Многоузловая система mimo-связи с формированием гибридной диаграммы направленности в архитектуре l1-разбиения
Изобретение относится к системам связи и, в частности, к системе связи со многими входами и многими выходами (MIMO) с формированием гибридной диаграммы направленности в архитектуре разбиения на уровне 1, причем система связи может включать в себя системы связи по новому 5G-стандарту радиосвязи (NR). Технический результат – создание машинореализованного способа для передачи данных с использованием системы связи со многими входами и многими выходами (MIMO), в котором не требуются различные полосы пропускания передачи для передачи данных различного типа. Достигается тем, что в системе, способе и компьютерном программном продукте для передачи данных с использованием системы связи со многими входами и многими выходами формируется гибридная диаграмма направленности в архитектуре разбиения на уровне 1. Первая часть сигнала обрабатывается в первой части физического уровня, расположенной в первой части базовой станции. Сжатие в частотной области со статистическим мультиплексированием применяется к обработанной первой части сигнала. Сжатая первая часть сигнала формируется. Сжатая первая часть сигнала и вторая часть сигнала передаются во вторую часть физического уровня, расположенную во второй части базовой станции. 3 н. и 39 з.п. ф-лы, 24 ил.
Перекрестные ссылки на родственные заявки
[0001] Настоящая заявка притязает на приоритет предварительной заявки на патент (США) №62/455315, автора Lee, поданной 6 февраля 2017 года и озаглавленной "Multi-Site MIMO Communications System With Hybrid Beamforming In L1-Split architecture", и полностью содержит ее раскрытие сущности в данном документе по ссылке.
Область техники, к которой относится изобретение
[0002] В некоторых реализациях, текущий предмет изобретения относится к системам связи и, в частности, к системе связи со многими входами и многими выходами (MIMO) с формированием гибридной диаграммы направленности в архитектуре разбиения на уровне 1, причем система связи может включать в себя системы связи по новому 5G-стандарту радиосвязи (NR).
Уровень техники
[0003] В современном мире, сотовые сети предоставляют характеристики связи по запросу для людей и коммерческих организаций. Типично, сотовая сеть представляет собой беспроводную сеть, которая может быть распределена по наземным областям, которые называются сотами. Каждая такая сота обслуживается посредством, по меньшей мере, одного приемопередающего устройства с фиксированным местоположением, которое упоминается как узел сотовой связи или базовая станция. Каждая сота может использовать набор частот, отличный от набора частот соседних сот, с тем чтобы не допускать помех и предоставлять улучшенные услуги в каждой соте. Когда соты присоединяются друг к другу, они предоставляют покрытие радиосвязью в глобальной географической области, что обеспечивает возможность большому числу мобильных телефонов и/или других беспроводных устройств или портативных приемо-передающих устройств обмениваться данными между собой и со стационарными приемо-передающими устройствами и телефонами в любом месте в сети. Эта связь выполняется через базовые станции и осуществляется, даже если мобильные приемопередающие устройства перемещаются более чем через одну соту во время передачи. Главные поставщики услуг беспроводной связи развертывают такие узлы сотовой связи во всем мире, за счет этого обеспечивая возможность соединения мобильных телефонов для связи и мобильных вычислительных устройств с коммутируемой телефонной сетью общего пользования и общедоступным Интернетом.
[0004] Мобильный телефон представляет собой портативный телефон, который допускает прием и/или осуществление телефонных вызовов и/или вызовов с передачей данных через узел сотовой связи или передающую вышку посредством использования радиоволн, чтобы передавать сигналы в/из мобильного телефона. С учетом большого числа мобильных телефонных пользователей, текущие мобильные телефонные сети предоставляют ограниченный и совместно используемый ресурс. В этом отношении, узлы сотовой связи и переносные телефоны могут изменять частоту и использовать передающие устройства с низким уровнем мощности, чтобы обеспечивать возможность одновременного использования сетей посредством множества вызывающих абонентов с меньшими помехами. Покрытие посредством узла сотовой связи может зависеть от конкретного географического местоположения и/или числа пользователей, которые могут потенциально использовать сеть. Например, в городе, узел сотовой связи может иметь диапазон приблизительно до 1/2 мили; в сельских районах, диапазон может составлять целых 5 миль; и в некоторых областях, пользователь может принимать сигналы из узла сотовой связи на расстоянии в 25 миль.
[0005] Далее приводятся примеры некоторых технологий цифровой сотовой связи, которые используются посредством поставщиков услуг связи: глобальная система мобильной связи (GSM), общая служба пакетной радиопередачи (GPRS), CDMAOne, CDMA2000, высокоскоростная система обмена пакетными данными (EV-DO), развитие стандарта GSM с увеличенной скоростью передачи данных (EDGE), универсальная система мобильной связи (UMTS), усовершенствованный стандарт цифровой беспроводной связи (DECT), цифровой AMPS (IS-136/TDMA) и интегрированная цифровая усовершенствованная сеть (iDEN). Стандарт долгосрочного развития, или 4G LTE, который разработан посредством организации по стандартизации на базе Партнерского проекта третьего поколения (3GPP), представляет собой стандарт для беспроводной связи высокоскоростных данных для мобильных телефонов и терминалов передачи данных. 5G LTE-стандарт в данный момент разрабатывается. LTE основан на GSM/EDGE- и UMTS/HSPA-технологиях цифровой сотовой связи и обеспечивает возможность увеличения пропускной способности и скорости посредством использования различного радиоинтерфейса вместе с улучшениями технологий на основе базовых сетей.
[0006] Мобильные устройства используются для приема и передачи различных типов данных, таких как голосовые данные (например, телефонные вызовы), почтовые сообщения, текстовые сообщения, просмотр веб-страниц, видеоданные (например, видео, видеовызов, дополненная/виртуальная реальность и т.д.), аудиоданные (например, потоковая передача песен) и т.д. Различные типы данных могут требовать различной полосы пропускания передачи. Например, чтобы воспроизводить видео высокой четкости на мобильном устройстве, имеющем хорошее качество, более высокая полоса пропускания может требоваться по сравнению с передачей почтового или текстового сообщения в мобильное устройство.
Сущность изобретения
[0007] В некоторых реализациях, текущий предмет изобретения относится к машинореализованному способу для передачи данных с использованием системы связи со многими входами и многими выходами с формированием гибридной диаграммы направленности в архитектуре разбиения на уровне 1. Способ может включать в себя обработку первой части сигнала в первой части физического уровня, расположенной в первой части базовой станции, применение сжатия в частотной области со статистическим мультиплексированием к обработанной первой части сигнала, формирование сжатой первой части сигнала и передачу сжатой первой части сигнала и второй части сигнала во вторую часть физического уровня, расположенную во второй части базовой станции.
[0008] В некоторых реализациях, текущий предмет изобретения может включать в себя один или более следующих необязательных признаков. Первая часть базовой станции может включать в себя удаленный модуль, и вторая часть базовой станции может включать в себя цифровой модуль. Первая часть и вторая часть могут функционально соединяться с использованием прямой транзитной линии связи.
[0009] В некоторых реализациях, передача дополнительно может включать в себя передачу сжатой первой части сигнала и второй части сигнала с использованием обработки по технологии со многими входами и многими выходами. Обработка по технологии со многими входами и многими выходами может включать в себя, по меньшей мере, одно из следующего: одноузловая обработка по технологии со многими входами и многими выходами, многоузловая обработка по технологии со многими входами и многими выходами и распределенная обработка по технологии со многими входами и многими выходами.
[0010] В некоторых реализациях, передача дополнительно может включать в себя формирование гибридной диаграммы направленности выполнения сигнала во время передачи из первой части базовой станции во вторую часть базовой станции. В некоторых реализациях, формирование гибридной диаграммы направленности может включать в себя комбинирование в цифровой форме одного или более сигналов с использованием, по меньшей мере, одной из первой части и второй части базовой станции и формирование, на основе комбинированных в цифровой форме сигналов, одного или более аналоговых сигналов со сформированной диаграммой направленности для передачи посредством одной или более антенн, функционально соединенных с базовой станцией.
[0011] В некоторых реализациях, формирование гибридной диаграммы направленности дополнительно включает в себя модуляцию первой части сигналов, преобразование модулированной первой части сигналов, по меньшей мере, в одну часть физического уровня, предварительное кодирование преобразованной модулированной первой части сигналов с использованием, по меньшей мере, одного подполосного индикатора матрицы предварительного кодирования, причем подполосный индикатор матрицы предварительного кодирования может выбираться для каждого луча для передачи сигналов, назначение одного или более ресурсов предварительно кодированной первой части сигналов, выполнение формирования цифровой диаграммы направленности одного или более цифровых сигнальных лучей, соответствующих предварительно кодированной первой части сигналов, на основе назначенных ресурсов, и выполнение формирования аналоговой диаграммы направленности оцифрованной предварительно кодированной первой части сигналов, с тем чтобы формировать один или более аналоговых сигнальных лучей для передачи посредством, по меньшей мере, одной антенны.
[0012] В некоторых реализациях, выполнение формирования цифровой диаграммы направленности может включать в себя выполнение широкополосного предварительного кодирования первой части сигналов. Дополнительно, выполнение формирования цифровой диаграммы направленности может включать в себя формирование цифровых лучей и комбинирование цифровых лучей для того, чтобы формировать один или более комбинированных цифровых лучей.
[0013] В некоторых реализациях, по меньшей мере, одна антенна может включать в себя одну или более антенных подрешеток. Каждая антенная подрешетка может формировать один или более лучей для передачи сигналов с использованием матрицы формирования диаграммы направленности между одной или более антенных подрешеток.
[0014] В некоторых реализациях, базовая станция может включать в себя, по меньшей мере, одно из следующего: базовая станция в форме усовершенствованного узла В, базовая станция в форме g-узла В и любая комбинация вышеозначенного. По меньшей мере, одна из первой части и второй части базовой станции может включать в себя, по меньшей мере, одно из следующего: радиопередающее устройство и радиоприемное устройство. Базовая станция может представлять собой базовую станцию, работающую, по меньшей мере, в одной из следующих систем связи: система связи по стандарту долгосрочного развития и система связи по новому стандарту радиосвязи.
[0015] Также описываются энергонезависимые компьютерные программные продукты (т.е. физически осуществленные компьютерные программные продукты), которые сохраняют инструкции, которые, при выполнении посредством одного или более процессоров данных одной или более вычислительных систем, инструктируют, по меньшей мере, одному процессору данных выполнять операции в данном документе. Аналогично, также описываются компьютерные системы, которые могут включать в себя один или более процессоров данных и запоминающее устройство, соединенное с одним или более процессоров данных. Запоминающее устройство может временно или постоянно сохранять инструкции, которые инструктируют, по меньшей мере, одному процессору выполнять одну или более операций, описанных в данном документе. Помимо этого, способы либо могут реализовываться посредством одного или более процессоров данных в одной вычислительной системе либо распределяться между двумя или более вычислительных систем. Такие вычислительные системы могут соединяться и могут обмениваться данными и/или командами или другими инструкциями и т.п. через одно или более соединений, в том числе, но не только, через соединение по сети (например, через Интернет, беспроводную глобальную вычислительную сеть, локальную вычислительную сеть, глобальную вычислительную сеть, проводную сеть и т.п.), через прямое соединение между одной или более из нескольких вычислительных систем и т.д.
