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TW201739182A - 在5g系統中進階空間調變系統及方法 - Google Patents

在5g系統中進階空間調變系統及方法 Download PDF

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TW201739182A
TW201739182A TW106110541A TW106110541A TW201739182A TW 201739182 A TW201739182 A TW 201739182A TW 106110541 A TW106110541 A TW 106110541A TW 106110541 A TW106110541 A TW 106110541A TW 201739182 A TW201739182 A TW 201739182A
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Taiwan
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modulation
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antenna
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state parameter
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TW106110541A
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史蒂芬 菲倫特
辛方俊
楊陸
葉春暄
俊霖 潘
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Idac控股公司
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Abstract

本文描述的系統及方法被提供用於基於頻道狀態資訊（CSI）的輻射場型及調變（RPM）。該方法可以包括：接收位元的集合；將該位元的集合分為至少三個組，其中至少一個組的大小受到由CSI控制器應用的分集階數及選擇因數的限制；將組映射到不同的控制信號；基於該控制信號產生調變RF信號並選擇至少一個可配置天線及該至少一個天線的配置；以及經由該至少一個配置的天線傳輸經調變的RF信號。

Description

在5G系統中進階空間調變系統及方法
相關申請案的交叉引用 本申請案為非臨時申請並且在35 U.S.C. §119(c)下要求2016年3月30日申請、名稱為“SYSTEM AND METHOD FOR ADVANCED SPATIAL MODULATION IN 5G SYSTEMS”的美國臨時專利申請案序號No. 62/315,606的權益，其內容作為引用結合於此。
本揭露與用於無線通訊中的波束成形訓練的系統及方法有關，該無線通訊例如無線區域網路（WLAN），例如電氣及電子工程師協會（IEEE）802.11ay WLAN。
在LTE及Wi-Fi中引入新技術已顯著增加無線通訊系統的輸送量。然而，這些技術不足以滿足未來應用的需求，這將需要輸送量的十億位元/秒及1ms的潛時。因此，被稱為5G的新無線電存取技術的研究已經開始。隨著蜂巢通信系統的應用及無處不在的增長，預計其將支援新功能、並滿足更嚴格的性能要求。根據ITU-R提出的一般要求（如在ITU-R建議M.2083中所討論，“IMT願景 - 2020年及以後IMT未來發展的架構及總體目標” ，2015年）、NGMN（如在NGMN聯盟所討論的，“5G白皮書”，2015年）及3GPP中，新興5G系統用例的廣義分類可以描述如下：增強型行動寬頻（eMBB）、大規模機型通信（mMTC）以及超可靠及低潛時通信（URLLC）。不同的用例可能集中在不同的要求，如更高的資料速率、更高的頻譜效率、更低功耗及更高的能源效率、更低的潛時及更高的可靠性。
大型機器類型通信（mMTC）是第五代蜂巢標準（5G）的三種主要用例類別之一。mMTC用例的特徵在於為大量低成本裝置提供連接性。目標應用包括智慧測量，本地電器及遠端感測器等。所有這些應用的共同之處在於資料傳輸相對較少且不頻繁。使這些大規模部署可行的要求之一就是能夠使用具有顯著延長電池壽命的低成本裝置。
與傳統的多輸入多輸出（MIMO）技術相比，空間調變MIMO（SM-MIMO）是一種可以將信號調變到傳輸器的天線索引上的調變技術，使射頻（RF）鏈的數量比傳輸天線的數量少，從而降低總成本及功耗。 因此，SM-MIMO主要針對頻譜效率（SE）的能效（EE）。
鏈路適應性是一種廣泛使用的技術，其中基於頻道條件動態地配置某些傳輸參數，以最佳化某些鏈路標準。適應性調變及編碼（AMC）是一種常用的鏈路適應性方案，其基於目前的頻道條件及期望的誤差概率來調整調變及編碼方案，使得頻譜效率（SE）最大化。多輸入多輸出（MIMO）技術也主要針對更高的SE。空間多工（SMX）是一種MIMO技術，允許經由相同的無線電頻道傳輸及接收多個同時的資料流。為了使此技術成功，應滿足某些頻道條件，因此也可以藉由基於目前頻道條件動態調整SMX模式來應用鏈路適應性，以最大化SE。
總而言之，SM-MIMO是一種強大的通信技術，主要針對低成本裝置及節能操作。此外，鏈路適應性是一種類似的強大技術，用於根據這些系統將不可避免地遇到的不斷變化的頻道條件來增加SE。
