RU2772115C2 - Use of inter-cellular growth due to multiplexing in wireless cellular systems - Google Patents
Use of inter-cellular growth due to multiplexing in wireless cellular systems Download PDFInfo
- Publication number
- RU2772115C2 RU2772115C2 RU2018123594A RU2018123594A RU2772115C2 RU 2772115 C2 RU2772115 C2 RU 2772115C2 RU 2018123594 A RU2018123594 A RU 2018123594A RU 2018123594 A RU2018123594 A RU 2018123594A RU 2772115 C2 RU2772115 C2 RU 2772115C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lte
- btss
- csi
- channel
- bts
- Prior art date
Links
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 title claims description 33
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 40
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 38
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 110
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 26
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 18
- 230000011664 signaling Effects 0.000 claims description 18
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 claims description 7
- 238000007476 Maximum Likelihood Methods 0.000 claims description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 4
- 238000001774 stimulated Raman spectroscopy Methods 0.000 claims description 4
- 230000001934 delay Effects 0.000 claims description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 claims description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 2
- 208000008487 fibromuscular dysplasia Diseases 0.000 claims 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 9
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 238000011161 development Methods 0.000 description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 6
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- IRLPACMLTUPBCL-KQYNXXCUSA-N 5'-adenylyl sulfate Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](COP(O)(=O)OS(O)(=O)=O)[C@@H](O)[C@H]1O IRLPACMLTUPBCL-KQYNXXCUSA-N 0.000 description 1
- 229940112112 capex Drugs 0.000 description 1
- 230000010267 cellular communication Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- FEBLZLNTKCEFIT-VSXGLTOVSA-N fluocinolone acetonide Chemical compound C1([C@@H](F)C2)=CC(=O)C=C[C@]1(C)[C@]1(F)[C@@H]2[C@@H]2C[C@H]3OC(C)(C)O[C@@]3(C(=O)CO)[C@@]2(C)C[C@@H]1O FEBLZLNTKCEFIT-VSXGLTOVSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000013439 planning Methods 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000013468 resource allocation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Право приоритетаRight of priority
Настоящая заявка испрашивает приоритет находящейся на одновременном рассмотрении предварительной заявки на патент США № 61/729,990, озаглавленной «Системы и способы использования межсотового прироста за счет мультиплексирования в беспроводных сотовых системах посредством технологии распределенного входа — распределенного выхода», поданной 26 ноября 2012 г., которая переуступлена правопреемнику настоящей заявки. Данная заявка полностью включена в настоящий документ путем ссылки.The present application claims the priority of co-pending U.S. Provisional Application No. 61/729,990, entitled "Systems and Methods for Exploiting Inter-Cell Growth by Multiplexing in Wireless Cellular Systems via Distributed Input-Distributed Output Technology", filed Nov. 26, 2012, which assigned to the assignee of this application. This application is incorporated herein by reference in its entirety.
Смежные заявкиRelated Applications
Данная заявка может быть связана с представленными ниже заявками на патенты США, находящимися на одновременном рассмотрении.This application may be related to the following pending US patent applications.
Заявка на патент США с сер. № 13/233,006, озаглавленная «Система и способы планового развития и устаревания многопользовательского спектра».US Patent Application Ser. No. 13/233,006 entitled "System and methods for the planned development and obsolescence of the multi-user spectrum".
Заявка на патент США с сер. № 13/232,996, озаглавленная «Системы и способы использования областей когерентности в беспроводных системах».US Patent Application Ser. No. 13/232,996 entitled "Systems and Methods for Using Coherence Regions in Wireless Systems".
Заявка на патент США с сер. № 13/464,648, озаглавленная «Система и способы компенсации эффектов Доплера в системах распределенного входа — распределенного выхода».US Patent Application Ser. No. 13/464,648 entitled "System and Methods for Compensating Doppler Effects in Distributed Input-Distributed Output Systems".
Патент США № 8,542,763, выданный 24 сентября 2013 г., озаглавленный «Системы и способы координации передач в распределенных беспроводных системах посредством кластеризации пользователей».U.S. Patent No. 8,542,763, issued September 24, 2013, entitled "Systems and methods for coordinating transmissions in distributed wireless systems through user clustering."
Заявка на патент США с сер. № 12/802,988, озаглавленная «Контроль помех, эстафетная передача, управление мощностью и адаптация линий связи в системах связи с распределенным входом — распределенным выходом (DIDO)».US Patent Application Ser. No. 12/802,988 entitled "Interference control, handover, power control and link adaptation in distributed input-distributed output (DIDO) communication systems".
Патент США № 8,170,081, выданный 1 мая 2012 г., озаглавленный «Система и способ регулирования подавления помех в системах DIDO на основе измерений мощности сигнала».U.S. Patent No. 8,170,081, issued May 1, 2012, entitled "System and Method for Adjusting Interference Suppression in DIDO Systems Based on Signal Power Measurements."
Заявка на патент США с сер. № 12/802,974, озаглавленная «Система и способ управления межкластерной эстафетной передачей клиентов, проходящих через множество кластеров DIDO».US Patent Application Ser. No. 12/802,974 entitled "System and Method for Controlling Inter-Cluster Handover of Clients Passing Through Multiple DIDO Clusters".
Заявка на патент США с сер. № 12/802,989, озаглавленная «Система и способ управления эстафетной передачей клиента между разными сетями с распределенным входом — распределенным выходом (DIDO) на основе определения скорости клиента».US Patent Application Ser. No. 12/802,989, entitled "System and Method for Controlling Client Handover between Different Distributed Input Distributed Output (DIDO) Networks Based on Client Rate Detection."
Заявка на патент США с сер. № 12/802,958, озаглавленная «Система и способ управления мощностью и группировки антенн в сетях с распределенным входом — распределенным выходом (DIDO)».US Patent Application Ser. No. 12/802,958 entitled "System and Method for Power Control and Antenna Grouping in Distributed Input-Distributed Output (DIDO) Networks".
Заявка на патент США с сер. № 12/802,975, озаглавленная «Система и способ адаптации линий связи в системах DIDO с несколькими несущими».US Patent Application Ser. No. 12/802,975 entitled "System and Method for Adapting Links in Multi-Carrier DIDO Systems".
Патент США № 8,571,086, выданный 29 октября 2013 г., озаглавленный «Система и способ интерполяции предварительного кодирования в системах DIDO с несколькими несущими».U.S. Patent No. 8,571,086, issued Oct. 29, 2013, entitled "System and Method for Precoding Interpolation in Multi-Carrier DIDO Systems."
Заявка на патент США с сер. № 12/630,627, озаглавленная «Система и способ беспроводной связи с распределенными антеннами».US Patent Application Ser. No. 12/630,627, entitled "System and method for wireless communication with distributed antennas".
Патент США № 7,599,420, выданный 6 октября 2009 г., озаглавленный «Система и способ беспроводной связи с распределенным входом — распределенным выходом».U.S. Patent No. 7,599,420, issued October 6, 2009, entitled "Distributed Input-Distributed Output Wireless Communication System and Method."
Патент США № 7,633,994, выданный 15 декабря 2009 г., озаглавленный «Система и способ беспроводной связи с распределенным входом — распределенным выходом».U.S. Patent No. 7,633,994, issued December 15, 2009, entitled "Distributed Input-Distributed Output Wireless Communication System and Method."
Патент США № 7,636,381, выданный 22 декабря 2009 г., озаглавленный «Система и способ беспроводной связи с распределенным входом — распределенным выходом».U.S. Patent No. 7,636,381, issued December 22, 2009, entitled "Distributed Input-Distributed Output Wireless Communication System and Method."
Патент США № 8,160,121, выданный 17 апреля 2012 г., озаглавленный «Система и способ беспроводной связи с распределенным входом — распределенным выходом».U.S. Patent No. 8,160,121, issued April 17, 2012, entitled "Distributed Input-Distributed Output Wireless Communication System and Method."
Патент США № 7,711,030, выданный 4 мая 2010 г., озаглавленный «Система и способ связи с пространственно мультиплексированным тропосферным рассеянием».U.S. Patent No. 7,711,030, issued May 4, 2010, entitled "Spatially multiplexed troposcatter communication system and method."
Патент США № 7,418,053, выданный 26 августа 2008 г., озаглавленный «Система и способ беспроводной связи с распределенным входом — распределенным выходом».U.S. Patent No. 7,418,053, issued August 26, 2008, entitled "Distributed Input-Distributed Output Wireless Communication System and Method."
Патент США № 7,885,354, выданный 8 февраля 2011 г., озаглавленный «Система и способ повышения качества связи за счет волн с почти вертикальным ионосферным отражением (NVIS) с применением пространственно-временного кодирования».U.S. Patent No. 7,885,354, issued Feb. 8, 2011, entitled "System and Method for Improving Communications with Near-Vertical Ionospheric Reflection Waves (NVIS) Using Space Time Coding."
Уровень техникиState of the art
За последние три десятка лет во всем мире на рынке беспроводной сотовой связи наблюдается рост числа абонентов, который сопровождается ростом спроса на более качественные услуги, со смещением от голосовых данных к навигации по веб-страницам и потоковому видео HD в реальном времени. Этот растущий спрос на услуги, требующие более высокой скорости передачи данных, более низкой задержки и повышенной надежности, стимулировал радикальное развитие беспроводных технологий за счет разных стандартов, начиная с аналоговых стандартов AMPS и TACS первого поколения (для голосовых услуг) в начале 1980-х, затем цифровых стандартов GSM 2G и 2.5G, IS-95 и GPRS (для голосовых услуг и услуг передачи данных) в 1990-х, 3G с поддержкой технологий UMTS и CDMA2000 (для навигации по веб-страницам) в начале 2000-х и, наконец, стандарта LTE (для высокоскоростного Интернет-соединения), который в настоящее время развертывается в разных странах по всему миру.Over the past three decades, the wireless cellular market has seen an increase in subscribers around the world, accompanied by an increase in demand for higher quality services, with a shift from voice data to web browsing and real-time HD video streaming. This growing demand for services requiring higher data rates, lower latency, and improved reliability has spurred the radical development of wireless technologies through different standards, beginning with first-generation analog AMPS and TACS (for voice services) in the early 1980s, then digital standards GSM 2G and 2.5G, IS-95 and GPRS (for voice and data services) in the 1990s, 3G with support for UMTS and CDMA2000 technologies (for web browsing) in the early 2000s and, finally, the LTE standard (for high-speed Internet connection), which is currently being rolled out in various countries around the world.
Стандарт долгосрочного развития сетей связи (LTE) представляет собой стандарт, разработанный в рамках Партнерского проекта по системам 3-го поколения (3GPP) для беспроводных сотовых систем четвертого поколения (4G). С помощью LTE можно добиться 4-кратного повышения спектральной эффективности нисходящих линий связи в сравнении с предыдущими стандартами 3G и HSPA+ благодаря использованию пространственных компонентов беспроводных каналов посредством технологии «множественный вход — множественный выход» (MIMO). Стандарт LTE-Advanced, который разрабатывается в настоящее время, представляет собой развитие стандарта LTE. Он позволит добиться 8-кратного повышения спектральной эффективности в сравнении с системами стандарта 3G.The Long Term Evolution (LTE) standard is a standard developed by the 3rd Generation Systems Partnership Project (3GPP) for fourth generation (4G) wireless cellular systems. With LTE, downlink spectral efficiency can be achieved up to 4x over previous 3G and HSPA+ standards by utilizing the spatial components of the wireless channels through multiple input multiple output (MIMO) technology. The LTE-Advanced standard, which is currently under development, is an evolution of the LTE standard. It will achieve an 8-fold increase in spectral efficiency compared to 3G standard systems.
Несмотря на такое развитие технологий, высока вероятность того, что в последующие три года беспроводные системы связи не смогут удовлетворить растущую потребность в скорости передачи данных, связанную с ростом рынка смартфонов и планшетов, для которых все чаще предлагаются приложения, обрабатывающие большие потоки данных, такие как потоковое видео HD в реальном времени, видеоконференции и игры. По оценкам, в Европе в 2011–2015 гг. пропускная способность беспроводных сетей возрастет в 5 раз благодаря усовершенствованным технологиям, таким как LTE, а также выделению правительством дополнительного диапазона частот [25]. Например, Федеральная комиссия по связи (FCC) в рамках Национального плана развития широкополосного доступа к 2020 г. планирует высвободить диапазон 500 МГц (из которых 300 МГц будут доступны к 2015 г.) для обеспечения возможности беспроводного подключения к сети Интернет на территории США [24]. К сожалению, по прогнозам для Европы [25], к 2015 г. использование пропускной способности в сравнении с 2011 г. возрастет в 23 раза, а аналогичный дефицит диапазона в США ожидается к 2014 г. [26–27]. В связи с необходимостью в такой обработке данных доходы операторов беспроводной связи могут оказаться ниже их капитальных (CAPEX) и операционных (OPEX) затрат, что потенциально может оказать разрушительное влияние на рынок беспроводной связи [28].Despite this advancement in technology, it is highly likely that over the next three years, wireless communication systems will not be able to meet the growing need for data transfer speed associated with the growth of the smartphone and tablet market, which increasingly offers applications that process large data streams, such as real-time HD video streaming, video conferencing and gaming. According to estimates, in Europe in 2011-2015. Wireless network capacity will increase 5 times thanks to advanced technologies such as LTE, as well as the allocation of additional frequency band by the government [25]. For example, the Federal Communications Commission (FCC), as part of the National Broadband Development Plan for 2020, plans to release the 500 MHz band (of which 300 MHz will be available by 2015) to provide wireless Internet connectivity in the United States [24 ]. Unfortunately, according to forecasts for Europe [25], by 2015 the bandwidth usage will increase 23 times compared to 2011, and a similar bandwidth deficit in the USA is expected by 2014 [26–27]. Due to the need for such data processing, the income of wireless operators may be lower than their capital (CAPEX) and operating (OPEX) costs, which can potentially have a devastating impact on the wireless communications market [28].
Поскольку прирост пропускной способности, обеспечиваемый развертыванием LTE и расширением диапазона, недостаточен, единственное предполагаемое решение для предотвращения надвигающегося кризиса, связанного с дефицитом диапазона частот, заключается во внедрении новых беспроводных технологий [29]. Ожидается, что стандарт LTE-Advanced (развитие стандарта LTE) позволит получить дополнительный прирост в сравнении с LTE за счет использования передовых методик MIMO, а также путем повышения плотности «малых сот» [30]. Тем не менее существуют ограничения на число сот, которые можно разместить на определенной площади без возникновения проблем, связанных с интерференцией, или без повышения сложности транспортной сети, обеспечивающей координацию между сотами.Since the capacity gains provided by LTE deployment and range expansion are not sufficient, the only purported solution to avert the impending bandwidth crisis is to introduce new wireless technologies [29]. It is expected that the LTE-Advanced standard (development of the LTE standard) will provide additional growth compared to LTE through the use of advanced MIMO techniques, as well as by increasing the density of "small cells" [30]. However, there are limitations on the number of cells that can be placed in a certain area without interference problems or without increasing the complexity of the transport network for inter-cell coordination.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Файл патента или заявки содержит по меньшей мере один цветной чертеж. Копии настоящего патента или публикации с цветными чертежами предоставляются Бюро по регистрации патентов и торговых марок США по запросу и после уплаты необходимых взносов.The patent or application file contains at least one color drawing. Copies of this patent or publication with color drawings are available from the United States Patent and Trademark Office upon request and upon payment of the required fees.
Для наилучшего понимания настоящего изобретения последующее подробное описание необходимо рассматривать в сочетании с описанными ниже чертежами.For the best understanding of the present invention, the following detailed description should be read in conjunction with the following drawings.
На фиг. 1 представлены соты, разделенные на зону мультиплексирования и зону разнесения.In FIG. 1 shows cells divided into a multiplexing area and a diversity area.
На фиг. 2 представлена межсотовая интерференция во множестве разных зон.In FIG. 2 shows inter-cell interference in a variety of different areas.
На фиг. 3 представлен вариант осуществления, в котором мощность, передаваемая с трех базовых приемопередающих станций (BTS), осуществляющих передачу одновременно на одной и той же частоте, возрастает, что приводит к более высокому уровню интерференции во всей соте.In FIG. 3 shows an embodiment in which the transmit power from three base transceiver stations (BTS) transmitting simultaneously on the same frequency increases, resulting in a higher level of interference in the entire cell.
На фиг. 4 представлен один вариант осуществления, в котором добавлено множество дополнительных точек доступа для преднамеренного повышения уровня интерференции некогерентных сигналов по всей соте.In FIG. 4 shows one embodiment in which a plurality of additional access points are added to deliberately increase the level of non-coherent signal interference throughout the cell.
На фиг. 5 представлено множество элементов сети LTE, используемых в одном варианте осуществления настоящего изобретения.In FIG. 5 shows a plurality of LTE network elements used in one embodiment of the present invention.
На фиг. 6a–6c представлена подробная информация, связанная с кадрами LTE.In FIG. 6a-6c provide detailed information related to LTE frames.
На фиг. 7a–b представлен «ресурсный элемент», представляющий собой наименьшую структуру модуляции в LTE, которая состоит из одной поднесущей OFDM в частотной области и одной длительности символа OFDM во временной.In FIG. 7a-b show a "resource element", which is the smallest modulation structure in LTE, which consists of one OFDM subcarrier in the frequency domain and one OFDM symbol duration in the time domain.
На фиг. 8 представлено распределение SNR для развертывания на практике одного варианта осуществления настоящего изобретения в центральной части г. Сан-Франциско, штат Калифорния, США.In FIG. 8 shows the SNR distribution for the practice deployment of one embodiment of the present invention in downtown San Francisco, California, USA.
На фиг. 9 представлена архитектура системы, используемая в одном варианте осуществления настоящего изобретения.In FIG. 9 shows the system architecture used in one embodiment of the present invention.
Подробное описаниеDetailed description
Одним из решений по преодолению многих из упомянутых выше ограничений предшествующего уровня техники является вариант осуществления технологии распределенного входа — распределенного выхода (DIDO). Технология DIDO описана в следующих патентах и патентных заявках, которые все переуступлены правопреемнику настоящего патента и включены в него посредством ссылки. Данные патенты и заявки в настоящем документе иногда в совокупности называются «смежными патентами и заявками».One solution to overcome many of the prior art limitations mentioned above is an implementation of distributed input-distributed output (DIDO) technology. DIDO technology is described in the following patents and patent applications, all of which are assigned to the assignee of this patent and incorporated herein by reference. These patents and applications are sometimes collectively referred to herein as "related patents and applications".
Заявка на патент США с сер. № 13/233,006, озаглавленная «Система и способы планового развития и устаревания многопользовательского спектра».US Patent Application Ser. No. 13/233,006 entitled "System and methods for the planned development and obsolescence of the multi-user spectrum".
Заявка на патент США с сер. № 13/232,996, озаглавленная «Системы и способы использования областей когерентности в беспроводных системах».US Patent Application Ser. No. 13/232,996 entitled "Systems and Methods for Using Coherence Regions in Wireless Systems".
Заявка на патент США с сер. № 13/475,598, озаглавленная «Системы и способы компенсации эффектов Доплера в беспроводных системах с распределенным входом — распределенным выходом».US Patent Application Ser. No. 13/475,598 entitled "Systems and Methods for Compensating Doppler Effects in Distributed Input-Distributed Output Wireless Systems."
Заявка на патент США № 13/464,648, озаглавленная «Системы и способы компенсации эффектов Доплера в системах распределенного входа — распределенного выхода».U.S. Patent Application No. 13/464,648 entitled "Systems and Methods for Compensating Doppler Effects in Distributed Input-Distributed Output Systems."
Патент США № 8,542,763, выданный 24 сентября 2013 г., озаглавленный «Системы и способы координации передач в распределенных беспроводных системах посредством кластеризации пользователей».U.S. Patent No. 8,542,763, issued September 24, 2013, entitled "Systems and methods for coordinating transmissions in distributed wireless systems through user clustering."
