Керування швидкістю передачі в багатоканальних системах зв’язку

1. Апарат для керування швидкістю передачі даних щонайменше першого користувацького обладнання (UE) у багатокористувацькій системі зв'язку, при цьому апарат містить: пристрій оцінки каналу, виконаний з можливістю визначення оцінок каналу для множини різних сигналів у зворотному каналі, щоб одержувати множину оцінок каналу, що виходять від двох антен першого UE; пристрій демодуляції, виконаний з можливістю визначення першого відношення сигнал/шум (SNR) для першої із двох антен і визначення другого SNR для другої із двох антен для першого UE з використанням множини різних оцінок каналу, і пристрій визначення швидкості передачі даних, виконаний з можливістю визначення першої швидкості передачі даних у зворотному каналі для першої антени першого UE з використанням першого SNR; причому об'єднаний метод багатокористувацького виявлення на основі мінімальної середньоквадратичної помилки - послідовного заглушення перешкод (MMSE-SIC), використовується для визначення першого SNR і другого SNR. 2. Апарат за п. 1, що додатково містить пристрій планування для планування зв'язку по зворотному каналу з першим UE з використанням першої швидкості передачі даних у зворотному каналі. 3. Апарат за п. 1, причому перше UE і апарат підтримують зв'язок в щонайменше одному із протоколів OFDM (мультиплексування з ортогональним частотним розділенням каналів), CDMA (множин 2 (19) 1 3 хідне визначення ΔР/Р0 зворотного каналу виконується щонайменше одним другим UE на основі відповідного визначення ΔР/Р0, наданого йому при передачі даних по прямому каналу. 15. Апарат за п. 1, причому апарат є інтегральною схемою. 16. Апарат для керування швидкістю передачі даних щонайменше першого користувацького обладнання (UE) у багатокористувацькій системі зв'язку, при цьому апарат містить: схему обробки, зв'язану з пам'яттю, причому схема обробки виконана з можливістю: визначення оцінки каналу для множини різних сигналів у зворотному каналі, щоб одержувати множину оцінок каналу, що виходять від двох антен першого UE; визначення першого відношення сигнал/шум (SNR) для першої з двох антен і визначення другого SNR для другої з двох антен для першого UE з використанням множини різних оцінок каналу, і визначення першої швидкості передачі даних у зворотному каналі для першої антени першого UE з використанням першого SNR; причому об'єднаний метод багатокористувацького виявлення на основі мінімальної середньоквадратичної помилки - послідовного заглушення перешкод (MMSE-SIC), використовується для визначення першого SNR і другого SNR. 17. Апарат за п. 16, у якому схема обробки додатково містить пристрій вимірювання потужності, виконаний з можливістю обчислення сумарної потужності кожного сигналу у зворотному каналі. 18. Апарат для керування швидкістю передачі даних щонайменше першого користувацького обладнання (UE) у багатокористувацькій системі зв'язку, при цьому апарат містить: засіб оцінки каналу для визначення оцінки каналу для множини різних сигналів у зворотному каналі, щоб одержувати множину оцінок каналу, що виходять від двох антен першого UE; засіб демодуляції для визначення першого відношення сигнал/шум (SNR) для першої із двох антен і визначення другого SNR для другої із двох антен для першого UE з використанням множини різних оцінок каналу; і засіб визначення для визначення першої швидкості передачі даних у зворотному каналі для першої антени першого UE з використанням першого SNR; причому об'єднаний метод багатокористувацького виявлення на основі мінімальної середньоквадратичної помилки - послідовного заглушення перешкод (MMSE-SIC), використовується для визначення першого SNR і другого SNR. 19. Апарат за п. 18, причому перше UE і апарат підтримують зв'язок по зворотному каналу з використанням протоколу OFDM. 20. Апарат за п. 19, причому апарат обчислює потужність кожного потоку у зворотному каналі для визначення порядку заглушення при обчисленні MMSE-SIC. 21. Спосіб керування швидкістю передачі даних щонайменше першого користувацького обладнання (UE) у багатокористувацькій системі зв'язку, при цьому спосіб містить етапи, на яких: 95282 4 визначають оцінки каналу для множини різних сигналів у зворотному каналі, щоб одержувати множину оцінок каналу, що виходять від двох антен першого UE; визначають перше відношення сигнал/шум (SNR) для першої із двох антен і визначення другого SNR для другої із двох антен для першого UE з використанням множини різних оцінок каналу; і визначають першу швидкість передачі даних у зворотному каналі для першої антени першого UE з використанням першого SNR; причому об'єднаний метод багатокористувацького виявлення на основі мінімальної середньоквадратичної помилки - послідовного заглушення перешкод (MMSE-SIC), використовується для визначення першого SNR і другого SNR. 22. Спосіб за п. 19, що додатково містить наступний етап, на якому: планують зв'язок по зворотному каналу з першим UE з використанням першої швидкості передачі даних у зворотному каналі. 