電子可重組態天線能夠動態地重新成形本身，從而改變其輻射特性。可以藉由將PIN /變容二極體及/或MEMS裝置集成到天線結構中並進一步電控這些元件來實現此動態成形。樣本可重組態天線如第2圖所示。可重組態天線可以分為四個不同的類別（如以下所討論C. G. Christodoulou, Y. Tawk, S. A. Lane 及S. R. Erwin, “Reconfigurable antennas for wireless and space applications,” Proceedings of the IEEE, vol. 100, no. 7, pp. 2250–2261, 2012）。頻率可重組態天線是能夠藉由在不同頻帶之間跳躍來改變其操作或陷波頻率的輻射結構。這藉由在天線反射係數中產生一些調諧或陷波來實現。輻射場型可重組態天線能夠根據形狀，方向或增益調整其輻射場型。極化可重組態天線是可以改變其極化（水平/垂直，_傾斜45_，左手或右旋圓極化等）的輻射結構。這樣的天線可以改變，例如從垂直向左旋轉極化。另外一個類別是前三個類別的組合。例如，可以同時實現具有極化分集的頻率可重組態天線。
頻譜效率（SE）最大化在歷史上一直是技術開發的主要動力，同時幾乎沒有注意能效（EE）。雖然最近傳統MIMO技術是SE的一些實質性增長的原因，但是其以傳輸器的電路功率消耗增加以及接收器的信號處理複雜度增加為代價。與常規MIMO相比，SM-MIMO在提供更小的SE的同時，可以在EE中提供實質增益。提出了改進的SM-MIMO系統及方法，以達到SE及EE之間比目前提供的傳統MIMO技術更好的平衡。
使用具有顯著延長電池壽命的低成本裝置的能力有望提高mMTC部署的可行性。雖然大多數目前的mMTC應用具有相對較低的資料速率要求，但較新的應用可能會增加資料速率要求。然而，由於為所有這些應用部署了大量的裝置，具有延長電池壽命的低成本裝置將一定是可取的。使用低成本裝置的設計系統，可以進一步在操作模式下在EE及SE之間取得適當的平衡，有望提高5G的mMTC用例的可行性。
注意，在本揭露中，5G可以與新無線電（New Radio）或新無線電存取或新無線電介面互換使用。
mMTC用例的可行性受益於設計系統的能力，該系統在具有提供所需SE能力而同時使用極其節能的低成本裝置之間達到了適當的平衡。SM-MIMO概念對其低成本裝置架構及高能效操作發揮重要功效，而附加的基於天線的調變及鏈路適應性技術可被用來改善頻道的SE。特別是在需要更高頻率及更寬頻寬的情況下，有利於提高SE及EE的平衡。具體地，以下問題藉由本文揭露的系統及方法來解決。
具有 RPM 的基於 CSI 的調變方案。 雖然輻射場型及/或極化調變（RPM）提供一個更高的程度來承載資訊位元，但是當增加各種5G場景的頻譜效率時，也可能需要分集增益已用於可靠通信。因此，基於具有RPM的頻道狀態資訊（CSI）的有效調變方案的設計用於解決在分集增益及頻譜效率之間提供更好的權衡。
具有動態配置的受控聯合調變。 為了允許目前應用的動態目標的廣泛可配置性以及5G通信系統的應用的潛在未來需求，考慮EE及/或SE及/或其他度量（例如，可靠性及潛時）作為最佳化標準，並且允許配置各種調變格式，例如信號幅度、空間、極化等是有用的。如何擴展傳統的鏈路適應性方案，並藉由對未使用的資源採用能量收集技術進一步擴展EE概念是本文所討論的其他主題。
網路架構 與多播組形成相關的系統及方法可以參照第1A圖至第1F圖所描述的無線通訊系統使用。作為初始內容，這些無線系統將被描述。第1A圖為可以在其中實施一個或者多個所揭露實施方式的示例通信系統100的圖式。通信系統100可以是將例如語音、資料、視訊、訊息、廣播之類的內容提供給多個無線使用者的多重存取系統。通信系統100可以經由系統資源（包括無線頻寬）的共用使得多個無線使用者能存取這些內容。例如，通信系統100可以使用一或多個頻道存取方法，例如分碼多重存取（CDMA）、分時多重存取（TDMA）、分頻多重存取（FDMA）、正交FDMA（OFDMA）、單載波FDMA（SC-FDMA）等等。
如第1A圖所示，通信系統100可以包括WTRU 102a、102b、102c及/或102d（通常或者統稱為WTRU 102）、RAN 103/104/105、核心網路106/107/109、公共交換電話網路（PSTN）108、網際網路110及其他網路112，但可以理解的是所揭露的實施方式涵蓋任意數量的WTRU、基地台、網路及/或網路元件。WTRU 102a、102b、102c、102d中的每一個可以是被配置為在無線通訊中操作及/或通信的任何類型的裝置。作為示例，WTRU 102a、102b、102c、102d可以被配置為傳輸及/或接收無線信號、並且可以包括使用者設備（UE）、行動站、固定或行動使用者單元、呼叫器、行動電話、個人數位助理（PDA）、智慧型電話、膝上型電腦、小筆電、個人電腦、無線感測器、消費電子產品等等。
通信系統100還可以包括基地台114a及基地台114b。基地台114a、114b中的每一個可以是被配置為與WTRU 102a、102b、102c、102d中的至少一者無線介接，以便於存取一或多個通信網路（例如核心網路106/107/109、網際網路110及/或網路112）的任何類型的裝置。例如，基地台114a、114b可以是基地收發站（BTS）、節點B、e節點B、本地節點B、本地e節點B、網站控制器、存取點（AP）、無線路由器以及類似裝置。儘管基地台114a、114b的每一個均被描述為單一元件，但是可以理解的是基地台114a、114b可以包括任何數量的互連基地台及/或網路元件。
基地台114a可以是RAN 103/104/105的一部分，該RAN 103/104/105還可以包括例如網站控制器（BSC）、無線電網路控制器（RNC）、中繼節點之類的其他基地台及/或網路元件（未示出）。基地台114a及/或基地台114b可以被配置為傳輸及/或接收特定地理區域內的無線信號，該特定地理區域可以被稱作胞元（未示出）。胞元還可以被劃分為扇區。例如與基地台114a相關聯的胞元可以被分割為三個扇區。因此，在一種實施方式中，基地台114a可以包括三個收發器，即針對該胞元的每個扇區都有一個收發器。在另一實施方式中，基地台114a可以使用多輸入多輸出（MIMO）技術，並且由此可以使用針對胞元的每個扇區的多個收發器。