Заявка на патент США с сер. № 12/802,988, озаглавленный «Контроль помех, эстафетная передача, управление мощностью и адаптация линий связи в системах связи с распределенным входом — распределенным выходом (DIDO)».US Patent Application Ser. No. 12/802,988 entitled "Interference control, handover, power control and link adaptation in distributed input-distributed output (DIDO) communication systems".
Патент США № 8,170,081, выданный 1 мая 2012 г., озаглавленный «Система и способ регулирования подавления помех в системах DIDO на основе измерений мощности сигнала».U.S. Patent No. 8,170,081, issued May 1, 2012, entitled "System and Method for Adjusting Interference Suppression in DIDO Systems Based on Signal Power Measurements."
Заявка на патент США с сер. № 12/802,974, озаглавленная «Система и способ управления межкластерной эстафетной передачей клиентов, которые проходят через множество кластеров DIDO».US Patent Application Ser. No. 12/802,974 entitled "System and method for managing inter-cluster handoff of clients that pass through multiple DIDO clusters."
Заявка на патент США с сер. № 12/802,989, озаглавленная «Система и способ управления эстафетной передачей клиента между разными сетями с распределенным входом — распределенным выходом (DIDO) на основе определения скорости клиента».US Patent Application Ser. No. 12/802,989, entitled "System and Method for Controlling Client Handover between Different Distributed Input Distributed Output (DIDO) Networks Based on Client Rate Detection."
Заявка на патент США с сер. № 12/802,958, озаглавленная «Система и способ управления мощностью и группировки антенн в сетях с распределенным входом — распределенным выходом (DIDO)».US Patent Application Ser. No. 12/802,958 entitled "System and Method for Power Control and Antenna Grouping in Distributed Input-Distributed Output (DIDO) Networks".
Заявка на патент США с сер. № 12/802,975, озаглавленная «Система и способ адаптации линий связи в системах DIDO с несколькими несущими».US Patent Application Ser. No. 12/802,975 entitled "System and Method for Adapting Links in Multi-Carrier DIDO Systems".
Патент США № 8,571,086, выданный 29 октября 2013 г., озаглавленный «Система и способ интерполяции предварительного кодирования в системах DIDO с несколькими несущими».U.S. Patent No. 8,571,086, issued Oct. 29, 2013, entitled "System and Method for Precoding Interpolation in Multi-Carrier DIDO Systems."
Заявка на патент США с сер. № 12/630,627, озаглавленная «Система и способ беспроводной связи с распределенными антеннами».US Patent Application Ser. No. 12/630,627, entitled "System and method for wireless communication with distributed antennas".
Патент США № 7,599,420, выданный 6 октября 2009 г., озаглавленный «Система и способ беспроводной связи с распределенным входом — распределенным выходом».U.S. Patent No. 7,599,420, issued October 6, 2009, entitled "Distributed Input-Distributed Output Wireless Communication System and Method."
Патент США № 7,633,994, выданный 15 декабря 2009 г., озаглавленный «Система и способ беспроводной связи с распределенным входом — распределенным выходом».U.S. Patent No. 7,633,994, issued December 15, 2009, entitled "Distributed Input-Distributed Output Wireless Communication System and Method."
Патент США № 7,636,381, выданный 22 декабря 2009 г., озаглавленный «Система и способ беспроводной связи с распределенным входом — распределенным выходом».U.S. Patent No. 7,636,381, issued December 22, 2009, entitled "Distributed Input-Distributed Output Wireless Communication System and Method."
Патент США № 8,160,121, выданный 17 апреля 2012 г., озаглавленный «Система и способ беспроводной связи с распределенным входом — распределенным выходом».U.S. Patent No. 8,160,121, issued April 17, 2012, entitled "Distributed Input-Distributed Output Wireless Communication System and Method."
Патент США № 7,711,030, выданный 4 мая 2010 г., озаглавленный «Система и способ связи с пространственно-мультиплексированным тропосферным рассеянием».U.S. Patent No. 7,711,030, issued May 4, 2010, entitled "Spatially multiplexed troposcatter communication system and method."
Патент США № 7,418,053, выданный 26 августа 2008 г., озаглавленный «Система и способ беспроводной связи с распределенным входом — распределенным выходом».U.S. Patent No. 7,418,053, issued August 26, 2008, entitled "Distributed Input-Distributed Output Wireless Communication System and Method."
Патент США № 7,885,354, выданный 8 февраля 2011 г., озаглавленный «Система и способ повышения качества связи за счет волн с почти вертикальным ионосферным отражением (NVIS) с применением пространственно-временного кодирования».U.S. Patent No. 7,885,354, issued Feb. 8, 2011, entitled "System and Method for Improving Communications with Near-Vertical Ionospheric Reflection Waves (NVIS) Using Space Time Coding."
Для сокращения размера и уменьшения сложности настоящей патентной заявки раскрытие некоторых смежных патентов и заявок в явном виде ниже не представлено. Для получения полного текста описания обратитесь к смежным патентам и заявкам.To reduce the size and complexity of this patent application, the disclosure of some related patents and applications is not explicitly presented below. For the full text of the description, please refer to related patents and applications.
Одна из многообещающих технологий, которая сможет на порядок повысить спектральную эффективность беспроводных линий связи, но при этом свободна от ограничений, присущих обычным сотовым системам, — это технология распределенного входа — распределенного выхода (DIDO) (см. смежные патенты и заявки, перечисленные выше). В настоящем изобретении описана технология DIDO, использованная в контексте сотовых систем (таких как LTE или LTE-Advanced) как в условиях ограничений, налагаемых стандартами сотовой связи, так в их отсутствие, для обеспечения значительных преимуществ по производительности в сравнении с обычными беспроводными системами. Сначала будет представлен краткий обзор технологии MIMO и анализ разных пространственных методик обработки сигнала, которые используются в стандартах LTE и LTE-Advanced. Затем будет продемонстрировано, каким образом настоящее изобретение обеспечивает значительный прирост пропускной способности в беспроводных системах следующего поколения в сравнении с подходами предшествующего уровня техники.One promising technology that could improve the spectral efficiency of wireless links by orders of magnitude, while still being free from the limitations of conventional cellular systems, is distributed input-distributed output (DIDO) technology (see related patents and applications listed above) . The present invention describes DIDO technology used in the context of cellular systems (such as LTE or LTE-Advanced), both within and without the limitations of cellular communication standards, to provide significant performance advantages over conventional wireless systems. First, a brief overview of MIMO technology and an analysis of the different spatial signal processing techniques that are used in the LTE and LTE-Advanced standards will be presented. It will then be demonstrated how the present invention provides significant throughput gains in next generation wireless systems over prior art approaches.
В технологии MIMO используется множество антенн на сторонах передатчика и приемника беспроводной линии связи и применяется пространственная обработка сигнала для повышения надежности линии связи посредством методик разнесенного приема (т.е. увеличение коэффициента усиления за счет разнесенного приема) или же обеспечивается более высокая скорость передачи данных посредством схем мультиплексирования (т.е. прирост за счет мультиплексирования) [1–2]. Коэффициент усиления при разнесенном приеме — это мера повышения устойчивости сигнала к замиранию, в результате чего повышается отношение сигнал-шум (SNR) для фиксированной скорости передачи данных. В схемах мультиплексирования прирост обеспечивается за счет использования дополнительных пространственных степеней свободы беспроводного канала для повышения скорости передачи данных с фиксированной вероятностью ошибки. Базовые условия согласования разнесенного приема и мультиплексирования в системах MIMO были описаны в [3–4].MIMO technology uses multiple antennas on the transmitter and receiver sides of a wireless link and applies spatial signal processing to improve link reliability through diversity techniques (i.e., increase gain through diversity), or provide higher data rates through multiplexing schemes (i.e. gain due to multiplexing) [1–2]. Diversity Gain is a measure of how resilient a signal is to fading, resulting in a higher signal-to-noise ratio (SNR) for a fixed bit rate. In multiplexing schemes, gain is provided by using additional spatial degrees of freedom of the wireless channel to increase the data rate with a fixed error probability. The basic conditions for diversity matching and multiplexing in MIMO systems were described in [3–4].
В реализованных на практике системах MIMO для динамического переключения между схемами разнесения и мультиплексирования в зависимости от условий распространения сигнала могут применяться методики адаптации линии связи [20–23]. Например, на схемах адаптации линии связи, описанных в [22–23], показано, что в режиме с низким SNR или при наличии каналов, характеризующихся низкой пространственной селективностью, предпочтительно использовать формирование луча или ортогональные пространственно-временные блочные коды (OSTBC). Напротив, пространственное мультиплексирование может обеспечить значительный прирост скорости передачи данных по каналам с высоким SNR и высокой пространственной селективностью. Например, на фиг. 1 показано, что соты можно разделить на две зоны: i) зону мультиплексирования 101, характеризующуюся высоким SNR (вследствие близости к сотовой вышке или базовой станции), где для повышения скорости передачи данных можно использовать пространственные степени свободы канала посредством пространственного мультиплексирования; ii) зону разнесенного приема, или край соты, 102, где методики пространственного мультиплексирования не столь эффективны, а для повышения SNR и улучшения покрытия можно использовать способы разнесенного приема (которые приводят лишь к незначительному повышению скорости передачи данных). Обратите внимание на то, что на фиг. 1 на круге, изображающем макросоты, заштрихованная центральная часть круга обозначает «зону мультиплексирования» 101, а незаштрихованная внешняя часть круга — «зону разнесенного приема» 102. Такая же разметка зон используется и на фиг. 1–4, где заштрихованная область — это «зона мультиплексирования», а незаштрихованная область — это «зона разнесенного приема», даже если на них отсутствуют обозначения.In practical MIMO systems, for dynamic switching between diversity and multiplexing schemes, depending on signal propagation conditions, communication link adaptation techniques can be used [20–23]. For example, the link adaptation schemes described in [22-23] show that in the low SNR mode or in the presence of channels with low spatial selectivity, it is preferable to use beamforming or orthogonal space-time block codes (OSTBC). On the contrary, spatial multiplexing can provide a significant increase in data rate over channels with high SNR and high spatial selectivity. For example, in FIG. 1 shows that cells can be divided into two zones: i) high SNR multiplex zone 101 (due to proximity to a cell tower or base station), where spatial channel degrees of freedom can be used to increase the data rate through spatial multiplexing; ii) a diversity area, or cell edge, 102, where spatial multiplexing techniques are not as efficient, and diversity techniques can be used to increase SNR and improve coverage (which result in only a modest increase in data rate). Note that in Fig. 1, in the macro cell circle, the shaded center circle represents the "multiplex area" 101 and the unshaded outer circle the "diversity area" 102. The same area markings are used in FIG. 1-4, where the shaded area is the "multiplex area" and the unshaded area is the "diversity area", even though they are not marked.
Стандарты LTE (версия 8) и LTE-Advanced (версия 10) определяют множество из десяти режимов передачи (TM), включающих либо схемы разнесения, либо схемы мультиплексирования [35, 85–86]:The LTE (version 8) and LTE-Advanced (version 10) standards define a set of ten transmission modes (TM), including either diversity schemes or multiplexing schemes [35, 85–86]:
• режим 1: одноантенный порт, порт 0;• mode 1: single antenna port,
• режим 2: разнесенная передача;• mode 2: transmit diversity;
• режим 3: разнесение с большой величиной циклической задержки (CDD), расширение пространственного мультиплексирования без обратной связи для однопользовательской MIMO (SU-MIMO);• Mode 3: High Cyclic Delay Diversity (CDD), Open Loop Spatial Multiplexing Extension for Single User MIMO (SU-MIMO);
• режим 4: пространственное мультиплексирование с обратной связью для SU-MIMO;• mode 4: spatial feedback multiplexing for SU-MIMO;
• режим 5: многопользовательская MIMO (MU-MIMO);• mode 5: multi-user MIMO (MU-MIMO);
• режим 6: пространственное мультиплексирование с обратной связью с применением одного уровня передачи;• mode 6: spatial feedback multiplexing using a single transmission layer;
• режим 7: одноантенный порт, опорные сигналы (RS), характерные для UE (порт 5);• mode 7: single antenna port, UE specific reference signals (RS) (port 5);
• режим 8: одно- или двухуровневая передача с RS, характерными для UE (порты 7 и/или 8);• mode 8: single or double layer transmission with UE-specific RSs (ports 7 and/or 8);
• режим 9: SU-MIMO с обратной связью с использованием от одного до максимум восьми уровней (добавлен в версии 10);• mode 9: closed-loop SU-MIMO using one to a maximum of eight layers (added in version 10);
• режим 10: многоуровневая SU-MIMO с обратной связью с использованием максимум восьми уровней (добавлен в версии 10).• Mode 10: Multi-layer closed-loop SU-MIMO using a maximum of eight layers (added in Release 10).
Ниже описаны схемы разнесения и мультиплексирования, обычно применяемые в сотовых системах, а также специфические способы, используемые в системах LTE, как кратко указано выше, и их сравнение с методиками, уникальными для систем связи DIDO. Прежде всего, определено два типа способов передачи: i) внутрисотовые способы (с использованием микроразнесения в сотовых системах) с применением множества антенн для повышения надежности линии связи или скорости передачи данных в пределах одной соты; ii) межсотовые способы (с использованием макроразнесения), которые обеспечивают взаимодействие между сотами с получением дополнительного прироста при разнесении или мультиплексировании. После этого описано, каким образом настоящее изобретение обеспечивает значительные преимущества (включая прирост пропускной способности диапазона) в сравнении с предшествующим уровнем техники.The following describes the diversity and multiplexing schemes commonly used in cellular systems, as well as the specific techniques used in LTE systems, as summarized above, and their comparison with techniques unique to DIDO communication systems. First of all, two types of transmission methods are defined: i) intra-cell methods (using microdiversity in cellular systems) using multiple antennas to improve link reliability or data rate within a single cell; ii) inter-cell methods (using macro-diversity), which provide interaction between cells with additional diversity gain or multiplexing. Thereafter, it is described how the present invention provides significant advantages (including gains in bandwidth) over the prior art.
1. Внутрисотовые способы разнесения1. Intra-cell diversity methods
Внутрисотовые способы разнесения действуют в пределах одной соты и выполнены с возможностью повышения SNR в сценариях с низким качеством линии связи (например, в случае с пользователями в зоне края соты, получающими сигнал от центральной вышки или базовой станции с высокими потерями в среде распространения). В системах связи MIMO используются такие типичные схемы разнесенного приема, как формирование луча [5–11] и ортогональные пространственно-временные блоковые коды (OSTBC) [12–15].Intra-cell diversity techniques operate within a single cell and are capable of increasing SNR in low link quality scenarios (eg, in the case of users in the cell edge area receiving a signal from a central tower or base station with high propagation loss). MIMO communication systems use such typical diversity reception schemes as beamforming [5–11] and orthogonal space-time block codes (OSTBC) [12–15].
Стандарт LTE поддерживает методики разнесения, такие как разнесенная передача, предварительное кодирование 1 ранга с обратной связью и выделенное формирование луча [31–35]. Схема разнесенной передачи поддерживает две или четыре передающих антенны для нисходящей линии связи (DL) и лишь две антенны для восходящей линии связи (UL). В канале DL она реализована посредством пространственно-частотных блоковых кодов (SFBC), объединенных с разнесенной передачей с переключением частоты (FSTD) для использования пространственной и частотной селективности [31]. Предварительное кодирование 1 ранга позволяет создать выделенный луч к одному пользователю на основе квантованных весовых коэффициентов, выбранных из кодовой книги (предварительно созданной с применением методик ограниченной обратной связи [36–42]), с целью сокращения затрат, связанных с обеспечением обратной связи от пользовательского оборудования (UE) к базовой приемопередающей станции (BTS или eNodeB по терминологии LTE). Альтернативно весовые коэффициенты при формировании выделенного луча также могут быть рассчитаны на основе опорного сигнала для конкретного UE.The LTE standard supports diversity techniques such as transmit diversity,
2. Внутрисотовые способы мультиплексирования2. Intracellular multiplexing methods
Схемы мультиплексирования MIMO [1, 19] обеспечивают прирост скорости передачи данных в режиме высокого SNR и в сценариях с достаточным числом пространственных степеней свободы в канале (например, в случае сред с высокими уровнями многолучевого распространения и пространственной селективности [16–18]) для поддержания множества параллельных потоков данных по беспроводным линиям связи.MIMO multiplexing schemes [1, 19] provide an increase in data rate in high SNR mode and in scenarios with a sufficient number of spatial degrees of freedom in the channel (for example, in the case of environments with high levels of multipath propagation and spatial selectivity [16–18]) to maintain a plurality of parallel data streams over wireless communication lines.
Стандарт LTE поддерживает разные методики мультиплексирования для однопользовательских схем MIMO (SU-MIMO) и многопользовательских схем MIMO (MU-MIMO) [31]. У схем SU-MIMO есть два режима работы: i) режим с обратной связью, в котором используется ответная информация от абонентского оборудования (UE) для выбора весовых коэффициентов предварительного кодирования DL; ii) режим без обратной связи, применяемый, когда обратная связь от UE недоступна или когда UE перемещается слишком быстро для того, чтобы поддерживать схемы с обратной связью. В схемах с обратной связью применяется множество предварительно рассчитанных весовых коэффициентов, выбранных из кодовой книги. Эти весовые коэффициенты могут поддерживать две или четыре передающих антенны и от одного до четырех параллельных потоков данных (определяемых по числу слоев матрицы предварительного кодирования) в зависимости от запроса UE и решения, принимаемого планировщиком на BTS. В LTE-Advanced будут включены новые режимы передачи вплоть до MIMO 8x8 с возможностью обеспечивать максимальное повышение спектральной эффективности в 8 раз посредством пространственной обработки сигнала [62].The LTE standard supports different multiplexing techniques for single user MIMO (SU-MIMO) and multi-user MIMO (MU-MIMO) [31]. SU-MIMO schemes have two modes of operation: i) closed-loop mode, which uses response information from the user equipment (UE) to select DL precoding weights; ii) open-loop mode applied when no feedback is available from the UE or when the UE is moving too fast to support the closed-loop schemes. Feedback schemes use a set of pre-calculated weights selected from the codebook. These weights can support two or four transmit antennas and one to four parallel data streams (defined by the number of layers of the precoding matrix) depending on the request of the UE and the decision made by the scheduler at the BTS. LTE-Advanced will include new transmission modes up to MIMO 8x8 with the ability to achieve a maximum increase in spectral efficiency of 8 times through spatial signal processing [62].
Схемы MU-MIMO определены как для каналов UL, так и для каналов DL [31, 50]. Что касается UL, то каждое UE направляет на BTS опорный сигнал, состоящий из циклически смещенной версии последовательности Задова-Чу [33]. Эти опорные сигналы ортогональны, так что BTS может оценить канал от всех UE и демодулировать потоки данных от множества UE одновременно посредством пространственной обработки. На линии DL весовые коэффициенты предварительного кодирования для разных UE выбираются из кодовых книг на основе обратной связи от UE и планировщика (аналогично схемам SU-MIMO с обратной связью), и для каждого UE разрешено только предварительное кодирование 1 ранга (например, каждое UE принимает только один поток данных).MU-MIMO schemes are defined for both UL and DL channels [31, 50]. With regard to UL, each UE sends a reference signal to the BTS, consisting of a cyclically shifted version of the Zadoff-Chu sequence [33]. These reference signals are orthogonal so that the BTS can estimate the channel from all UEs and demodulate the data streams from multiple UEs simultaneously through spatial processing. On the DL link, precoding weights for different UEs are selected from codebooks based on feedback from the UE and the scheduler (similar to closed loop SU-MIMO schemes), and only rank 1 precoding is allowed per UE (e.g., each UE only receives one data stream).