[0016] Подробности одного или более варьирований предмета изобретения, описанного в данном документе, изложены на прилагаемых чертежах и в нижеприведенном описании. Другие признаки и преимущества предмета изобретения, описанного в данном документе, должны становиться очевидными из описания и чертежей и из формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
[0017] Прилагаемые чертежи, которые включены в и составляют часть этого описания изобретения, показывают конкретные аспекты предмета изобретения, раскрытого в данном документе, и вместе с описанием, помогают пояснять некоторые принципы, ассоциированные с раскрытыми реализациями. На чертежах:
[0018] Фиг. 1а иллюстрирует примерную традиционную систему связи по стандарту долгосрочного развития (LTE);
[0019] Фиг. 1b иллюстрирует дополнительные сведения относительно примерной LTE-системы, показанной на фиг. 1а;
[0020] Фиг. 1с иллюстрирует дополнительные подробности усовершенствованного ядра пакетной коммутации примерной LTE-системы, показанной на фиг. 1а;
[0021] Фиг. 1d иллюстрирует примерный усовершенствованный узел В примерной LTE-системы, показанной на фиг. 1а;
[0022] Фиг. 2 иллюстрирует дополнительные сведения относительно усовершенствованного узла В, показанного на фиг. 1a-d;
[0023] Фиг. 3 иллюстрирует примерную виртуальную сеть радиодоступа, согласно некоторым реализациям текущего предмета изобретения;
[0024] Фиг. 4 иллюстрирует примерную архитектуру 3GPP-разбиения;
[0025] Фиг. 5а иллюстрирует примерную архитектуру L1-разбиения наряду со сравнительным графиком, показывающим уменьшенные требования по полосе пропускания транспортировки архитектуры, согласно некоторым реализациям текущего предмета изобретения;
[0026] Фиг. 5b иллюстрирует примерную архитектуру разбиения на нижнем уровне;
[0027] Фиг. 5с иллюстрирует примерную архитектуру L1-разбиения для восходящей линии связи, согласно некоторым реализациям текущего предмета изобретения;
[0028] Фиг. 5d иллюстрирует примерные функциональности, выполняемые во время связи в восходящей линии связи в примерной архитектуре разбиения на нижнем уровне, согласно некоторым реализациям текущего предмета изобретения;
[0029] Фиг. 6а иллюстрирует другую примерную архитектуру формирования диаграммы направленности для системы беспроводной связи;
[0030] Фиг. 6b иллюстрирует примерную архитектуру формирования гибридной диаграммы направленности по новому стандарту радиосвязи;
[0031] Фиг. 6с иллюстрирует дополнительные подробности относительно компонента формирования диаграммы направленности, показанного на фиг. 6b;
[0032] Фиг. 6d иллюстрирует примерную архитектуру решетки формирования диаграммы направленности подрешеток;
[0033] Фиг. 6е иллюстрирует примерную архитектуру для формирования гибридной диаграммы направленности по новому стандарту радиосвязи в MU-MIMO-окружении, согласно некоторым реализациям текущего предмета изобретения;
[0034] Фиг. 6f иллюстрирует примерную архитектуру для формирования гибридной диаграммы направленности по новому стандарту радиосвязи в MU-MIMO-окружении, согласно некоторым реализациям текущего предмета изобретения;
[0035] Фиг. 7 является диаграммой, иллюстрирующей сравнение различных вариантов для реализации предварительного кодера;
[0036] Фиг. 8 иллюстрирует сравнение ключевых характеристик между системами по усовершенствованному стандарту IMT (4G) и IMT-2020 (5G);
[0037] Фиг. 9 иллюстрирует примерную многоузловую систему MIMO-связи, согласно некоторым реализациям текущего предмета изобретения;
[0038] Фиг. 10 иллюстрирует примерную распределенную MIMO-(D-MIMO-) архитектуру на основе режима множественного подключения, согласно некоторым реализациям текущего предмета изобретения;
[0039] Фиг. 11 иллюстрирует примерную архитектуру стандарта активных антенных систем, согласно некоторым реализациям текущего предмета изобретения;
[0040] Фиг. 12 иллюстрирует примерную систему, согласно некоторым реализациям текущего предмета изобретения; и
[0041] Фиг. 13 иллюстрирует примерный способ, согласно некоторым реализациям текущего предмета изобретения.
Подробное описание изобретения
[0042] Текущий предмет изобретения может предоставлять системы и способы, которые могут реализовываться в архитектуре разбиения на уровне 1 для систем беспроводной связи. Такие системы могут включать в себя системы беспроводной связи по стандарту долгосрочного развития и/или системы связи по новому стандарту радиосвязи. Текущий предмет изобретения включает использование технологий со многими входами и многими выходами (MIMO) наряду с формированием гибридной аналоговой/цифровой диаграммы направленности в архитектуре разбиения на уровне 1. Централизованная обработка на верхнем физическом (PHY) уровне может реализовываться. Уровень 1 может разбиваться, и может реализовываться сжатие в частотной области (к примеру, чтобы уменьшать полосу пропускания). Сигналы из абонентского устройства могут приниматься из нескольких узлов.
[0043] Один или более аспектов текущего предмета изобретения могут быть включены в компоненты передающего устройства и/или приемного устройства базовых станций в этих системах связи. Ниже описывается примерная система связи по стандарту долгосрочного развития.
I. Система связи по стандарту долгосрочного развития
[0044] Фиг. 1а-с и 2 иллюстрируют примерную традиционную систему 100 связи по стандарту долгосрочного развития (LTE) наряду с ее различными компонентами. LTE-система, или 4G LTE, в качестве коммерческого названия, регулируется посредством стандарта для беспроводной связи высокоскоростных данных для мобильных телефонов и терминалов передачи данных. Стандарт основан на GSM/EDGE (глобальной системе мобильной связи/развитии стандарта GSM с увеличенной скоростью передачи данных), а также на сетевых технологиях UMTS/HSPA (универсальной системы мобильной связи/высокоскоростного пакетного доступа). Стандарт разрабатывается посредством 3GPP (партнерского проекта третьего поколения).
[0045] Как показано на фиг. 1а, система 100 может включать в себя усовершенствованную сеть 102 универсального наземного радиодоступа (EUTRAN), усовершенствованное ядро 108 пакетной коммутации (ЕРС) и сеть 101 пакетной передачи данных (PDN), при этом EUTRAN 102 и ЕРС 108 предоставляют связь между абонентским устройством 104 и PDN 101. EUTRAN 102 может включать в себя множество усовершенствованных узлов В ("усовершенствованный узел В (eNodeB)" или "усовершенствованный узел В (ENODEB)", или "усовершенствованный узел В (enodeb)", или "усовершенствованный узел В (eNB") или базовых станций 106 (а, b, с) (как показано на фиг. 1b), которые предоставляют характеристики связи для множества абонентских устройств 104 (а, b, с). Абонентское устройство 104 может представлять собой мобильный телефон, смартфон, планшетный компьютер, персональный компьютер, персональное цифровое устройство (PDA), сервер, терминал передачи данных и/или любой другой тип абонентского устройства и/или любую комбинацию вышеозначенного. Абонентское устройство 104 может соединяться с ЕРС 108 и, в конечном счете, с PDN 101, через любой усовершенствованный узел В 106. Типично, абонентское устройство 104 может соединяться с ближайшим, с точки зрения расстояния, усовершенствованным узлом В 106. В LTE-системе 100, EUTRAN 102 и ЕРС 108 взаимодействуют, чтобы предоставлять подключение, мобильность и услуги для абонентского устройства 104.
[0046] Фиг. 1b иллюстрирует дополнительные сведения относительно сети 100, показанной на фиг. 1а. Как указано выше, EUTRAN 102 включает в себя множество усовершенствованных узлов В 106, также известных как узлы сотовой связи. Усовершенствованные узлы В 106 предоставляют радиофункции и выполняют ключевые функции управления, включающие в себя диспетчеризацию ресурсов линии радиосвязи или управление радиоресурсами, мобильность в активном режиме или передачу обслуживания и управление допуском для услуг. Усовершенствованные узлы В 106 отвечают за выбор того, какие объекты управления мобильностью (ММЕ, как показано на фиг. 1с) должны обслуживать абонентское устройство 104, и за такие признаки протокола, как сжатие заголовков и шифрование. Усовершенствованные узлы В 106, которые составляют EUTRAN 102, сотрудничают друг с другом для управления радиоресурсами и передачи обслуживания.
[0047] Связь между абонентским устройством 104 и усовершенствованным узлом В 106 возникает через радиоинтерфейс 122 (также известный как LTE-Uu-интерфейс). Как показано на фиг. 1b, радиоинтерфейс 122 предоставляет связь между абонентским устройством 104b и усовершенствованным узлом В 106а. Радиоинтерфейс 122 использует множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA) и множественный доступ с частотным разделением каналов с одной несущей (SC-FDMA), OFDMA-разновидность, в нисходящей и восходящей линии связи, соответственно. OFDMA обеспечивает возможность использования нескольких известных антенных технологий, к примеру, со многими входами и многими выходами (MIMO).
[0048] Радиоинтерфейс 122 использует различные протоколы, которые включают в себя уровень управления радиоресурсами (RRC) для передачи служебных сигналов между абонентским устройством 104 и усовершенствованным узлом В 106 и не связанный с предоставлением доступа уровень (NAS) для передачи служебных сигналов между абонентским устройством 104 и ММЕ (как показано на фиг. 1с). В дополнение к передаче служебных сигналов, пользовательский трафик передается между абонентским устройством 104 и усовершенствованным узлом В 106. Как служебные сигналы, так и трафик в системе 100 переносятся посредством каналов физического уровня (PHY).
[0049] Несколько усовершенствованных узлов В 106 могут взаимно соединяться друг с другом с использованием Х2-интерфейса 130 (а, b, с). Как показано на фиг. 1а, Х2-интерфейс 130а предоставляет взаимное соединение между усовершенствованным узлом В 106а и усовершенствованным узлом 106b; Х2-интерфейс 130b предоставляет взаимное соединение между усовершенствованным узлом В 106а и усовершенствованным узлом В 106с; и Х2-интерфейс 130с предоставляет взаимное соединение между усовершенствованным узлом В 106b и усовершенствованным узлом В 106с. Х2-интерфейс может устанавливаться между двумя усовершенствованными узлами В, чтобы предоставлять обмен сигналами, которые могут включать в себя связанную с нагрузкой или с помехами информацию, а также связанную с передачей обслуживания информацию. Усовершенствованные узлы В 106 обмениваются данными с усовершенствованным ядром 108 пакетной коммутации через S1-интерфейс 124 (а, b, с). S1-интерфейс 124 может разбиваться на два интерфейса: один для плоскости управления (показан как интерфейс 128 плоскости управления (S1-MME-интерфейс) на фиг. 1с) и другой для пользовательской плоскости (показан как интерфейс 125 пользовательской плоскости (S1-U-интерфейс) на фиг. 1с).
[0050] ЕРС 108 устанавливает и принудительно активирует качество обслуживания (QoS) для пользовательских услуг и обеспечивает возможность абонентскому устройству 104 поддерживать согласованный адрес по Интернет-протоколу (IP) при перемещении. Следует отметить, что каждый узел в сети 100 имеет собственный IP-адрес. ЕРС 108 проектируется с возможностью взаимодействовать с унаследованными беспроводными сетями. ЕРС 108 также проектируется с возможностью разделять плоскость управления (т.е. передачу в служебных сигналах) и пользовательскую плоскость (т.е. трафик) в базовой сетевой архитектуре, что обеспечивает большую гибкость в реализации и независимую масштабируемость функций передачи управляющих и пользовательских данных.
[0051] Архитектура ЕРС 108 выделяется пакетным данным и подробнее показана на фиг. 1с. ЕРС 108 включает в себя обслуживающий шлюз 110 (S-GW), PDN-шлюз 112 (P-GW), объект 114 управления мобильностью (ММЕ), сервер 116 собственных абонентов (HSS) (базу данных абонентов для ЕРС 108) и функцию 118 правил и политик тарификации и оплаты услуг (PCRF). Некоторые из них (к примеру, S-GW, P-GW, ММЕ и HSS) зачастую комбинируются в узлы согласно реализации изготовителя.