基地台114a、114b可以經由空中介面115/116/117以與WTRU 102a、102b、102c、102d中的一者或多者通信，該空中介面115/116/117可以是任何合適的無線通訊鏈路（例如射頻（RF）、微波、紅外（IR）、紫外（UV）、可見光等）。空中介面115/116/117可以使用任何合適的無線電存取技術（RAT）來建立。
更為具體地，如前所述，通信系統100可以是多重存取系統、並且可以使用一或多個頻道存取方案，例如CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC-FDMA以及類似的方案。例如，在RAN 103/104/105中的基地台114a及WTRU 102a、102b、102c可以實施例如通用行動電信系統（UMTS）陸地無線電存取（UTRA）之類的無線電技術，其可以使用寬頻CDMA（WCDMA）來建立空中介面115/116/117。WCDMA可以包括例如高速封包存取（HSPA）及/或演進型HSPA（HSPA+）。HSPA可以包括高速下鏈封包存取（HSDPA）及/或高速上鏈封包存取（HSUPA）。
在另一實施方式中，基地台114a及WTRU 102a、102b、102c可以實施例如演進型UMTS陸地無線電存取（E-UTRA）之類的無線電技術，其可以使用長期演進（LTE）及/或高級LTE（LTE-A）來建立空中介面115/116/117。
在其它實施方式中，基地台114a及WTRU 102a、102b、102c可以實施例如IEEE 802.16（即全球互通微波存取（WiMAX））、CDMA2000、CDMA2000 1X、CDMA2000 EV-DO、臨時標準2000（IS-2000）、臨時標準95（IS-95）、臨時標準856（IS-856）、全球行動通信系統（GSM）、增強型資料速率GSM演進（EDGE）、GSM EDGE（GERAN）之類的無線電技術。
舉例來講，第1A圖中的基地台114b可以是無線路由器、本地節點B、本地e節點B或者存取點、並且可以使用任何合適的RAT，以用於促進在例如公司、家庭、車輛、校園之類的局部區域的無線連接。在一種實施方式中，基地台114b及WTRU 102c、102d可以實施例如IEEE 802.11之類的無線電技術以建立無線區域網路（WLAN）。在另一種實施方式中，基地台114b及WTRU 102c、102d可以實施例如IEEE 802.15之類的無線電技術以建立無線個人區域網路（WPAN）。在又一種實施方式中，基地台114b及WTRU 102c、102d可以使用基於蜂巢的RAT（例如WCDMA、CDMA2000、GSM、LTE、LTE-A等）以建立超微型胞元（picocell）及毫微微胞元（femtocell）。如第1A圖所示，基地台114b可以具有至網際網路110的直接連接。因此，基地台114b不必經由核心網路106/107/109來存取網際網路110。
RAN 103/104/105可以與核心網路106/107/109通信，該核心網路可以是被配置為將語音、資料、應用程式及/或網際網路協定語音（VoIP）服務提供到WTRU 102a、102b、102c、102d中的一者或多者的任何類型的網路。例如，核心網路106/107/109可以提供呼叫控制、帳單服務、基於行動位置的服務、預付費呼叫、網際連接、視訊分配等、及/或執行高階安全性功能，例如使用者驗證。儘管第1A圖中未示出，需要理解的是RAN 103/104/105及/或核心網路106/107/109可以直接或間接地與其他RAN進行通信，這些其他RAT可以使用與RAN 103/104/105相同的RAT或者不同的RAT。例如，除了連接到可以採用E-UTRA無線電技術的RAN 103/104/105，核心網路106/107/109也可以與使用GSM無線電技術的其他RAN（未顯示）通信。
核心網路106/107/109也可以用作WTRU 102a、102b、102c、102d存取PSTN 108、網際網路110及/或其他網路112的閘道。PSTN 108可以包括提供普通老式電話服務（POTS）的電路交換電話網路。網際網路110可以包括互連電腦網路的全球系統以及使用公共通信協定的裝置，該公共通信協定例如傳輸控制協定（TCP）/網際網路協定（IP）網際網路協定族的中的TCP、使用者資料包通訊協定（UDP）及IP。網路112可以包括由其他服務提供方擁有及/或操作的有線或無線通訊網路。例如，網路112可以包括連接到一或多個RAN的另一核心網路，這些RAN可以使用與RAN 103/104/105相同的RAT或者不同的RAT。
通信系統100中的WTRU 102a、102b、102c、102d中的一些或者全部可以包括多模式能力，即WTRU 102a、102b、102c、102d可以包括用於經由多個通信鏈路以與不同無線網路進行通信的多個收發器。例如，第1A圖中顯示的WTRU 102c可以被配置為與使用基於蜂巢的無線電技術的基地台114a進行通信、並且與使用IEEE 802無線電技術的基地台114b進行通信。
第1B圖為示例WTRU 102的系統方塊圖。如第1B圖所示，WTRU 102可以包括處理器118、收發器120、傳輸/接收元件122、揚聲器/麥克風124、鍵盤126、顯示器/觸控板128、非可移式記憶體130、可移式記憶體132、電源134、全球定位系統晶片組136及其他週邊裝置138。收發器120可以被實施為解碼器邏輯器119的元件。例如，收發器120及解碼器邏輯器119可以在單一LTE或LTE-A晶片上實施。解碼器邏輯器可以包括可操作以執行儲存在非暫態電腦可讀媒體上的指令的處理器。替代地、或此外，解碼器邏輯器可以使用定製及/或可程式設計數位邏輯電路來實施。
需要理解的是，在保持與實施方式一致的同時，WTRU 102可以包括上述元件的任何子集。此外，實施方式涵蓋基地台114a及114b及/或基地台114a及114b表示的節點（例如但不限於收發站（BTS）、節點B、網站控制器、存取點（AP）、本地節點B、演進型本地節點B（e節點B）、本地演進型節點B（HeNB）、本地演進型節點B閘道及代理節點等等）可以包括第1B圖中所描述的以及此處所描述的元素的多個或者全部。