Методики внутрисотового мультиплексирования, в которых используется пространственная обработка, обеспечивают удовлетворительную производительность только в сценариях распространения, характеризующихся высоким значением SNR (или SINR) и высокой пространственной селективностью (среды с высоким уровнем многолучевого распространения). В обычных макросотах эти условия могут быть труднодостижимы, так как BTS, как правило, расположены далеко от UE, а распределение SINR, как правило, центрировано при низких значениях [43]. В этих сценариях схемы MU-MIMO или методики разнесения могут быть лучшим выбором, чем SU-MIMO с пространственным мультиплексированием.Intra-cell multiplexing techniques that use spatial processing provide satisfactory performance only in propagation scenarios characterized by high SNR (or SINR) and high spatial selectivity (high multipath environments). In conventional macro cells, these conditions can be difficult to achieve since BTSs are typically located far from UEs and the SINR distribution tends to be centered at low values [43]. In these scenarios, MU-MIMO schemes or diversity techniques may be a better choice than SU-MIMO with spatial multiplexing.
Другие методики и сетевые решения, которые предполагается использовать в LTE-Advanced для получения дополнительного прироста за счет мультиплексирования (не требующего пространственной обработки сигнала по MIMO), — это агрегирование несущих (CA) и малые соты. CA [30, 44–47] объединяет разные части диапазона радиочастот (РЧ) для расширения полосы пропускания сигнала до 100 МГц [85], таким образом давая более высокие скорости передачи данных. Внутриполосная CA объединяет разные полосы в пределах одной и той же части диапазона. Таким образом, она может использовать одну и ту же цепь РЧ для множества каналов, и множество потоков данных рекомбинируются с помощью программного обеспечения. При межполосной CA для работы в разных частях диапазона требуются разные цепи РЧ и обработка сигнала для рекомбинации множества потоков данных из разных полос.Other techniques and network solutions expected to be used in LTE-Advanced to gain additional multiplexing gains (not requiring MIMO spatial signal processing) are carrier aggregation (CA) and small cells. CA [30, 44–47] combines different parts of the radio frequency (RF) band to extend the signal bandwidth up to 100 MHz [85], thus giving higher data rates. In-band CA combines different bands within the same part of the band. Thus, it can use the same RF chain for multiple channels, and multiple data streams are recombined by software. With interband CA, operation in different parts of the band requires different RF circuits and signal processing to recombine multiple data streams from different bands.
Основная идея малых сот [30, 47] заключается в уменьшении размера обычных макросот, что обеспечивает более высокую плотность сот и пропускную способность на площадь покрытия. Как правило, малые соты развертывают с использованием недорогих точек доступа с маломощной передачей (как показано на фиг. 1), в отличие от дорогих высоких сотовых вышек, которые применяют в макросотах. В LTE-Advanced определены два типа малых сот: i) метросоты для установки снаружи зданий в городских зонах, которые поддерживают от 32 до 64 пользователей одновременно, и ii) фемтосоты для использования внутри зданий, которые обслуживают не более 4 активных пользователей. Одним из преимуществ малых сот является то, что плотность UE, находящихся близко к BTS, статистически выше, что дает лучшее значение SNR, чем можно получить посредством пространственного мультиплексирования для повышения скорости передачи данных. Тем не менее, многие вопросы практического развертывания малых сот, в особенности вопросы, связанные с транспортной сетью, все еще требуют решения. В действительности доступ к BTS каждой малой соты посредством высокоскоростных проводных соединений может быть сложной задачей, в особенности если учитывать высокую плотность метросот и фемтосот на заданной площади покрытия. Хотя транспортную сеть с прямой видимостью (LOS) для малых сот часто можно реализовать экономично в сравнении с проводной транспортной сетью, зачастую отсутствуют практичные способы создания транспортной сети LOS в предпочтительных местах размещения BTS малых сот, а также общее решение беспроводной транспортной сети без прямой видимости (NLOS) для BTS малых сот. Наконец, требуется обеспечить сложную координацию между BTS малых сот в реальном времени, чтобы избежать интерференции, как это происходит в самоорганизованных сетях (SON) [30, 51–52], и использовать сложные инструменты планирования сот (даже более сложные, чем в обычных сотовых системах, из-за более высокой плотности малых сот) для планирования их оптимального размещения [48,49].The main idea of small cells [30, 47] is to reduce the size of conventional macro cells, which provides higher cell density and throughput per coverage area. Typically, small cells are deployed using inexpensive access points with low transmission power (as shown in Fig. 1), as opposed to the expensive high cell towers used in macro cells. LTE-Advanced defines two types of small cells: i) outdoor metro cells in urban areas that support 32 to 64 users simultaneously, and ii) indoor femtocells that serve up to 4 active users. One of the advantages of small cells is that the density of UEs close to the BTS is statistically higher, resulting in a better SNR than can be obtained through spatial multiplexing to increase the data rate. However, many issues related to the practical deployment of small cells, especially issues related to the transport network, still need to be addressed. In reality, accessing the BTS of each small cell via high-speed wired connections can be a challenge, especially given the high density of metro and femto cells in a given coverage area. Although a line-of-sight (LOS) transport network for small cells can often be implemented cost-effectively compared to a wired transport network, there are often no practical ways to establish a LOS transport network at the preferred locations of small cell BTSs, as well as a general non-line-of-sight wireless transport network solution ( NLOS) for small cell BTS. Finally, complex real-time coordination between BTSs of small cells is required to avoid interference, as occurs in self-organized networks (SON) [30, 51–52], and to use sophisticated cell scheduling tools (even more complex than in conventional cellular networks). systems, due to the higher density of small cells) to plan their optimal placement [48,49].
Легко показать, что не существует практичного общего решения, которое обеспечило бы сосуществование малых сот с макросотами и оптимальную или обязательно равномерно повышенную пропускную способность. Среди множества подобных неразрешимых ситуаций есть и такая, когда малая сота размещена таким образом, что ее UE неизбежно перекрываются с передачей в макросоте, и малые соты и макросоты используют одни и те же частоты, чтобы обратиться к соответствующим UE. В этой ситуации очевидно, что передача в макросотах будет интерферировать с передачей в малых сотах. Хотя может существовать подход, ограничивающий такую интерференцию в конкретных условиях для конкретной макросоты, конкретной малой соты, конкретных задействованных UE макросоты и малой соты, требований к пропускной способности этих UE, а также условий среды распространения; любой из таких подходов будет высокоспецифичным не только для статичного плана макросоты и малой соты, но и для динамических условий конкретного интервала времени. Как правило, невозможно достичь полной пропускной способности канала до каждого UE.It is easy to show that there is no practical general solution that would ensure the coexistence of small cells with macro cells and optimal or necessarily evenly increased throughput. Among many such unresolvable situations, there is one where a small cell is located such that its UEs inevitably overlap with the transmission in the macro cell, and the small cells and macro cells use the same frequencies to address the respective UEs. In this situation, it is obvious that the macro cell transmission will interfere with the small cell transmission. While there may be an approach that limits such interference to specific conditions for a particular macro cell, a particular small cell, the particular macro cell and small cell UEs involved, the throughput requirements of those UEs, and propagation environment conditions; any of these approaches would be highly specific not only for the static macro cell and small cell design, but also for the dynamic conditions of a particular time slot. Typically, it is not possible to achieve the full channel throughput to each UE.
3. Межсотовые способы разнесения3. Inter-cell diversity methods
Межсотовые методики передачи обеспечивают взаимодействие между BTS для повышения производительности беспроводных сетей. Данные методики представляют собой особый случай способов, перечисленных в смежных патентах и заявках, обеспечивающих взаимодействие между беспроводными приемопередатчиками в общем случае распределенных антенных сетей для множества UE, все из которых используют одну и ту же частоту одновременно. Взаимодействие между BTS для устранения межсотовой интерференции в конкретном случае сотовых систем для одного UE в заданное время при заданной частоте было описано в [53]. В системе, описанной в [53], каждую макросоту подразделяли на множество подсот и обеспечивали мягкую эстафетную передачу между подсотами с использованием формирования выделенного луча от скоординированных BTS для повышения надежности линии связи на одном UE и на одной частоте по мере его перемещения вдоль границ подсоты.Inter-cell transmission techniques enable interaction between BTSs to improve the performance of wireless networks. These techniques are a special case of the methods listed in related patents and applications that allow wireless transceivers to interact in a generally distributed antenna network for multiple UEs, all of which use the same frequency at the same time. The interaction between BTSs to eliminate inter-cell interference in the specific case of cellular systems for one UE at a given time at a given frequency has been described in [53]. In the system described in [53], each macro cell was subdivided into a plurality of subcells and soft handover between subcells was provided using dedicated beamforming from coordinated BTSs to improve link reliability at one UE and at one frequency as it moved along subcell boundaries.
Не так давно этот класс взаимодействующих беспроводных сотовых сетей определили в литературе о MIMO как систему «сетевой MIMO» или «скоординированную многоточку» (CoMP). Теоретический анализ и моделирование результатов преимуществами, полученными в сетевом MIMO путем устранения межсотовой интерференции, представлены в [54–61]. Ключевым преимуществом сетевого MIMO и скоординированной многоточечной связи (CoMP) является устранение межсотовой интерференции в перекрывающихся зонах 201–203 сот, показанных на фиг. 2.Recently, this class of interoperable wireless cellular networks has been defined in the MIMO literature as a "network MIMO" or "coordinated multipoint" (CoMP) system. Theoretical analysis and modeling of the results of the benefits obtained in network MIMO by eliminating inter-cell interference are presented in [54–61]. A key benefit of network MIMO and Coordinated Multipoint Multipoint (CoMP) is the elimination of inter-cell interference in the overlapping cell areas 201-203 shown in FIG. 2.
Сети CoMP активно вводятся в стандарт LTE-Advanced как решение, позволяющее ограничить межсотовую интерференцию в сотовых сетях следующего поколения [62–64]. К настоящему времени для включения в стандарт были предложены два решения CoMP для устранения межсотовой интерференции: i) скоординированное планирование/формирование луча (CS/CB), когда UE принимает свой поток данных только от одной BTS посредством формирования луча, а между BTS разрешена координация для устранения интерференции посредством методик формирования луча или планирования; ii) совместная обработка (JP), когда данные для заданного UE совместно передаются от множества BTS для повышения качества полученного сигнала и устранения межсотовой интерференции. CoMP-JP дает больший прирост, чем CoMP-CS/CB при более высоких затратах в транспортной сети на обеспечение координации между BTS.CoMP networks are being actively introduced into the LTE-Advanced standard as a solution to limit intercellular interference in next generation cellular networks [62–64]. So far, two CoMP solutions have been proposed for inclusion in the standard to eliminate inter-cell interference: i) coordinated scheduling/beamforming (CS/CB), where the UE receives its data stream from only one BTS through beamforming, and coordination between BTSs is allowed for interference elimination by beamforming or planning techniques; ii) joint processing (JP), where data for a given UE is jointly transmitted from multiple BTSs to improve received signal quality and eliminate inter-cell interference. CoMP-JP provides more gain than CoMP-CS/CB at higher costs in the transport network to coordinate between BTSs.
4. Межсотовые способы мультиплексирования4. Inter-cell multiplexing methods
Многопользовательские беспроводные системы предшествующего уровня техники усложняют беспроводные сети и налагают на них ограничения, в результате чего на работу заданного пользователя (например, в отношении доступной пропускной способности, задержки, предсказуемости, надежности) влияет факт использования диапазона другими пользователями в пределах зоны. Учитывая растущий спрос на совокупную пропускную способность в пределах диапазона беспроводной связи, совместно используемого множеством пользователей, а также растущее число приложений, основанных на надежности, предсказуемости и низкой задержке многопользовательской беспроводной сети для заданного пользователя, очевидно, что многопользовательская технология беспроводной связи предшествующего уровня техники имеет множество ограничений. Действительно, при ограниченной доступности спектра, пригодного для определенных типов беспроводной связи (например, длины волн, которые могут эффективно проникать через стены здания), беспроводных способов предшествующего уровня техники будет недостаточно для удовлетворения растущего спроса на пропускную способность, которая надежна, предсказуема и обладает низкой задержкой.Prior art multi-user wireless systems add complexity and limitations to wireless networks, whereby a given user's experience (eg, available bandwidth, latency, predictability, reliability) is affected by the fact that other users within an area are using the band. Considering the growing demand for aggregate bandwidth within the range of wireless communication shared by multiple users, as well as the growing number of applications based on the reliability, predictability and low latency of a multi-user wireless network for a given user, it is clear that prior art multi-user wireless communication technology has many restrictions. Indeed, with limited availability of spectrum suitable for certain types of wireless communications (e.g., wavelengths that can efficiently penetrate building walls), prior art wireless methods will not be sufficient to meet the growing demand for bandwidth that is reliable, predictable, and has low delay.
Способы разнесения и мультиплексирования предшествующего уровня техники могут теоретически обеспечить максимум 4-кратное повышение пропускной способности в текущих сотовых сетях для LTE (за счет MIMO 4x4) или теоретически максимум 8-кратное повышение для LTE-Advanced (за счет MIMO 8x8), хотя более высокие порядки MIMO дают убывающее повышение пропускной способности в заданной среде с многолучевым распространением, в частности, по мере того как UE (например, смартфоны) становятся все меньшими по размеру и все более ограниченными в отношении возможности размещения антенны. Другие незначительные показатели прироста пропускной способности в сотовых системах следующего поколения могут быть получены за счет выделения дополнительного диапазона (например, в рамках Национального плана развития широкополосного доступа FCC), используемого посредством методик агрегирования несущих, и более плотного распределения BTS посредством сетей с малыми сотами и SON [30, 46]. Однако все вышеупомянутые методики по-прежнему сильно зависят от методик совместного использования диапазона или времени при многопользовательских передачах, так как показатели прироста спектральной эффективности, обеспечиваемые за счет пространственной обработки сигнала, ограничены.Prior art diversity and multiplexing techniques can theoretically provide a maximum of 4x throughput improvement in current cellular networks for LTE (via 4x4 MIMO) or theoretically a maximum of 8x for LTE-Advanced (via 8x8 MIMO), although higher MIMO orders give a decreasing throughput gain in a given multipath environment, in particular as UEs (eg, smartphones) become smaller and more limited in terms of antenna placement. Other modest capacity gains in next generation cellular systems can be achieved by allocating additional band (e.g., under the FCC's National Broadband Plan) through carrier aggregation techniques and denser distribution of BTS through small cell networks and SON. [30, 46]. However, all of the above techniques still rely heavily on band sharing or time sharing techniques in multi-user transmissions because the spectral efficiency gains provided by spatial signal processing are limited.
Хотя межсотовые способы предшествующего уровня техники (например, сетевые системы MIMO и CoMP [53–64]) могут повышать надежность сотовых сетей путем устранения межсотовой интерференции, они дают лишь незначительные показатели прироста пропускной способности. Фактически в этих системах передача мощности от каждой BTS ограничена в пределах границ соты, поэтому в связи со снижением мощности между сотами они эффективны лишь для устранения межсотовой интерференции. На фиг. 2 показан один пример сотовых сетей с тремя BTS 210–212, каждая из которых характеризуется своей собственной площадью покрытия или сотой. Мощность, передаваемая от каждой BTS 210–212, сдерживается с целью ограничения интерференции между сотами в зонах, которые на фиг. 2 показаны как области перекрывания сот. Поскольку эти системы в зоне интерференции функционируют в режиме низкого SINR, они дают лишь незначительные показатели прироста спектральной эффективности аналогично внутрисотовым схемам для SU-MIMO. Чтобы действительно получить значительные показатели прироста пропускной способности в сетях с межсотовым взаимодействием, необходимо смягчить условие ограничения мощности границами соты и обеспечить применение методик пространственного мультиплексирования по всей площади сот с высоким SINR (не только на краю соты с низким SINR, как в подходах предшествующего уровня техники).Although the inter-cell methods of the prior art (eg, MIMO and CoMP network systems [53-64]) can improve the reliability of cellular networks by eliminating inter-cell interference, they provide only marginal throughput gains. In fact, in these systems, the power transmission from each BTS is limited within the boundaries of the cell, so due to the reduction in power between cells, they are only effective in eliminating inter-cell interference. In FIG. 2 shows one example of cellular networks with three BTSs 210-212, each with its own coverage area or cell. The power transmitted from each BTS 210-212 is constrained to limit interference between cells in the areas shown in FIG. 2 are shown as honeycomb overlap areas. Since these systems operate in the low SINR mode in the interference zone, they provide only a small increase in spectral efficiency, similar to intra-cell schemes for SU-MIMO. In order to really achieve significant throughput gains in inter-cell networks, it is necessary to relax the power limitation at cell boundaries and ensure that spatial multiplexing techniques are applied across the entire area of high SINR cells (not just at the edge of a low SINR cell, as in prior art approaches). ).
Таким образом, желательным было бы создание системы, обеспечивающей повышение спектральной эффективности на порядки путем устранения любых ограничений на мощность, передаваемую от распределенных BTS, и использующей межсотовый прирост за счет мультиплексирования посредством пространственной обработки. На фиг. 3 показан случай повышения мощности, передаваемой от трех BTS 301–303 одновременно на одной и той же частоте, таким образом дается более высокий уровень интерференции по всей соте. В системах предшествующего уровня техники такая интерференция привела бы к некогерентной интерференции (нарушающей прием сигнала на UE) в зонах интерференции BTS, но эта интерференция фактически используется в вариантах осуществления настоящего изобретения путем применения инновационных межсотовых способов мультиплексирования с пространственной обработкой сигнала для создания зон когерентной интерференции (усиливающей прием сигнала на UE) вокруг каждого UE, таким образом обеспечивая одновременные неинтерферирующие потоки данных к каждому UE и повышая их SINR по всей соте.Thus, it would be desirable to provide a system that improves spectral efficiency by orders of magnitude by removing any restrictions on the power transmitted from distributed BTSs and exploiting inter-cell gain by multiplexing through spatial processing. In FIG. 3 shows a case of increasing the power transmitted from three BTSs 301-303 simultaneously on the same frequency, thus giving a higher level of interference throughout the cell. In prior art systems, such interference would result in non-coherent interference (breaking signal reception at the UE) in BTS interference zones, but this interference is actually exploited in embodiments of the present invention by applying innovative inter-cell multiplexing techniques with spatial signal processing to create coherent interference zones ( UE-enhancing signal reception) around each UE, thus providing simultaneous non-interfering data streams to each UE and increasing their SINR throughout the cell.
В одном примере осуществления настоящего изобретения этот прирост за счет межсотового мультиплексирования достигается с помощью систем с распределенным входом — распределенным выходом (DIDO) [0014–0020] и [77–78]. На фиг. 4 показан один пример, в котором добавлено множество дополнительных точек доступа 401 для преднамеренного повышения уровня некогерентной интерференции по всей соте, который используется в настоящем изобретении для генерации зон когерентной интерференции вокруг UE и дает прирост за счет межсотового мультиплексирования. В качестве таких дополнительных BTS можно использовать маломощные приемопередатчики, аналогичные недорогим точкам доступа Wi-Fi, таким образом обеспечивая меньшие площади покрытия, перекрывающиеся по всей макросоте, как показано на фиг. 4.In one embodiment of the present invention, this gain due to inter-cell multiplexing is achieved using distributed input-distributed output (DIDO) systems [0014-0020] and [77-78]. In FIG. 4 shows one example in which a plurality of additional access points 401 are added to deliberately increase the level of non-coherent interference throughout the cell, which is used in the present invention to generate zones of coherent interference around the UE and gain due to inter-cell multiplexing. Such additional BTSs can be low power transceivers similar to low-cost Wi-Fi access points, thus providing smaller coverage areas overlapping throughout the macro cell as shown in FIG. 4.