23. Спосіб за п. 21, у якому перший UE підтримує зв'язок по зворотному каналу з використанням протоколу OFDM. 24. Спосіб за п. 21, що додатково містить етап, на якому обчислюють потужність кожного сигналу у зворотному каналі для визначення порядку заглушення при обчисленні MMSE-SIC. 25. Комп'ютерночитаний запам'ятовуючий пристрій, що містить множину комп'ютерних команд, при цьому комп'ютерночитаний запам'ятовуючий пристрій містить: перший код для визначення оцінки каналу для множини різних сигналів у зворотному каналі, щоб одержувати множину оцінок каналу, що виходять від двох антен першого UE; другий код для визначення першого відношення сигнал/шум (SNR) для першої із двох антен і визначення другого SNR для другої із двох антен для першого UE з використанням множини різних оцінок каналу; і третій код для визначення першої швидкості передачі даних у зворотному каналі для першої антени першого UE з використанням першого SNR; причому об'єднаний метод багатокористувацького виявлення на основі мінімальної середньоквадратичної помилки - послідовного заглушення перешкод (MMSE-SIC), використовується для визначення першого SNR і другого SNR. 26. Комп'ютерночитаний запам'ятовуючий пристрій за п. 25, у якому перший код виконаний з можливістю оцінки каналів для сигналів OFDM. 27. Апарат для планування швидкостей передачі даних для множини екземплярів користувацького обладнання (UE), що містить: засіб для визначення оцінки каналу для множини різних сигналів у зворотному каналі, щоб одержувати множину оцінок каналу, що виходять від двох антен першого UE; засіб для визначення першого відношення сигнал/шум (SNR) для першої із двох антен і визначення другого SNR для другої із двох антен першого UE з використанням множини різних оцінок каналу; 5 95282 6 причому об'єднаний метод багатокористувацького виявлення на основі мінімальної середньоквадратичної помилки - послідовного заглушення перешкод (MMSE-SIC), використовується для визначення першого SNR і другого SNR; засіб для керування потужністю відповідних опорних сигналів з UE; і засіб для визначення швидкості передачі даних у зворотному каналі для відповідних UE на основі контрольного сигналу. 28. Апарат за п. 27, у якому інформація контрольного сигналу містить інформацію про якість каналу. 29. Апарат за п. 27, що додатково містить засіб планування для планування передач даних з UE у зворотному каналі. Дана заявка вимагає пріоритет за попередньою заявкою №60/784586, «RATE CONTROL FOR MULTI-CHANNEL COMMUNICATION SYSTEMS», поданою в США 20 березня, 2006p., зміст якої повністю включений в цю заявку шляхом відсилання. Даний винахід належить до безпровідного зв'язку. Зокрема, цей винахід належить до способів і систем для визначення швидкостей передачі даних в зворотному каналі і планування багатокористувацької безпровідної мережі. Система зв'язку, основана на мультиплексуванні з ортогональним частотним розділенням сигналів (система OFDM) ефективно ділить повну ширину смути пропускання системи на декілька (NF) піднесучих, як; можуть також іменуватися частотними підканалами, тонами або елементами розрізнення по частоті. Для системи OFDM, дані, що підлягають передачі (тобто біти даних), можуть спочатку кодуватися по конкретній схемі кодування для генерації кодованих бітів, і кодовані біти можуть додатково групуватися в багатобітові символи, які потім ставляться у відповідність модуляційним символам. Кожний модуляційний символ відповідає точці в сигнальній групі, заданій конкретною схемою модуляції (наприклад, М-PSK (багаторазова фазова маніпуляція) або M-QAM (багаторазова квадратурна амплітудаа модуляція)), яка застосовується для передачі даних. У кожному інтервалі часу, який може залежати від ширини смуги пропускання кожної піднесучої, модуляційний символ може передаватися на кожній з NF піднесучих. OFDM молена застосовувати для боротьби з міжсимвольною інтерференцією (ISI), зумовленою частотно-селективним завмиранням, яка характеризується різними ступенями ослаблення по ширині смуги пропускання системи. Система зв'язку з багатьма входами і виходами (МІМО) може використовувати множину (NT) передавальних антен і множину (NR) приймальних антен для передачі даних. Канал МІМО, сформований А^ передавальними антенами і NR приймальними антенами, можна розбити на N$ незалежних каналів, де Nsmin(NT,NR). Кожний з NS незалежних каналів може іменуватися «просторовим підканалом» каналу МІМО і відповідає вимірюванню. Система МІМО може, в принципі, забезпечувати підвищення робочих характеристик (наприклад, підвищену пропускну здатність), якщо використовувати додаткові вимірювання, створювані множиною передавальних і приймальних антен. Для системи МІМО, яка використовує OFDM (тобто системи MIMO-OFDM), в кожному з NS про сторових підканалів для передачі даних доступно NF піднесучих. Кожну піднесучу кожного просторового підканалу можна іменувати каналом передачі. Отже, для передачі даних між NT передавальними антенами і Nr приймальними антенами доступно NFNS каналів передачі. Для системи MIMO-OFDM, NF частотних підканалів кожного просторового підканалу можуть піддаватися дії різних умов каналу (наприклад, різному завмиранню і багатопроменевим ефектам) і можуть забезпечувати різні відношення сигналу до шуму і перешкод (SNR). Кожний переданий модульований символ може змінюватися залежно від характеристик каналу передачі, в якому зроблена передача символу. Залежно від профілю траси при багатопроменевому поширенні каналу зв'язку між передавачем і приймачем, частотна характеристика може широко змінюватися по всій ширині смуги пропускання системи для кожного просторового підканалу і може додатково широко змінюватися між просторовими підканалами. Для багатопроменевого каналу з частотною характеристикою, яка не має плоского виду, швидкість передачі інформації (тобто число бітів даних на модуляційний символ), з якою можлива надійна передача по кожному каналу передачі, може відрізнятися від каналу передачі до каналу передачі. Якщо модуляційні символи для конкретного пакета