處理器118可以是通用處理器、專用處理器、常規處理器、數位訊號處理器（DSP）、多個微處理器、與DSP核心相關聯的一或多個微處理器、控制器、微控制器、專用積體電路（ASIC）、現場可程式設計閘陣列（FPGA）電路、其他任何類型的積體電路（IC）、狀態機等。處理器118可以執行信號編碼、資料處理、功率控制、輸入/輸出處理及/或使WTRU 102能在無線環境中操作的其他任何功能。處理器118可以耦合到收發器120，該收發器120可以耦合到傳輸/接收元件122。儘管第1B圖中將處理器118及收發器120描述為獨立的元件，但是可以理解的是處理器118及收發器120可以被一起集成到電子封裝或者晶片中。
傳輸/接收元件122可以被配置為經由空中介面115/116/117將信號傳輸到基地台（例如基地台114a）、或者從基地台（例如基地台114a）接收信號。例如，在一種實施方式中，傳輸/接收元件122可以是被配置為傳輸及/或接收RF信號的天線。在另一實施方式中，傳輸/接收元件122可以是被配置為傳輸及/或接收例如IR、UV或者可見光信號的發射器/偵測器。在又一實施方式中，傳輸/接收元件122可以被配置為傳輸及接收RF信號及光信號兩者。需要理解的是傳輸/接收元件122可以被配置為傳輸及/或接收無線信號的任何組合。
此外，儘管傳輸/接收元件122在第1B圖中被描述為單一元件，但是WTRU 102可以包括任何數量的傳輸/接收元件122。更特別地，WTRU 102可以使用MIMO技術。因此，在一種實施方式中，WTRU 102可以包括兩個或更多個傳輸/接收元件122（例如多個天線）以用於經由空中介面115/116/117傳輸及接收無線信號。
收發器120可以被配置為對將由傳輸/接收元件122傳輸的信號進行調變、並且被配置為對由傳輸/接收元件122接收的信號進行解調。如以上所述，WTRU 102可以具有多模式能力。因此，收發器120可以包括多個收發器以用於使WTRU 102能夠經由例如UTRA及IEEE 802.11之類的多RAT進行通信。
WTRU 102的處理器118可以被耦合到揚聲器/麥克風124、鍵盤126及/或顯示器/觸控板128（例如，液晶顯示器（LCD）顯示單元或者有機發光二極體（OLED）顯示單元）、並且可以從上述裝置接收使用者輸入資料。處理器118還可以向揚聲器/麥克風124、鍵盤126及/或顯示器/觸控板128輸出資料。此外，處理器118可以存取來自任何類型的合適的記憶體中的資訊、以及向任何類型的合適的記憶體中儲存資料，該記憶體例如可以是非可移式記憶體130及/或可移式記憶體132。非可移式記憶體130可以包括隨機存取記憶體（RAM）、唯讀記憶體（ROM）、硬碟或者任何其他類型的記憶體儲存裝置。可移式記憶體132可以包括用戶身分模組（SIM）卡、記憶條、安全數位（SD）記憶卡等類似裝置。在其它實施方式中，處理器118可以存取來自實體上未位於WTRU 102上而位於伺服器或者本地電腦（未示出）上的記憶體的資料、以及向上述記憶體中儲存資料。
處理器118可以從電源134接收功率、並且可以被配置為將功率分配給WTRU 102中的其他元件及/或對至WTRU 102中的其他元件的功率進行控制。電源134可以是任何適用於為WTRU 102供電的裝置。例如，電源134可以包括一或多個乾電池（鎳鎘（NiCd）、鎳鋅（NiZn）、鎳氫（NiMH）、鋰離子（Li-ion）等）、太陽能電池、燃料電池等。
處理器118還可以耦合到GPS晶片組136，該GPS晶片組136可以被配置為提供關於WTRU 102的目前位置的位置資訊（例如經度及緯度）。作為來自GPS晶片組136的資訊的補充或者替代，WTRU可以經由空中介面115/116/117從基地台（例如基地台114a、114b）接收位置資訊、及/或基於從兩個或更多個相鄰基地台接收到的信號的時序來確定其位置。需要理解的是，在保持與實施方式一致的同時，WTRU 102可以用任何合適的位置確定方法來獲取位置資訊。
處理器118還可以耦合到其他週邊裝置138，該週邊裝置138可以包括提供附加特徵、功能性及/或無線或有線連接的一或多個軟體及/或硬體模組。例如，週邊裝置138可以包括加速度計、電子指南針、衛星收發器、數位相機（用於照片或者視訊）、通用序列匯流排（USB）埠、震動裝置、電視收發器、免持耳機、藍牙®模組、調頻（FM）無線電單元、數位音樂播放器、媒體播放器、視訊遊戲播放器模組、網際網路瀏覽器等等。
第1C圖為根據一種實施方式的RAN 103及核心網路106的系統方塊圖。如以上所述，RAN 103可以使用UTRA無線電技術經由空中介面115以與WTRU 102a、102b、102c通信。RAN 103還可以與核心網路106通信。如第1C圖所示，RAN 103可以包括節點B 140a、140b、140c，其中節點B 140a、140b、140c中的每一個可以包括一或多個收發器，該收發器經由空中介面115以與WTRU 102a、102b、102c通信。節點B 140a、140b、140c中的每一個可以與RAN 103內的特定胞元（未示出）相關聯。RAN 103還可以包括RNC 142a、142b。應該理解的是RAN 103可以包括任何數量的節點B及RNC而仍然與實施方式保持一致。
如第1C圖所示，節點B 140a、140b可以與RNC 142a進行通信。此外，節點B 140c可以與RNC 142b進行通信。節點B 140a、140b、140c可以經由Iub介面以與對應的RNC 142a、142b進行通信。RNC 142a、142b可以經由Iur介面相互進行通信。RNC 142a、142b可以分別被配置為控制與其連接的對應的節點B 140a、140b、140c。此外，RNC 142a、142b可以分別被配置為實施或者支援其它功能，例如外環功率控制、負載控制、准許控制、封包排程、切換控制、巨集分集、安全性功能、資料加密等等。