[0052] S-GW 110 функционирует в качестве маршрутизатора пакетных IP-данных и представляет собой привязку трактов однонаправленных каналов абонентского устройства в ЕРС 108. Таким образом, по мере того, как абонентское устройство перемещается из одного усовершенствованного узла В 106 в другой во время операций мобильности, S-GW 110 остается идентичным, и тракт однонаправленного канала к EUTRAN 102 коммутируется, чтобы взаимодействовать с новым усовершенствованным узлом В 106, обслуживающим абонентское устройство 104. Если абонентское устройство 104 перемещается в область другого S-GW 110, ММЕ 114 должно передавать все тракты однонаправленных каналов абонентского устройства в новый S-GW. S-GW 110 устанавливает тракты однонаправленных каналов для абонентского устройства с одним или более P-GW 112. Если нисходящие данные принимаются для бездействующего абонентского устройства, S-GW 110 буферизует нисходящие пакеты и запрашивает ММЕ 114 на предмет того, чтобы находить и повторно устанавливать тракты однонаправленных каналов в/через EUTRAN 102.
[0053] P-GW 112 представляет собой шлюз между ЕРС 108 (и абонентским устройством 104 и EUTRAN 102) и PDN 101 (показана на фиг. 1a). P-GW 112 функционирует в качестве маршрутизатора для пользовательского трафика, а также выполняет функции от имени абонентского устройства. Они включают в себя выделение IP-адресов для абонентского устройства, пакетную фильтрацию нисходящего пользовательского трафика, чтобы обеспечивать то, что он размещен в соответствующем тракте однонаправленного канала, принудительную активацию нисходящего QoS, включающей в себя данные скорости. В зависимости от услуг, которые использует абонент, может предусмотрено несколько трактов однонаправленных каналов передачи пользовательских данных между абонентским устройством 104 и P-GW 112. Абонент может использовать услуги в PDN, обслуживаемых посредством различных P-GW, причем в этом случае абонентское устройство имеет, по меньшей мере, один тракт однонаправленного канала, устанавливаемый с каждым P-GW 112. Во время передачи обслуживания абонентского устройства из одного усовершенствованного узла В в другой, если S-GW 110 также изменяется, тракт однонаправленного канала из P-GW 112 коммутируется в новый S-GW.
[0054] ММЕ 114 управляет абонентским устройством 104 в ЕРС 108, что включает в себя управление аутентификацией абонентов, поддержанием контекста для аутентифицированного абонентского устройства 104, установлением трактов однонаправленных каналов передачи данных в сети для пользовательского трафика и отслеживанием местоположения бездействующих мобильных устройств, которые не отсоединены от сети. Для бездействующего абонентского устройства 104, которое должно повторно соединяться с сетью доступа, чтобы принимать нисходящие данные, ММЕ 114 инициирует поисковые вызовы, чтобы находить абонентское устройство, и повторно устанавливает тракты однонаправленных каналов в/через EUTRAN 102. ММЕ 114 для конкретного абонентского устройства 104 выбирается посредством усовершенствованного узла В 106, из которого абонентское устройство 104 инициирует доступ к системе. ММЕ типично составляет часть совокупности ММЕ в ЕРС 108 для целей разделения нагрузки и избыточности. При установлении трактов однонаправленных каналов передачи данных пользователя, ММЕ 114 отвечает за выбор P-GW 112 и S-GW 110, которые должны составлять концы тракта передачи данных через ЕРС 108.
[0055] PCRF 118 отвечает за принятие решений по управлению политиками, а также за управление функциональностями тарификации и оплаты услуг на основе потоков в функции принудительной активации управления политиками (PCEF), которая постоянно размещается в P-GW 110. PCRF 118 предоставляет QoS-авторизацию (идентификатор QoS-класса (QCI) и скорости передачи битов), который определяет то, как определенный поток данных должен обрабатываться в PCEF, и обеспечивает то, что он соответствует профилю подписки пользователя.
[0056] Как указано выше, IP-услуги 119 предоставляются посредством PDN 101 (как показано на фиг. 1а).
II. Усовершенствованный узел В
[0057] Фиг. 1d иллюстрирует примерную структуру усовершенствованного узла В 106. Усовершенствованный узел В 106 может включать в себя, по меньшей мере, одну удаленную радиоголовку 132 (RRH) (типично, может быть предусмотрено три RRH 132), и модуль 134 полосы модулирующих частот (BBU). RRH 132 может соединяться с антеннами 136. RRH 132 и BBU 134 могут соединяться с использованием оптического интерфейса, который является совместимым со стандартными техническими требованиями радиоинтерфейса 142 общего пользования (CPRI). Работа усовершенствованного узла В 106 может характеризоваться с использованием следующих стандартных параметров (и технических требований): полоса радиочастот (полоса 4 частот, полоса 9 частот, полоса 17 частот), полоса пропускания (5, 10, 15, 20 МГц), схема доступа (нисходящая линия связи: OFDMA; восходящая линия связи: SC-OFDMA), антенная технология (нисходящая линия связи: 2×2 MIMO; восходящая линия связи: 1×2 с одним входом и многими выходами (SIMO)), число секторов (максимум 6), максимальная мощность передачи (60 Вт), максимальная скорость передачи (нисходящая линия связи: 150 Мбит/с; восходящая линия связи: 50 Мбит/с), S1/Х2-интерфейс (1000Base-SX, 1000Base-T) и мобильное окружение (вплоть до 350 км/ч). BBU 134 может отвечать за обработку цифровых сигналов в полосе модулирующих частот, завершение S1-линии, завершение Х2-линии, обработку вызовов и обработку управления для мониторинга. IP-пакеты, которые принимаются из ЕРС 108 (не показано на фиг. 1d), могут модулироваться в цифровые сигналы в полосе модулирующих частот и передаваться в RRH 132. С другой стороны, цифровые сигналы в полосе модулирующих частот, принимаемые из RRH 132, могут демодулироваться в IP-пакеты для передачи в ЕРС 108.
[0058] RRH 132 может передавать и принимать беспроводные сигналы с использованием антенн 136. RRH 132 может преобразовывать (с использованием преобразователя 140 (CONV)) цифровые сигналы в полосе модулирующих частот из BBU 134 в радиочастотные (RF) сигналы и усиливать их по мощности (с использованием усилителя 138 (AMP)) для передачи в абонентское устройство 104 (не показано на фиг. 1d). С другой стороны, RF-сигналы, которые принимаются из абонентского устройства 104, усиливаются (с использованием AMP 138) и преобразуются (с использованием CONV 140) в цифровые сигналы в полосе модулирующих частот для передачи в BBU 134.
[0059] Фиг. 2 иллюстрирует дополнительные подробности примерного усовершенствованного узла В 106. Усовершенствованный узел В 106 включает в себя множество уровней: LTE-уровень 1 202, LTE-уровень 2 204 и LTE-уровень 3 206. LTE-уровень 1 включает в себя физический уровень (PHY). LTE-уровень 2 включает в себя уровень управления доступом к среде (MAC), уровень управления радиосвязью (RLC), протокол конвергенции пакетных данных (PDCP). LTE-уровень 3 включает в себя различные функции и протоколы, включающие в себя уровень управления радиоресурсами (RRC), динамическое выделение ресурсов, конфигурирование и инициализацию измерений усовершенствованного узла В, управление допуском к радиосвязи, управление мобильностью соединений и уровень управления радиоресурсами (RRM). RLC-протокол представляет собой протокол фрагментации автоматических запросов на повторную передачу (ARQ), используемый поверх сотового радиоинтерфейса. RRC-протокол обрабатывает передачу служебных сигналов в плоскости управления LTE-уровня 3 между абонентским устройством и EUTRAN. RRC включает в себя функции для установления и разрыва соединения, широковещательной передачи системной информации, установления/переконфигурирования и высвобождения однонаправленного радиоканала, процедур активации мобильности RRC-соединений, уведомления и прекращения уведомления в виде поискового вызова и управления мощностью с внешним контуром. PDCP выполняет сжатие и распаковку IP-заголовков, передачу пользовательских данных и поддержание порядковых номеров для однонаправленных радиоканалов. BBU 134, показанный на фиг. 1d, может включать в себя LTE-уровни L1-L3.
[0060] Одна из первичных функций усовершенствованного узла В 106 представляет собой управление радиоресурсами, которое включает в себя диспетчеризацию радиоинтерфейсных ресурсов восходящей и нисходящей линии связи для абонентского устройства 104, управление ресурсами однонаправленного канала и управление допуском. Усовершенствованный узел В 106, в качестве агента для ЕРС 108, отвечает за передачу сообщений поисковых вызовов, которые используются для того, чтобы находить мобильные устройства, когда они являются бездействующими. Усовершенствованный узел В 106 также передает общую информацию канала управления по радиоинтерфейсу, сжатие заголовков, шифрование и дешифрование пользовательских данных, отправленных по радиоинтерфейсу, и установление критериев формирования сообщений и инициирования передачи обслуживания. Как указано выше, усовершенствованный узел В 106 может совместно работать с другим усовершенствованным узлом В 106 по Х2-интерфейсу для целей передачи обслуживания и управления помехами. Усовершенствованные узлы В 106 обмениваются данными с ММЕ ЕРС через S1-MME-интерфейс и с S-GW с помощью S1-U-интерфейса. Дополнительно, усовершенствованный узел В 106 обменивается пользовательскими данными с S-GW по S1-U-интерфейсу. Усовершенствованный узел В 106 и ЕРС 108 имеют взаимосвязь "многие-ко-многим", чтобы поддерживать разделение нагрузки и избыточность между ММЕ и S-GW. Усовершенствованный узел В 106 выбирает ММЕ из группы ММЕ, так что нагрузка может совместно использоваться посредством нескольких ММЕ, чтобы не допускать перегрузки.
III. Сети беспроводной связи на основе архитектуры разбиения на уровне 1
[0061] В некоторых реализациях, текущий предмет изобретения относится к системе связи по новому 5G-стандарту радиосвязи (NR). 5G NR представляет собой предложенный следующий стандарт связи за рамками текущих усовершенствованных стандартов 4G/IMT. Планируется, что 5G-сети должны предлагать более высокую пропускную способность, чем текущая 4G, обеспечивать возможность более высокого числа пользователей широкополосной связи по стандарту для мобильных устройств на единицу площади и обеспечивать возможность потребления более высоких и/или неограниченных объемов данных в гигабайтах в месяц и для каждого пользователя. Это может обеспечивать возможность пользователям передавать в потоковом режиме мультимедиа высокой четкости в течение многих часов в день с использованием мобильных устройств, даже не по Wi-Fi-сетям. Планируется, что 5G-сети должны иметь улучшенную поддержку связи между устройствами, меньшие затраты, меньшее время задержки, чем 4G-оборудование, и более низкое потребление мощности аккумулятора и т.д. Планируется, что эти сети должны иметь скорости передачи данных в десятки мегабит в секунду для большого числа пользователей, скорости передачи данных в 100 Мбит/с для городских районов, 1 Гбит/с одновременно пользователям в ограниченной области (например, на этаже офиса), большое число одновременных соединений для беспроводных сенсорных сетей, повышенную спектральную эффективность, улучшенное покрытие, повышенную эффективность передачи служебных сигналов, задержку в 1-10 мс, уменьшенную задержку по сравнению с существующими системами.
[0062] В некоторых реализациях, текущий предмет изобретения может предоставлять унифицированную архитектуру для решения при 3,5 ГГц и mmWave-систем связи по новому стандарту радиосвязи. Текущий предмет изобретения дополнительно может обеспечивать возможность многократного использования восходящей LTE-линии связи для передачи NR-операции анализатора сети и услуг (NSA) и может поддерживать плотное межсетевое взаимодействие между LTE-и NR-компонентами/системами. Текущий предмет изобретения может предоставлять архитектуру разбиения на PHY-уровне с передачей символов частотной области при связи по прямому транзитному соединению, сжатием в частотной области с выигрышем от статистического мультиплексирования, сотой/сектором, загрузкой (использованием блока физических ресурсов (PRB)), MIMO-уровнями и схемой модуляции и кодирования (MCS). Кроме того, текущий предмет изобретения может обеспечивать возможность формирования гибридной аналоговой диаграммы направленности (BF) и цифрового предварительного кодирования, активной антенной системы (AAS) для расширения покрытия и цифрового предварительного кодирования для MIMO (включающей в себя распределенную MIMO для повышения пропускной способности на краю соты).