даних передаються по декількох каналах передачі, і якщо характеристика цих каналів передачі сильно змінюється, то згадані модуляційні символи можуть прийматися зі значеннями SNR, які змінюються в широких межах. У такому випадку, значення SNR буде відповідно змінюватися по всьому прийнятому пакету даних, що може ускладнити визначення належної швидкості для пакета даних. Оскільки різні передавачі і приймачі можуть піддаватися дії різних (і, можливо, широко змінних) умов каналу, можливо, не недоцільно передавати дані з однаковою потужністю передачі і/або швидкістю передачі даних у всі приймачі. Фіксація згаданих параметрів передачі, ймовірно, мала б наслідком зайву витрату потужності, що передається, застосування субоптимальних швидкостей передачі даних і/або ненадійний зв'язок для різних приймачів, причому все вищезазначене приводить до небажаного зниження пропускної здатності системи. Вищенаведений опис розкриває різні проблеми визначення швидкості для планування зворотних каналів будь-яких користувачів. На жаль, у випадку систем зв'язку МІМО, додаткові складності 7 виникають при одночасній передачі множини потоків з множини антен множини користувачів. Крім того, умови каналу можуть змінюватися з часом з самим різних причин. В результаті, підтримувані швидкості передачі даних в каналах передачі також можуть змінюватися з часом. Отже, різні можливості передачі каналів передачі для різних приймачів, плюс багатопроменевий і змінний у часі характер згаданих каналів передачі і більш високі степені вільності при призначенні різної потужності і швидкостей передачі з різних передавальних антен ускладняють задачу ефективної передачі даних в системі МІМО. Нижче наведений докладний опис різних аспектів і варіантів здійснення винаходу. У одному з варіантів здійснення апарат для керування швидкістю передачі даних щонайменше першого UE (користувацького обладнання) в багатокористувацькій системі зв'язку містить пристрій оцінки каналу, виконаний з можливістю визначення оцінок каналу для множини різних сигналів в зворотному каналі, щоб одержувати множину оцінок каналу, пристрій демодуляції, виконаний з можливістю визначення першого відношення сигнал/шум (SNR) для першого UE з використанням множини різних оцінок каналу, і пристрій визначення швидкості передачі даних, виконаний з можливістю визначення першої швидкості передачі даних в зворотному каналі для першого UE з використанням першого SNR. У іншому варіанті здійснення, апарат для керування швидкістю передачі даних щонайменше першого UE в багатокористувацькій системі зв'язку містить схему обробки, зв'язану з пам'яттю. Схема обробки виконана з можливістю визначення оцінки каналу для множини різних сигналів в зворотному каналі, щоб одержувати множину оцінок каналу, визначати перше відношення сигнал/шум (SNR) для першого UE з використанням множини різних оцінок каналу і визначати першу швидкість передачі даних в зворотному каналі з використанням першого SNR. У ще одному варіанті здійснення, апарат для керування швидкістю передачі даних щонайменше першого UE в багатокористувацькій системі зв'язку містить засіб оцінки каналу для визначення оцінки каналу для множини різних сигналів в зворотному каналі, щоб одержувати множину оцінок каналу, засіб демодуляції для визначення першого відношення сигнал/шум (SNR) для першого UE з використанням множини різних оцінок каналу і визначальний засіб для визначення першої швидкості передачі даних в зворотному каналі з використанням першого SNR. У ще одному варіанті здійснення спосіб керування швидкістю передачі даних щонайменше першого UE в багатокористувацькій системі зв'язку включає етапи, які полягають в тому, що визначають оцінку каналу для множини різних сигналів в зворотному каналі, щоб одержувати множину оцінок каналу, визначають перше відношення сигнал/шум (SNR) для першого UE з використанням множини різних оцінок каналу і визначають першу швидкість передачі даних в зворотному каналі з використанням першого SNR. 95282 8 У ще одному варіанті здійснення апарат для планування швидкостей передачі даних для множини UE містить засіб для керування потужністю відповідних опорних сигналів з UE і засіб для визначення швидкості передачі даних в зворотному каналі для відповідних UE з використанням контрольного сигналу. У ще одному варіанті здійснення комп'ютерночитаний запам'ятовуючий пристрій містить множину комп'ютерних команд. Комп'ютерночитаний запам'ятовуючий пристрій містить перший код для визначення оцінки каналу для множини різних сигналів в зворотному каналі, щоб одержувати множину оцінок каналу, другий код для визначення першого відношення сигнал/шум (SNR) для першого UE з використанням множини різних оцінок каналу і третій код для визначення першої швидкості передачі даних в зворотному каналі з використанням першого SNR. Ознаки і суть даного винаходу стануть більш зрозумілі з нижченаведеного докладного опису, при його вивченні спільно з кресленнями, на яких однакові посилальні позиції використовуються для відповідних елементів, і де: Фіг.1 - зображення зразкової системи безпровідного зв'язку з множинним доступом; Фіг.2 - зображення зразкової системи передачі; Фіг.3 - детальне зображення вузла В, показаного на Фіг.2; і Фіг.4 - блок-схема послідовності операцій для прикладу роботи запропонованих способів і систем. Як описано вище, різні передавачі і приймачі можуть діяти в різних (і, можливо, широко змінних) умовах каналу, і, отже, можливо, було не недоцільно передавати дані з однаковою потужністю передачі і/або швидкістю