第1C圖中所示的核心網路106可以包括媒體閘道（MGW）144、行動交換中心（MSC）146、服務GPRS支援節點（SGSN）148，及/或閘道GPRS支援節點（GGSN）150。儘管上述元素中的每個被描述為核心網路106的一部分，但是應該理解的是這些元素中的任何一個可以被除了核心網路操作者以外的實體擁有及/或操作。
RAN 103中的RNC 142a可以經由IuCS介面被連接至核心網路106中的MSC 146。MSC 146可以被連接至MGW 144。MSC 146及MGW 144可以向WTRU 102a、102b、102c提供至電路切換式網路（例如PSTN 108）的存取，從而便於WTRU 102a、102b、102c與傳統陸線通信裝置之間的通信。
RAN 103中的RNC 142a還可以經由IuPS介面被連接至核心網路106中的SGSN 148。SGSN 148可以被連接至GGSN 150。SGSN 148及GGSN 150 可以向WTRU 102a、102b、102c提供至封包交換網路（例如網際網路110）的存取，從而便於WTRU 102a、102b、102c與IP賦能裝置之間的通信。
如以上所述，核心網路106還可以連接至其它網路112，其中該其它網路112可以包括被其他服務提供者擁有及/或操作的其他有線或無線網路。
第1D圖為根據一種實施方式的RAN 104及核心網路107的系統方塊圖。如上所述，RAN 104可以使用E-UTRA無線電技術經由空中介面116以與WTRU 102a、102b、102c進行通信。RAN 104還可以與核心網路107進行通信。
RAN 104可以包括e節點B 160a、160b及/或160c，儘管應該理解的是RAN 104可以包括任何數量的e節點B而仍然與實施方式保持一致。e節點B 160a、160b、160c中的每一個可以包括一或多個收發器，該收發器經由空中介面116以與WTRU 102a、102b、102c通信。在一種實施方式中，e節點B 160a、160b、160c可以使用MIMO技術。由此，例如e節點B 160a可以使用多個天線來傳送無線信號至WTRU 102a並且從WTRU 102a中接收無線信號。
e節點B 160a、160b、160c中的每一個可以與特定胞元（未示出）相關聯並且可以被配置為在上鏈及/或下鏈中處理無線電資源管理決定、移交決定、使用者排程。如第1D圖中所示，e節點B 160a、160b、160c可以經由X2介面彼此進行通信。
第1D圖中所示的核心網路107可以包括行動性管理實體（MME）162、服務閘道164及封包資料網路（PDN）閘道166。儘管上述元素中的每一個被描述為核心網路107的一部分，但是應該理解的是這些元素中的任何一個可以被除了核心網路操作者以外的實體擁有及/或操作。
MME 162可以經由S1介面被連接到RAN 104中的e節點B 160a、160b、160c中的每一個並且可以作為控制節點。例如，MME 162可以負責認證WTRU 102a、102b、102c的使用者、承載啟動/停用、在WTRU 102a、102b、102c的初始連結期間選擇特定服務閘道等等。MME 162也可以為RAN 104與使用其他無線電技術（例如GSM或WCDMA）的RAN（未示出）之間的交換提供控制平面功能。
服務閘道164可以經由S1介面被連接到RAN 104中的e節點B 160a、160b、160c的每一個。服務閘道164通常可以路由及轉發使用者資料封包至WTRU 102a、102b、102c、或者路由及轉發來自WTRU 102a、102b、102c的使用者資料封包。服務閘道164也可以執行其他功能，例如在e節點B間切換期間錨定使用者平面、當下鏈資料可用於WTRU 102a、102b、102c時觸發傳呼、為WTRU 102a、102b、102c管理及儲存上下文等等。
服務閘道164也可以被連接到PDN閘道166，該閘道166可以向WTRU 102a、102b、102c提供至封包交換網路（例如網際網路110）的存取，從而便於WTRU 102a、102b、102c與IP賦能裝置之間的通信。
核心網路107可以促進與其他網路之間的通信。例如，核心網路107可以向WTRU 102a、102b、102c提供至電路切換式網路（例如PSTN 108）的存取，從而便於WTRU 102a、102b、102c與傳統陸線通信裝置之間的通信。例如，核心網路107可以包括、或可以與下述通信：作為核心網路107及PSTN 108之間介面的IP閘道（例如，IP多媒體子系統（IMS）伺服器）。另外，核心網路107可以向WTRU 102a、102b、102c提供至網路112的存取，該網路112可以包括被其他服務提供者擁有及/或操作的其他有線或無線網路。
第1E圖為根據一種實施方式的RAN 105及核心網路109的系統方塊圖例。RAN 105可以使用IEEE802.16無線電技術經由空中介面117以與WTRU 102a、102b、102c進行通信。正如下文將進一步討論的，WTRU 102a、102b、102c、RAN 105及核心網路109的不同功能實體之間的通信鏈路可以被定義為參考點。
如第1E圖所示，RAN 105可以包括基地台180a、180b、180c及ASN 閘道182，儘管應該理解的是RAN 105可以包括任何數量的基地台及ASN閘道而仍然與實施方式保持一致。基地台 180a、180b、180c分別與RAN 105中的特定胞元（未示出）相關聯、並且可以分別包括一或多個收發器，該收發器經由空中介面117以與WTRU 102a、102b、102c通信。在一種實施方式中，基地台180a、180b、180c可以使用MIMO技術。由此，例如基地台180a可以使用多個天線來傳送無線信號至WTRU 102a並且從WTRU 102a中接收無線資訊。基地台180a、180b、180c還可以提供行動性管理功能，例如切換觸發、隧道建立、無線電資源管理、訊務分類、服務品質（QoS）策略執行等等。ASN閘道182可以作為訊務聚合點且可以負責使用者設定檔的傳呼、快取、路由到核心網路109等等。