[0063] Фиг. 3 иллюстрирует примерную виртуальную сеть 300 радиодоступа, согласно некоторым реализациям текущего предмета изобретения. Сеть 300 может предоставлять связь между различными компонентами, включающими в себя базовую станцию 301 (например, усовершенствованный узел В), радиооборудование 307, централизованный модуль 302, цифровой модуль 304 и радиоустройство 306. Компоненты в системе 300 могут функционально соединяться с усовершенствованным ядром пакетной коммутации с использованием обратной транзитной линии 305 связи. Централизованный модуль 302 (CU) или верхний vBBU может функционально соединяться с цифровым модулем 304 (DU) или нижним vBBU с использованием среднего транзитного соединения 308. Радиочастотные (RF-) компоненты 306 могут функционально соединяться с DU 304 с использованием прямого транзитного соединения 310.
[0064] В некоторых реализациях, верхний vBBU-модуль 302 может предоставлять интеллектуальные характеристики связи для одного или более нижних vBBU-модулей 308. Модули 302, 304 могут включать в себя одну или более базовых станций, базовых макростанций, базовых микростанций, удаленных радиоголовок и т.д. и/или любую комбинацию вышеозначенного.
[0065] Фиг. 4 иллюстрирует примерную архитектуру 400 3GPP-разбиения. Согласно этой архитектуре, требование по CPRI-полосе пропускания для NR может составлять сотни Гбит/с. CPRI-сжатие может реализовываться в DU и RU (как показано на фиг. 3). Дополнительно, различные алгоритмы могут реализовываться, чтобы предотвращать работу с использованием оборудования от различных производителей. Архитектура 400 может обеспечивать возможность стандартизации прямого транзитного соединения/среднего транзитного соединения, которое может включать в себя разбиение на верхнем уровне (например, вариант 2 или вариант 3-1 (архитектуру верхнего/нижнего RLC-разбиения)) и прямое транзитное соединение с архитектурой L1-разбиения (вариант 7), как пояснено ниже.
[0066] В некоторых реализациях, архитектура L1-разбиения текущего предмета изобретения (т.е. вариант 7, как показано на фиг. 4) может включать в себя усовершенствованное приемное устройство в восходящей линии связи, объединенную обработку через точки множественной передачи (TP) для DL/UL и обоснованные требования по полосе пропускания транспортировки и времени задержки для простоты развертывания. Дополнительно, архитектура L1-разбиения текущего предмета изобретения может включать в себя разбиение между обработкой на уровне соты и на пользовательском уровне, которая может включать в себя обработку на уровне соты в удаленном модуле (RU) и обработку на пользовательском уровне в DU. Дополнительно, с использованием архитектуры L1-разбиения текущего предмета изобретения, выборки частотной области могут транспортироваться через прямое транзитное Ethernet-соединение, при этом выборки частотной области могут сжиматься для уменьшенной полосы пропускания прямого транзитного соединения.
[0067] Фиг. 5а иллюстрирует примерную архитектуру 502 L1-разбиения наряду со сравнительным графиком 504 показывающим уменьшенные требования по полосе пропускания транспортировки архитектуры 502, согласно некоторым реализациям текущего предмета изобретения. Архитектура 502 может включать в себя цифровой модуль 501 (DU), функционально соединенный с удаленным модулем 503 (RU) через прямое транзитное Ethernet-соединение 505. DU-модуль может включать в себя компонент прямой коррекции ошибок (FEC), компонент модуляции (Mod), компонент предварительного MIMO-кодирования и компонент преобразования элементов ресурсов (RE). RU-модуль 503 может включать в себя компонент обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT) и компонент добавления циклического префикса (CP). Архитектура 502 может достигать значительного сокращения полосы пропускания прямого транзитного соединения посредством статистического мультиплексирования сот (несущей и сектора), загрузки (PRB-использование) и/или MIMO-уровней и MCS (QPSK/64QAM/256QAM).
[0068] Фиг. 5b иллюстрирует примерную архитектуру 500 разбиения на нижнем уровне. Архитектура 500 может реализовывать вариант 7-1, в котором некоторые функциональности нижнего PHY-уровня (например, FFT/iFFT- и СР-добавление/удаление) могут выполняться посредством цифрового модуля 509, тогда как оставшиеся функции PHY-уровня могут выполняться посредством централизованного модуля 507. Дополнительно, вариант 7-2 может реализовываться для целей предварительного кодирования и формирования диаграммы направленности в цифровом модуле 509.
[0069] Как показано на фиг. 5b, централизованный модуль 507 может выполнять побитовую обработку 510, после которой может осуществляться модуляция 514 и межуровневого преобразования 516. Может использоваться вариант 7-2, в котором цифровой модуль 509 может выполнять предварительное кодирование 520 и преобразование 522 ресурсов. До выполнения формирования 530 аналоговой диаграммы направленности, цифровой модуль 509 может применять IFFT/CP-удаление 526 и использовать цифро-аналоговый преобразователь 528, чтобы преобразовывать цифровые сигналы в аналоговые для целей формирования диаграммы направленности. Вариант 7-1 может предоставлять, при наличии высокой полосы пропускания прямого транзитного соединения, может предоставлять более низкую сложность цифрового модуля, требование по задержке при прямом транзитном соединении в доли миллисекунд, отсутствие дополнительного объема служебной информации в предварительном кодировании, и параметры СоМР/многоузловой MIMO могут определяться на основе обратной связи с информацией состояния канала, принимаемой в цифровом модуле.
[0070] В обратном тракте, аналоговые сигналы могут преобразовываться с использованием аналого-цифрового преобразователя 532 в цифровом модуле 509. Цифровой модуль 509 может выполнять FFT/CP-добавление 534, после которого осуществляется обратное преобразование 538 ресурсов и предварительная фильтрация 540. После обратного преобразования 538, централизованный модуль 507 может выполнять процессы 544 обработки зондирующих опорных сигналов (SRS). Процессы 542 улучшения покрытия (СЕ) и частотной коррекции могут выполняться после приема предварительно фильтрованных данных из компонента 540 предварительной фильтрации. Централизованный модуль 507 затем может выполнять демодуляцию 550, после которой осуществляется побитовая обработка 552. Дополнительно, централизованный модуль 507 также может коррелировать любые сигналы, который он принимает из компонента 536 фильтрации физического канала с произвольным доступом (PRACH) цифрового модуля 509. Централизованный модуль 507 может дополнительно использовать свой компонент 548 обнаружения пиков для того, чтобы определять пики.
[0071] Фиг. 5с иллюстрирует примерную архитектуру 551 L1-разбиения для восходящей линии связи (в качестве L1-разбиения 565), согласно некоторым реализациям текущего предмета изобретения. Как показано на фиг. 5с, удаленный модуль 553 может функционально соединяться с цифровым модулем 555 через соединение 565. Удаленный модуль 553 и цифровой модуль 555 могут быть выполнены с возможностью разбивать различные функциональности, ассоциированные с уровнем L1, по соединению 565.
[0072] В некоторых реализациях, удаленный модуль 553 может быть выполнен с возможностью принимать RF/IF-сигналы (например, из абонентских устройств, других RU и/или любых других устройств). При приеме RF/IF-сигналов, удаленный модуль 553 может быть выполнен с возможностью обрабатывать сигналы с использованием компонента 557 удаления FFT/CP (быстрого преобразования Фурье/циклического префикса) и выполнять выбор/назначение блоков ресурсов с использованием его компонента 559 RB-выбора.
[0073] Цифровой модуль 555 может включать в себя компонент 567 оценки канала и частотного MIMO-корректора, компонент 569 обратного межуровневого преобразования, компонент 571 демодуляции и компонент 573 декодера с прямой коррекцией ошибок (FEC). Архитектура 551 может обеспечивать возможность использования усовершенствованного приемного устройства (например, SIC, частотного турбокорректора и т.д.) в цифровом модуле 555. В централизованной реализации цифрового модуля, многоузловой объединенный прием может достигаться с использованием цифрового модуля 555 без совместного использования данных между eNB. Дополнительно, сжатие может применяться в удаленном модуле 553, чтобы дополнительно уменьшать полосу пропускания прямого транзитного соединения.
[0074] Фиг. 5d иллюстрирует примерные функциональности, выполняемые во время связи в восходящей линии связи в примерной архитектуре 560 разбиения на нижнем уровне, согласно некоторым реализациям текущего предмета изобретения. Архитектура 560 может включать в себя цифровой модуль 561, функционально соединенный с централизованным модулем 563. Вариант 7-1 564, вариант 7-2 568 и вариант 7-3 578 могут реализовываться в архитектуре 560. Варианты 7-1 и 7-2 могут предоставлять улучшенные функции приемного устройства в централизованном модуле 563 (например, SIC, частотном турбокорректоре и т.д.). Кроме того, с использованием этих вариантов, многоузловой объединенный прием является возможным в централизованном модуле 563 без совместного использования данных между узлами В. Дополнительно, вариант 7-1 со сжатием слоев дополнительно может уменьшать полосу пропускания прямого транзитного соединения, тогда как вариант 7-3 требует прямого транзитного соединения с низкой задержкой и с высокой полосой пропускания.
[0075] Аналогично фиг. 5с, во время связи в восходящей линии связи, цифровой модуль 561 архитектуры 560, показанной на фиг. 5 может выполнять удаление FFT/CP с использованием своего компонента 562 FFT/CP-удаления, после которого могут осуществляться функции обратного преобразования блоков ресурсов и предварительной фильтрации в компоненте 566 (аналогичные функциям, показанным на фиг. 5b). Централизованный модуль 563 может выполнять оценку канала и частотную MIMO-коррекцию (с использованием своего компонента 570), обратное межуровневое преобразование (с использованием своего компонента 572), демодуляцию (с использованием компонента 574) и обработку на уровне битов (с использованием компонента 576).
[0076] Фиг. 6а иллюстрирует варианты 600 (А, В, С) архитектуры формирования гибридной диаграммы направленности в базовой станции в системе беспроводной связи для целей передач по нисходящей линии связи. Формирование диаграммы направленности может означать обработку сигналов для направленной передачи или приема сигналов. Это может достигаться посредством комбинирования элементов в антенне таким образом, что сигналы под конкретными углами подвергаются конструктивным помехам, тогда как другие - деструктивным помехам. Формирование диаграммы направленности может использоваться для передачи и приема, чтобы достигать пространственной избирательности. В беспроводной связи, предусмотрено два класса формирования диаграммы направленности: формирование диаграммы направленности по направлению поступления сигналов (например, регулирование направления приемной или передающей антенны) и формирование диаграммы направленности по собственным значениям (например, максимизация мощности сигнала в приемной антенне на основе различных критериев). Чтобы максимизировать пропускную способность многоуровневых антенных систем, предварительное кодирование используется для многоуровневого формирования диаграммы направленности, причем предварительное кодирование может представлять собой схему формирования диаграммы направленности для того, чтобы поддерживать многоуровневую передачу в MIMO-системе. С использованием предварительного кодирования, несколько потоков могут передаваться из антенны с использованием независимых весовых коэффициентов в расчете на антенну, чтобы максимизировать пропускную способность в выводе приемного устройства.
[0077] Фиг. 6а иллюстрирует другую примерную архитектуру 601 формирования диаграммы направленности для системы беспроводной связи. Архитектура 601 упоминается в 3GPP-стандарте, LTE-версии 10-11. Архитектура 601 может выполнять скремблирование 604 кодовых слов 602, при этом скремблированные кодовые слова передаются в модуль 606 преобразования с модуляцией и затем в модуль 608 межуровневого преобразования. Уровни 612 затем обрабатываются посредством компонента 612 предварительного кодирования. После предварительного кодирования, элементы ресурсов могут преобразовываться с использованием компонента 614 модуля преобразования элементов ресурсов. Затем OFDM-сигналы для передачи в антенные порты 618 могут формироваться с использованием компонентов 616.