передачі даних у всі приймачі. Оскільки фіксація згаданих параметрів передачі, ймовірно, мала б наслідком небажане зниження пропускної здатності системи, то було б корисно визначати оптимальні рівні потужності передачі і швидкості передачі даних для кожного передавача, по можливості. Хоч нижченаведений опис належить, для прикладу, до систем зв'язку MIMO-OFDM, фахівцям у відповідних галузях техніки має бути зрозуміло, що нижченаведений опис може також належати до систем SIMO (з одним входом і множинним виходом)-ОРОМ, FDM (з мультиплексуванням з частотним розділенням сигналів) з однією несучою (SCFDM), CDMA (з множинним доступом з кодовим розділенням сигналів), SDMA (з множинним доступом з просторовим розділенням сигналів) і інших стандартів зв'язку, як буде описано нижче. На Фіг.1 представлена зразкова система 100 безпровідного зв'язку з множинним доступом відповідно до одного аспекту. Як показано на Фіг.1, система 100 безпровідного зв'язку з множинним доступом містить множину стільників 102, 104 і 106. Відповідно до одного аспекту, показаного на Фіг.1, кожний стільник 102, 104 і 106 може містити вузол В 150, який містить декілька секторів. Декілька секторів можуть бути сформовані групами антен, причому, кожна група антен відповідає за 9 зв'язок з UE на ділянці стільника. У стільнику 102, групи 112, 114 і 116 антен відповідають, кожна, різному сектору. У стільнику 104, групи 118, 120 і 122 антен відповідають, кожна, різному сектору. У стільнику 106, групи 124, 126 і 128 антен відповідають, кожна, різному сектору. Потрібно зазначити, що кожний зразковий стільник 102, 104 і 106 може містити декілька UE, які мають зв'язок з щонайменше одним сектором кожного вузла В. Наприклад, UE 130 і UE 132 мають зв'язок з вузлом В 142, UE 134 і UE 136 мають зв'язок з вузлом В 144, і UE 138 і UE 140 мають зв'язок з вузлом В 146. У даному описі, передачі з вузла В в UE називаються передачами в «прямому каналі», тоді як передачі з UE у вузол В називаються передачами в «зворотному каналі». Під час роботи, декілька UE можуть мати зв'язок в режимі МІМО, в якому декілька антен в групі антен підтримують зв'язок з декількома антенами в UE. У цьому режимі, між вузлом В і UE можуть передаватися декілька інформаційних потоків. Інші UE можуть підтримувати зв'язок так, що між кожною групою антен і декількома UE передаються декілька потоків. У таких випадках, потоки можна змінювати за допомогою декількох методів адресації користувачам в різних просторових положеннях, без перешкод для інших UE. Один з підходів такого типу називається множинним доступом з просторовим розділенням каналів (SDMA). Далі, різні схеми МІМО, які дозволяють декільком користувачам виконувати передачу з використанням даної смуги пропускання і часового ресурсу, можна вважати схемою SDMA. Більш складний вид SDMA може використовувати різновид попереднього кодування передачі, щоб користувачі, яким одночасно призначені одні і ті ж смуги пропускання і часовий ресурс, піддавалися слабким взаємним перешкодам між потоками в своїх індивідуальних приймачах. Третій вид SDMA полягає у використанні близько розташованих передавальних антенних решіток, які можуть формувати декілька пучків, які географічно ділять сектор на декілька підсекторів. Можна зазначити, що UE в підсекторах, які просторово розділені на велику відстань, можна планувати одночасно, без створення сильних взаємних перешкод. Можливе також використання інших видів SDMA. Під час роботи, кожному UE може бути призначена швидкість передачі в зворотному каналі і швидкість прийому в прямому каналі, або в UE, або в пов'язаному вузлі В. Загалом, користувачам в SDMA або багатокористувацькому (MU) режимі МІМО призначаються інші швидкості передачі, можливо, з використанням різних алгоритмів, ніж користувачам в однокористувацькому режимі SIMO. Інший багатоантенний режим зворотного каналу являє собою однокористувацький режим МІМО (режим SU-MIMO), в якому множина потоків передається від множини антен з одного UE. Крім того, UE, які використовують режим SU-MIMO, можна віднести до особливого випадку UE, які використовують режим MU-MIMO. Для користувачів з досить хорошою геометрією, режим SU-MIMO 95282 10 може забезпечувати високу максимальну швидкість передачі даних. Крім того, пропускна здатність в режимі SU-MIMO також лінійно залежить від мінімального числа передавальних і приймальних антен, що забезпечує повне використання ресурсів системи. Однією з проектних задач, пов'язаних зі схемами UL-MIMO, є визначення швидкості передачі. У системі SIMO, вузол В точно знає, яку швидкість передачі потрібно призначити кожному UE на основі його опорного рівня потужності (тобто потужності контрольного сигналу, сформованого в UE, який вимірюється вузлом В, якщо контрольний сигнал застосовується як контрольний сигнал), операційного резерву підсилювача потужності (РА) і завантаження інших стільників, іншими словами, швидкість передачі даних, доступна для UE, характеризується взаємооднозначною відповідністю з відношенням спектральної щільності потужності (PSD) потоку передачі UE до опорного сигналу UE. Таке відношення PSD іменується в даному описі відношенням потоку, що передається, до опорного сигналу («TS/RS»). Потрібно зазначити, що приклад TS/RS містить відношення Т2Р, яке можна використовувати для позначення відношення трафіку до потужності контрольного сигналу для зворотного каналу в системах SC-FDM, CDMA або SDMA. На жаль, під час роботи в режимі MU-MIMO або режимі SU-MIMO, вузол В не може визначати оптимальні швидкості