WTRU 102a、102b、102c與RAN 105之間的空中介面117可以被定義為執行IEEE 802.16規範的R1參考點。另外，WTRU 102a、102b、102c中的每一個可以建立與核心網路109間的邏輯介面（未示出）。WTRU 102a、102b、102c與核心網路109間的邏輯介面可以被定義為R2參考點，R2參考點可以被用來認證、授權、IP主機配置管理、及/或行動管理。
基地台180a、180b、180c中的每一個之間的通信鏈路可以被定義為包括用於便於WTRU切換及基地台之間的資料傳輸的協定的R8參考點。基地台180a、180b、180c及ASN閘道182之間的通信鏈路可以被定義為R6參考點。R6參考點可以包括用於便於基於與每個WTRU 102a、102b、102c相關的行動事件的行動管理的協定。
如第1E圖所示，RAN 105可以被連接到核心網路109。RAN 105及核心網路109之間的通信鏈路可以被定義為例如包括用於便於資料傳輸及行動管理能力的協定的R3參考點。核心網路109可以包括行動IP本地代理（MIP-HA）184、驗證、授權、計費（AAA）服務186及閘道188。儘管每個上述元素被描述為核心網路109的一部分，但是應該理解的是這些元素中的任一個可以被除了核心網路操作者以外的實體擁有及/或操作。
MIP-HA 184可以負責IP位址管理、且可以使WTRU 102a、102b、102c在不同的ASN及/或不同的核心網路之間漫遊。MIP-HA 184可以向WTRU 102a、102b、102c提供至封包交換網路（例如網際網路110）的存取，從而便於WTRU 102a、102b、102c及IP賦能裝置之間的通信。AAA伺服器186可以負責使用者認證及支援使用者服務。閘道188可以促進與其他網路之間的交互工作。例如，閘道188可以向WTRU 102a、102b、102c提供至電路切換式網路（例如PSTN 108）的存取，從而便於WTRU 102a、102b、102c與傳統陸線通信裝置之間的通信。另外，閘道188可以向WTRU 102a、102b、102c提供至網路112的存取，該網路112可以包括被其他服務提供者擁有及/或操作的其他有線或無線網路。
雖然在第1E圖中未示出，但應該理解的是RAN 105可以被連接到其他ASN且核心網路109可以被連接到其他核心網路。RAN 105及其他ASN之間的通信鏈路可以被定義為R4參考點（未示出），該R4參考點可以包括用於協調RAN 105及其他ASN之間的WTRU 102a、102b、102c行動性的協定。核心網路109及其他核心網路之間的通信鏈路可以被定義為R5參考點（未示出），該R5參考點可以包括用於便於本地核心網路及受訪核心網路之間的交互工作的協定。
第1F圖描述了示例網路實體190，該示例網路實體190可以在第1A圖的通信系統100中使用。如第1F圖所描述，網路實體190包括通信介面192、處理器194及非暫態資料儲存器196，所有這些統一由匯流排、網路或其它通信路徑198連接。
通信介面192可以包括一或多個有線通信介面及/或一或多個無線通訊介面。關於有線通信，通信介面192可以包括一或多個介面，例如乙太網路介面，作為示例。關於無線通訊，通信介面192可以包括例如一或多個天線的元件、為一種或多種類型的無線（例如，LTE）通信設計及配置的一或多個收發器/晶片組、及/或相關領域中具有通常知識者認為合適的任何其他元件。此外，關於無線通訊，通信介面192可以用一定規模被裝配並被裝配有適合於在無線通訊的網路側作用的配置，與用戶端的無線通訊（例如，LTE通信、Wi Fi通信等等）相對。因此，通信介面192可以包括用於服務覆蓋區域中的多個行動台、UE或其他存取終端的適當裝置及電路（可能包括多個收發器）。
處理器194可以包括由相關領域中具有通常知識者認為合適的任何類型的一或多個處理器，一些示例包括通用微處理器及專用DSP。
資料儲存器196可以採取任何非暫態的電腦可讀媒體或這種媒體的組合的形式，一些示例包括名為快閃記憶體、唯讀記憶體（ROM）及隨機存取記憶體（RAM）的非暫態資料儲存器，但是可以使用由相關領域的技術人員認為適合的任何一種或多種類型的非暫態資料儲存器。如第1F圖所示，資料儲存器196包含由處理器194執行以用於實施本文所述的各種網路實體功能的各種組合的程式指令197。
在一些實施例中，本文描述的網路實體功能由具有與第1F圖的網路實體190類似的結構的網路實體執行。在一些實施例中，這些功能中的一或多個由多個網路實體組合來執行，其中每個網路實體具有與第1F圖的網路實體190類似的結構。在各種不同的實施例中，網路實體190是（或至少包括）以下中的一者或多者：RAN 103（中的一或多個實體）、RAN 104（中的一或多個實體）、RAN 105（中的一或多個實體）、核心網路106（中的一或多個）、核心網路107（中的一或多個實體）、核心網路109（中的一或多個）、基地台114a、基地台114b、節點B 140a、節點B 140b、節點B 140c、RNC 142a、RNC 142b、MGW 144、MSC 146、SGSN 148、GGSN 150、eNode B 160a、eNode B 160b、eNode B 160c、MME 162、服務閘道164、PDN閘道166、基地台180a、基地台180b、基地台180c、ASN閘道182、MIP-HA 184、AAA 186及閘道188。當然，可以在各種實施例中使用其他網路實體及/或網路實體的組合來執行本文描述的網路實體功能，如上述清單是經由舉例而不是限制的方式提供的。本揭露中使用的縮寫。
