем, межплатформенное программное обеспечение, аппаратно реализованное программное обеспечение, программные модули, стандартные программы, подпрограммы, функции, методы, процедуры, программные интерфейсы, интерфейсы прикладных программ (API), наборы команд, вычислительный код, компьютерный код, кодовые сегменты, компьютерные кодовые сегменты, слова, значения, символы или любую их комбинацию. Определение, реализован ли вариант осуществления с использованием элементов аппаратных средств и/или элементов программного обеспечения, может меняться в соответствии с любым количеством факторов, таких как требуемая вычислительная скорость, уровни мощности, теплоустойчивость, запас цикла обработки, скорости входных данных, скорости выходных данных, ресурсы памяти, скорости шины данных, и другими ограничениями конструкции или рабочих характеристик.

Некоторые варианты осуществления могут быть описаны с использованием выражения «связанные» или «соединенные» наряду с их производными словами. Эти термины не подразумеваются в качестве синонимов друг для друга. Например, некоторые варианты осуществления могут быть описаны с использованием терминов «соединенные» и/или «связанные», чтобы указывать, что два или более элементов находятся в непосредственном физическом или электрическом контакте друг с другом. Термин «связанный», однако, также может означать, что два или более элементов не находятся в непосредственном контакте друг с другом, но по-прежнему все еще взаимодействуют друг с другом.

Некоторые варианты осуществления, например, могут быть реализованы с использованием машиночитаемого носителя или изделия, которое может хранить команды или наборы команд, которые, если выполняются компьютером, могут побуждать компьютер выполнять способ и/или операции в соответствии с вариантами осуществления. Такой компьютер, например, может включать в себя подходящую платформу обработки, вычислительную платформу, вычислительное устройство, устройство обработки, вычислительную систему, систему обработки, компьютер, процессор или тому подобное и может быть реализован с использованием любой пригодной комбинации аппаратных средств и/или программного обеспечения. Машиночитаемый носитель или изделие, например, могут включать в себя любой пригодный тип блока памяти, устройства памяти, изделие памяти, носитель памяти, запоминающее устройство, запоминающее изделие, запоминающий носитель и/или запоминающий блок, например, память, съемные или несъемные носители, стираемые или нестираемые носители, записываемые или перезаписываемые носители, цифровые или аналоговые носители, жесткий диск, гибкий диск, постоянное запоминающее устройство на компакт-диске (CD-ROM), компакт-диск с однократной записью (CD-R), перезаписываемый компакт-диск (CD-RW), оптический диск, магнитные носители, магнитооптические носители, съемные карты памяти или диски, различные типы цифрового многофункционального диска (DVD), ленту, кассеты или тому подобное. Команды могут включать в себя любой пригодный тип кода, такой как исходный код, объектный код, интерпретируемый код, исполняемый код, статический код, динамический код, шифрованный код и тому подобное, реализованный с использованием любого подходящего высокоуровневого, низкоуровневого, объектно-ориентированного, компилируемого и/или интерпретируемого языка программирования.

Если особо не заявлено иное, может быть принято во внимание, что термины, такие как «обработка», «вычисление», «расчет», «определение» или тому подобные, ссылаются на действие и/или последовательности операций компьютера или вычислительной системы либо подобного электронного вычислительного устройства, которое манипулирует и/или преобразует данные, представленные в качестве физических величин (например, электронных) внутри регистров и/или другой памяти вычислительной системы, в другие данные, подобным образом представленные в качестве физических величин в памяти, регистрах вычислительной системы или других таких устройств хранения, передачи или отображения информации. Варианты осуществления не ограничены в этом контексте.

Хотя предмет изобретения был описан в терминах, специфичных для структурных признаков и/или действий обобщенных способов, должно быть понятно, что предмет изобретения, определенный в прилагаемой формуле изобретения, не обязательно ограничен отдельными признаками или действиями, описанными выше. Скорее отдельные признаки и действия, описанные выше, раскрыты в качестве примерных форм реализации формулы изобретения.

1. Устройство связи, содержащее устройство для системы связи, чтобы определять структуру формирования диаграммы направленности для схемы формирования диаграммы направленности передачи замкнутого контура с использованием информации о канале, одного или более масштабных коэффициентов и одного или более целых чисел для представления одного или более комплексных векторов, причем структура формирования диаграммы направленности содержит кодовое слово, словарь кодов и индекс кодового слова, при этом структура формирования диаграммы направленности определена наложением ограничения на отношение между двумя действительными частями кодового слова.