передачі, які можуть підтримуватися кожним UE, на основі простої відповідності TS/RS швидкості передачі. Фактично, пряма відповідність може давати завищені оцінки призначуваних швидкостей передачі даних. Це, в свою чергу, може приводити до субоптимального планування. Тому, бажано удосконалити підходи до передачі в зворотному каналі. На Фіг.2 представлена спрощена система OFDM 200 безпровідного зв'язку. Як показано на Фіг.2, система зв'язку містить перше UE 210, що містить першу антену 212, друге UE 220, що містить другу антену 222, третє UE 230, що містить третю антену 232, і вузол В 250, що містить базову антенну решітку 252. Хоч різні антени 212, 222 і 232 UE зображені у вигляді одиночних пристроїв, потрібно розуміти, що кожне UE 210, 220 і 230 може включати в себе будь-яке число антен, за бажанням. Оскільки система 200 зв'язку основана на OFDM, тоінформаційні дані можна передавати на декількох окремих піднесучих (наприклад, 128 частотах), а контрольний сигнал можна передавати на кожній N-ній (наприклад, 6-тій) піднесучій. Однак, конкретні число і конфігурація інформаційних і контрольних несучих не особливо важливі для способів і систем, що пропонуються, і, отже, можуть сильно розрізнюватися в різних варіантах здійснення. Під час роботи, кожне UE 210, 220 і 230 може транслювати інформаційний і контрольний сигнали у вузол В 250. У свою чергу, вузол В може забезпечувати керуючу інформацію для кожного UE 210, 220 і 230, щоб керувати рівнем потужності 11 інформаційних і контрольних сигналів кожного UE 210, 220 і 230, а також забезпечувати інформацію планування, щоб надавати даному UE 210, 220 і 230 можливість передачі в деякі періоди часу. Контрольний сигнал може передаватися в період передачі кожного символу. Потрібно розуміти, що, як альтернатива, контрольні сигнали можна мультиплексувати з часовим розділенням (TDM), методами SC-FDM, OFDM, CDMA і т. д. Контрольний сигнал можна використовувати як опорний сигнал для керування потужністю в зворотному каналі. У деяких варіантах здійснення опорний сигнал можна забезпечувати по деяких інших каналах, наприклад, по каналу CQI (показника якості каналу). У такому випадку, опорний сигнал може містити інформацію про канал для прямого каналу, наприклад, звіт CQI. що формується в UE. Вузол В 250 може приймати і перетворювати потоки даних, що передаються безпровідним способом, і контрольні/опорні сигнали з UE 210, 220 і 230 в аналогові сигнали, які можна контролювати по рівнях потужності або будь-якому іншому показнику якості каналу. У свою чергу, аналогові сигнали можна використовувати для генерації команд керування потужністю і команд планування для UE 210, 220 і 230. Потрібно зазначити, що в різних варіантах здійснення можна передавати і/або регулювати по потужності контрольний/опорний сигнал тільки від однієї антени кожного UE. Для UE з єдиною антеною, яка має зв'язок з вузлом В 250 (який містить множину антен), опорний/контрольний сигнал (або контрольний, керуючий сигнал, наприклад, канал CQI) може регулюватися по потужності із зворотним зв'язком до необхідного рівня для забезпечення опорного сигналу для керування потужністю каналу трафіку. Загалом, передачами трафіку в зворотному каналі можна керувати по потужності відповідно максимально допустимої спектральної щільності потужності (PSD), при одночасному витримуванні допустимого рівня взаємних перешкод від суміжних стільників. PSD каналу трафіку можна позначити «Р», а рівень потужності опорного/контрольного сигналу можна позначити «Р0». Отже, TS/RS в даній системі можна виразити у вигляді «Р/Р0». Отже, після визначення PSD, швидкість передачі даних можна вибирати залежно від SNR каналу трафіку. Відповідно, в цьому випадку існує взаємооднозначна відповідність між PSD інформаційного каналу і швидкістю передачі даних. З іншого боку, для режиму МІМО зворотного каналу, PSD інформаційного каналу і планована швидкість передачі можуть бути розв'язані. Вибір швидкості передачі в системі, яка призначає UE для роботи в режимі SU-MIMO або SDMA, може бути тісно пов'язаний з опорним сигналом і керуванням потужності, але, все ж, може мати деяке суттєве розходження з такими в режимі SIMO. У деяких аспектах, фактори, які використовуються для керування швидкістю передачі, включають, але без обмеження: (1) потужність опорного/контрольного сигналу, що передається з UE, яким звичайно керують по потужності; (2) керування потужністю для UE; (3) рівень, тобто число просторових потоків, що передаються; (4) тип прий 95282 12 мача, що використовується у вузлі В: і (5) інші канали від будь-якої пари приймальнопередавальних антен. Потрібно зазначити, що для режиму МІМО можливе існування декількох варіантів вибору опорного/контрольного сигналу, в тому числі: (А) від однієї антени, (В) від всіх антен одночасно або (С) від поперемінних антен. Хоч, в довгостроковому плані, статистичні характеристики каналу повинні бути однаковими для різних антен, реалізації різних доступних каналів можуть сильно розрізнюватися через завмирання. Крім того, наприклад, коли доступні як зовнішня, так і внутрішня антени (наприклад, для типового мобільного пристрою), коефіцієнти посилення антен можуть суттєво розрізнюватися для різних антен. Одне рішення може полягати в забезпеченні опорного сигналу, керованого по потужності, наприклад, сигналу інформації про якість каналу, з використанням тільки опромінюючої антени UE. У такому випадку можна одержувати відмінності каналів по схемі спеціального каналу запиту або по більш загальній схемі широкосмугового