以下列表包括在本揭露中使用的縮寫。SE ：頻譜效率，可以在BPCU中測量（每頻道使用的位元）。EE ：能源效率APM ：幅度及/或相位調變。改變幅度、相位或基線調變信號的組合作為傳輸資訊的手段（例如ASK、PSK、QAM等）的任何調變技術RPM ：輻射場型/極化調變。將資訊調變到天線的不同輻射場型及/或極化模式的調變技術。RPD ：輻射場型/極化分集。使用天線的不同輻射場型及/或極化模式的分集方案來提高無線鏈路的品質。 頻道使用：基於資訊理論的術語，表示符號傳輸所需的時間。BPCU ：每頻道使用的位元。用於頻譜效率測量的單位。SSK ：空間移位鍵控。藉由啟動每頻道使用的許多傳輸天線之一來傳送資訊的調變技術。來自每個天線的傳輸信號將攜帶可在接收器處解碼的唯一空間特徵，由此構成資訊的傳送。GSSK ：廣義空間移位鍵控。一種類似於SSK的調變技術，除了對每個頻道使用多個天線是啟動的。SM ： 空間調變。將SSK與信號空間調變結合。在這種情況下，主動天線可以附加地傳輸調變符號（例如，BPSK、QPSK等）。只使用一個Tx RF鏈。GSM ：廣義空間調變。SM的擴展，類似於SSK到GSSK的擴展。不同之處在於，如果允許多於一個的Tx RF鏈，則在這種情況下，每個天線可以攜帶不同的調變符號。CSI ：頻道狀態資訊。用於定義傳播頻道的資訊。在最普遍的意義上，這可以是頻道傳送功能。ML ：最大似然。用於設計接收器結構的常用標準。MMSE ：最小均方誤差。用於設計接收器結構的常用標準。STBC ：空間時間塊編碼。時間空間傳輸分集技術。SFBC ：空間頻率塊編碼。頻率及空間傳輸分集技術。FSK ：頻移鍵控。藉由啟動許多頻率區域之一來傳達資訊的調變技術。GFSK ：廣義頻移鍵控。一種類似於FSK的調變技術，除了對每個頻道使用，多個頻率區域可能是有效的。FAPM ：頻率幅度及/或相位調變：將FSK與信號空間調變結合。在這種情況下，主動式頻率區域可另外用於傳輸調變符號（例如，BPSK、QPSK、M-QAM等）。GFAPM ：廣義頻率幅度及/或相位調變。類似於FSK到GFSK的擴展。SMX ：空間多工。用於增加SE的MIMO技術。:小於或等於的最大整數，其中為2的整數冪。n中選 k”
注意，在本揭露中，5G可以與新無線電或新無線電存取或新無線電介面互換使用。具有 RPM 的基於 CSI 的調變。
這裡描述的一些實施例涉及基於具有輻射場型及/或極化調變（RPM）的頻道狀態資訊（CSI）的有效調變方案。用於承載資訊的維度也可用於提供基於CSI的分集增益。提出了具有RPM的基於CSI的調變方案，以實現高分集增益，用於可靠通信，同時維持頻譜效率。
代替使用所有天線索引，子載波索引及/或輻射場型及/或極化來承載資訊位元，在示例性實施例中，選擇一個（或一組）天線、子載波、及/或基於CSI使用的輻射場型/極化以基於CSI使用，然後可以選擇一個（或一組）天線及/或子載波及/或輻射場型/極化，以用於傳輸資訊位元。藉由這樣做，提供組合分集增益的選擇形式，從而基於某些標準而帶來最佳通信。 1.組合單一 RF 鏈 GSM 與基於 CSI 的 RPM 。
在示例性實施例中，在基於CSI的多維調變方案中，藉由使用如第3圖的示例所示的組合單一RF鏈GSM與基於CSI的RPM來傳輸資訊位元。
每頻道使用的示例性傳輸器程序可以包括以下步驟中的一個或任何組合。編碼位元的集合可以首先被分成三組不同大小。 第一組是APM組。 APM組中的位元數可以取決於傳統的信號空間調變階數。例如，QPSK:。第二組是SSK組。SSK組中的位元數可以取決於傳輸天線的總數。第三組是RPM組。RPM組中的位元數可以取決於所需分集階數之後的“有效”輻射場型及/或極化模式的數量，並且由控制器基於CSI進行選擇，其可以寫成：其中是輻射場型及/或極化模式的實際數量。
基於CSI，可以選擇特定輻射場型及/或極化以提供最佳性能。例如，可以使用可重組態天線，其能夠使用垂直或水平極化（每個極化模式一組圖案）提供一組輻射場型。如果在某個時刻，水平極化能夠提供比垂直極化更好的性能，則來自水平極化組的輻射場型可以僅用於RPM。作為示例，如果假設每個組能夠產生兩個輻射場型，則可以使用以下參數。, 從而。
APM位元被映射到基於信號空間的調變格式。SSK位元被映射到表明天線的哪一天線集合將對目前頻道使用是啟動的控制信號。RPM位元被映射到選擇用於目前頻道使用的輻射場型及/或極化模式的控制信號。（注意，天線配置的一部分可以用於分集、並且不用於傳輸附加資訊位元）。傳統的APM符號可以被調變、上轉換到RF域、並經由Tx RF鏈傳輸。所產生的RF信號基於SSK位元被映射到主動天線上。天線被配置為從基於CSI的控制器的RPM及RPD選擇以輻射信號。位元映射示例如表1所示。
每頻道使用的示例性接收器程序可以包括以下步驟中的一個或任何組合。在經由頻道傳播之後，信號將到達攜帶來自所選天線的空間特徵的接收器以及在傳輸器處使用的輻射/極化模式。可以解調信號，並且使用頻道估計，可以基於例如ML或MMSE偵測器之類的接收器結構來偵測位元。這樣，SE可以寫成如下：其中,可以表明傳輸天線的總數。可以表明每個頻道使用的主動傳輸天線的數量。可以表明針對來自每個天線的資訊承載的可用的有效輻射場型/極化模式的數量。可以表明常規信號空間調變階數。表 1. 映射示例 (NTX = 2, NTX_act = 1, Ndiv = 2, NRP = 4, NRP_eff = 2, MAPM = 2) 註釋:表示來自所選擇的第m個分級群組中的第n個輻射場型/極化模式。 2.組合單一 RF 鏈 GSM 與基於 CSI 的 SSK 及 RPM 。
在用於基於CSI的調變的系統及方法的另一示例性實施例中，可以使用組合單一RF鏈GSM與基於CSI的SSK及RPM來傳輸位元，如第4圖所示。
每頻道使用的傳輸器程序可以包括以下步驟中的一個或任何組合。編碼位元的集合可以分為三組不同大小。第一組是APM組。此APM組中的位元數可以取決於傳統的信號空間調變階數。例如，QPSK：。第二組是RPM組。RPM組中的位元數可以取決於輻射場型及/或極化模式的總數。第三組是SSK組。SSK組中的位元數可以取決於期望的分集階數之後的“有效”天線數量，並且基於CSI由控制器進行選擇，其可以被寫為：
基於CSI，可以選擇特定的天線集合以提供最佳性能。例如，可以使用總共八個天線，但是可以基於CSI允許控制器為任何給定時刻選擇“最佳”四個。對於此示例，可以使用以下參數。,從而。