Можно видеть, что в межсотовых способах предшествующего уровня техники некогерентную интерференцию предотвращают путем намеренного ограничения мощности передачи от каждой BTS 210–212, как показано на фиг. 2, а остаточная межсотовая интерференция (в перекрывающихся областях между сотами) устраняется посредством пространственной обработки, таким образом обеспечивая повышение SINR и коэффициента усиления при межсотовом разнесении. Напротив, в настоящем изобретении некогерентная интерференция используется для создания когерентной интерференции вокруг UE путем передачи большей мощности от каждой BTS. Это позволяет повысить качество сигнала на UE, что является необходимым условием получения межсотового прироста за счет мультиплексирования по всей соте посредством пространственной обработки. Таким образом, системы, описанные на предшествующем уровне техники, нельзя применять для достижения межсотового прироста за счет мультиплексирования посредством пространственной обработки, так как качество сигнала на всей площади соты является недостаточным (вследствие ограничения мощности передачи от BTS) для того, чтобы было возможно использовать способы межсотового мультиплексирования, применяемые в настоящем изобретении. Более того, с помощью систем, описанных на предшествующем уровне техники, было бы невозможно достичь прироста за счет мультиплексирования, получаемого в настоящем изобретении, как показано на фиг. 3–4, учитывая, что системы предшествующего уровня техники были разработаны с целью предотвращения межсотовой интерференции в пределах зон разнесения, показанных в заштрихованной области на фиг. 1–4, а не с целью использования межсотовой интерференции в зонах мультиплексирования для получения за счет мультиплексирования межсотового прироста, который достигается в настоящем изобретении.It can be seen that in prior art inter-cell methods, non-coherent interference is prevented by intentionally limiting the transmit power from each BTS 210-212, as shown in FIG. 2, and residual inter-cell interference (in overlapping regions between cells) is eliminated through spatial processing, thus improving SINR and inter-cell diversity gain. On the contrary, in the present invention, non-coherent interference is used to create coherent interference around the UE by transmitting more power from each BTS. This makes it possible to improve signal quality at the UE, which is a necessary condition for obtaining inter-cell gain by multiplexing over the entire cell through spatial processing. Thus, the systems described in the prior art cannot be applied to achieve inter-cell gain by multiplexing through spatial processing, since the signal quality over the entire cell area is insufficient (due to transmission power limitation from the BTS) in order to be able to use the methods inter-cell multiplexing applied in the present invention. Moreover, with the systems described in the prior art, it would not be possible to achieve the gain due to the multiplexing obtained in the present invention, as shown in FIG. 3-4, given that prior art systems were designed to prevent inter-cell interference within the separation zones shown in the shaded area in FIG. 1-4, and not for the purpose of using inter-cell interference in multiplexing areas to obtain through multiplexing inter-cell gain, which is achieved in the present invention.
Варианты осуществления настоящего изобретения включают систему и способы использования межсотового прироста за счет мультиплексирования в беспроводных сетях связи посредством пространственной обработки с использованием многоантенной системы (MAS) с многопользовательскими (MU) передачами (многопользовательская многоантенная система, или MU-MAS). В одном варианте осуществления настоящего изобретения мощность, передаваемая с множества антенн, ограничена с целью сведения к минимуму интерференции на границах соты (как в обычных сотовых системах), а способы пространственной обработки используются только для устранения межсотовой интерференции. В другом варианте осуществления настоящего изобретения мощность, передаваемая с множества антенн, не ограничена каким-либо конкретным уровнем мощности (до тех пор пока уровень излучения мощности не выходит за пределы установленных законодательством норм или норм безопасности), таким образом создавая по всей соте преднамеренно более высокие уровни межсотовой интерференции, которая используется для достижения межсотового прироста за счет мультиплексирования и повышения пропускной способности беспроводной сети связи.Embodiments of the present invention include a system and methods for utilizing inter-cell gain by multiplexing in wireless communication networks through spatial processing using a multi-antenna system (MAS) with multi-user (MU) transmissions (multi-user multiple-antenna system, or MU-MAS). In one embodiment of the present invention, the power transmitted from multiple antennas is limited to minimize interference at cell boundaries (as in conventional cellular systems), and spatial processing techniques are used only to eliminate inter-cell interference. In another embodiment of the present invention, the power transmitted from multiple antennas is not limited to any particular power level (as long as the power emission level does not exceed legal or safety limits), thus creating intentionally higher power levels throughout the cell. levels of inter-cell interference, which is used to achieve inter-cell gain through multiplexing and increasing the throughput of the wireless communication network.
В одном варианте осуществления беспроводная сеть связи представляет собой сотовую сеть, как показано на фиг. 1–2, такую как сотовая сеть на основе стандартов LTE. В другом варианте осуществления настоящего изобретения беспроводная сеть связи не ограничена какой-либо конкретной схемой расположения сот, а границы соты могут охватывать более крупные зоны, как на фиг. 3–4. Например, беспроводная сеть связи может представлять собой беспроводную локальную сеть (WLAN) или ячеистую узкоспециализированную или сенсорную сеть, распределенную систему антенн или систему DIDO с точками доступа, размещенными интуитивно без каких-либо ограничений на передачу мощности. Но общая применимость настоящего изобретения с беспроводными сетями связи не ограничена такими примерами сетевых структур. Настоящее изобретение применимо к любой беспроводной сети, в которой прирост за счет мультиплексирования достигается путем передачи сигналов с множества антенн, интерферирующих при приеме множеством UE, с созданием одновременных неинтерферирующих потоков данных к множеству UE.In one embodiment, the wireless communications network is a cellular network, as shown in FIG. 1-2, such as a cellular network based on LTE standards. In another embodiment of the present invention, the wireless communication network is not limited to any particular cell layout, and cell boundaries may cover larger areas, as in FIG. 3–4. For example, the wireless communications network may be a wireless local area network (WLAN) or a mesh ad hoc or sensor network, a distributed antenna system, or a DIDO system with access points placed intuitively without any power transmission restrictions. But the general applicability of the present invention to wireless communication networks is not limited to such examples of network structures. The present invention is applicable to any wireless network in which multiplexing gain is achieved by transmitting signals from multiple antennas that interfere when received by multiple UEs, creating simultaneous non-interfering data streams to multiple UEs.
Как показано на фиг. 9, один вариант осуществления MU-MAS состоит из централизованного процессора 901, сети базовых станций (BSN) 902 и M базовых приемопередающих станций (BTS) 903, взаимодействующих беспроводным образом с N клиентских устройств, также называемых пользовательским оборудованием UE (показаны как UE 1–4). Централизованный процессорный блок 901 принимает N потоков информации по сети 900 (например, по сети Интернет) с разным сетевым контентом C1–5 (например, видео, веб-страницы, видеоигры, текст, голосовые данные и т.д., поток которых исходит с веб-серверов или других сетевых источников), предназначенным для разных клиентских устройств UE 1–4. В дальнейшем под термином «поток информации» подразумевается любой поток данных, направляемых по сети 900, содержащий информацию, которую можно демодулировать или декодировать как отдельный поток в соответствии с определенной схемой или протоколом модуляции/кодирования для формирования любых данных, включая, без ограничений, аудио-, веб- и видеоконтент. В одном варианте осуществления поток информации представляет собой последовательность битов, имеющую сетевой контент, которую можно демодулировать или декодировать как отдельный поток.As shown in FIG. 9, one embodiment of a MU-MAS consists of a
Централизованный процессор 901 использует предварительное кодирование с преобразованием для объединения (в соответствии с алгоритмами, такими как описанные в смежных патентах и заявках) N потоков информации сетевого контента в M битовых потоков. Для примера, но не в качестве ограничения, предварительное кодирование с преобразованием может быть линейным (например, обращение в нуль незначимых коэффициентов [65], блочная диагонализация [66–67], инверсия матрицы и т.д.) или нелинейным (например, кодирование dirty paper [68–70] или предварительное кодирование Томлинсона-Харашимы [71–72], методики решетчатого кодирования, или треллис-модуляции [73–74], методики векторного кодирования [75–76]). В дальнейшем под термином «поток битов» подразумевается любая последовательность битов, которая необязательно содержит полезные биты данных и которую по этой причине нельзя демодулировать или декодировать как отдельный поток для восстановления сетевого контента. В одном варианте осуществления изобретения поток битов представляет собой сложный сигнал основной полосы частот, который формируется централизованным процессором и квантуется заданным числом битов для передачи на одну из M приемопередающих станций.The
В одном варианте осуществления MAS представляет собой систему распределенного входа — распределенного выхода (DIDO), описанную в смежных патентах и заявках. В этом варианте осуществления система DIDO состоит из следующего.In one embodiment, the MAS is a distributed input-distributed output (DIDO) system described in related patents and applications. In this embodiment, the DIDO system consists of the following.
• Пользовательское оборудование (UE) 1–4. Приемопередатчик РЧ для неподвижных или мобильных клиентов, принимающих потоки данных через нисходящий (DL) канал транспортной сети DIDO и передающих данные в транспортную сеть DIDO через восходящий (UL) канал.• User Equipment (UE) 1-4. RF transceiver for fixed or mobile clients receiving data streams via the downlink (DL) channel of the DIDO transport network and transmitting data to the DIDO transport network via the uplink (UL) channel.
• Базовая приемопередающая станция (BTS) 903. BTS взаимодействуют с транспортной сетью DIDO через беспроводной канал. BTS в одном варианте осуществления представляют собой точки доступа, состоящие из ЦАП/АЦП и радиочастотной (РЧ) цепи для преобразования сигнала основной полосы частот в РЧ. В некоторых случаях BTS представляет собой простой РЧ приемопередатчик, оснащенный усилителем мощности/антенной, а РЧ сигнал передается к BTS посредством технологии «РЧ канал по оптоволокну», описанной в смежных патентах и заявках.• Base transceiver station (BTS) 903. The BTSs communicate with the DIDO transport network via a wireless channel. BTSs in one embodiment are access points consisting of a DAC/ADC and a radio frequency (RF) circuit to convert the baseband signal to RF. In some cases, the BTS is a simple RF transceiver equipped with a power amplifier/antenna, and the RF signal is transmitted to the BTS via the RF Link over Fiber technology described in related patents and applications.
• Контроллер (CTR) 905. CTR 905 представляет собой конкретный тип BTS, разработанный для выполнения специальных функций, таких как передача обучающих сигналов для синхронизации BTS и/или UE по времени/частоте, получение/передача управляющей информации от/к UE, получение информации о состоянии канала (CSI) или информации о качестве канала от UE. В любую систему DIDO можно включить одну или множество станций CTR. Если доступно множество CTR, информацию, передаваемую этим станциям или принимаемую от них, можно объединить для увеличения разнесения и повышения качества линии связи. В одном варианте осуществления CSI принимается от множества CTR посредством методик объединения сигналов с максимальным отношением (MRC) для улучшения демодуляции CSI. В другом варианте осуществления управляющая информация отправляется от множества CTR посредством передачи сигналов с максимальным отношением (MRT) для повышения SNR на стороне приемника. Объем изобретения не ограничивается методиками MRC или MRT, и для повышения качества беспроводных линий связи между CTR и UE можно использовать любой другой способ разнесения (например, выбор антенн и т.д.).• Controller (CTR) 905. CTR 905 is a specific type of BTS designed to perform special functions such as transmitting training signals to synchronize the BTS and/or UE in time/frequency, receiving/transmitting control information from/to UE, receiving information channel state information (CSI) or channel quality information from the UE. One or more CTR stations can be included in any DIDO system. If multiple CTRs are available, the information transmitted to or received from these stations can be combined to increase diversity and improve link quality. In one embodiment, CSI is received from a plurality of CTRs via maximum ratio combining (MRC) techniques to improve CSI demodulation. In another embodiment, control information is sent from a plurality of CTRs by maximum ratio signaling (MRT) to improve the SNR at the receiver side. The scope of the invention is not limited to MRC or MRT techniques, and any other diversity method (eg, antenna selection, etc.) can be used to improve the quality of the wireless links between the CTR and the UE.
• Централизованный процессор (CP) 901. CP представляет собой сервер DIDO, взаимодействующий с сетью Интернет или внешними сетями других типов через транспортную сеть DIDO. В одном варианте осуществления CP производит расчеты при обработке сигнала основной полосы частот DIDO и отправляет сформированные сигналы распределенным BTS для передачи через DL.• Centralized Processing Unit (CP) 901. The CP is a DIDO server that communicates with the Internet or other types of external networks via the DIDO transport network. In one embodiment, the CP performs DIDO baseband signal processing calculations and sends the generated signals to distributed BTSs for transmission over DL.
• Сеть базовых станций (BSN) 902. BSN представляет собой сеть, которая соединяет CP и распределенные BTS и передает информацию либо в канал DL, либо в канал UL. BSN представляет собой проводную сеть, беспроводную сеть или их комбинацию. Например, BSN представляет собой сеть DSL, кабельную, оптоволоконную сеть или беспроводную линию связи с прямой видимостью или без прямой видимости. Более того, BSN представляет собой частную сеть, локальную вычислительную сеть или сеть Интернет.• Base Station Network (BSN) 902. The BSN is a network that connects CPs and distributed BTSs and transmits information on either a DL channel or a UL channel. The BSN is a wired network, a wireless network, or a combination of both. For example, a BSN is a DSL, cable, fiber optic, or wireless link with or without line of sight. Moreover, a BSN is a private network, a local area network, or the Internet.
Далее описано, каким образом структура вышеуказанной системы DIDO может быть встроена в стандарт LTE для сотовых систем (а также для несотовых систем, в которых используются протоколы LTE) для достижения показателей дополнительного прироста спектральной эффективности. Сначала будет представлен общий обзор структуры LTE и методик модуляции, используемых в каналах DL и UL. Затем будет дано краткое описание структуры кадров на физическом уровне и выделение ресурсов в стандарте LTE. Наконец, будут определены способы предварительного кодирования DIDO для нисходящих (DL) и восходящих (UL) каналов в многопользовательских сценариях, в которых применяется структура LTE. Для схем DL предложены два решения: схемы DIDO без обратной связи и с обратной связью.The following describes how the structure of the above DIDO system can be built into the LTE standard for cellular systems (as well as for non-cellular systems that use LTE protocols) to achieve additional spectral efficiency gains. First, an overview of the LTE structure and modulation techniques used in DL and UL channels will be presented. Then, a brief description of the physical layer frame structure and resource allocation in the LTE standard will be given. Finally, DIDO precoding methods for downlink (DL) and uplink (UL) channels in multi-user scenarios in which the LTE framework is applied will be defined. For DL circuits, two solutions have been proposed: open-loop and closed-loop DIDO circuits.
LTE разработан на основе плоской сетевой архитектуры (в противоположность иерархической архитектуре предшествующих сотовых стандартов) для обеспечения сокращения задержки, снижения потерь пакетов посредством ARQ, сокращения времени установления соединения, улучшения покрытия и повышения пропускной способности посредством макроразнесения. На фиг. 5 представлены следующие сетевые элементы сетей LTE [79].LTE is designed based on a flat network architecture (as opposed to the hierarchical architecture of previous cellular standards) to achieve delay reduction, packet loss reduction via ARQ, connection setup time reduction, coverage enhancement and throughput enhancement via macro diversity. In FIG. 5 shows the following network elements of LTE networks [79].
- GW (шлюз) 501–502 — маршрутизатор, соединяющий сеть LTE с внешними сетями (например, сетью Интернет). GW разделен на обслуживающий шлюз (S-GW) 502, который завершает взаимодействие E-UTRAN, и шлюз PDN (P-GW) 501, обеспечивающий взаимодействие с внешними сетями. S-GW 502 и P-GW 501 входят в так называемое усовершенствованное пакетное ядро (EPC).- GW (gateway) 501-502 is a router that connects the LTE network with external networks (for example, the Internet). The GW is divided into a Serving Gateway (S-GW) 502, which terminates the E-UTRAN interworking, and a PDN Gateway (P-GW) 501, which provides interworking with external networks. S-
- MME (узел управления мобильностью) 503 управляет мобильностью, параметрами безопасности и идентичностью UE. MME 503 тоже входит в состав EPC LTE.- MME (Mobility Management Node) 503 manages the mobility, security parameters and identity of the UE.
- eNodeB (усовершенствованный Node-B) 504 — базовая станция, которая осуществляет управление радиоресурсами, пользовательской мобильностью и планированием.- eNodeB (Evolved Node-B) 504 is a base station that performs radio resource management, user mobility and scheduling.
- UE (пользовательское оборудование) 505 — мобильные станции.- UE (user equipment) 505 - mobile stations.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения сеть LTE представляет собой сеть DIDO, в которой DIDO-UE представляет собой UE в сетях LTE, DIDO-BTS представляет собой eNodeB LTE, DIDO-CTR представляет собой eNodeB или MME LTE, DIDO-CP представляет собой GW LTE.In one embodiment of the present invention, the LTE network is a DIDO network, wherein DIDO-UE is a UE in LTE networks, DIDO-BTS is an LTE eNodeB, DIDO-CTR is an LTE eNodeB or MME, DIDO-CP is an LTE GW .
Длительность кадра LTE составляет 10 мс, и кадр состоит из десяти подкадров, как показано на фиг. 6a–c [33, 80]. Каждый подкадр разделен на два слота длительностью 0,5 мс каждый. В стандартах LTE определены два типа кадров: i) тип 1 для работы в режиме FDD, как показано на фиг. 6a, в котором все подкадры назначены либо нисходящим (DL), либо восходящим (UL) каналам; ii) тип 2 для работы в режиме TDD, как показано на фиг. 6b, в котором часть подкадров назначена DL, а часть — UL (в зависимости от выбранной конфигурации), тогда как несколько подкадров зарезервированы для «специального применения». Каждый кадр содержит по меньшей мере один специальный подкадр, который состоит из трех полей: i) пилотный временной слот нисходящего направления (DwPTS), зарезервированный для передачи DL; ii) защитный интервал (GP); iii) пилотный временной слот восходящего направления (UpPTS) для передачи UL.The LTE frame duration is 10 ms, and the frame consists of ten subframes, as shown in FIG. 6a–c [33, 80]. Each subframe is divided into two slots of 0.5 ms each. The LTE standards define two types of frames: i)
В LTE используется мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) и модуляция на основе многостанционного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFMDA) для DL и FDMA с одной несущей (SC-FDMA) для UL. «Ресурсный элемент» (RE) представляет собой наименьшую структуру модуляции в LTE и состоит из одной поднесущей OFDM по частоте и одной длительности символа OFDM по времени, как показано на фиг. 7. «Ресурсный блок» (RB) состоит из 12 поднесущих по частоте и одного слота 0,5 мс по времени (состоящего из 3–7 символов OFDM в зависимости от соотношения каналов DL и UL и типа циклического префикса).LTE uses orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) and orthogonal frequency division multiple access (OFMDA) modulation for DL and single carrier FDMA (SC-FDMA) for UL. A "resource element" (RE) is the smallest modulation structure in LTE and consists of one OFDM subcarrier in frequency and one OFDM symbol duration in time, as shown in FIG. 7. A "resource block" (RB) consists of 12 frequency subcarriers and one 0.5 ms time slot (consisting of 3 to 7 OFDM symbols depending on the DL to UL channel ratio and cyclic prefix type).
1. Нисходящие линии связи DIDO с обратной связью в LTE1. DIDO Downlinks with Loopback in LTE
Схемы DIDO с обратной связью можно применять либо в дуплексных системах с временным разделением (TDD), либо в дуплексных системах с частотным разделением каналов (FDD). В системах FDD каналы DL и UL функционируют на разных частотах, поэтому оценка информации о состоянии канала (CSI) DL должна выполняться на стороне UE и передаваться обратно на CP через BTS или CTR посредством канала UL. В системах TDD каналы DL и UL настроены на одну и ту же частоту, и в системе могут использоваться либо методики с обратной связью, либо схемы без обратной связи, в которых используется принцип взаимности каналов (как описано в представленном ниже разделе). Основным недостатком схем с обратной связью является необходимость получения ими обратной связи, что приводит к повышению затрат на управляющую информацию по UL.Closed-loop DIDO schemes can be used in either time division duplex (TDD) or frequency division duplex (FDD) systems. In FDD systems, the DL and UL channels operate on different frequencies, so DL channel state information (CSI) estimation must be performed on the UE side and transmitted back to the CP via the BTS or CTR via the UL link. In TDD systems, the DL and UL channels are tuned to the same frequency and the system can use either closed-loop techniques or open-loop schemes that use channel reciprocity (as described in the section below). The main disadvantage of feedback schemes is the need for them to receive feedback, which leads to an increase in the cost of control information according to the UL.