контрольного сигналу. При цьому, даний вузол В може одержувати еквівалентні рівні опорного сигналу від всіх передавальних антен UE, при відносного невеликих втратах. Після того, як визначені рівні потужності опорного/контрольного сигналів, зміну PSD для інформаційного каналу можна визначити на основі навантаження на сусідні сектори, операційного резерву підсилювача потужності, різниці у відстані між обслуговуючим стільником і іншими стільниками і т. п. Потрібно зазначити, що можливі відмінності у визначенні PSD для режимів SU-MIMO і MU-MIMO. Якщо з одного і того ж UE передається множина потоків, то сумарна потужність всіх потоків повинна задовольняти деяким вимогам, які відображають сумарний операційний резерв РА (підсилювача потужності) для згаданого UE. З іншого боку, якщо всі потоки передаються з різних UE, то PSD для UE повинна задовольняти операційному резерву РА цього UE. Для планування піддіапазону, коли користувачі плануються на піднабори із загального числа піднесучих, спочатку користувачі можуть бути розподілені по групах в різні піддіапазони на основі широкосмугового контрольного сигналу (наприклад, контрольного або якихось інших каналів сигналізації, наприклад, каналу REQCH запиту або CQICH (показника якості каналу)). У кожному піддіапазоні, пристрій/планувальник може вибирати користувачів/рівні для максимального збільшення просторового рознесення, з одночасним витримуванням виконання інших вимог QOS (до якості обслуговування). Просторове рознесення може бути основане на оцінках каналів, одержаних або з широкосмугового контрольного сигналу, або по схемі спеціального каналу запиту. Далі, прийнятий сигнал Y(k) для кожної антени UE можна описати нижченаведеним рівнянням (1): HS Y(k )   H(k )Xi (k ) Pi  N(k ) i1 (1), 13 де k означає індекс частотного тону у вибраному піддіапазоні, Pі означає передану потужність з і-го потоку, і Ні означає векторну частотну характеристику каналу для Nr антен вузла В. В деяких аспектах Hі(k) можна одержати з широкосмугового контрольного сигналу, або з каналу запиту. Передану потужність Pі можна визначати по рівню і Р опорного сигналу в запланованому піддіапазоні. Далі застосовуються наступна система позначень: (і) Nu = число користувачів, що плануються; (іі) Ns = число потоків, що плануються, від даних Nu користувачів; (ііі) Nr = число приймальних антен у вузлі В; і (iv) Nt = число передавальних антен в UE. На Фіг.3 представлена докладна схема вузла В 250, показаного на Фіг.2. Як показано на Фіг.3, вузол В 250 містить аналоговий вхідний каскад 310, пристрій 312 вимірювання потужності, пристрій 314 оцінки каналу, пристрій 316 демодуляції («demod»), пристрій 318 визначення швидкості передачі, пристрій 320 керування потужністю і пристрій 322 планування. Хоч деталі архітектури вузла В 250 не показані, потрібно розуміти, що можна застосувати будьяку відому або розроблену в майбутньому архітектуру, яка широко відома фахівцям в даній галузі техніки. Наприклад, в різних варіантах здійснення різні компоненти 310-322 можуть бути у вигляді окремих електронних компонентів, зв'язаних однією або рядом окремих шин. Крім того, в інших варіантах здійснення щонайменше один з різних компонентів 310-322 може бути у вигляді процесора або навіть окремого сервера, приєднаного по щонайменше одній мережі. Крім того, потрібно розуміти, що кожний з компонентів 310-322 можна ефективно реалізувати з використанням декількох узгоджено працюючих обчислювальних пристроїв. Потрібно також розуміти, що деякі з вищеперелічених компонентів 310-322 можуть бути у вигляді структур програмною забезпечення/вбудованих програм і процедур, що постійно знаходяться в пам'яті і підлягають виконанню або виконуються контролером, або навіть структур або процедур програмного забезпечення/вбудованих програм, що постійно знаходяться в окремих запам'ятовуючих пристроях в окремих серверах/комп'ютерах, працюючих з керуванням від різних контролерів. Під час роботи, коли потоки трафіку даних і контрольних сигналів приймаються антенною решіткою 252, аналоговий вхідний каскад 310 може одержувати прийняті потоки, попередньо обробляти потоки і подавати попередньо оброблені потоки в пристрій 312 вимірювання потужності. У свою чергу, пристрій 312 вимірювання потужності може виконувати різні вимірювання потужності і визначення для кожного каналу на основі трафіку даних і контрольних сигналів, забезпечуваних з UE. У різних варіантах здійснення, основаних на OFDM, пристрій 312 вимірювання потужності може вимірювати кожну піднесучу OFDM, визначати загальну прийняту потужність кожного індивідуального сигналу в зворотному каналі, ви 95282 14 мірювати контрольні/опорні піднесучі, визначати PSD індивідуальних сигналів в зворотному каналі і визначати Р/Р0 для кожного каналу. У різних варіантах здійснення вузол В може забезпечувати визначення PSD і Р/Р0 для відповідних UE з використанням передач по прямому каналу, після чого різні UE можуть, кожне, визначати і передавати інформацію з урахуванням необхідного PSD, яке UE збирається (тобто визначило, що таке UE було б вигідно) використовувати. Далі, пристрій 314 оцінки може оцінювати канал передачі для кожної піднесучої OFDM кожного потоку в зворотному каналі. Після того як визначені різні оцінки Н(к) каналу, пристрій 316 демодуляції може визначити SNR кожної піднесучої OFDM. У ситуаціях, коли пристрій 316 демодуляції використовує алгоритм з мінімальною середньоквадратичною помилкою (MMSE), ваги MMSE для j-ro потоку OFDM можуть бути одержані з рівняння (2): 1 NS    w j (k )  Pj HH(k ) Hi (k )HH(k )Pi  Rnn  i i i1    (2) Далі, в припущенні, що з пристрою 314 оцінки каналу доступні оцінки Н(к) каналу, пристрій 316 демодуляції може обчислити SNR. для кожної частоти/піднесучої по нижченаведеному рівнянню (3): 1   NS    H  Hi (k )Hi (k )Pi  R nn  Hj(k) (3). i1  i j    Тоді, за допомогою SNR, забезпечуваних пристроєм 316 демодуляції, відповідні швидкості передачі даних можуть бути визначені пристроєм 318 визначення швидкості передачі (звичайно по таблиці пошуку), з одночасним урахуванням інших міркувань, наприклад, операційного резерву РА в UE, існуючої або необхідної PSD для UE, інших джерел перешкод і т. д. Як пояснюється вище, відома проблема звичайних підходів до оцінки швидкості передачі даних полягає в безпосередньому встановленні відповідності швидкості передачі даних і відношення TS/RS. Останнє справедливе для передачі в режимі SIMO, але швидкості не залишаються більше достовірними при роботі в режимі МІМО в зворотному каналі. Цей підхід пом'якшує дану проблему, оскільки швидкості передачі даних, одержувані пристроєм 318 визначення швидкості передачі, набагато більше пов'язані з SNR навіть у випадках, коли режим МІМО в зворотному каналі ускладнений одночасною передачею декількох потоків в зворотному каналі від різних антен. Точні швидкості передачі визначаються на основі знання архітектури обробки даних приймача (наприклад, приймача з MMSE або MMSE-SIC). Як видно з Фіг.3, у варіантах здійснення, в яких пристрій 316 демодуляції використовує алгоритм з мінімальною середньоквадратичною помилкою послідовним заглушенням перешкод (MMSE-SIC), потрібно визначати порядок заглушення. Одне рішення полягає в сортуванні піднесучих зворотного каналу відповідно до сумарної прийнятої потужності (дивись нижченаведене рівняння (4)) коH SNRi(k)=PjHj (k) 15 95282 жною антеною UE, яка, як викладено вище, може бути обчислена пристроєм 312 вимірювання потужності. Pit   Hi (k ) Pi 2 (4). k Для роботи по методу MMSE-SIC, можливо, було б бажано сортувати UE в порядку зменшення потужності, щоб самі потужні сигнали заглушувалися першими. Однак, потрібно зазначити, що конкретна схема впорядкування для MMSE-SIC може відрізнятися від варіанта здійснення до варіанта здійснення. При обробці даних приймача на основі MMSESIC, SNR для кожного потоку після заглушення може бути обчислене пристроєм 316 демодуляції з використанням нижченаведеного рівняння (5): 1    NS  H SNRi(k)=PjHj (k)   Hi (k )HH (k )Pi  R nn  Hj(k) (5)   i i j1      в припущенні ідеального заглушення потоківперешкод і білого шуму. Потім, підтримувана швидкість передачі даних для j-гo користувача/потоку може бути обчислена пристроєм 318 визначення швидкості передачі на основі ефективного SNR, яке може бути, по суті, середнім геометричним з SNR на різних тонах. Якщо передбачається ідеальне заглушення, то останній декодований користувач (користувач з найменшою потужністю сигналу/PSD) не буде піддаватися перешкодам від всіх раніше декодованих UE. Його швидкість передачі даних, фактично, не буде додержуватися тієї ж взаємооднозначної відповідності, як у випадку SIMO. Тобто, швидкість передачі даних для останнього декодованого UE можна визначити у вигляді функції від потужності UE, що передається, якою звичайно може керувати вузол В. З іншого боку, раніше декодовані користувачі будуть характеризуватися зниженням швидкості передачі даних внаслідок перешкод від інших потоків. Потрібно зазначити, що не завжди можливо передбачати ідеальне заглушення, так що потрібно забезпечити інші підходи, які враховують більший операційний резерв РА. Як видно з Фіг.3, після визначення різних SNR і швидкостей передачі даних для різних UE, пристрій 316 керування потужністю може призначати відповідну швидкість передачі для UE, і вузол В 250 може забезпечувати таку інформацію у відповідні UE передачею по прямому каналу. Крім того, пристрій 322 планування, з використанням інформації, забезпечуваної пристроєм 318 визначення швидкості передачі, а також інформації, яка стосується Р/Р0, одержаної пристроєм 312 оцінки каналу, може планувати передачу різними UE на відповідних частотах і у відповідні часові інтервали, що, ймовірно, може оптимізувати всю передачу в зворотних каналах з UE. Що стосується вищенаведеного опису, який стосується пристрою 316 демодуляції, потрібно розуміти, що не потрібно, щоб обчислення SNR цими способами і системами були пов'язані з якою-небудь формою здійснюваної демодуляції 16 даних. Однак, оскільки визначення SNR традиційно виконується в демодуляторах, в даному описі термін «пристрій демодуляції» (і його похідні) повинен застосовуватися до будь-якого пристрою, здатного виконувати визначення SNR, незалежно від того, чи застосовуються його обчислення для інших цілей, чи ні. На Фіг.4 представлена блок-схема послідовності операцій, яка відображає зразковий процес визначення швидкостей передачі даних в зворотних каналах в багатокористувацькій системі зв'язку. Хоч етапи показані на Фіг.4 в конкретному порядку, потрібно розуміти, що різні етапи можуть змінювати порядок проходження від варіанта здійснення до варіанта здійснення, піддаватися змінам або, можливо, частково виключатися, що може бути очевидно фахівцям в даній галузі техніки. Процес починається з етапу 402, на якому вузол В може передавати сигнали керування по прямому каналу, щоб керувати рівнями потужності UE, які підтримують зв'язок з вузлом В. В різних варіантах здійснення згадане керування може розповсюджуватися на трафік даних і контрольні/опорні сигнали, що передаються