[0078] В этой архитектуре, предварительное MIMO-кодирование может выполняться в частотной области после межуровневого преобразования. Архитектура 601 дополнительно имеет структуру с двойной таблицей кодирования, которая может включать в себя пространственное мультиплексирование 8 уровней и поддержку кросс-поляризационных антенн. Структура с двойной таблицей кодирования может представляться с использованием следующего:
где W1 является широкополосным индикатором матрицы предварительного кодирования (PMI), представляющим долговременную статистику канала, и W2 является подполосным PMI для выбора луча для каждой поляризации.
[0079] Фиг. 6b иллюстрирует примерную архитектуру 620 формирования гибридной диаграммы направленности по новому стандарту радиосвязи. Архитектура 620 может включать в себя компонент 622 модуляции, компонент 624 межуровневого преобразования, компонент 626 подполосного предварительного кодирования, компоненты 628 преобразования ресурсов, IFFT/CP-компоненты 630, компонент 632 формирования цифровой диаграммы направленности, IF/RF-компонент 634 и компонент 636 формирования аналоговой диаграммы направленности. Компоненты 632, 634 и 636 могут быть выполнены с возможностью выполнять формирование гибридной диаграммы направленности. Компонент 622 модуляции может выполнять модуляцию обработанных битов, которые могут приниматься посредством централизованного модуля. Межуровневое преобразование модулированных данных может выполняться посредством компонента 624. Подполосное предварительное кодирование может применяться с использованием параметра W2 в компоненте 626. Компоненты 628 преобразования ресурсов могут выполнять преобразование ресурса в соответствии с одним или более уровней, которые в конечном счете передаются в модуль 632 формирования цифровой диаграммы направленности. Модуль 632 формирования цифровой диаграммы направленности (подробнее проиллюстрирован на фиг. 6с) может выполнять широкополосное предварительное кодирование наряду с IF/RF-компонентами и компонентами 634, 636 формирования аналоговой диаграммы направленности. Параметр W1 широкополосного предварительного кодирования может определяться с использованием следующего:
где WD соответствует параметру матрицы формирования цифровой диаграммы направленности в подрешетке, WA соответствует параметру формирования аналоговой диаграммы направленности в антенной подрешетке, и Т указывает D/A и/или IF/RF-параметры.
[0080] Фиг. 6с иллюстрирует дополнительные подробности относительно компонента 632 формирования диаграммы направленности, показанного на фиг. 6b. Данные из компонентов 630 IFFT/CP-удаления, соответствующих множеству уровней 1, …, L, могут предоставляться в компонент 632 формирования цифровой диаграммы направленности для того, чтобы формировать один или более соответствующих лучей (луч 1, …, луч L). Лучи затем подаются в модуль 644 комбинирования для комбинирования одного или более лучей. Например, матрица Батлера может использоваться для целей комбинирования лучей/формирования диаграммы направленности. Следует понимать, что могут использоваться другие способы комбинирования лучей/формирования диаграммы направленности. Комбинированные лучи затем передаются в IF/RF-компоненты 634 и через антенные порты в компоненты 636 формирования аналоговой диаграммы направленности для того, чтобы формировать лучи для передачи.
[0081] Фиг. 6d иллюстрирует примерную архитектуру 650 формирования диаграммы направленности подрешеток. Как показано на фиг. 6d, примерная антенная панель 652 может включать в себя множество элементов (например, 8×8 элементов). Дополнительно, антенная панель 652 дополнительно может включать в себя одну или более подрешеток 654. Как показано на фиг. 6d, антенная панель может включать в себя 4 подрешетки 654. Как описано выше относительно фиг. 6b, цифровое предварительное кодирование может выполняться на двух этапах с использованием следующего:
для формирования диаграммы направленности (3)
где WDBF представляет формирование цифровой диаграммы направленности подрешетки 654; Р является горизонтальной матрицей формирования диаграммы направленности между подрешетками; и Ф является вертикальной матрицей формирования диаграммы направленности между подрешетками.
[0082] Фиг. 6е иллюстрирует примерную архитектуру 660 для формирования гибридной диаграммы направленности по новому стандарту радиосвязи в MU-MIMO-окружении, согласно некоторым реализациям текущего предмета изобретения. Архитектура 660 может быть выполнена с возможностью приспосабливать многоузловую/многопользовательскую MIMO, в которой сигналы могут приниматься из нескольких абонентских устройств 662 (UE 1, … UE N). Сигналы из UE 662 (в форме модулированных символов) могут предоставляться для межуровневого преобразования (с использованием компонентов 664), и подполосное предварительное кодирование может выполняться с использованием компонентов 666 (как описано выше), и ресурсы могут выделяться с использованием компонентов 668 преобразования ресурсов для передачи в компонент 670 преобразования "пользователь-луч". Компонент 674 модуля формирования цифровой диаграммы направленности/модуля комбинирования может инициировать формирование гибридной диаграммы направленности (как описано выше в связи с фиг. 6b-с), как только IFFT/CP удаляется посредством компонентов 672. Сформированные лучи затем передаются в IF/RF-компоненты 676 в антенных портах таким образом, что модули 678 формирования аналоговой диаграммы направленности могут формировать передачи.
[0083] Фиг. 6f иллюстрирует примерную архитектуру 680 для формирования гибридной диаграммы направленности по новому стандарту радиосвязи в MU-MIMO-окружении, согласно некоторым реализациям текущего предмета изобретения. Архитектура 680 может реализовывать разбиение на нижнем уровне в соответствии с вариантом 7-2, поясненным выше. Сигналы из нескольких абонентских устройств 682 (UE 1, …, UE N) (в форме модулированных символов) могут предоставляться для межуровневого преобразования (с использованием компонентов 684), в котором 2 уровня могут назначаться в расчете на пользователя в соответствии с вариантом 7-2. Затем подполосное предварительное кодирование может выполняться с использованием компонентов 686, и ресурсы могут выделяться с использованием компонентов 688 преобразования ресурсов для передачи в компонент 690 преобразования "пользователь-луч". В качестве неограничивающего примера, компонент 690 преобразования "пользователь-луч" может формировать всего 8 уровней, 4 одновременных луча и MIMO-конфигурацию 2×2 в расчете на пользователя. IFFT/CP может удаляться посредством компонентов 692, и компонент 694 модуля формирования цифровой диаграммы направленности/модуля комбинирования может выполнять формирование гибридной диаграммы направленности (как описано выше в связи с фиг. 6b-с). Лучи затем могут передаваться в IF/RF-компоненты 696 в антенных портах таким образом, что модули 698 формирования аналоговой диаграммы направленности могут формировать передачи. В качестве неограничивающего примера, антенны, используемые в архитектуре 680, могут включать в себя 16 портов, за счет этого значительно уменьшая контур диаграммы направленности антенны.
[0084] Фиг. 7 является диаграммой 700, иллюстрирующей сравнение различных вариантов предварительного кодирования. В некоторых случаях, предварительное кодирование в DU и RU может быть эквивалентным. Для улучшенного формирования диаграммы направленности/СоМР и многоузловой MIMO-реализации, предварительное кодирование в DU может представлять собой предпочтительный подход. Как показано на фиг. 7, вычисление вектора предварительного кодирования может выполняться локально в цифровом модуле. Тем не менее, для вычисления вектора предварительного кодирования в удаленном модуле, информация состояния канала (CSI), возможно, должна передаваться из цифрового модуля в удаленный модуль (что может затрагиваться посредством требований по задержке на транспортировку для динамического предварительного кодирования на уровне интервалов времени передачи (TTI)). Вектор предварительного кодирования может динамически обновляться в цифровом модуле один раз в расчете на интервал времени передачи. Тем не менее, в удаленном модуле, обновления вектора предварительного кодирования зависят от задержки на транспортировку. Информация состояния канала может использоваться для того, чтобы определять распределенные MIMO-параметры в цифровом модуле. Тем не менее, для того, чтобы определять такие параметры в удаленном модуле, вектор предварительного кодирования и различные данные пользовательского уровня должны передаваться в удаленный модуль. Таким образом, определение вектора предварительного кодирования в цифровом модуле может быть предпочтительным.
[0085] В некоторых реализациях, текущий предмет изобретения может предоставлять улучшенные характеристики формирования диаграммы направленности активной антенной системы (AAS) для нового стандарта радиосвязи (NR), а также архитектуру разбиения при формировании mmWave-диаграммы направленности. Это позволяет обеспечивать унифицированный сценарий развертывания и гибкое межсетевое взаимодействие между двумя уровнями. Активная антенна может представлять собой антенну, которая может включать в себя активные электронные компоненты, в которой интегрированная антенная радиостанция имеет RF-модуль, позиционированный рядом с пассивной антенной, чтобы уменьшать потери в кабеле. Активная антенна может преобразовывать традиционную антенну, чтобы способствовать эффективности работы базовой станции, что позволяет обеспечивать возможность операторам увеличивать пропускную способность и целевые показатели покрытия своих сетей. AAS-система базовых станций (примерная система показана на фиг. 11), может интегрировать активную решетку приемопередающих устройств и пассивную антенную решетку в одно устройство. В типичном сценарии, удаленная радиоголовка соединяется с антенной с использованием радиочастотного кабеля, как показано на фиг. 2. Тем не менее, при AAS, одно устройство с различными антенными элементами может иметь собственные интегрированные приемо-передающие RF-устройства. В связи с этим, AAS может предоставлять более точное цифровое управление весовым коэффициентом формирования диаграммы направленности каждого отдельного субэлемента в антенне. Кроме того, когда используется MIMO-технология, радиоресурсы могут использоваться в микро- и в макропространственных областях.
[0086] AAS также может предоставлять различные выгоды для формирования многомерной диаграммы направленности, к примеру, когда абонентские устройства могут быть расположены в различных высотных точках. Например, абонентское устройство, расположенное на конкретной высоте (например, на верхнем этаже небоскреба), может требовать луча, который смотрит вверх, тогда как абонентское устройство, расположенное на земле, может требовать направленного вниз луча. Использование AAS, а также различных MIMO-технологий может обеспечивать возможность диспетчеризации этих абонентских устройств таким образом, чтобы не допускать помех или других проблем. Использование AAS в 5G-системах также может быть преимущественным, поскольку AAS может предоставлять комбинацию нескольких антенн, RF, линий передающих устройств и приемных устройств в одном устройстве, за счет этого уменьшая проводные соединения, затраты на организацию сетей и т.д. Кроме того, AAS-и MIMO-технологии также могут быть полезными при адаптации к отдельным окружениям распределения пользователей в меньшие соты.
[0087] Фиг. 8 иллюстрирует сравнение 800 ключевых характеристик между системой по усовершенствованному стандарту IMT (4G) (меньшее затенение на фиг. 8) и IMT-2020 (5G) (более темная заштрихованная область на фиг. 8). Сравнение 800 основано на ключевых параметрах, которые включают в себя пиковую скорость передачи данных, обеспечиваемую пользователю скорость передачи данных, эффективность использования спектра, мобильность, задержку, плотность соединений, эффективность использования энергии сети и характеристики трафика в области.
[0088] Ключевые характеристики клавиши усовершенствованного стандарта IMT могут включать в себя спектр вплоть до гигагерца для пиковой пропускной способности, равномерное QoE (100 Мбит/с везде) и ограниченное MIMO-усиление в mmWave. Тем не менее, как показано на фиг. 8, 5G-системы могут предлагать повышенную обеспечиваемую пользователю скорость передачи данных (т.е. вплоть до 100 Мбит/с), повышенную эффективность использования спектра (т.е. вплоть до 3 раз), улучшенную мобильность (т.е. вплоть до 500 км/ч), уменьшенную задержку (т.е. уменьшение до 1 мс), повышенную плотность соединений, повышенную эффективность использования энергии сети (т.е. вплоть до 100 раз), увеличенную пропускную способность по трафику области (т.е. до вплоть 10 Мбит/с/м2) и увеличенную пиковую скорость передачи данных (т.е. вплоть до 20 Гбит/с).