Один вариант осуществления механизма для схем с обратной связью в системах DIDO представляет собой следующий: i) BTS 903 направляют сигнальную информацию на UE по DL; ii) UE используют эту сигнальную информацию для оценки информации о состоянии канала (CSI) DL от всех «активных BTS»; iii) UE квантуют CSI DL или применяют кодовые книги для выбора весовых коэффициентов предварительного кодирования, которые используются для следующей передачи; iv) UE направляют квантованную CSI или индекс кодовой книги на BTS 903 или CTR 905 посредством канала UL; v) BTS 903 или CTR 905 передают информацию на CSI или индекс кодовой книги на CP 901, который рассчитывает весовые коэффициенты предварительного кодирования для передачи данных по DL. «Активные BTS» определены как множество BTS, доступных для заданного UE. Например, в смежной находящейся на одновременном рассмотрении заявке на патент США с сер. № 12/802,974, озаглавленный «Система и способ управления межкластерной эстафетной передачей клиентов, проходящих через множество кластеров DIDO», и смежной находящейся на одновременном рассмотрении заявке на патент США с сер. № 12/917,257, озаглавленный «Системы и способы координации передач в распределенных беспроводных системах посредством кластеризации пользователей» «кластер пользователей» определен как множество BTS, доступных заданному UE. Число активных BTS ограничено кластером пользователей, чтобы сократить число CSI от BTS к заданному UE, для которых требуется оценка, таким образом сокращая затраты на обратную связь по UL и сложность расчетов предварительного кодирования DIDO на CP 901.One embodiment of the mechanism for feedback schemes in DIDO systems is as follows: i)
1.1 Передача сигналов по нисходящей линии связи DIDO в рамках стандарта LTE1.1 DIDO downlink signaling under the LTE standard
В стандарте LTE определены два типа опорных сигналов (RS), которые можно применять для передачи сигналов по DL в схемах с обратной связью [33, 50, 82–83]: i) опорный сигнал конкретной соты (CRS); ii) опорный сигнал конкретного UE, такой как опорный сигнал информации о состоянии канала (CSI-RS) и RS демодуляции (DM-RS). RS конкретной соты предварительно не кодируется, тогда как RS конкретного UE предварительно кодируется [50]. CRS применяется в LTE версии 8, в которой используются методики SU/MU-MIMO на основе кодовых книг, и каждая сота содержит максимум четыре антенны. В LTE-Advanced версии 10 поддерживаются схемы SU/MU-MIMO, не основанные на кодовых книгах, включающие максимум восемь передающих антенн, а также схемы CoMP с антеннами, распределенными по разным сотам. Таким образом, версия 10 позволяет обеспечить более высокую гибкость схем передачи сигнала посредством CSI-RS. В настоящем изобретении описано, каким образом каждый из типов схем передачи сигналов можно применять в системах DIDO для обеспечения предварительного кодирования.The LTE standard defines two types of reference signals (RS) that can be used for DL signaling in closed loop schemes [33, 50, 82-83]: i) cell specific reference signal (CRS); ii) a UE-specific reference signal, such as a channel state information reference signal (CSI-RS) and a demodulation RS (DM-RS). The cell-specific RS is not precoded, while the UE-specific RS is precoded [50]. CRS is applied in LTE Release 8, which uses codebook-based SU/MU-MIMO techniques, and each cell contains a maximum of four antennas. LTE-
1.1.1 Передача сигналов в DIDO с применением CRS1.1.1 Signaling in DIDO using CRS
CRS используется в системах LTE (версия 8) для оценки CSI от всех передающих антенн BTS на UE [80, 84]. CRS получают как произведение двухмерной ортогональной последовательности и двухмерной псевдослучайной числовой (PRN) последовательности. Существует три ортогональных и 170 возможных последовательностей PRN, образующих в совокупности 510 разных последовательностей CRS. Каждая последовательность уникальным образом идентифицирует одну соту. CRS передается в пределах первого и третьего — последнего символа OFDM каждого слота, а также каждой шестой поднесущей. Для каждой передающей антенны BTS разработаны ортогональные модели по времени и частоте для уникальной оценки CSI от каждой из четырех антенн на UE. Данная высокая плотность CRS по времени и частоте (т.е. направление сигнала в каждом слоте 0,5 мс и с каждой шестой поднесущей), обеспечивающая 5% затрат, была разработана преднамеренно с целью поддержки сценариев с быстрыми изменениями каналов по времени и частоте [83].CRS is used in LTE systems (version 8) to estimate the CSI from all BTS transmit antennas at the UE [80, 84]. The CRS is obtained as the product of a two-dimensional orthogonal sequence and a two-dimensional pseudo-random number (PRN) sequence. There are three orthogonal and 170 possible PRN sequences, making a total of 510 different CRS sequences. Each sequence uniquely identifies one cell. The CRS is transmitted within the first and third to last OFDM symbol of each slot, as well as every sixth subcarrier. For each BTS transmit antenna, time and frequency orthogonal models are developed for a unique CSI estimate from each of the four antennas at the UE. This high density of CRS in time and frequency (i.e. signal routing in each slot of 0.5 ms and with every sixth subcarrier), providing 5% of the cost, was designed intentionally to support scenarios with fast channel changes in time and frequency [ 83].
В реализуемых на практике системах DIDO может быть так, что каждый UE «увидит» более четырех BTS в своем кластере пользователей. Например, на фиг. 8 показано распределение SNR для развертывания систем DIDO на практике в центральной части г. Сан-Франциско, штат Калифорния, США. Модель распространения основана на модели 3GPP для потерь в среде распространения/затенения [81], и в ней предполагается частота несущей 900 МГц. Точками на карте указано расположение DIDO-BTS, тогда как темный круг представляет собой кластер пользователей (в котором UE размещен в центре круга). В малонаселенных областях UE «видит» лишь несколько BTS в пределах своего кластера пользователей (например, всего три BTS в примере на фиг. 8), тогда как в густонаселенных областях каждый кластер пользователей может содержать до 26 BTS, как на фиг. 8.In practical DIDO systems, it may be that each UE "sees" more than four BTSs in its user cluster. For example, in FIG. 8 shows the SNR distribution for DIDO deployment in practice in downtown San Francisco, California, USA. The propagation model is based on the 3GPP propagation/shadowing loss model [81] and assumes a carrier frequency of 900 MHz. The dots on the map indicate the location of the DIDO-BTS, while the dark circle represents the user cluster (in which the UE is placed in the center of the circle). In sparsely populated areas, the UE "sees" only a few BTSs within its user cluster (eg, a total of three BTSs in the example of FIG. 8), while in densely populated areas, each user cluster can contain up to 26 BTSs, as in FIG. eight.
Высокая избыточность CRS может использоваться в системах DIDO для обеспечения оценки CSI от любого числа передающих антенн, превышающего четыре. Например, если канал является фиксированным и беспроводным или характеризуется низким уровнем эффектов Доплера, нет необходимости рассчитывать CSI от всех четырех передающих антенн каждые 0,5 мс (длительность слота). Аналогичным образом, если канал обладает равномерной частотой, оценка CSI с каждой шестой поднесущей избыточна. В этом случае ресурсные элементы (RE), занятые избыточным CRS, можно повторно выделить для других передающих антенн или BTS в системе DIDO. В одном варианте осуществления настоящего изобретения система выделяет ресурсные элементы избыточного CRS дополнительным антеннам или BTS в системе DIDO. В другом варианте осуществления система оценивает временную и частотную селективность канала и динамически выделяет CRS для разных BTS или только для BTS в пределах кластера пользователей для разных ресурсных элементов.High CRS redundancy can be used in DIDO systems to provide CSI estimates from any number of transmit antennas greater than four. For example, if the channel is fixed and wireless or has low Doppler effects, it is not necessary to calculate the CSI from all four transmit antennas every 0.5 ms (slot duration). Similarly, if the channel has a uniform frequency, the CSI estimate with every sixth subcarrier is redundant. In this case, the resource elements (RE) occupied by the redundant CRS can be re-allocated to other transmit antennas or BTSs in the DIDO system. In one embodiment of the present invention, the system allocates redundant CRS resource elements to additional antennas or BTSs in a DIDO system. In another embodiment, the system estimates channel time and frequency selectivity and dynamically allocates CRS for different BTSs or only for BTSs within a user cluster for different resource elements.
1.1.2 Передача сигналов в DIDO с применением CSI-RS и DM-RS1.1.2 DIDO signaling using CSI-RS and DM-RS
В стандарте LTE-Advanced (версия 10) CSI-RS применяется каждым UE для оценки CSI от BTS [33, 83]. В стандарте определен ортогональный CSI-RS для разных передатчиков на BTS, так что UE может различать CSI от разных BTS. CSI-RS поддерживает максимум восемь передающих антенн на BTS, как в таблицах 6.10.5.2–1,2 в [33]. CSI-RS направляется с периодичностью в диапазоне от 5 до 80 подкадров (т.е. CSI-RS направляется каждые 5–80 мс), как в таблицах 6.10.5.3–1 в [33]. Для периодичности CSI-RS в LTE-Advanced было преднамеренно задано более высокое значение, чем для CRS в LTE, чтобы избежать избыточных затрат на управляющую информацию, в особенности для устаревших терминалов LTE, которые не могут использовать эти дополнительные ресурсы. Другой опорный сигнал, применяемый для оценки CSI, — это демодуляция RS (DM-RS). DM-RS представляет собой опорный сигнал демодуляции, предназначенный для конкретного UE и передаваемый только в ресурсном блоке, назначенном для передачи этому UE.In LTE-Advanced (version 10), CSI-RS is applied by each UE to estimate CSI from BTS [33, 83]. The standard defines an orthogonal CSI-RS for different transmitters on a BTS so that a UE can distinguish between CSIs from different BTSs. CSI-RS supports a maximum of eight transmit antennas per BTS as in tables 6.10.5.2-1.2 in [33]. CSI-RS is sent at intervals ranging from 5 to 80 subframes (ie CSI-RS is sent every 5-80 ms) as in Tables 6.10.5.3-1 in [33]. The CSI-RS periodicity in LTE-Advanced was intentionally set to a higher value than CRS in LTE to avoid excessive control information overhead, especially for legacy LTE terminals that cannot use these additional resources. Another reference signal used for CSI estimation is RS demodulation (DM-RS). DM-RS is a demodulation reference signal dedicated to a specific UE and transmitted only on a resource block assigned for transmission to that UE.
Когда в пределах кластера пользователей находится более восьми антенн (максимальное число передатчиков, поддерживаемых стандартом LTE-Advanced), для обеспечения соответствия системы стандарту LTE-Advanced необходимо использовать альтернативные методики для обеспечения предварительного кодирования DIDO. В одном варианте осуществления настоящего изобретения каждый UE применяет CSI-RS или DM-RS или комбинацию обоих для оценки CSI от всех активных BTS в своем собственном кластере пользователей. В этом же варианте осуществления система DIDO обнаруживает число BTS в пределах кластера пользователей, а также соответствие кластера пользователей стандарту LTE-Advanced (который поддерживает не более восьми антенн). В случае несоответствия система DIDO использует альтернативные методики для обеспечения передачи сигналов по DL от BTS на текущий UE. В одном варианте осуществления мощность, передаваемая от BTS, снижается до тех пор, пока для UE достижимыми будут не более восьми BTS в пределах его кластера пользователей. Однако это решение вследствие уменьшения площади покрытия может снижать скорость передачи данных.When there are more than eight antennas within a user cluster (the maximum number of transmitters supported by the LTE-Advanced standard), alternative techniques must be used to achieve DIDO precoding to ensure system compliance with the LTE-Advanced standard. In one embodiment of the present invention, each UE uses CSI-RS or DM-RS or a combination of both to estimate CSI from all active BTSs in its own user cluster. In the same embodiment, the DIDO system detects the number of BTSs within the user cluster as well as the compliance of the user cluster with the LTE-Advanced standard (which supports up to eight antennas). In the event of a mismatch, the DIDO system uses alternative techniques to ensure DL signaling from the BTS to the current UE. In one embodiment, the power transmitted from the BTS is reduced until no more than eight BTSs are reachable by the UE within its user cluster. However, this solution, due to the reduction in coverage area, may reduce the data rate.
Другое решение заключается в том, чтобы разделить BTS в кластере пользователей на подмножества, и за один раз отправлять одно множество CSI-RS для каждого подмножества. Например, если периодичность CSI-RS составляет 5 подкадров (т.е. 5 мс), как в таблице 6.10.5.3–1 в [33], то каждые 5 мс выполняется отправка CSI-RS от нового подмножества BTS. Следует отметить, что это решение работает до тех пор, пока периодичность CSI-RS достаточно мала для покрытия всех подмножеств BTS в пределах времени когерентности каналов UE (которое является функцией доплеровской скорости UE). Например, если выбранная периодичность CSI-RS составляет 5 мс, а время когерентности канала составляет 100 мс, можно определить максимум 20 подмножеств BTS по 8 BTS в каждой, добавив в совокупности максимум 160 BTS в пределах кластера пользователей. В другом варианте осуществления настоящего изобретения система DIDO оценивает время когерентности UE и принимает решение о том, сколько BTS можно поддерживать в пределах кластера пользователей для заданной периодичности CSI-RS, чтобы избежать снижения эффективности вследствие изменений в канале и эффекта Доплера.Another solution is to divide the BTS in the user cluster into subsets, and send one set of CSI-RS at a time for each subset. For example, if the CSI-RS periodicity is 5 subframes (
Все предложенные для CSI-RS решения соответствуют стандарту LTE и могут быть развернуты в рамках структуры обычных систем LTE. Например, предложенный способ, который обеспечивает использование более восьми антенн на кластер пользователей, не потребует модификаций оборудования UE LTE и внедрения программного обеспечения, а для выбора подмножества BTS в любое заданное время требуется лишь небольшое изменение протоколов, применяемых на BTS и CP. Эти модификации можно легко реализовать на облачной платформе программно определяемой радиосвязи (SDR), представляющей собой один из многообещающих примеров развертывания систем DIDO. Альтернативно, если возможно смягчить ограничения стандарта LTE, можно разработать несколько модифицированное аппаратное и программное обеспечение для UE LTE с целью поддержки аналогичных, но не соответствующих требованиям LTE режимов работы DIDO, так чтобы UE могли функционировать в режиме полного соответствия LTE или в модифицированном режиме, поддерживающем работу систем DIDO, не соответствующих требованиям LTE. Например, другое решение заключается в увеличении числа CSI-RS для обеспечения большего числа BTS в системе. В другом варианте осуществления настоящего изобретения в качестве средства увеличения числа поддерживаемых BTS на кластер пользователей используют разные модели и периодичности для CSI-RS. Такие незначительные модификации стандарта LTE могут быть достаточно малыми, чтобы можно было применять существующие чипсеты UE LTE с внесением простой модификации в программное обеспечение. Или, если потребуется модифицировать аппаратную часть чипсетов, изменения будут небольшими.All proposed solutions for CSI-RS comply with the LTE standard and can be deployed within the framework of conventional LTE systems. For example, the proposed method, which allows more than eight antennas per user cluster, would require no modifications to the LTE UE equipment and software implementation, and only a slight change in the protocols used on the BTS and CP to select a subset of BTSs at any given time. These modifications can be easily implemented on a cloud-based Software Defined Radio (SDR) platform, which is one of the promising deployment examples for DIDO systems. Alternatively, if it is possible to relax the limitations of the LTE standard, slightly modified hardware and software for LTE UEs can be developed to support similar but non-LTE compliant DIDO modes of operation, so that UEs can operate in full LTE compliance mode or in a modified mode that supports operation of DIDO systems that do not comply with LTE requirements. For example, another solution is to increase the number of CSI-RSs to provide more BTSs in the system. In another embodiment of the present invention, different models and periodicities for CSI-RS are used as a means of increasing the number of supported BTSs per user cluster. Such minor modifications to the LTE standard can be small enough to allow existing UE LTE chipsets to be used with a simple software modification. Or, if you need to modify the hardware of the chipsets, the changes will be small.
1.2 Способы обратной связи с использованием CSI в восходящей линии связи DIDO в рамках стандарта LTE1.2 Feedback methods using CSI in DIDO uplink under the LTE standard
В стандартах LTE и LTE-Advanced UE направляет информацию об обратной связи на BTS, чтобы сообщить о текущих условиях своего канала и весовых коэффициентах предварительного кодирования для передачи с обратной связью по каналу DL. В эти стандарты включены три разных показателя канала [35].In LTE and LTE-Advanced, the UE sends feedback information to the BTS to report its current channel conditions and precoding weights for DL feedback transmission. Three different channel metrics are included in these standards [35].
- Показатель ранга (RI) указывает на то, сколько пространственных потоков передано на заданный UE. Это число всегда равно или меньше числа передающих антенн.- The Rank Index (RI) indicates how many spatial streams are transmitted to a given UE. This number is always equal to or less than the number of transmitting antennas.
- Показатель матрицы предварительного кодирования (PMI) представляет собой индекс кодовой книги, применяемый для предварительного кодирования по каналу DL.- The Precoding Matrix Index (PMI) is a codebook index used for precoding on the DL channel.
- Показатель качества канала (CQI) определяет схему кодирования модуляции и прямого исправления ошибок (FEC) для применения по DL с целью сохранения предопределенной частоты ошибок для заданных состояний канала.- The channel quality index (CQI) defines a modulation coding and forward error correction (FEC) scheme to be applied over the DL in order to maintain a predetermined error rate for given channel conditions.
Для всей полосы пропускания отмечен лишь один RI, тогда как передача PMI и CQI может быть широкополосной или может обеспечиваться для подполосы, в зависимости от частотной селективности канала. Эти показатели передаются в UL по физическим каналам двух разных типов: i) восходящий управляющий физический канал (PUCCH), применяемый только для управляющей информации; ii) общий восходящий физический канал (PUSCH), применяемый как для данных, так и для управляющей информации, выделенный на один ресурсный блок (RB) на основе подкадра. В PUCCH процедура передачи RI, PMI и CQI является периодической, а показатели могут быть либо широкополосными (для каналов с равномерной частотой), либо выбираемыми UE на основе подполосы (для каналов с частотной селективностью). В PUSCH процедура обратной связи является апериодической и может выбираться UE на основе подполосы (для каналов с частотной селективностью) или быть сконфигурированной на более высоком уровне на основе подполосы (например, для режима передачи 9 в LTE-Advance с восемью передатчиками).Only one RI is noted for the entire bandwidth, while PMI and CQI transmission may be wideband or may be provided for a subband, depending on the frequency selectivity of the channel. These metrics are carried in the UL over two different types of physical channels: i) an uplink physical control channel (PUCCH) used for control information only; ii) a common uplink physical channel (PUSCH) used for both data and control information, allocated per resource block (RB) on a per subframe basis. In PUCCH, the RI, PMI and CQI transmission procedure is periodic and the metrics can be either wideband (for channels with uniform frequency) or selectable by the UE on a subband basis (for channels with frequency selectivity). In PUSCH, the feedback procedure is aperiodic and may be selected by the UE on a subband basis (for channels with frequency selectivity) or be configured at a higher level on a subband basis (eg, for
В одном варианте осуществления настоящего изобретения в системе DIDO используются RI, PMI и CQI для передачи своего текущего состояния канала и информации предварительного кодирования BTS и CP. В одном варианте осуществления UE применяет канал PUCCH для передачи этих показателей на CP. В другом варианте осуществления в том случае, если для предварительного кодирования DIDO требуется большее число показателей, UE использует PUSCH для передачи дополнительных показателей на CP. Если канал обладает равномерной частотой, UE может использовать дополнительные ресурсы UL для передачи PMI на большее число антенн в системах DIDO. В одном варианте осуществления настоящего изобретения UE, BTS или CP оценивают частотную селективность канала, и в том случае, если канал обладает равномерной частотой, UE использует дополнительные ресурсы UL для передачи PMI на большее число BTS.In one embodiment of the present invention, the DIDO system uses RI, PMI, and CQI to convey its current channel state and BTS and CP precoding information. In one embodiment, the UE uses the PUCCH to transmit these metrics to the CP. In another embodiment, if more metrics are required for DIDO precoding, the UE uses PUSCH to send additional metrics to the CP. If the channel has a flat frequency, the UE can use additional UL resources to transmit PMI to more antennas in DIDO systems. In one embodiment of the present invention, the UE, BTS, or CP evaluates the frequency selectivity of the channel, and if the channel has a flat frequency, the UE uses additional UL resources to transmit PMI to more BTSs.