кожним UE. Потім, на етапі 404, різні UE можуть передавати їх відповідні потоки трафіку даних і контрольні/опорні сигнали у вузол В з використанням рівнів потужності, забезпечених на етапі 402. Як пояснюється вище, контрольний/опорний сигнал може переносити інформацію CQI, іншу інформацію про зв'язок по прямому каналу, статусну інформацію, яка стосується відповідного UE і т. д. Керування переходить на етап 406. На етапі 406, для кожного каналу можуть виконуватися різні вимірювання потужності і визначення на основі трафіку даних і контрольного сигналу з етапу 404, включаючи вимірювання потужності кожної піднесучої OFDM, визначення сумарної прийнятої потужності кожного сигналу в зворотному каналі, вимірювання контрольних/опорних піднесучих, визначення PSD індивідуального сигналу в зворотному каналі і визначення Р/Р0 для кожного каналу. Потім, на етапі 408, визначення PSD і Р/Р0 з етапу 406 можуть передаватися у відповідні UE з використанням зв'язку по прямому каналу. Потім, на етапі 410 щонайменше одне з різних UE може, кожне, визначити і передати інформацію, яка стосується необхідної PSD, яку UE потрібно було б використовувати. Керування переходить на етап 412. На етапі 412 може бути визначена оцінка каналу для кожної піднесучої зворотного каналу в кожному потоці в зворотному каналі. Потім, на етапі 414 можна визначити SNR для кожної піднесучої зворотного каналу з використанням вищенаведеного рівняння (3) (при виявленні MMSE) або рівняння (5) (при MMSE-SIC). Як пояснюється вище, обробка даних приймача МІМО може забезпечуватися з використанням багатьох способів, включаючи виявлення MMSE і виявлення MMSESIC. Коли використовують MMSE-SIC, порядок заглушення можна визначати з використанням потужності сигналу в зворотному каналі на піднесучу або з використанням загальної потужності в каналі, визначеної по рівнянню (4), або визначати 17 інакше з використанням багатьох відомих або розроблених в майбутньому способів. Керування переходить на етап 416. На етапі 416, відповідна швидкість передачі даних для кожного UE може бути визначена на основі значень SNR з етапу 410, а також з використанням інших критеріїв, звичайно застосовуваних в аналогічному процесі, наприклад, операційного резерву РА в UE, PSD вимірюваного каналу, необхідного PSD в UE, взаємних перешкод від суміжних стільників і т. д. Потрібно зазначити, що для систем OFDM, визначення швидкості передачі даних може включати в себе визначення прийнятних швидкостей передачі даних для різних частотних піддіапазонів, визначення швидкостей передачі даних для різних антен одного UE і визначення швидкостей передачі даних для різних UE. Керування передається на етап 418. На етапі 418, вузол В може визначати графік зворотного каналу для різних UE на основі швидкостей передачі даних з етапу 412, QoS (якості обслуговування), забезпечуваної UE, PSD і іншої інформації, яка стосується справи. Відповідно, можна оптимізувати трафік в зворотному каналі з пристроїв UE. Керування переходить зворотно на етап 402, з якого процес можна повторити, за необхідності. Як згадувалося вище, хоч вищенаведений опис належить, для прикладу, до системи зв'язку MIMO-OFDM, фахівців у відповідній галузі техніки потрібно розуміти, що опис може також належати до SIMO-OFDM, FDM з однією несучою (SC-FDM), CDMA, SDMA і різних інших відомих і тих, які будуть розроблені в майбутньому, стандартів зв'язку. Для стандартів зв'язку, в яких PSD і Р/Р0 потоку в зворотному каналі не застосовується, дані величини, можливо, буде необхідно замінити, від 95282 18 повідно, потужністю сигналу і відношенням цільового сигналу до контрольного сигналу (Т2Р). Методи, описані в даній заявці, можуть бути реалізовані різними способами. Наприклад, дані методи можуть бути реалізовані в апаратному забезпеченні, програмному забезпеченні або їх комбінації. При апаратній реалізації, блоки обробки, використовувані для оцінки каналу, можуть бути реалізовані в одній(ому) або більше спеціалізованій інтегральній схемі (ASIC), процесорі цифрових сигналів (DSP), пристрої (DSPD) обробки цифрових сигналів, програмованому логічному пристрої (PLD), програмованій користувачем вентильній матриці (FPGA), процесорі, контролері, мікроконтролері, мікропроцесорі, іншому електронному блоці, призначеному для виконання функцій, описаних в даній заявці, або їх комбінації. Реалізація в програмному забезпеченні може бути у вигляді модулів (наприклад, процедур, функцій і т. д.), які виконують функції, описані в даній заявці. Системна програма може зберігатися в блоці пам'яті і виконуватися процесорами 1390 і 1350. Вищенаведений опис містить приклади щонайменше одного варіанта здійснення. Зрозуміло, неможливо описати кожну мислиму комбінацію компонентів або способів для опису вищезазначених варіантів здійснення, але фахівець в даній галузі техніки може представити, що можливі багато які додаткові комбінації і перестановки різних варіантів здійснення. Відповідно, описані варіанти здійснення призначені для охоплення всіх змін, модифікацій і варіантів, які знаходяться в межах суті і об'єму прикладеної формули винаходу. Крім того, термін «містить», який застосовується або в докладному описі, або у формулі винаходу, потрібно розуміти як «такий, що включає», аналогічно терміну «який містить», коли термін «який містить» тлумачиться при його використанні як перехідне слово в пункті формули винаходу. 19 95282 20 21 Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 95282 Підписне 22 Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601