[0089] Фиг. 9 иллюстрирует примерную многоузловую систему 902 MIMO-связи, согласно некоторым реализациям текущего предмета изобретения. Фиг. 9 также показывает сравнительный график 904, показывающий повышение пиковой пропускной способности посредством многоузловой MIMO-системы 902 текущего предмета изобретения.
[0090] Система 902 может включать в себя базовую станцию 901 (например, усовершенствованный узел В), имеющую предварительно определенную зону 906 покрытия, и базовые станции 903, 905 и 907 (например, g-узлы В) по новому стандарту радиосвязи (NR), которые могут быть расположены в зоне 906 покрытия. Одно или более абонентских устройств 909 также могут быть расположены в зоне 906 покрытия. Абонентское устройство(а) 909 может быть выполнено с возможностью функционально соединяться с базовыми NR-станциями 903, 905, 907. Базовые станции 903, 905, 907 могут представлять собой базовые станции ранга 2 по новому стандарту радиосвязи. Тем не менее, следует понимать, что базовая LTE-станция 901 (например, усовершенствованный узел В) и базовые станции 903, 905, 907 могут представлять собой любые другие типы базовых станций. Базовые NR-станции 903, 905, 907 могут обеспечивать возможность формирования гибридной диаграммы направленности, как пояснено выше относительно фиг. 6. Оно может включать в себя динамическое цифровое предварительное MIMO-кодирование для многоузловой MIMO и AAS для конкретного для абонентского устройства формирования диаграммы направленности.
[0091] График 904 дополнительно иллюстрирует преимущества использования многоузловой MIMO-системы (к примеру, системы 902) по сравнению с одноузловой MIMO-системой. Одноузловая или однопользовательская MIMO-(SU-MIMO)-система может означать систему "точка-точка", которая использует пространственно-временные/пространственно-частотные коды (разнесение при передаче/приеме) вместе с технологиями пространственного мультиплексирования, чтобы повышать пропускную способность и надежность канала. SU-MIMO-системы координируют обработку между всеми передающими устройствами или приемными устройствами. Напротив, в многоузловых или многопользовательских MIMO-(MU-MIMO)-системах, обычно предполагается, что отсутствует координация между пользователями. Следовательно, MU-MIMO-каналы восходящей и нисходящей линии связи могут отличаться. В восходящей линии связи, пользователи передают в базовую станцию по идентичному каналу, при этом базовая станция должна работать с возможностью разделять передаваемые сигналы с использованием способов обработки решеток или многопользовательского обнаружения. В нисходящей линии связи, базовая станция использует идентичный канал для того, чтобы одновременно передавать нескольким пользователям, что может вызывать межпользовательские помехи для пользователей. Тем не менее, тогда как параметр отношения "сигнал-шум" (SNR) может увеличиваться для SU-MIMO- и MU-MIMO-систем, пропускная способность для SU-MIMO-систем обычно меньше, чем для MU-MIMO-систем, как показано на фиг. 9. Как показано посредством кривых 916 (с использованием базовых станций ранга 2) и 917 (с использованием базовых станций ранга 1), наибольшая пиковая пропускная способность SU-MIMO-систем меньше приблизительно 7 Гбит/с (при наибольшем SNR) для SU-MIMO-системы 916 и меньше приблизительно 5 Гбит/с (при наибольшем SNR) для SU-MIMO 917. В отличие от этого, MU-MIMO-системы имеют более высокую пропускную способность, как показано посредством кривых 914 (с использованием базовых станций ранга 8) и 915 (с использованием базовых станций ранга 4). Например, наибольшая пропускная способность для базовой станции ранга 8 (кривая 914 на фиг. 9) превышает 25 Гбит/с, и для ранга 4 (кривая 915) превышает 12 Гбит/с.
[0092] Фиг. 10 иллюстрирует примерную распределенную MIMO-(D-MIMO-) архитектуру 1000 на основе режима множественного подключения, согласно некоторым реализациям текущего предмета изобретения. Распределенные MIMO-системы могут реализовывать пространственную область мобильных каналов с затуханиями, чтобы предоставлять повышения производительности для систем беспроводной связи. В частности, такие системы могут эффективно повышать допустимую емкость, пропускную способность на краю соты, покрытие, групповую мобильность и т.д. сети беспроводной связи. Такие улучшения могут достигаться с использованием распределенных антенных систем, которые могут увеличивать пропускную способность посредством декорреляции MIMO-подканалов при одновременном использовании макроразнесения в дополнение к микроразнесению. Распределенные антенные системы означают сети пространственно разделенных антенн, соединенных с общим источником с использованием транспортной среды, предоставляющей беспроводные услуги в географической области (т.е. соте) или физическом местоположении/структуре (например, покрытии в помещениях).
[0093] Архитектура 1000 может включать в себя усовершенствованный узел В 1002, g-узел В 1004 и g-узел В 1006. G-узлы В 1004, 1006 наряду с абонентским устройством 1008 (наряду с другими абонентскими устройствами) могут быть расположены в зоне 1009 покрытия усовершенствованного узла В 1002. Система 1000 может представлять собой систему связи с агрегированием технологий, которая может обеспечивать возможность использования LTE-технологии и NR-технологии при реализации NR MIMO-технологий, поясненных в данном документе.
[0094] В некоторых реализациях, усовершенствованный узел В 1002 может передавать в абонентское устройство 1008 информацию нисходящей линии связи (например, физический канал управления нисходящей линии связи (PDCCH), физический совместно используемый канал нисходящей линии связи (PDSCH) и т.д.) по нисходящей линии связи и принимать информацию восходящей линии связи (например, физический канал управления восходящей линии связи (PUCCH), физический совместно используемый канал восходящей линии связи (PUSCH) и т.д.) по восходящей линии связи. G-узлы В 1004, 1006 могут передавать свою соответствующую информацию нисходящей линии связи в абонентское устройство 1008 (например, NR-PDCCH, NR-PDSCH).
[0095] В некоторых реализациях, распределенная NR MIMO-архитектура 1000, показанная на фиг. 10, может перекрываться с существующим развертыванием усовершенствованного узла В 1002. Управляющая информация восходящей линии связи (UCI) может передаваться посредством обоих g-узлов В 1004, 1006 в усовершенствованный узел В 1002. UCI-передача по новому стандарту радиосвязи (NR UCI) посредством g-узлов В может использовать идентичную частоту восходящей линии связи (например, PUCCH), которая используется посредством усовершенствованного узла В 1002 для передачи по восходящей линии связи. Дополнительно, усовершенствованный узел В 1002 может декодировать NR UCI-информацию, которая передана посредством g-узлов В 1004, 1006, и совместно использовать ее с g-узлами В 1004, 1006.
[0096] Фиг. 11 иллюстрирует примерную архитектуру 1100 стандарта активных антенных систем, согласно некоторым реализациям текущего предмета изобретения. Архитектура 1100 может включать в себя множество кластеров 1102 активных антенных систем. Кластеры 1102 могут функционально соединяться с модулем 1106 обработки с использованием IP/Ethernet-соединений 1104. Например, задержка, ассоциированная с каждым из соединений 1104, может составлять порядка 4 Гбит/с в расчете на AAS-кластер 1102. Модуль 1106 обработки может функционально соединяться с IP/Ethernet-устройством 1112 (за счет чего задержка может уменьшаться до 2,4 Гбит/с в расчете на AAS-кластер 1102). Устройство 1112 дополнительно может функционально соединяться с vBBU 1114 (и в свою очередь ЕРС) через IP/Ethernet-соединение 1118, по которому могут предоставляться различные услуги 1116 системы функциональной поддержки/системы поддержки бизнес-операций (OSS/BSS). Дополнительно, устройство 1112 дополнительно может функционально соединяться с другим модулем 1108 обработки через IP/Ethernet-соединение 1110. Устройства 1106 и 1108 могут быть выполнены с возможностью предоставлять функциональности уровня 1 и/или уровня 2.
[0097] В некоторых реализациях, текущий предмет изобретения может быть выполнен с возможностью реализовываться в системе 1200, как показано на фиг. 12. Система 1200 может включать в себя одно или более из процессора 1210, запоминающего устройства 1220, устройства 1230 хранения данных и устройства 1240 ввода-вывода. Каждый из компонентов 1210, 1220, 1230 и 1240 может взаимно соединяться с использованием системной шины 1250. Процессор 1210 может быть выполнен с возможностью обрабатывать инструкции для выполнения в системе 600. В некоторых реализациях, процессор 1210 может представлять собой однопоточный процессор. В альтернативных реализациях, процессор 1210 может представлять собой многопоточный процессор. Процессор 1210 может быть дополнительно выполнен с возможностью обрабатывать инструкции, сохраненные в запоминающем устройстве 1220 или в устройстве 1230 хранения данных, включающие в себя прием или отправку информации через устройство 1240 ввода-вывода. Запоминающее устройство 1220 может сохранять информацию в системе 1200. В некоторых реализациях, запоминающее устройство 1220 может представлять собой машиночитаемый носитель. В альтернативных реализациях, запоминающее устройство 1220 может представлять собой энергозависимое запоминающее устройство. В еще одних некоторых реализациях, запоминающее устройство 1220 может представлять собой энергонезависимое запоминающее устройство. Устройство 1230 хранения данных может допускать предоставление хранения данных большой емкости для системы 1200. В некоторых реализациях, устройство 1230 хранения данных может представлять собой машиночитаемый носитель. В альтернативных реализациях, устройство 1230 хранения данных может представлять собой устройство на гибких дисках, устройство на жестких дисках, устройство на оптических дисках, устройство на магнитной ленте, энергонезависимое полупроводниковое запоминающее устройство или любой другой тип устройства хранения данных. Устройство 1240 ввода-вывода может быть выполнено с возможностью предоставлять операции ввода-вывода для системы 1200. В некоторых реализациях, устройство 1240 ввода-вывода может включать в себя клавиатуру и/или указательное устройство. В альтернативных реализациях, устройство 1240 ввода-вывода может включать в себя модуль отображения для отображения графических пользовательских интерфейсов.
[0098] Фиг. 13 иллюстрирует примерный способ 1300, согласно некоторым реализациям текущего предмета изобретения. На 1302, первая часть сигнала может обрабатываться в первой части физического уровня, расположенной в первой части базовой станции (например, в удаленном модуле (RU)). На 1304, сжатие в частотной области со статистическим мультиплексированием может применяться к обработанной первой части сигнала, с тем чтобы формировать сжатую первую часть сигнала. На 1306, сжатая первая часть сигнала и вторая часть сигнала могут передаваться во вторую часть физического уровня, расположенную во второй части базовой станции (например, в цифровом модуле (DU)). Данные могут передаваться с использованием MIMO-технологий с формированием гибридной аналоговой/цифровой диаграммы направленности в архитектуре разбиения на уровне 1.
[0099] В некоторых реализациях, текущий предмет изобретения может включать в себя один или более следующих необязательных признаков. Первая часть базовой станции может включать в себя удаленный модуль, и вторая часть базовой станции может включать в себя цифровой модуль. Первая часть и вторая часть могут функционально соединяться с использованием прямой транзитной линии связи.
[00100] В некоторых реализациях, передача дополнительно может включать в себя передачу сжатой первой части сигнала и второй части сигнала с использованием обработки по технологии со многими входами и многими выходами. Обработка по технологии со многими входами и многими выходами может включать в себя, по меньшей мере, одно из следующего: одноузловая обработка по технологии со многими входами и многими выходами, многоузловая обработка по технологии со многими входами и многими выходами и распределенная обработка по технологии со многими входами и многими выходами.