2. Нисходящие линии связи DIDO без обратной связи в LTE2. DIDO Downlinks Open Loop in LTE
Схемы DIDO без обратной связи могут применяться только в дуплексных системах с временным разделением (TDD), в которых используется принцип взаимности каналов. Одним вариантом осуществления механизма для схем без обратной связи в системах DIDO является следующий: i) UE 1–4 направляют сигнальную информацию на BTS 903 или CTR 905 по UL; ii) BTS 903 или CTR 905 используют эту сигнальную информацию для оценки CSI UL от всех UE 1–4; iii) BTS 903 или CTR 905 используют калибровку РЧ для преобразования CSI UL в CSI DL; iv) BTS 903 или CTR 905 направляют CSI DL или индекс кодовой книги на CP посредством BSN 902; v) CP 901 на основании этой CSI DL рассчитывает весовые коэффициенты предварительного кодирования для передачи данных по DL. Аналогично схемам DIDO с обратной связью можно использовать кластеры пользователей для уменьшения числа CSI от UE, оцениваемой на BTS, таким образом снижая вычислительную нагрузку на BTS, а также количество сигнальной информации, которую требуется передать по UL. В одном варианте осуществления настоящего изобретения методики предварительного кодирования для систем без обратной связи используются для направления одновременных неинтерферирующих потоков данных от BTS на UE по каналу DL.Open loop DIDO schemes can only be used in time division duplex (TDD) systems that use the principle of channel reciprocity. One embodiment of the mechanism for open loop schemes in DIDO systems is as follows: i) UEs 1-4 send signaling information to
В LTE имеются два типа опорных сигналов для восходящего канала [31, 33, 87]: i) зондирующий опорный сигнал (SRS), применяемый для планирования и адаптации линии связи; ii) опорный сигнал демодуляции (DMRS), применяемый для приема данных. В одном варианте осуществления настоящего изобретения SRS или DMRS используется в системах DIDO без обратной связи для оценки каналов UL от всех UE на все BTS. Во временной области DMRS направляется с четвертым символом OFDM (при применении обычного циклического префикса) каждого слота LTE (длительностью 0,5 мс). В частотной области DMRS, направленный по PUSCH, для каждого UE привязывается к одному и тому же ресурсному блоку (RB), применяемому этим UE для передачи данных по UL.In LTE, there are two types of uplink reference signals [31, 33, 87]: i) sounding reference signal (SRS) used for link scheduling and adaptation; ii) the demodulation reference signal (DMRS) used to receive the data. In one embodiment of the present invention, SRS or DMRS is used in open loop DIDO systems to estimate UL channels from all UEs to all BTSs. In the time domain, DMRS is sent with the fourth OFDM symbol (using the normal cyclic prefix) of each LTE slot (0.5 ms duration). In the frequency domain, the DMRS directed on the PUSCH is associated for each UE with the same resource block (RB) used by that UE for data transmission on the UL.
Длина DMRS составляет MRS = mNRB, где m представляет собой число RB, а NRB = 12 представляет собой число поднесущих на RB. Для поддержки множества UE генерируется несколько DMRS на основе одной основной последовательности Задова-Чу [88] или генерируемой компьютером последовательности постоянной амплитуды с нулевой автокорреляцией (CG-CAZAC) посредством циклического смещения основной последовательности. Основные последовательности разделены на 30 групп, и соседние соты LTE выбирают DMRS из разных групп для снижения межсотовой интерференции. Например, если максимальное число ресурсных блоков в пределах одного символа OFDM составляет 110 (т.е. если предположить, что общая ширина полосы пропускания сигнала составляет 20 МГц), то возможно сгенерировать максимум 110 x 30 = 3300 разных последовательностей.The length of the DMRS is M RS = mN RB where m is the number of RBs and N RB = 12 is the number of subcarriers per RB. To support multiple UEs, multiple DMRSs are generated based on a single Zadoff-Chu [88] core sequence or a computer generated constant amplitude zero autocorrelation (CG-CAZAC) sequence by cyclic shifting of the core sequence. The main sequences are divided into 30 groups, and neighboring LTE cells select DMRS from different groups to reduce inter-cell interference. For example, if the maximum number of resource blocks within one OFDM symbol is 110 (i.e., assuming a total signal bandwidth of 20 MHz), then it is possible to generate a maximum of 110 x 30 = 3300 different sequences.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения система DIDO назначает UE «виртуальным сотам» для обеспечения максимального числа SRS или DMRS, которые можно применять в UL. В одном примере осуществления виртуальная сота представляет собой область когерентности (описанную в смежной находящейся на одновременном рассмотрении заявке на патент США с сер. № 13/232,996, озаглавленной «Системы и способы использования областей когерентности в беспроводных системах») вокруг UE, а система DIDO генерирует максимум 3300 областей когерентности для разных UE. В другом варианте осуществления настоящего изобретения каждая из 30 основных последовательностей назначается разным кластерам DIDO (определение кластеров дано в смежном патенте США № 8,170,081, выданном 1 мая 2012 г., озаглавленном «Система и способ регулирования подавления помех в системах DIDO на основе измерений мощности сигнала») для снижения межкластерной интерференции по смежным кластерам DIDO. В другом варианте осуществления SRS или DMRS назначаются в соответствии с определенными моделями скачкообразной перестройки частоты для использования частотного разнесения каналов.In one embodiment of the present invention, the DIDO system assigns UEs to "virtual cells" to provide the maximum number of SRS or DMRS that can be applied in the UL. In one embodiment, a virtual cell is a coherence region (described in related co-pending US Patent Application Ser. No. 13/232,996 entitled "Systems and Methods for Using Coherence Regions in Wireless Systems") around a UE, and the DIDO system generates maximum 3300 coherence regions for different UEs. In another embodiment of the present invention, each of the 30 master sequences is assigned to different DIDO clusters (Clusters are defined in related U.S. Patent No. 8,170,081, issued May 1, 2012, entitled "System and method for adjusting interference suppression in DIDO systems based on signal strength measurements" ) to reduce inter-cluster interference across adjacent DIDO clusters. In another embodiment, SRS or DMRS are assigned in accordance with certain frequency hopping models to use frequency channel diversity.
В том случае, когда ортогональных SRS или DMRS недостаточно для одновременного обслуживания всех UE в DL посредством предварительного кодирования DIDO, в качестве одной из альтернатив можно мультиплексировать SRS или DMRS разных UE во временной области. Например, UE разделены на разные группы, и SRS или DMRS для этих групп направляются в последовательных временных слотах (длительностью 0,5 мс каждый). Однако в этом случае необходимо гарантировать, что периодичность назначения SRS или DMRS разным группам будет ниже, чем время когерентности канала для самого быстро перемещающегося UE. Фактически необходимым условием является гарантия того, что канал для всех UE не изменится с момента оценки CSI с помощью SRS или DMRS до момента передачи системой по DL потоков данных на UE посредством предварительного кодирования DIDO. В одном варианте осуществления настоящего изобретения система делит активные UE на группы и назначает одно и то же множество SRS или DMRS каждой группе в последовательных временных слотах. В этом же варианте осуществления система оценивает самое короткое время когерентности канала для всех активных UE и рассчитывает максимальное число групп UE, а также периодичность временного мультиплексирования SRS или DMRS на основе этой информации.In the event that orthogonal SRS or DMRS are not sufficient to simultaneously serve all UEs in DL through DIDO precoding, one alternative is to multiplex SRS or DMRS of different UEs in the time domain. For example, the UEs are divided into different groups, and the SRS or DMRS for these groups are sent in consecutive time slots (0.5 ms each). However, in this case, it is necessary to ensure that the periodicity of assigning SRS or DMRS to different groups is lower than the channel coherence time for the fastest moving UE. In fact, a necessary condition is to ensure that the channel for all UEs does not change from the time the CSI is estimated by SRS or DMRS until the system transmits data streams over DL to the UE by DIDO precoding. In one embodiment of the present invention, the system divides active UEs into groups and assigns the same set of SRSs or DMRSs to each group in consecutive timeslots. In the same embodiment, the system estimates the shortest channel coherence time for all active UEs and calculates the maximum number of UE groups as well as the SRS or DMRS time multiplexing frequency based on this information.
3. Методики передачи по восходящему каналу DIDO в LTE3. DIDO Uplink Transmission Techniques in LTE
В вариантах осуществления настоящего изобретения используются схемы MU-MIMO без обратной связи по каналу UL для получения одновременных потоков данных UL от всех UE на BTS. Один из вариантов осуществления схемы MU-MIMO по UL без обратной связи включает следующие этапы: i) UE 1–4 направляют сигнальную информацию и полезную нагрузку на все BTS 903; ii) BTS 903 рассчитывают оценки каналов от всех UE с применением сигнальной информации; iii) BTS 903 направляют оценки каналов и полезную нагрузку на CP 901; iv) CP 901 применяет оценки каналов для устранения межканальной интерференции полезной нагрузки от всех UE посредством пространственного фильтрования и демодулирует потоки данных от всех UE. В одном варианте осуществления система MU-MIMO без обратной связи использует множественный доступ с частотным разделением каналов и одной несущей (SC-FDMA) для увеличения числа каналов UL от UE на BTS и мультиплексирует их в частотной области.Embodiments of the present invention use UL open-loop MU-MIMO schemes to obtain simultaneous UL data streams from all UEs on a BTS. One embodiment of the UL open loop MU-MIMO scheme includes the following steps: i) UEs 1-4 send signaling information and payload to all
В одном варианте осуществления синхронизация среди UE достигается посредством отправки сигналов от DL, и предполагается, что все BTS 903 связаны с одним и тем же временным/частотным опорным генератором тактовых импульсов в одном варианте осуществления за счет GPSDO либо посредством прямого проводного подключения к одному и тому же генератору, либо путем совместного использования общего временного/частотного опорного сигнала. Изменения задержки канала, распространяемые на разные UE, могут генерировать изменчивость среди временных опорных сигналов разных UE, что может повлиять на характеристики способов MU-MIMO по UL. В одном варианте осуществления только UE в пределах одного и того же кластера DIDO (например, UE, расположенные в непосредственной близости друг к другу) обрабатываются способами MU-MIMO для сокращения относительной задержки распространения по разным UE. В другом варианте осуществления относительные задержки распространения между UE компенсируются на UE или на BTS, чтобы гарантировать одновременный прием полезных нагрузок от разных UE 1–4 на BTS 903.In one embodiment, synchronization among UEs is achieved by sending signals from the DL and it is assumed that all
Методики обеспечения передачи сигнальной информации для демодуляции данных по UL могут представлять собой те же способы, которые применяются для передачи сигналов по нисходящим линиям связи в схеме DIDO без обратной связи, описанной в предыдущем разделе. CP 901 может использовать разные методики пространственной обработки для устранения межканальной интерференции от полезной нагрузки UE. В одном варианте осуществления настоящего изобретения CP 901 использует нелинейные способы пространственной обработки, такие как приемники с применением метода максимального правдоподобия (ML), метода компенсации с решающей обратной связью (DFE) или последовательного подавления помех (SIC). В другом варианте осуществления CP 901 использует линейные фильтры, такие как приемники с обращением в нуль незначимых коэффициентов (ZF) или с минимальной среднеквадратической ошибкой (MMSE), для устранения межканальной интерференции и индивидуальной демодуляции восходящих потоков данных.The techniques for providing signaling information for data demodulation over UL may be the same as those used for signaling on the downlinks in the open loop DIDO scheme described in the previous section. The
4. Интеграция с существующими сетями LTE4. Integration with existing LTE networks
В Соединенных Штатах Америки и других регионах мира сети LTE уже функционируют или находятся в процессе развертывания, и/или принято решение об их развертывании. Для операторов LTE значительным преимуществом будет обеспечение постепенного внедрения возможностей DIDO в существующие развертывания или в развертывания, в отношении которых было принято решение. Таким образом, они смогут развернуть DIDO в областях, где они обеспечат самое быстрое получение преимуществ, и постепенно расширять возможности DIDO, чтобы покрыть большую площадь их сети. Со временем, имея достаточное покрытие DIDO в регионе, они смогут принять решение о полном прекращении применения сот, вместо этого полностью перейдя на DIDO и получая гораздо более высокую спектральную плотность при гораздо более низких затратах. Во время этого полного перехода от сотовых систем к DIDO беспроводные клиенты оператора LTE совсем не ощутят снижения качества обслуживания. Напротив, они ощутят повышение пропускной способности передачи данных и надежности, а оператор будет наблюдать снижение своих затрат.In the United States of America and other regions of the world, LTE networks are already operational or in the process of being deployed, and/or a decision has been made to deploy them. For LTE operators, it will be a significant benefit to ensure that DIDO capabilities are gradually introduced into existing deployments or into deployments that have been decided upon. In this way, they will be able to deploy DIDO in the areas where they will get the fastest benefit, and gradually expand DIDO capabilities to cover a larger area of their network. Over time, with sufficient DIDO coverage in the region, they will be able to decide to completely phase out the use of cells, instead switching completely to DIDO and getting much higher spectral density at a much lower cost. During this full transition from cellular systems to DIDO, LTE wireless customers will experience no degradation in quality of service at all. On the contrary, they will experience an increase in data throughput and reliability, and the operator will see a reduction in their costs.
Имеется несколько вариантов осуществления, которые обеспечат постепенную интеграцию DIDO в существующие сети LTE. Во всех случаях BTS для DIDO будут называться BTS DIDO-LTE и будут использовать один из вышеописанных LTE-совместимых вариантов осуществления DIDO или других LTE-совместимых вариантов осуществления, которые могут быть разработаны в будущем. Или же BTS DIDO-LTE будут использовать облегченный вариант стандарта LTE, такой как описанные выше, а UE будут либо обновлены (например, если программного обновления будет достаточно, чтобы модифицировать UE так, чтобы они стали совместимым с DIDO), либо будет развернуто новое поколение UE, совместимых с DIDO. В любом случае новые BTS, поддерживающие DIDO либо в условиях ограничений стандарта LTE, либо в виде варианта стандарта LTE, ниже будут называться базовыми приемопередающими станциями (BTS) DIDO-LTE.There are several options for implementation, which will ensure the gradual integration of DIDO into existing LTE networks. In all cases, BTSs for DIDO will be referred to as DIDO-LTE BTSs and will use one of the LTE compatible DIDO implementations described above or other LTE compatible implementations that may be developed in the future. Alternatively, DIDO-LTE BTSs will use a lightweight version of the LTE standard such as those described above and UEs will either be upgraded (e.g. if a software update is sufficient to modify the UEs to be DIDO compliant) or a new generation will be deployed. UE compatible with DIDO. In any case, new BTSs supporting DIDO either within the limitations of the LTE standard or as a variant of the LTE standard will be referred to below as DIDO-LTE Base Transceiver Stations (BTS).
Стандарт LTE поддерживает различные значения ширины полосы пропускания каналов (например, 1,4, 3, 5, 10, 15 и 20 МГц). В одном варианте осуществления оператор существующей сети LTE может либо выделить новую полосу пропускания для BTS LTE-DIDO, либо разделить существующий диапазон LTE (например, 20 МГц можно разделить на два блока по 10 МГц) для поддержки обычных BTS LTE в сотовой конфигурации в одном блоке диапазона и BTS DIDO-LTE в другом блоке диапазона. Фактически в результате этого будут созданы две отдельные сети LTE, а устройства UE будут выполнены с возможностью работы с одной или другой сетью или для выбора между двумя сетями. В случае подразделения диапазона диапазон может быть разделен равномерно между обычной сетью LTE и сетью DIDO-LTE или неравномерно с выделением большего диапазона для той сети, которая сможет использовать его наилучшим образом с учетом заданного уровня развертывания сотовых BTS LTE и BTS DIDO-LTE BTS и/или моделей применения UE. Такое подразделение по мере необходимости можно изменять со временем, а в некоторый момент, когда будет выполнено развертывание достаточного числа BTS DIDO-LTE для обеспечения такого же или лучшего покрытия, которое обеспечивается сотовыми BTS, весь диапазон можно будет выделить для BTS DIDO-LTE, а сотовые BTS можно будет вывести из эксплуатации.The LTE standard supports various channel bandwidths (for example, 1.4, 3, 5, 10, 15, and 20 MHz). In one embodiment, an operator of an existing LTE network can either allocate new bandwidth to LTE-DIDO BTSs or split the existing LTE band (e.g., 20 MHz can be split into two 10 MHz blocks) to support regular LTE BTSs in a cellular configuration in one block. band and BTS DIDO-LTE in another band unit. In effect, this will create two separate LTE networks, and the UEs will be configured to operate on one network or the other, or to choose between the two networks. In the case of band subdivision, the band can be divided equally between the regular LTE network and the DIDO-LTE network, or unequally, with more band allocated to whichever network can make the best use of it given a given level of deployment of LTE cellular BTSs and DIDO-LTE BTSs and/ or UE application models. This subdivision can be changed over time as needed, and at some point, when enough DIDO-LTE BTSs have been deployed to provide the same or better coverage as provided by cellular BTSs, the entire range can be dedicated to DIDO-LTE BTSs, and cellular BTSs can be decommissioned.
В другом варианте осуществления обычные сотовые BTS LTE можно выполнить с возможностью координации с BTS DIDO-LTE так, чтобы они могли совместно использовать один и тот же диапазон поочередно. Например, при равной мере совместного использования диапазона каждая сеть BTS будет поочередно использовать по одному кадру 10 мс, например, один кадр 10 мс для сотовой BTS LTE, а затем один кадр 10 мс для BTS DIDO-LTE. Кадры также можно подразделить на неравные интервалы времени. Такое разбиение на интервалы по мере необходимости можно изменять со временем, а в некоторый момент, когда будет выполнено развертывание достаточного числа BTS DIDO-LTE для обеспечения такого же или лучшего покрытия, которое обеспечивается сотовыми BTS, весь диапазон можно будет выделить для BTS DIDO-LTE с выводом из эксплуатации BTS.In another embodiment, regular cellular LTE BTSs can be configured to coordinate with DIDO-LTE BTSs so that they can share the same band alternately. For example, with an equal amount of band sharing, each BTS will alternately use one 10ms frame, eg, one 10ms frame for an LTE cellular BTS and then one 10ms frame for a DIDO-LTE BTS. Frames can also be subdivided into unequal time intervals. This slicing can be changed over time as needed, and at some point, when enough DIDO-LTE BTSs have been deployed to provide the same or better coverage as provided by cellular BTSs, the entire range can be dedicated to DIDO-LTE BTSs. with the decommissioning of BTS.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения DIDO используется в качестве беспроводной транспортной сети LOS или NLOS для малых сот в сетях LTE и LTE-Advanced. При развертывании малых сот в сетях LTE система DIDO обеспечивает для них высокоскоростную беспроводную транспортную сеть. По мере роста спроса на более высокую скорость передачи данных к сети добавляется все большее число малых сот, до тех пор пока беспроводная сеть не достигнет предела, при котором в заданной области к ней будет невозможно добавить малые соты, не вызвав межсотовой интерференции. В этом же варианте осуществления настоящего изобретения BTS DIDO применяют для постепенного замещения малых сот, таким образом повышая пропускную способность сети с помощью межсотовой интерференции.In another embodiment of the present invention, DIDO is used as a LOS or NLOS wireless transport network for small cells in LTE and LTE-Advanced networks. When deploying small cells in LTE networks, the DIDO system provides them with a high-speed wireless backhaul network. As the demand for higher data rates grows, more and more small cells are added to the network until the wireless network reaches a limit where it is not possible to add small cells to it in a given area without causing inter-cell interference. In the same embodiment of the present invention, DIDO BTSs are used to gradually replace small cells, thereby increasing network capacity through inter-cell interference.