2. Устройство по п.1, в котором кодовое слово содержит матрицу формирования диаграммы направленности.

3. Устройство по п.1, в котором кодовое слово содержит вектор целых чисел.

4. Устройство по п.1, в котором ограничение содержит то, что отношение является целым числом.

5. Устройство по п.1, в котором первый масштабный коэффициент назначается действительной части кодового слова, и второй масштабный коэффициент назначается мнимой части кодового слова.

6. Устройство по п.1, в котором словарь кодов используется для одиночного потока данных.

7. Устройство по п.1, в котором словарь кодов используется для множества потоков данных.

8. Устройство по п.1, в котором один или более комплексных векторов содержат первый вектор, ортогональный второму вектору, и первый вектор содержит первый столбец кодового слова, а второй вектор содержит второй столбец кодового слова.

9. Способ формирования диаграммы направленности, состоящий в том, что:
определяют словарь кодов с множеством кодовых слов;
принимают информацию о канале через беспроводный канал первым устройством от второго устройства, при этом информация о канале содержит матрицу канала;
определяют кодовое слово из множества кодовых слов в словаре кодов с использованием скалярного произведения между вектором в каждом кодовом слове и вектором в матрице канала, при этом вектор в каждом кодовом слове разложен на масштабный коэффициент и целочисленный коэффициент;
выбирают индекс кодового слова из словаря кодов на основании определенного кодового слова; и
отправляют индекс кодового слова через беспроводный канал с первого устройства на второе устройство.

10. Способ по п.9, в котором определение кодового слова состоит в том, что умножают матрицу канала на каждое кодовое слово.

11. Способ по п.9, в котором определение кодового слова состоит в том, что определяют один или более битовых сдвигов.

12. Способ по п.9, в котором кодовое слово содержит матрицу формирования диаграммы направленности.

13. Способ по п.9, в котором определение словаря кодов состоит в том, что определяют отношение пиковой мощности к средней мощности на основании того, что каждое кодовое слово является меньшим, чем пороговое значение.

14. Способ по п.9, в котором определение кодового слова состоит в том, что:
для каждого кодового слова из множества кодовых слов назначают первый масштабный коэффициент действительной части кодового слова и второй масштабный коэффициент мнимой части кодового слова.

15. Способ по п.9, в котором определение словаря кодов состоит в том, что:
определяют ограничение на отношение между двумя действительными частями каждого кодового слова, при этом ограничение состоит в том, что отношение является целым числом.

16. Способ по п.9, в котором словарь кодов используется для одиночного потока данных.

17. Способ по п.9, в котором словарь кодов используется для множества потоков данных.

18. Способ по п.9, в котором первое устройство является мобильным устройством, а второе устройство является стационарным устройством.

19. Способ по п.9, в котором информация о канале содержит матрицу канала для одного или более из некоррелированного канала, сильнокоррелированого канала и слабокоррелированного канала.

20. Изделие, содержащее машиночитаемый запоминающий носитель, содержащий команды, которые, при выполнении, позволяют системе принимать матрицу канала по беспроводному каналу первым устройством от второго устройства;
определять матрицу формирования диаграммы направленности из множества матриц формирования диаграммы направленности в словаре кодов с использованием матрицы канала, при этом для каждой матрицы формирования диаграммы направленности в словаре кодов назначается первый масштабный коэффициент действительной части матрицы формирования диаграммы направленности и второй масштабный коэффициент мнимой части матрицы формирования диаграммы направленности;
выбирать индекс кодового слова из словаря кодов на основании определенной матрицы формирования диаграммы направленности; и отправлять индекс кодового слова через беспроводный канал с первого устройства на второе устройство.

21. Изделие по п.20, в котором команды, которые, при выполнении, позволяют системе определять матрицу формирования диаграммы направленности из множества матриц формирования диаграммы направленности в словаре кодов с использованием одного или более масштабных коэффициентов и информации о канале, содержат команды, которые, при выполнении, позволяют системе определять скалярное произведение между вектором в матрице канала и вектором в каждой матрице формирования диаграммы направленности в словаре кодов.

22. Изделие по п.20, в котором команды, которые, при выполнении, позволяют системе определять кодовое слово из
множества кодовых слов в словаре кодов с использованием одного или более масштабных коэффициентов и информации о канале, содержат команды, которые, при выполнении, позволяют системе:
определять комплексное число для назначения каждой антенне, чтобы гарантировать, что отношение пиковой мощности к средней мощности, основанное на кодовом слове, является меньшим, чем пороговое значение.