[00101] В некоторых реализациях, передача дополнительно может включать в себя формирование гибридной диаграммы направленности выполнения сигнала во время передачи из первой части базовой станции во вторую часть базовой станции. В некоторых реализациях, формирование гибридной диаграммы направленности может включать в себя комбинирование в цифровой форме одного или более сигналов с использованием, по меньшей мере, одной из первой части и второй части базовой станции и формирование, на основе комбинированных в цифровой форме сигналов, одного или более аналоговых сигналов со сформированной диаграммой направленности для передачи посредством одной или более антенн, функционально соединенных с базовой станцией.
[00102] В некоторых реализациях, формирование гибридной диаграммы направленности дополнительно включает в себя модуляцию первой части сигналов, преобразование модулированной первой части сигналов, по меньшей мере, в одну часть физического уровня, предварительное кодирование преобразованной модулированной первой части сигналов с использованием, по меньшей мере, одного подполосного индикатора матрицы предварительного кодирования, причем подполосный индикатор матрицы предварительного кодирования может выбираться для каждого луча для передачи сигналов, назначение одного или более ресурсов предварительно кодированной первой части сигналов, выполнение формирования цифровой диаграммы направленности одного или более цифровых сигнальных лучей, соответствующих предварительно кодированной первой части сигналов, на основе назначенных ресурсов, и выполнение формирования аналоговой диаграммы направленности оцифрованной предварительно кодированной первой части сигналов, с тем чтобы формировать один или более аналоговых сигнальных лучей для передачи посредством, по меньшей мере, одной антенны.
[00103] В некоторых реализациях, выполнение формирования цифровой диаграммы направленности может включать в себя выполнение широкополосного предварительного кодирования первой части сигналов. Дополнительно, выполнение формирования цифровой диаграммы направленности может включать в себя формирование цифровых лучей и комбинирование цифровых лучей для того, чтобы формировать один или более комбинированных цифровых лучей.
[00104] В некоторых реализациях, по меньшей мере, одна антенна может включать в себя одну или более антенных подрешеток. Каждая антенная подрешетка может формировать один или более лучей для передачи сигналов с использованием матрицы формирования диаграммы направленности между одной или более антенных подрешеток.
[00105] В некоторых реализациях, базовая станция может включать в себя, по меньшей мере, одно из следующего: базовая станция в форме усовершенствованного узла В, базовая станция в форме g-узла В и любая комбинация вышеозначенного. По меньшей мере, одна из первой части и второй части базовой станции может включать в себя, по меньшей мере, одно из следующего: радиопередающее устройство и радиоприемное устройство. Базовая станция может представлять собой базовую станцию, работающую, по меньшей мере, в одной из следующих систем связи: система связи по стандарту долгосрочного развития и система связи по новому стандарту радиосвязи.
[00106] Системы и способы, раскрытые в данном документе, могут быть осуществлены в различных формах, включающих в себя, например, процессор данных, такой как компьютер, который также включает в себя базу данных, цифровую электронную схему, микропрограммное обеспечение, программное обеспечение либо комбинации означенного. Кроме того, вышеуказанные признаки и другие аспекты и принципы настоящих раскрытых реализаций могут реализовываться в различных окружениях. Такие окружения и связанные приложения, в частности, могут конструироваться с возможностью выполнения различных процессов и операций согласно раскрытым реализациям, или они могут включать в себя компьютер общего назначения или вычислительную платформу, избирательно активируемую или переконфигурируемую посредством кода, чтобы предоставлять необходимую функциональность. Процессы, раскрытые в данном документе, по сути, не связаны с конкретными компьютерами, сетями, архитектурами, окружениями или другим оборудованием и могут реализовываться посредством подходящей комбинации аппаратных средств, программного обеспечения и/или микропрограммного обеспечения. Например, различные машины общего назначения могут использоваться с программами, написанными в соответствии с идеями раскрытых реализаций, или может быть более удобным конструировать специализированное оборудование или систему с возможностью выполнять требуемые способы и технологии.
[00107] Системы и способы, раскрытые в данном документе, могут реализовываться как компьютерный программный продукт, т.е. как компьютерная программа, материально осуществленная на носителе информации, например, на машиночитаемом устройстве хранения данных или в распространяемом сигнале, для выполнения посредством или управления работой устройства обработки данных, например, программируемого процессора, компьютера или нескольких компьютеров. Компьютерная программа может быть написана на любой форме языка программирования, включающей в себя компилированные или интерпретируемые языки, и она может развертываться в любой форме, в том числе в качестве автономной программы или в качестве модуля, компонента, вложенной процедуры или другого блока, подходящего для использования в вычислительном окружении. Компьютерная программа может развертываться с возможностью выполняться на одном компьютере или на нескольких компьютерах, которые расположены на одном узле или распределены по нескольким узлам и взаимно соединяются посредством сети связи.
[00108] При использовании в данном документе, термин "пользователь" может означать любой объект, включающий в себя человека или компьютер.
[00109] Хотя порядковые числа, такие как первый, второй и т.п., в некоторых ситуациях, могут быть связаны с порядком, при использовании в этом документе, порядковые числа не обязательно подразумевают порядок. Например, порядковые числа могут использоваться просто для того, чтобы отличать один элемент от другого. Например, чтобы отличать первое событие из второго события, но не обязательно подразумевать хронологическое упорядочение или фиксированную опорную систему (так что первое событие в одном параграфе описания может отличаться от первого события в другом параграфе описания).
[00110] Вышеприведенное описание имеет намерение иллюстрировать, но не ограничивать объем изобретения, который задается посредством объема прилагаемой формулы изобретения. Другие реализации находятся в пределах объем прилагаемой формулы изобретения.
[00111] Эти компьютерные программы, которые также могут называться "программами", "программным обеспечением", "приложениями (software applications)", "приложениями (applications)", "компонентами" или "кодом", включают в себя машинные инструкции для программируемого процессора и могут реализовываться на высокоуровневом процедурном и/или объектно-ориентированном языке программирования и/или на ассемблере/машинном языке. При использовании в данном документе, термин "машиночитаемый носитель" означает любой компьютерный программный продукт, оборудование и/или устройство, такое как, например, магнитные диски, оптические диски, запоминающее устройство и программируемые логические устройства (PLD), используемые для того, чтобы предоставлять машинные инструкции и/или данные в программируемый процессор, включающий в себя машиночитаемый носитель, который принимает машинные инструкции в качестве машиночитаемого сигнала. Термин "машиночитаемый сигнал" означает любой сигнал, используемый для того, чтобы предоставлять машинные инструкции и/или данные в программируемый процессор. Машиночитаемый носитель может энергонезависимо сохранять такие машинные инструкции, к примеру, аналогично энергонезависимому полупроводниковому запоминающему устройству или магнитному жесткому диску, или любому эквивалентному носителю хранения данных. Машиночитаемый носитель альтернативно или дополнительно может энергозависимо сохранять такие машинные инструкции, к примеру, аналогично процессорному кэшу или другому оперативному запоминающему устройству, ассоциированному с одним или более физических ядер процессора.
[00112] Чтобы предоставлять взаимодействие с пользователем, предмет изобретения, описанный в данном документе, может реализовываться на компьютере, имеющем устройство отображения, такое как, например, монитор на электронно-лучевой трубке (CRT) или жидкокристаллический дисплей (ЖК-дисплей) для отображения информации пользователю, и клавиатуру и указательное устройство, такое как, например, мышь или шаровой манипулятор, посредством которого пользователь может предоставлять ввод в компьютер. Другие виды устройств также могут использоваться для того, чтобы предусматривать взаимодействие с пользователем. Например, обратная связь, предоставленная пользователю, может представлять собой любую форму сенсорной обратной связи, такую как, например, визуальная обратная связь, акустическая обратная связь или тактильная обратная связь; и ввод от пользователя может приниматься в любой форме, включающей в себя, но не только, акустический, речевой или тактильный ввод.
[00113] Предмет изобретения, описанный в данном документе, может реализовываться в вычислительной системе, которая включает в себя внутренний интерфейсный компонент, такой как, например, один или более серверов данных, либо которая включает в себя промежуточный программный компонент, такой как один или более серверов приложений, либо которая включает в себя внешний интерфейсный компонент, такой как, например, один или более клиентских компьютеров, имеющих графический пользовательский интерфейс или веб-браузер, через который пользователь может взаимодействовать с реализацией предмета изобретения, описанного в данном документе, либо любую комбинацию таких внутренних интерфейсных, промежуточных программных или внешних интерфейсных компонентов. Компоненты системы могут взаимно соединяться посредством любой формы или среды цифровой передачи данных, такой как, например, сеть связи. Примеры сетей связи включают в себя, но не только, локальную вычислительную сеть (LAN), глобальную вычислительную сеть (WAN) и Интернет.
[00114] Вычислительная система может включать в себя клиенты и серверы. Клиент и сервер, в общем, но не обязательно, являются удаленными друг от друга и типично взаимодействуют через сеть связи. Взаимосвязь клиента и сервера осуществляется на основе компьютерных программ, работающих на соответствующих компьютерах и имеющих клиент-серверную взаимосвязь друг с другом.
[00115] Реализации, изложенные в вышеприведенном описании, не представляют все реализации в соответствии с предметом изобретения, описанным в данном документе. Вместо этого, они представляют собой просто некоторые примеры в соответствии с аспектами, связанными с описанным предметом изобретения. Хотя выше подробно описываются несколько варьирований, другие модификации или добавления являются возможными. В частности, дополнительные признаки и/или варьирования могут предоставляться в дополнение к признакам и/или варьированиям, изложенным в данном документе. Например, реализации, описанные выше, могут быть направлены на различные комбинации и субкомбинации раскрытых признаков и/или на комбинации и субкомбинации нескольких дополнительных признаков, раскрытых выше. Помимо этого, логические последовательности операций, проиллюстрированные на прилагаемых чертежах и/или описанные в данном документе, не обязательно требуют конкретного показанного порядка или последовательного порядка для того, чтобы достигать требуемых результатов. Другие реализации могут находиться в пределах объема прилагаемой формулы изобретения.
1. Машинореализованный способ для передачи данных с использованием системы связи со многими входами и многими выходами (MIMO), содержащий этапы, на которых:
– обрабатывают первую часть сигнала в первой части физического уровня, расположенной в первой части базовой станции,
– применяют сжатие в частотной области со статистическим мультиплексированием к обработанной первой части сигнала,
– формируют сжатую первую часть сигнала, и
– передают сжатую первую часть сигнала и вторую часть сигнала во вторую часть физического уровня, расположенную во второй части базовой станции.
2. Способ по п. 1, в котором первая часть базовой станции включает в себя удаленный модуль, и вторая часть базовой станции включает в себя цифровой модуль.
3. Способ по п. 2, в котором первая часть и вторая часть функционально соединяются с использованием прямой транзитной линии связи.
4. Способ по п. 1, в котором передача дополнительно содержит этап, на котором передают сжатую первую часть сигнала и вторую часть сигнала с использованием обработки по технологии со многими входами и многими выходами.
5. Способ по п. 4, в котором обработка по технологии со многими входами и многими выходами включает в себя, по меньшей мере, одно из следующего: одноузловая обработка по технологии со многими входами и многими выходами, многоузловая обработка по технологии со многими входами и многими выходами и распределенная обработка по технологии со многими входами и многими выходами.
6. Способ по п. 4, в котором передача дополнительно содержит этап, на котором:
– выполняют формирование гибридной диаграммы направленности сигнала во время передачи из первой части базовой станции во вторую часть базовой станции.
7. Способ по п. 6, в котором формирование гибридной диаграммы направленности дополнительно содержит этапы, на которых:
– комбинируют в цифровой форме один или более сигналов с использованием, по меньшей мере, одной из первой части и второй части базовой станции,
– формируют, на основе комбинированных в цифровой форме сигналов, один или более аналоговых сигналов со сформированной диаграммой направленности для передачи посредством одной или более антенн, функционально соединенных с базовой станцией.