СсылкиLinks
[1] A. Paulraj, R. Nabar, and D. Gore, Introduction to Space-Time Wireless Communications, Cambridge University Press, 40 West 20th Street, New York, NY, USA, 2003[1] A. Paulraj, R. Nabar, and D. Gore, Introduction to Space-Time Wireless Communications, Cambridge University Press, 40 West 20th Street, New York, NY, USA, 2003
[2] D. Gesbert, M. Shafi, D. Shiu, P.J. Smith and A. Naguib, “From theory to practice: an overview of MIMO space-time coded wireless systems”, IEEE Journal on Selected Areas on Communications, vol.2, n.3, pp.281–302, Apr. 2003[2] D. Gesbert, M. Shafi, D. Shiu, P.J. Smith and A. Naguib, “From theory to practice: an overview of MIMO space-time coded wireless systems”, IEEE Journal on Selected Areas on Communications, vol.2, n.3, pp.281–302, Apr. 2003
[3] L. Zheng and D. N. C. Tse, “Diversity and multiplexing: a fundamental tradeoff in multiple-antenna channels,” IEEE Trans. Info. Th., vol. 49, no. 5, pp. 1073–1096, May 2003[3] L. Zheng and D. N. C. Tse, “Diversity and multiplexing: a fundamental tradeoff in multiple-antenna channels,” IEEE Trans. Info. Th., vol. 49, no. 5, pp. 1073–1096, May 2003
[4] D. N. C. Tse, P. Viswanath, and L. Zheng, “Diversity-multiplexing tradeoff in multiple-access channels”, IEEE Trans. Info. Th., vol. 50, no. 9, pp. 1859–1874, Sept. 2004[4] D. N. C. Tse, P. Viswanath, and L. Zheng, “Diversity-multiplexing tradeoff in multiple-access channels”, IEEE Trans. Info. Th., vol. 50, no. 9, pp. 1859–1874, Sept. 2004
[5] E. Visotsky and U. Madhow, “Space-time transmit precoding with imperfect feedback,” IEEE Trans. Info. Th., vol. 47, pp. 2632–2639, Sep. 2001.[5] E. Visotsky and U. Madhow, “Space-time transmit precoding with imperfect feedback,” IEEE Trans. Info. Th., vol. 47, pp. 2632–2639, Sep. 2001.
[6] S. A. Jafar, S. Vishwanath, and A. Goldsmith, “Channel capacity and beamforming for multiple transmit and receive antennas with covariance feedback,” Proc. IEEE Int. Conf. on Comm., vol. 7, pp. 2266–2270, Jun. 2001.[6] S. A. Jafar, S. Vishwanath, and A. Goldsmith, “Channel capacity and beamforming for multiple transmit and receive antennas with covariance feedback,” Proc. IEEE Int. Conf. on Comm., vol. 7, pp. 2266–2270 Jun. 2001.
[7] S. A. Jafar and A. Goldsmith, “Transmitter optimization and optimality of beamforming for multiple antenna systems,” IEEE Trans. Wireless Comm., vol. 3, pp. 1165–1175, July 2004.[7] S. A. Jafar and A. Goldsmith, “Transmitter optimization and optimality of beamforming for multiple antenna systems,” IEEE Trans. Wireless Comm., vol. 3, pp. 1165–1175, July 2004.
[8] E. A. Jorswieck and H. Boche, “Channel capacity and capacity-range of beamforming in MIMO wireless systems under correlated fading with covariance feedback,” IEEE Trans. Wireless Comm., vol. 3, pp. 1543–1553, Sep. 2004.[8] E. A. Jorswieck and H. Boche, “Channel capacity and capacity-range of beamforming in MIMO wireless systems under correlated fading with covariance feedback,” IEEE Trans. Wireless Comm., vol. 3, pp. 1543–1553, Sep. 2004.
[9] A. L. Moustakas and S. H. Simon, “Optimizing multiple-input single-output (MISO) communication systems with general Gaussian channels: nontrivial covariance and nonzero mean,” IEEE Trans. Info. Th., vol. 49, pp. 2770–2780, Oct. 2003.[9] A. L. Moustakas and S. H. Simon, “Optimizing multiple-input single-output (MISO) communication systems with general Gaussian channels: nontrivial covariance and nonzero mean,” IEEE Trans. Info. Th., vol. 49, pp. 2770–2780, Oct. 2003.
[10] M. Kang and M. S. Alouini, “Water-filling capacity and beamforming performance of MIMO systems with covariance feedback,” IEEE Work. on Sign. Proc. Adv. in Wire. Comm., pp. 556–560, June 2003.[10] M. Kang and M. S. Alouini, “Water-filling capacity and beamforming performance of MIMO systems with covariance feedback,” IEEE Work. onSign. Proc. Adv. in Wire. Comm., pp. 556–560, June 2003.
[11] S. H. Simon and A. L. Moustakas, “Optimizing MIMO antenna systems with channel covariance feedback,” IEEE Jour. Select. Areas in Comm., vol. 21, pp. 406–417, Apr. 2003.[11] S. H. Simon and A. L. Moustakas, “Optimizing MIMO antenna systems with channel covariance feedback,” IEEE Jour. select. Areas in Comm., vol. 21, pp. 406–417, Apr. 2003.
[12] S. M. Alamouti, “A simple transmit diversity technique for wireless communications,” IEEE Jour. Select. Areas in Comm., vol. 16, no. 8, pp. 1451–1458, Oct. 1998.[12] S. M. Alamouti, “A simple transmit diversity technique for wireless communications,” IEEE Jour. select. Areas in Comm., vol. 16, no. 8, pp. 1451–1458 Oct. 1998.
[13] V. Tarokh, N. Seshadri, and A. R. Calderbank, “Space-time codes for high data rate wireless communication: Performance criterion and code construction,” IEEE Trans. Info. Th., vol. 44, pp. 744–65, Mar. 1998.[13] V. Tarokh, N. Seshadri, and A. R. Calderbank, “Space-time codes for high data rate wireless communication: Performance criterion and code construction,” IEEE Trans. Info. Th., vol. 44, pp. 744-65, Mar. 1998.
[14] V. Tarokh, H. Jafarkhani, and A. R. Calderbank, “Space-time block codes from orthogonal designs,” IEEE Trans. Info. Th., vol. 45, pp. 1456–467, July 1999.[14] V. Tarokh, H. Jafarkhani, and A. R. Calderbank, “Space-time block codes from orthogonal designs,” IEEE Trans. Info. Th., vol. 45, pp. 1456-467, July 1999.
[15] E. N. Onggosanusi, A. G. Dabak, and T. A. Schmidl, “High rate space-time block coded scheme: performance and improvement in correlated fading channels,” Proc. IEEE Wireless Comm. and Net. Conf., vol. 1, pp. 194–199, Mar. 2002.[15] E. N. Onggosanusi, A. G. Dabak, and T. A. Schmidl, “High rate space-time block coded scheme: performance and improvement in correlated fading channels,” Proc. IEEE Wireless Comm. and Net. Conf., vol. 1, pp. 194-199, Mar. 2002.
[16] G. D. Durgin, Space-Time Wireless Channels, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, USA, 2003[16] G. D. Durgin, Space-Time Wireless Channels, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, USA, 2003
[17] D.-S. Shiu, G. J. Foschini, M. J. Gans, and J. M. Kahn, “Fading correlation and its effect on the capacity of multielement antenna systems,” IEEE Trans. Comm., vol. 48, no. 3, pp. 502–513, Mar. 2000[17] D.-S. Shiu, G. J. Foschini, M. J. Gans, and J. M. Kahn, “Fading correlation and its effect on the capacity of multielement antenna systems,” IEEE Trans. Comm., vol. 48, no. 3, pp. 502-513, Mar. 2000
[18] A. Forenza and R. W. Heath Jr., “Impact of antenna geometry on MIMO communication in indoor clustered channels,” Proc. IEEE Antennas and Prop. Symp., vol. 2, pp. 1700–1703, June 2004.[18] A. Forenza and R. W. Heath Jr., “Impact of antenna geometry on MIMO communication in indoor clustered channels,” Proc. IEEE Antennas and Prop. Symp., vol. 2, pp. 1700-1703, June 2004.
[19] E. A. Jorswieck and H. Boche, “Channel capacity and capacity-range of beamforming in MIMO wireless systems under correlated fading with covariance feedback,” IEEE Trans. Wireless Comm., vol. 3, pp. 1543– 1553, Sep. 2004[19] E. A. Jorswieck and H. Boche, “Channel capacity and capacity-range of beamforming in MIMO wireless systems under correlated fading with covariance feedback,” IEEE Trans. Wireless Comm., vol. 3, pp. 1543–1553, Sep. 2004
[20] R. W. Heath Jr. and A. Paulraj, “Switching between multiplexing and diversity based on constellation distance,” Proc. of Allerton Conf. on 208 Comm. Control and Comp., Sep. 2000.[20] R. W. Heath Jr. and A. Paulraj, “Switching between multiplexing and diversity based on constellation distance,” Proc. of Allerton Conf. on 208 Comm. Control and Comp., Sep. 2000.
[21] S. Catreux, V. Erceg, D. Gesbert, and R. W. Heath Jr., “Adaptive modulation and MIMO coding for broadband wireless data networks,” IEEE Comm. Mag., vol. 2, pp. 108–115, June 2002.[21] S. Catreux, V. Erceg, D. Gesbert, and R. W. Heath Jr., “Adaptive modulation and MIMO coding for broadband wireless data networks,” IEEE Comm. Mag., vol. 2, pp. 108–115, June 2002.
[22] A. Forenza, A. Pandharipande, H. Kim, and R. W. Heath Jr., “Adaptive MIMO transmission scheme: Exploiting the spatial selectivity of wireless channels,” Proc. IEEE Veh. Technol. Conf., vol. 5, pp. 3188–3192, May 2005[22] A. Forenza, A. Pandharipande, H. Kim, and R. W. Heath Jr., “Adaptive MIMO transmission scheme: Exploiting the spatial selectivity of wireless channels,” Proc. IEEE Veh. Technol. Conf., vol. 5, pp. 3188–3192, May 2005
[23] C. B. Chae, A. Forenza, R. W. Heath, Jr., M. R. McKay, and I. B. Collings, “Adaptive MIMO Transmission Techniques for Broadband Wireless Communication Systems,” IEEE Communications Magazine, vol. 48, no. 5, pp. 112–118, May 2010[23] C. B. Chae, A. Forenza, R. W. Heath, Jr., M. R. McKay, and I. B. Collings, “Adaptive MIMO Transmission Techniques for Broadband Wireless Communication Systems,” IEEE Communications Magazine, vol. 48, no. 5, pp. 112–118, May 2010
[24] FCC, “Broadband action agenda”, National Broadband Plan, 2010 http://www.broadband.gov/plan/national-broadband-plan-action-agenda.pdf[24] FCC, “Broadband action agenda”, National Broadband Plan, 2010 http://www.broadband.gov/plan/national-broadband-plan-action-agenda.pdf
[25], N. Delfas, F. Meunier, S. Flannery, T. Tsusaka, E. Gelblum and S. Kovler, “Mobile data wave: who dares to invest, wins”, Morgan Stanley Research Global, June 13, 2012[25], N. Delfas, F. Meunier, S. Flannery, T. Tsusaka, E. Gelblum and S. Kovler, “Mobile data wave: who dares to invest, wins”, Morgan Stanley Research Global, June 13, 2012
[26] D. Goldman, “Sorry, America: your wireless airwaves are full”, CNN Money http://money.cnn.com/2012/02/21/technology/spectrum_crunch/index.htm[26] D. Goldman, “Sorry, America: your wireless airwaves are full”, CNN Money http://money.cnn.com/2012/02/21/technology/spectrum_crunch/index.htm
[27] P. Rysavy, “No silver bullets for FCC, NTIA spectrum challange”, Daily report for executives, Bloomberg BNA, Aug. 2012 http://www.rysavy.com/Articles/2012_09_No_Spectrum_Silver_Bullets.pdf[27] P. Rysavy, “No silver bullets for FCC, NTIA spectrum challenge”, Daily report for executives, Bloomberg BNA, Aug. 2012 http://www.rysavy.com/Articles/2012_09_No_Spectrum_Silver_Bullets.pdf
[28] T. W. Hazlett, “Radio spectrum for a hungry wireless world”, Sept. 22, 2011[28] T. W. Hazlett, “Radio spectrum for a hungry wireless world”, Sept. 22, 2011
[29] B. J. Love, D. J. Love and J. V. Krogmeier, “Like deck chairs on the Titanic: why spectrum reallocation won’t avert the coming data crunch but technology might keep the wireless industry afloat”, Feb. 2012[29] B. J. Love, D. J. Love and J. V. Krogmeier, “Like deck chairs on the Titanic: why spectrum reallocation won’t avert the coming data crunch but technology might keep the wireless industry afloat”, Feb. 2012
[30] Qualcomm, “The 1000x data challenge, the latest on wireless, voice, services and chipset evolution”, 4G World, Oct. 31st, 2012[30] Qualcomm, “The 1000x data challenge, the latest on wireless, voice, services and chipset evolution”, 4G World, Oct. 31st , 2012
[31] J. Lee, J.-K. Han, J. Zhang, “MIMO technologies in 3GPP LTE and LTE-advanced”, EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, Hindawi, May 2009[31] J. Lee, J.-K. Han, J. Zhang, “MIMO technologies in 3GPP LTE and LTE-advanced”, EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, Hindawi, May 2009
[32] 3GPP, TS 36.201, “Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); LTE Physical Layer-General Description (Release 8)”[32] 3GPP, TS 36.201, “Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); LTE Physical Layer-General Description (Release 8)”
[33] 3GPP, TS 36.211, “Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 8)”[33] 3GPP, TS 36.211, “Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 8)”
[34] 3GPP, TS 36.212, “Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Multiplexing and channel coding (Release 8)”[34] 3GPP, TS 36.212, “Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Multiplexing and channel coding (Release 8)”
[35] 3GPP, TS 36.213, “Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical layer procedures (Release 8)”[35] 3GPP, TS 36.213, “Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical layer procedures (Release 8)”
[36] T. Yoo, N. Jindal, and A. Goldsmith, “Multi-antenna broadcast channels with limited feedback and user selection,” IEEE Journal on Sel. Areas in Communications, vol. 25, pp. 1478–91, July 2007.[36] T. Yoo, N. Jindal, and A. Goldsmith, “Multi-antenna broadcast channels with limited feedback and user selection,” IEEE Journal on Sel. Areas in Communications, vol. 25, pp. 1478–91, July 2007.
[37] P. Ding, D. J. Love, and M. D. Zoltowski, “On the sum rate of channel subspace feedback for multi-antenna broadcast channels,” in Proc., IEEE Globecom, vol. 5, pp. 2699–2703, November 2005.[37] P. Ding, D. J. Love, and M. D. Zoltowski, “On the sum rate of channel subspace feedback for multi-antenna broadcast channels,” in Proc., IEEE Globecom, vol. 5, pp. 2699–2703, November 2005.
[38] N. Jindal, “MIMO broadcast channels with finite-rate feedback,” IEEE Trans. on Info. Theory, vol. 52, pp. 5045–60, November 2006.[38] N. Jindal, “MIMO broadcast channels with finite-rate feedback,” IEEE Trans. on Info. Theory, vol. 52, pp. 5045–60, November 2006.
[39] D. J. Love, R. W. Heath, Jr., V. K. N. Lau, D. Gesbert, B. D. Rao, and M. Andrews, “An Overview of Limited Feedback in Wireless Communication Systems,” IEEE Journal on Sel. Areas in Comm., Special Issue on Exploiting Limited Feedback in Tomorrow's Wireless Communication Networks, vol. 26, no. 8, pp. 1341–1365, Oct. 2008.[39] D. J. Love, R. W. Heath, Jr., V. K. N. Lau, D. Gesbert, B. D. Rao, and M. Andrews, “An Overview of Limited Feedback in Wireless Communication Systems,” IEEE Journal on Sel. Areas in Comm., Special Issue on Exploiting Limited Feedback in Tomorrow's Wireless Communication Networks, vol. 26, no. 8, pp. 1341–1365 Oct. 2008.
R. W. Heath, Jr., D. J. Love, V. K. N. Lau, D. Gesbert, B. D. Rao, and M. Andrews, “Exploiting Limited Feedback in Tomorrow's Wireless Communication Networks,” IEEE Journal on Sel. Areas in Comm., Special Issue on Exploiting Limited Feedback in Tomorrow's Wireless Communication Networks, vol. 26, no. 8, pp. 1337–1340, Oct. 2008.R. W. Heath, Jr., D. J. Love, V. K. N. Lau, D. Gesbert, B. D. Rao, and M. Andrews, “Exploiting Limited Feedback in Tomorrow's Wireless Communication Networks,” IEEE Journal on Sel. Areas in Comm., Special Issue on Exploiting Limited Feedback in Tomorrow's Wireless Communication Networks, vol. 26, no. 8, pp. 1337–1340 Oct. 2008.