8. Способ по п. 4, в котором формирование гибридной диаграммы направленности дополнительно содержит этапы, на которых:
– модулируют первую часть одного или более сигналов,
– преобразуют модулированную первую часть одного или более сигналов, по меньшей мере, в одну часть физического уровня,
– предварительно кодируют преобразованную модулированную первую часть одного или более сигналов с использованием, по меньшей мере, одного подполосного индикатора матрицы предварительного кодирования, причем, по меньшей мере, один подполосный индикатор матрицы предварительного кодирования выбирается для каждого луча для передачи одного или более сигналов,
– назначают один или более ресурсов для предварительно кодированной первой части одного или более сигналов,
– выполняют формирование цифровой диаграммы направленности одного или более цифровых сигнальных лучей, соответствующих предварительно кодированной первой части одного или более сигналов, на основе назначенных ресурсов, и
– выполняют формирование аналоговой диаграммы направленности оцифрованной предварительно кодированной первой части одного или более сигналов, с тем чтобы формировать один или более аналоговых сигнальных лучей для передачи посредством, по меньшей мере, одной антенны.
9. Способ по п. 8, в котором выполнение формирования цифровой диаграммы направленности включает в себя этап, на котором выполняют широкополосное предварительное кодирование первой части одного или более сигналов.
10. Способ по п. 8, в котором выполнение формирования цифровой диаграммы направленности включает в себя этап, на котором формируют один или более цифровых лучей и комбинируют один или более цифровых лучей для того, чтобы формировать один или более комбинированных цифровых лучей.
11. Способ по п. 8, в котором, по меньшей мере, одна антенна включает в себя одну или более антенных подрешеток, при этом каждая антенная подрешетка формирует один или более лучей для передачи одного или более сигналов с использованием матрицы формирования диаграммы направленности между одной или более антенных подрешеток.
12. Способ по п. 1, в котором базовая станция включает в себя, по меньшей мере, одно из следующего: базовая станция в форме усовершенствованного узла B, базовая станция в форме g-узла B и любая комбинация вышеозначенного.
13. Способ по п. 12, в котором, по меньшей мере, одна из первой части и второй части базовой станции включает в себя, по меньшей мере, одно из следующего: радиопередающее устройство и радиоприемное устройство.
14. Способ по п. 12, в котором базовая станция представляет собой базовую станцию, работающую, по меньшей мере, в одной из следующих систем связи: система связи по стандарту долгосрочного развития и система связи по новому стандарту радиосвязи.
15. Система связи со многими входами и многими выходами (MIMO) для передачи данных, содержащая:
– по меньшей мере, один программируемый процессор, и
– энергонезависимый машиночитаемый носитель, сохраняющий инструкции, которые, при выполнении посредством, по меньшей мере, одного программируемого процессора, инструктируют, по меньшей мере, одному программируемому процессору выполнять операции, содержащие:
– обработку первой части сигнала в первой части физического уровня, расположенной в первой части базовой станции,
– применение сжатия в частотной области со статистическим мультиплексированием к обработанной первой части сигнала,
– формирование сжатой первой части сигнала, и
– передачу сжатой первой части сигнала и второй части сигнала во вторую часть физического уровня, расположенную во второй части базовой станции.
16. Система по п. 15, в которой первая часть базовой станции включает в себя удаленный модуль, и вторая часть базовой станции включает в себя цифровой модуль.
17. Система по п. 16, в которой первая часть и вторая часть функционально соединяются с использованием прямой транзитной линии связи.
18. Система по п. 15, в которой передача дополнительно содержит передачу сжатой первой части сигнала и второй части сигнала с использованием обработки по технологии со многими входами и многими выходами.
19. Система по п. 18, в которой обработка по технологии со многими входами и многими выходами включает в себя, по меньшей мере, одно из следующего: одноузловая обработка по технологии со многими входами и многими выходами, многоузловая обработка по технологии со многими входами и многими выходами и распределенная обработка по технологии со многими входами и многими выходами.
20. Система по п. 18, в которой передача дополнительно содержит:
– выполнение формирования гибридной диаграммы направленности сигнала во время передачи из первой части базовой станции во вторую часть базовой станции.
21. Система по п. 20, в которой формирование гибридной диаграммы направленности дополнительно содержит:
– комбинирование в цифровой форме одного или более сигналов с использованием, по меньшей мере, одной из первой части и второй части базовой станции,
– формирование, на основе комбинированных в цифровой форме сигналов, одного или более аналоговых сигналов со сформированной диаграммой направленности для передачи посредством одной или более антенн, функционально соединенных с базовой станцией.
22. Система по п. 18, в которой формирование гибридной диаграммы направленности дополнительно содержит:
– модуляцию первой части одного или более сигналов,
– преобразование модулированной первой части одного или более сигналов, по меньшей мере, в одну часть физического уровня,
– предварительное кодирование преобразованной модулированной первой части одного или более сигналов с использованием, по меньшей мере, одного подполосного индикатора матрицы предварительного кодирования, причем, по меньшей мере, один подполосный индикатор матрицы предварительного кодирования выбирается для каждого луча для передачи одного или более сигналов,
– назначение одного или более ресурсов для предварительно кодированной первой части одного или более сигналов,
– выполнение формирования цифровой диаграммы направленности одного или более цифровых сигнальных лучей, соответствующих предварительно кодированной первой части одного или более сигналов, на основе назначенных ресурсов, и
– выполнение формирования аналоговой диаграммы направленности оцифрованной предварительно кодированной первой части одного или более сигналов, с тем чтобы формировать один или более аналоговых сигнальных лучей для передачи посредством, по меньшей мере, одной антенны.
23. Система по п. 22, в которой выполнение формирования цифровой диаграммы направленности включает в себя выполнение широкополосного предварительного кодирования первой части одного или более сигналов.
24. Система по п. 22, в которой выполнение формирования цифровой диаграммы направленности включает в себя формирование одного или более цифровых лучей и комбинирование одного или более цифровых лучей для того, чтобы формировать один или более комбинированных цифровых лучей.
25. Система по п. 22, в которой, по меньшей мере, одна антенна включает в себя одну или более антенных подрешеток, при этом каждая антенная подрешетка формирует один или более лучей для передачи одного или более сигналов с использованием матрицы формирования диаграммы направленности между одной или более антенных подрешеток.
26. Система по п. 15, в которой базовая станция включает в себя, по меньшей мере, одно из следующего: базовая станция в форме усовершенствованного узла B, базовая станция в форме g-узла B и любая комбинация вышеозначенного.
27. Система по п. 26, в которой, по меньшей мере, одна из первой части и второй части базовой станции включает в себя, по меньшей мере, одно из следующего: радиопередающее устройство и радиоприемное устройство.
28. Система по п. 26, в которой базовая станция представляет собой базовую станцию, работающую, по меньшей мере, в одной из следующих систем связи: система связи по стандарту долгосрочного развития и система связи по новому стандарту радиосвязи.
29. Энергонезависимый машиночитаемый носитель, сохраняющий инструкции, которые, при выполнении посредством, по меньшей мере, одного программируемого процессора, инструктируют, по меньшей мере, одному программируемому процессору выполнять операции, содержащие:
– обработку первой части сигнала в первой части физического уровня, расположенной в первой части базовой станции,
– применение сжатия в частотной области со статистическим мультиплексированием к обработанной первой части сигнала,
– формирование сжатой первой части сигнала, и
– передачу сжатой первой части сигнала и второй части сигнала во вторую часть физического уровня, расположенную во второй части базовой станции.
30. Энергонезависимый машиночитаемый носитель по п. 29, в котором первая часть базовой станции включает в себя удаленный модуль, и вторая часть базовой станции включает в себя цифровой модуль.
31. Энергонезависимый машиночитаемый носитель по п. 30, в котором первая часть и вторая часть функционально соединяется с использованием прямой транзитной линии связи.
32. Энергонезависимый машиночитаемый носитель по п. 29, в котором передача дополнительно содержит передачу сжатой первой части сигнала и второй части сигнала с использованием обработки по технологии со многими входами и многими выходами.
33. Энергонезависимый машиночитаемый носитель по п. 32, в котором обработка по технологии со многими входами и многими выходами включает в себя, по меньшей мере, одно из следующего: одноузловая обработка по технологии со многими входами и многими выходами, многоузловая обработка по технологии со многими входами и многими выходами и распределенная обработка по технологии со многими входами и многими выходами.
34. Энергонезависимый машиночитаемый носитель по п. 32, в котором передача дополнительно содержит:
– выполнение формирования гибридной диаграммы направленности сигнала во время передачи из первой части базовой станции во вторую часть базовой станции.
35. Энергонезависимый машиночитаемый носитель по п. 34, в котором формирование гибридной диаграммы направленности дополнительно содержит:
– комбинирование в цифровой форме одного или более сигналов с использованием, по меньшей мере, одной из первой части и второй части базовой станции,
– формирование, на основе комбинированных в цифровой форме сигналов, одного или более аналоговых сигналов со сформированной диаграммой направленности для передачи посредством одной или более антенн, функционально соединенных с базовой станцией.
36. Энергонезависимый машиночитаемый носитель по п. 32, в котором формирование гибридной диаграммы направленности дополнительно содержит:
– модуляцию первой части одного или более сигналов,
– преобразование модулированной первой части одного или более сигналов, по меньшей мере, в одну часть физического уровня,
– предварительное кодирование преобразованной модулированной первой части одного или более сигналов с использованием, по меньшей мере, одного подполосного индикатора матрицы предварительного кодирования, причем, по меньшей мере, один подполосный индикатор матрицы предварительного кодирования выбирается для каждого луча для передачи одного или более сигналов,
– назначение одного или более ресурсов для предварительно кодированной первой части одного или более сигналов,
– выполнение формирования цифровой диаграммы направленности одного или более цифровых сигнальных лучей, соответствующих предварительно кодированной первой части одного или более сигналов, на основе назначенных ресурсов, и
– выполнение формирования аналоговой диаграммы направленности оцифрованной предварительно кодированной первой части одного или более сигналов, с тем чтобы формировать один или более аналоговых сигнальных лучей для передачи посредством, по меньшей мере, одной антенны.
37. Энергонезависимый машиночитаемый носитель по п. 36, в котором выполнение формирования цифровой диаграммы направленности включает в себя выполнение широкополосного предварительного кодирования первой части одного или более сигналов.
38. Энергонезависимый машиночитаемый носитель по п. 36, в котором выполнение формирования цифровой диаграммы направленности включает в себя формирование одного или более цифровых лучей и комбинирование одного или более цифровых лучей для того, чтобы формировать один или более комбинированных цифровых лучей.
39. Энергонезависимый машиночитаемый носитель по п. 36, в котором, по меньшей мере, одна антенна включает в себя одну или более антенных подрешеток, при этом каждая антенная подрешетка формирует один или более лучей для передачи одного или более сигналов с использованием матрицы формирования диаграммы направленности между одной или более антенных подрешеток.
40. Энергонезависимый машиночитаемый носитель по п. 29, в котором базовая станция включает в себя, по меньшей мере, одно из следующего: базовая станция в форме усовершенствованного узла B, базовая станция в форме g-узла B и любая комбинация вышеозначенного.
41. Энергонезависимый машиночитаемый носитель по п. 40, в котором, по меньшей мере, одна из первой базовой станции и второй базовой станции включает в себя, по меньшей мере, одно из следующего: радиопередающее устройство и радиоприемное устройство.
42. Энергонезависимый машиночитаемый носитель по п. 40, в котором базовая станция представляет собой базовую станцию, работающую, по меньшей мере, в одной из следующих систем связи: система связи по стандарту долгосрочного развития и система связи по новому стандарту радиосвязи.