[41] D. J. Love, R. W. Heath, Jr., and T. Strohmer, “Grassmannian Beamforming for Multiple-Input Multiple-Output Wireless Systems,” IEEE Trans. on Info. Theory special issue on MIMO Communication, vol. 49, pp. 2735–2747, Oct. 2003[41] D. J. Love, R. W. Heath, Jr., and T. Strohmer, “Grassmannian Beamforming for Multiple-Input Multiple-Output Wireless Systems,” IEEE Trans. on Info. Theory special issue on MIMO Communication, vol. 49, pp. 2735–2747, Oct. 2003
[42] C. B. Chae, D. Mazzarese, N. Jindal and R. W. Heath, Jr., “Coordinated Beamforming with Limited Feedback in the MIMO Broadcast Channel” IEEE Journal on Sel. Areas in Comm., Special Issue on Exploiting Limited Feedback in Tomorrow's Wireless Communication Networks, vol. 26, no. 8, pp. 1505–1515, Oct. 2008[42] C. B. Chae, D. Mazzarese, N. Jindal and R. W. Heath, Jr., “Coordinated Beamforming with Limited Feedback in the MIMO Broadcast Channel” IEEE Journal on Sel. Areas in Comm., Special Issue on Exploiting Limited Feedback in Tomorrow's Wireless Communication Networks, vol. 26, no. 8, pp. 1505–1515 Oct. 2008
[43] A. Paulraj, “Is OFDMA, MIMO and OS the right stuff for mobile broad- band?” http://www.ieeevtc.org/vtc2005fall/presentations/paulraj.pdf, Sept. 2005[43] A. Paulraj, “Is OFDMA, MIMO and OS the right stuff for mobile broadband?” http://www.ieeevtc.org/vtc2005fall/presentations/paulraj.pdf, Sept. 2005
[44] J. Wannstrom, “Carrier aggregation explained”, 3GPP[44] J. Wannstrom, “Carrier aggregation explained”, 3GPP
[45] 3GPP, TS 36.808, “Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Carrier Aggregation (Release 10)”, v10.0.0, June 2012[45] 3GPP, TS 36.808, “Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Carrier Aggregation (Release 10)”, v10.0.0, June 2012
[46] Nokia Siemens Networks, “2020: beyond 4G, radio evolution for the gigabit experience”, White Paper, 2011, www.nokiasiemensnetworks.com[46] Nokia Siemens Networks, “2020: beyond 4G, radio evolution for the gigabit experience”, White Paper, 2011, www.nokiasiemensnetworks.com
[47] S. Marek, “AT&T’s Rinne talks about carrier aggregation trials, small cells and more”, http://www.fiercebroadbandwireless.com/story/atts-rinne-talks-about-carrier-aggregation-trials-small-cells-and-more/2012-11-08[47] S. Marek, “AT&T's Rinne talks about carrier aggregation trials, small cells and more”, http://www.fiercebroadbandwireless.com/story/atts-rinne-talks-about-carrier-aggregation-trials-small- cells-and-more/2012-11-08
[48] M. Reed, “InterfereX”, Tech23, 2011[48] M. Reed, InterfereX, Tech23, 2011
[49] NICTA, “InterfereX”,[49] NICTA, “InterfereX”,
[50] J. Duplicity, et al., “MU-MIMO in LTE systems”, EURASIP Journal on Wireless Communications and Netowrking, Mar. 2011[50] J. Duplicity, et al., “MU-MIMO in LTE systems”, EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, Mar. 2011
[51] S. Feng and E. Seidel, “Self-organizing networks (SON) in 3GPP LTE”, Nomor research, May 2008[51] S. Feng and E. Seidel, “Self-organizing networks (SON) in 3GPP LTE”, Nomor research, May 2008
[52] NEC, “Self organizing networks”, White paper, Feb. 2009[52] NEC, “Self organizing networks,” White paper, Feb. 2009
[53] U.S. Patent No. 5,809,422, issued September 15, 1998, entitled “Distributed microcellular communications system”, G. R. Raleigh, M. A. Pollack[53] U.S. Patent No. 5,809,422, issued September 15, 1998, entitled “Distributed microcellular communications system”, G. R. Raleigh, M. A. Pollack
[54] G. J. Foschini, H. C. Huang, K. Karakayali, R. A. Valenzuela, and S. Venkatesan. The Value of Coherent Base Station Coordination. In Conference on In- formation Sciences and Systems (CISS 2005), Mar. 2005[54] G. J. Foschini, H. C. Huang, K. Karakayali, R. A. Valenzuela, and S. Venkatesan. The Value of Coherent Base Station Coordination. In Conference on Information Sciences and Systems (CISS 2005), Mar. 2005
[55] M. K. Karakayali, G. J. Foschini, R. A. Valenzuela, and R. D. Yates, “On the maximum common rate achievable in a coordinated network,” Proc. of the Int’l Conf. on Communications (ICC’06), vol. 9, pp. 4333–4338, June 2006.[55] M. K. Karakayali, G. J. Foschini, R. A. Valenzuela, and R. D. Yates, “On the maximum common rate achievable in a coordinated network,” Proc. of the Int'l Conf. on Communications (ICC'06), vol. 9, pp. 4333–4338, June 2006.
[56] M. K. Karakayali, G. J. Foschini, and R. A. Valenzuela, “Network coordination for spectrally efficient communications in cellular systems,” IEEE Wireless Communications Magazine, vol. 13, no. 4, pp. 56–61, Aug. 2006.[56] M. K. Karakayali, G. J. Foschini, and R. A. Valenzuela, “Network coordination for spectrally efficient communications in cellular systems,” IEEE Wireless Communications Magazine, vol. 13, no. 4, pp. 56–61, Aug. 2006.
[57] G. J. Foschini, M. K. Karakayali, and R. A. Valenzuela, “Coordinating multiple antenna cellular networks to achieve enormous spectral efficiency,” Proceedings of the IEEE, vol. 153, no. 4, pp. 548–555, Aug. 2006.[57] G. J. Foschini, M. K. Karakayali, and R. A. Valenzuela, “Coordinating multiple antenna cellular networks to achieve enormous spectral efficiency,” Proceedings of the IEEE, vol. 153, no. 4, pp. 548–555, Aug. 2006.
[58] S. Venkatesan, A. Lozano, and R. Valenzuela, “Network MIMO: overcoming inter-cell interference in indoor wireless systems”, Proc. of Asilomar conf., pp.83–87, Nov. 2007[58] S. Venkatesan, A. Lozano, and R. Valenzuela, “Network MIMO: overcoming inter-cell interference in indoor wireless systems”, Proc. of Asilomar conf., pp.83–87, Nov. 2007
[59] S. Venkatesan, H. Huang, A. Lozano, and R. Valenzuela, “A WiMAX-based implementation of network MIMO for indoor wireless systems”, EURASIP Journal on Advances in Signal Processing, Sep. 2009[59] S. Venkatesan, H. Huang, A. Lozano, and R. Valenzuela, “A WiMAX-based implementation of network MIMO for indoor wireless systems”, EURASIP Journal on Advances in Signal Processing, Sep. 2009
[60] Y. Liang, R. Valenzuela, G. Foschini, D. Chizhik, and A. Goldsmith, “Interference suppression in wireless cellular networks through picocells”, ACSSC, pp.1041–1045, Nov. 2007[60] Y. Liang, R. Valenzuela, G. Foschini, D. Chizhik, and A. Goldsmith, “Interference suppression in wireless cellular networks through picocells”, ACSSC, pp.1041–1045, Nov. 2007
[61] A. Papadogiannis, H. J. Bang, D. Gesbert, and E. Hardouin, “Efficient selective feedback design for multicell cooperative networks”, IEEE Trans. On Vehicular Techn., pp.196–205, vol.60, n.1, Jan. 2011[61] A. Papadogiannis, H. J. Bang, D. Gesbert, and E. Hardouin, “Efficient selective feedback design for multicell cooperative networks”, IEEE Trans. On Vehicular Techn., pp.196–205, vol.60, n.1, Jan. 2011
[62] I. F. Akyildiz, D. M. Guterrez-Estevez, E. C. Reyes, “The evolution to 4G cellular systems: LTE-Advanced”, Physical communication, Elsevier, pp.217–244, 2010[62] I. F. Akyildiz, D. M. Guterrez-Estevez, E. C. Reyes, “The evolution to 4G cellular systems: LTE-Advanced”, Physical communication, Elsevier, pp.217–244, 2010
[63] A. Barbieri, P. Gaal, S. Geirhofer, T. Ji, D. Malladi, Y. Wei, and F. Xue, “Coordinated downlink multi-point communications in heterogeneous cellular networks”, (Qualcomm), Information Theory and App. Workshop, pp. 7–16, Feb. 2012[63] A. Barbieri, P. Gaal, S. Geirhofer, T. Ji, D. Malladi, Y. Wei, and F. Xue, “Coordinated downlink multi-point communications in heterogeneous cellular networks”, (Qualcomm), Information Theory and App. Workshop, pp. Feb. 7-16 2012
[64] S. Parkvall, E. Dahlman, A. Furuskar, Y. Jading, M. Olsson, S. Wanstedt, and K. Zangi, “LTE-Advanced — evolving LTE towards IMT-Advanced”, (Ericsson) IEEE VTC, pp.1–5, Sep. 2008[64] S. Parkvall, E. Dahlman, A. Furuskar, Y. Jading, M. Olsson, S. Wanstedt, and K. Zangi, “LTE-Advanced — evolving LTE towards IMT-Advanced”, (Ericsson) IEEE VTC , pp.1–5, Sep. 2008
[65] R. A. Monziano and T. W. Miller, Introduction to Adaptive Arrays, New York: Wiley, 1980.[65] R. A. Monziano and T. W. Miller, Introduction to Adaptive Arrays, New York: Wiley, 1980.
[66] K. K. Wong, R. D. Murch, and K. B. Letaief, “A jointchannel diagonalization for multiuser MIMO antenna systems,” IEEE Trans. Wireless Comm., vol. 2, pp. 773–786, Jul 2003;[66] K. K. Wong, R. D. Murch, and K. B. Letaief, “A jointchannel diagonalization for multiuser MIMO antenna systems,” IEEE Trans. Wireless Comm., vol. 2, pp. 773–786, Jul 2003;
[67] R. Chen, R. W. Heath, Jr., and J. G. Andrews, “Transmit Selection Diversity for Unitary Precoded Multiuser Spatial Multiplexing Systems with Linear Receivers,”' IEEE Trans. on Signal Proc., vol. 55, no. 3, pp. 1159–1171, Mar. 2007.[67] R. Chen, R. W. Heath, Jr., and J. G. Andrews, “Transmit Selection Diversity for Unitary Precoded Multiuser Spatial Multiplexing Systems with Linear Receivers,”' IEEE Trans. on Signal Proc., vol. 55, no. 3, pp. 1159-1171, Mar. 2007.
[68] M. Costa, “Writing on dirty paper,” IEEE Transactions on Information Theory, Vol. 29, No. 3, Page(s): 439–441, May 1983.[68] M. Costa, “Writing on dirty paper,” IEEE Transactions on Information Theory, Vol. 29, no. 3, Page(s): 439–441, May 1983.
[69] G. Caire and S. Shamai, “On the achievable throughput of a multiantenna Gaussian broadcast channel,” IEEE Trans. Info.Th., vol. 49, pp. 1691–1706, July 2003.[69] G. Caire and S. Shamai, “On the achievable throughput of a multiantenna Gaussian broadcast channel,” IEEE Trans. Info.Th., vol. 49, pp. 1691-1706, July 2003.
[70] Nihar Jindal & Andrea Goldsmith, “Dirty Paper Coding vs. TDMA for MIMO Broadcast Channels”, IEEE Trans. on Info. Theory, vol.51, pp.1783–1794, May 2005[70] Nihar Jindal & Andrea Goldsmith, “Dirty Paper Coding vs. TDMA for MIMO Broadcast Channels”, IEEE Trans. on Info. Theory, vol.51, pp.1783–1794, May 2005
[71] M. Tomlinson, “New automatic equalizer employing modulo arithmetic,” Electronics Letters, Page(s): 138–139, March 1971.[71] M. Tomlinson, “New automatic equalizer employing modulo arithmetic,” Electronics Letters, Page(s): 138–139, March 1971.
[72] H. Miyakawa and H. Harashima, “A method of code conversion for digital communication channels with intersymbol interference,” Transactions of the Institute of Electronic[72] H. Miyakawa and H. Harashima, “A method of code conversion for digital communication channels with intersymbol interference,” Transactions of the Institute of Electronic
[73] U. Erez, S. Shamai (Shitz), and R. Zamir, “Capacity and lattice-strategies for cancelling known interference,” Proceedings of International Symposium on Information Theory, Honolulu, Hawaii, Nov. 2000.[73] U. Erez, S. Shamai (Shitz), and R. Zamir, “Capacity and lattice-strategies for cancelling known interference,” Proceedings of International Symposium on Information Theory, Honolulu, Hawaii, Nov. 2000.
[74] W. Yu and J. M. Cioffi, “Trellis Precoding for the Broadcast Channel”, IEEE Globecom, vol.2, pp.1344–1348, 2001[74] W. Yu and J. M. Cioffi, “Trellis Precoding for the Broadcast Channel”, IEEE Globecom, vol.2, pp.1344–1348, 2001
[75] B. M. Hochwald, C. B. Peel, and A. L. Swindlehurst, “A Vector-Perturbation Technique for Near-Capacity Multiantenna Multiuser Communication — Part I: Channel Inversion and Regularization”, IEEE Trans. On Communications, vol. 53, n.1, pp.195–202, Jan. 2005[75] B. M. Hochwald, C. B. Peel, and A. L. Swindlehurst, “A Vector-Perturbation Technique for Near-Capacity Multiantenna Multiuser Communication—Part I: Channel Inversion and Regularization”, IEEE Trans. On Communications, vol. 53, n.1, pp.195–202, Jan. 2005
[76] B. M. Hochwald, C. B. Peel, and A. L. Swindlehurst, “A Vector-Perturbation Technique for Near-Capacity Multiantenna Multiuser Communication — Part II: Perturbation”, IEEE Trans. On Communications, vol. 53, n. 3, pp.537–544, Mar. 2005[76] B. M. Hochwald, C. B. Peel, and A. L. Swindlehurst, “A Vector-Perturbation Technique for Near-Capacity Multiantenna Multiuser Communication—Part II: Perturbation”, IEEE Trans. On Communications, vol. 53, no. 3, pp.537–544, Mar. 2005
[77] S. Perlman and A. Forenza, “Distributed-input distributed-output (DIDO) wireless technology: a new approach to multiuser wireless”, Rearden Labs White Paper, July 2011, http://www.reardenwireless.com/110727-DIDO-A%20New%20Approach%20to%20Multiuser%20Wireless.pdf[77] S. Perlman and A. Forenza, “Distributed-input distributed-output (DIDO) wireless technology: a new approach to multiuser wireless”, Rearden Labs White Paper, July 2011, http://www.reardenwireless.com/ 110727-DIDO-A%20New%20Approach%20to%20Multiuser%20Wireless.pdf
[78] A. Vance, “Steve Perlman’s wireless fix”, Businessweek, July 2011 http://www.businessweek.com/magazine/the-edison-of-silicon-valley-07272011.html[78] A. Vance, “Steve Perlman’s wireless fix”, Businessweek, July 2011 http://www.businessweek.com/magazine/the-edison-of-silicon-valley-07272011.html
[79] M. Lindström (Ericsson), “LTE-Advanced Radio Layer 2 and RRC aspects”, 3GPP TSG-RAN WG2[79] M. Lindström (Ericsson), “LTE-
[80] Anritsu, “LTE resource guide”, www.us.anritsu.com[80] Anritsu, “LTE resource guide”, www.us.anritsu.com
[81] 3GPP, “Spatial Channel Model AHG (Combined ad-hoc from 3GPP & 3GPP2)”, SCM Text V6.0, April 22, 2003[81] 3GPP, “Spatial Channel Model AHG (Combined ad-hoc from 3GPP & 3GPP2)”, SCM Text V6.0, April 22, 2003
[82] J. Lee, “Introduction of LTE-Advanced DL/UL MIMO”, Samsung Electronics, Sep. 2009[82] J. Lee, “Introduction of LTE-Advanced DL/UL MIMO”, Samsung Electronics, Sep. 2009
[83] E. Dahlman, S. Parkvall and J. Skold, “4G: LTE/LTE-Advanced for mobile broadband”, Elsevier, 2011 г.[83] E. Dahlman, S. Parkvall and J. Skold, “4G: LTE/LTE-Advanced for mobile broadband”, Elsevier, 2011.
[84] J. Syren, “Overview on the 3GPP long term evolution physical layer”, Freescale White Paper, July 2007[84] J. Syren, “Overview on the 3GPP long term evolution physical layer”, Freescale White Paper, July 2007
[85] M. Baker, “LTE-Advanced physical layer”, Alcatel-Lucent, Dec. 2009[85] M. Baker, “LTE-Advanced physical layer”, Alcatel-Lucent, Dec. 2009
[86] J. Xu, “LTE-Advanced signal generation and measurements using SystemVue”, Agilent Technologies[86] J. Xu, “LTE-Advanced signal generation and measurements using SystemVue”, Agilent Technologies
[87] X. Hou and H. Kayama, “Demodulation reference signal design and channel estimation for LTE-Advanced uplink”, DOCOMO, Adv. in Vehic. Netw. Tech., Apr. 2011[87] X. Hou and H. Kayama, “Demodulation reference signal design and channel estimation for LTE-Advanced uplink”, DOCOMO, Adv. in Vehic. netw. Tech., Apr. 2011
[88] D. C. Chu, “Polyphase codes with good periodic correlation properties”, IEEE Trans. Info. Theory, vol. 18, n. 4, pp. 531–532, July 1972[88] D.C. Chu, “Polyphase codes with good periodic correlation properties”, IEEE Trans. Info. Theory, vol. 18, no. 4, pp. 531–532, July 1972
Claims (50)
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201261729990P | 2012-11-26 | 2012-11-26 | |
| US61/729,990 | 2012-11-26 | ||
| US14/086,700 | 2013-11-21 | ||
| US14/086,700 US10194346B2 (en) | 2012-11-26 | 2013-11-21 | Systems and methods for exploiting inter-cell multiplexing gain in wireless cellular systems via distributed input distributed output technology |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015125268A Division RU2663829C2 (en) | 2012-11-26 | 2013-11-25 | Exploiting inter-cell multiplexing gain in wireless cellular systems |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2022112342A Division RU2022112342A (en) | 2012-11-26 | 2022-05-06 | USE OF INTERCELL GRAIN THROUGH MULTIPLEXING IN WIRELESS CELLULAR SYSTEMS |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2018123594A RU2018123594A (en) | 2019-03-12 |
| RU2018123594A3 RU2018123594A3 (en) | 2021-11-10 |
| RU2772115C2 true RU2772115C2 (en) | 2022-05-17 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004077730A3 (en) * | 2003-02-25 | 2005-06-23 | Qualcomm Inc | Transmission schemes for multi-antenna communication systems utilizing multi-carrier modulation |
| RU2346391C2 (en) * | 2003-11-21 | 2009-02-10 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Multielement transmission for space-division multiple access |
| US20100290369A1 (en) * | 2009-05-12 | 2010-11-18 | Airhop Communications, Inc. | Dual mode radio for frequency division duplexing and time division duplexing communication modes |
| US20100316163A1 (en) * | 2004-04-02 | 2010-12-16 | Antonio Forenza | System and method for DIDO precoding interpolation in multicarrier systems |
| US20120108278A1 (en) * | 2007-12-31 | 2012-05-03 | Jae Wan Kim | Method for reducing inter-cell interference |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004077730A3 (en) * | 2003-02-25 | 2005-06-23 | Qualcomm Inc | Transmission schemes for multi-antenna communication systems utilizing multi-carrier modulation |
| RU2346391C2 (en) * | 2003-11-21 | 2009-02-10 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Multielement transmission for space-division multiple access |
| US20100316163A1 (en) * | 2004-04-02 | 2010-12-16 | Antonio Forenza | System and method for DIDO precoding interpolation in multicarrier systems |
| US20120108278A1 (en) * | 2007-12-31 | 2012-05-03 | Jae Wan Kim | Method for reducing inter-cell interference |
| US20100290369A1 (en) * | 2009-05-12 | 2010-11-18 | Airhop Communications, Inc. | Dual mode radio for frequency division duplexing and time division duplexing communication modes |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20250350995A1 (en) | Systems and methods for exploiting inter-cell multiplexing gain in wireless cellular systems via distributed input distributed output technology | |
| RU2767777C2 (en) | Systems and methods of radio frequency calibration using the principle of reciprocity of channels in wireless communication with distributed input - distributed output | |
| RU2675383C2 (en) | Systems and methods for using inter-cell multiplexing gain in wireless cellular systems using distributed input-distributed output technology | |
| RU2772115C2 (en) | Use of inter-cellular growth due to multiplexing in wireless cellular systems | |
| RU2785359C2 (en) | Systems and methods for using inter-cellular multiplexing gain in wireless cellular systems by means of distributed input-distributed output technology | |
| HK40016755B (en) | Exploiting inter-cell multiplexing gain in wireless cellular systems | |
| HK40016755A (en) | Exploiting inter-cell multiplexing gain in wireless cellular systems | |
| HK1212826B (en) | Exploiting inter-cell multiplexing gain in wireless cellular systems | |
| HK40029957A (en) | Systems and methods for radio frequency calibration exploiting channel reciprocity in distributed wireless communication |