APM位元可以被映射到基於信號空間的調變格式。 SSK位元被映射到表明針對目前頻道使用哪一組天線將被啟動的控制信號。（注意，天線配置的一部分可以用於分集，並且不用於傳輸附加資訊位元）。RPM位元可以被映射到選擇用於目前頻道使用的天線輻射場型及/或極化模式的控制信號。傳統的APM符號可以被調變，上轉換為RF域並經由Tx RF鏈發送。產生的RF信號基於天線選擇控制資訊被映射到主動天線上，該天線選擇控制資訊由控制器基於CSI而產生。此天線被配置為基於RPM位元以輻射信號。表2顯示了位元映射示例。
每頻道使用的示例性接收器程序可以包括以下步驟中的一個或任何組合。在經由頻道傳播之後，基於選擇的天線以及在傳輸器處使用的輻射場型，信號到達攜帶唯一空間特徵的接收器。信號可以被解調，並且可以使用頻道估計來偵測基於例如ML或MMSE偵測器之類的接收器結構。SE可以寫成如下：其中，可以表明用於資訊承載的傳輸天線的“有效”數量。可以表明每個頻道使用的主動傳輸天線的數量。可以表明可用於每個天線的輻射場型/極化模式的數量。可以表明常規信號空間調變階數。表 2. 映射示例 (NTX = 4, Ndiv = 2, NTX_eff = 2, NRP = 2, MAPM = 2) 註釋:表示選擇的第n個輻射場型/極化模式。3. 組合單一 RF 鏈 GSM 、 RPM 以及基於 CSI 的 GFAPM 。
在一些示例性實施例中，基於CSI的調變方案可以藉由使用組合的單一 RF 鏈 GSM 、 RPM 以及基於 CSI 的 GFAPM 來傳輸資訊位元，如第5圖所示。
每頻道使用的示例性傳輸器程序可以包括以下步驟中的一個或任何組合。編碼位元的集合可以首先被分成四組不同大小。第一組是APM組。 APM組中的位元數可以取決於傳統的信號空間調變階數。例如，QPSK：。在選擇多於一個子載波的情況下，可以使用不同的調變（或者可以使用調變階數）。第二組是SSK組。SSK組中的位元數可以取決於傳輸天線的總數。第三組是GFAPM組。GFAPM組中的位元數可以取決於分集階數之後的“有效”數量的子載波，並且基於CSI由控制器進行選擇。然後可以將“有效”數量的子載波寫為：基於CSI，可以選擇特定的頻率子載波集合以提供最佳性能。例如，我們可以使用總共八個子載波，但基於CSI允許控制器為任何給定的時刻選擇“最佳”四個。對於此示例，可以使用以下參數：, 因此。 第四組是RPM組。RPM組中的位元數可以取決於每個天線可以產生的輻射場型及/或極化模式的數量。
APM位元可以被映射到基於信號空間的調變格式。FAPM位元可以被映射到表明針對目前頻道使用，將使用哪些子載波的控制信號。（注意，子載波配置的一部分可以用於分集，並且不用於傳輸附加資訊位元）。RPM位元可以被映射到選擇用於目前頻道使用的輻射場型及/或極化模式的控制信號。APM符號被調變、映射到適當的子載波、上轉換為RF域、並經由Tx RF鏈發送。所產生的RF信號被映射到主動天線上。天線被配置為基於RPM位元以輻射信號。表3顯示了位元映射示例。
每頻道使用的示例性接收器程序可以包括以下步驟中的一個或任何組合。在經由頻道傳播之後，基於所選擇的天線、頻率子載波及傳輸器使用的輻射場型，信號到達攜帶唯一空間特徵的接收器。
可以調變信號，且可以使用頻道估計以基於例如ML或MMSE偵測器之類的接收器結構來偵測位元。SE可以寫成如下：其中，可以表明傳輸天線的總數。可以表明每頻道使用的主動傳輸天線的數量。可以表明可用於每個天線的輻射場型/極化模式的數量。可以表明可用於資訊承載的子載波的“有效”數量。可以表明每頻道使用的有效子載波的數量。可以表明常規信號空間調變階數。
注意，為了簡化說明，上述示例描述了使用FAPM而不是GFAPM。然而，應當理解，整體程序也適用於GFAPM。
上述實施例使用基於CSI的調變方案使用CSI來一次控制一個參數。 注意，然而，可以從上文提出的示例的任何組合產生其他實施例，例如使用CSI來控制多個參數。表 3. 映射示例 (NTX = 2, NSC = 4, Ndiv = 2, NSC_eff = 2, NRP = 2, MAPM = 2) 註釋:表示被選擇的第n個輻射場型/極化模式。受控聯合調變。
在本文揭露的一些實施例中，使用受控聯合調變以經由動態配置來改善資訊承載及分集能力。考慮EE及/或SE及/或其他度量（例如，可靠性及潛時）作為最佳化標準並允許配置各種調變格式（例如信號幅度、空間、極化等）的控制器在一些實施例中被使用。主動式RF鏈的數量也可以是配置參數，允許針對目前及未來應用的動態需求的廣泛的可配置性。在各種實施例中，控制器可以包括傳輸器裝置或接收器裝置的模組。 1.受控聯合調變 。
第6A圖在以下示出了受控聯合調變的一般描述。提供串並轉換器（S/P）。對於每個傳輸，根據控制器功能，頻道編碼位元的串列流被平行化為三個不同的組。在APM組中，位元數可以取決於傳統的信號空間調變階數以及正在使用的MIMO技術，其中每一個由控制器選擇。在RPM組中，位元數量可以取決於所使用的輻射場型及/或極化模式的數量。儘管可能存在用於天線的最大數量模式，但是控制器確定在任何時間或時間間隔內將使用哪個模式（如果有的話）。在SSK組中，此組中的位元數可能取決於Tx天線的數量。將有固定數量的實體天線；然而，控制器將決定哪些將被使用以及在任何給定的時刻用於什麼目的。
編碼可能有不同的位元分組法。一種方法可以是藉由一或多個編碼組平等地處理及傳輸所有資訊位元。另一種方法可以基於服務要求及特徵（例如，任務關鍵性及/或可靠性）來相應地選擇上述特定編碼組。
可以提供Tx分集/空間多工處理模組。在考慮到SMX及/或傳輸分集（例如，STBC）的多個Tx RF鏈的情況中，此模組執行必要的符號處理。
可以提供多個傳輸鏈（Tx鏈）。每個Tx鏈可以包括各種元件，例如D/A、Up轉換器、PA、濾波器等。在任何給定時刻的有效Tx鏈的數量可以由控制器選擇。
可以提供天線開關。天線開關可以根據用於啟動所選擇的天線將進入信號映射到適當的天線。
可以提供輻射場型/極化選擇模組以為每個啟動天線選擇適當的天線方向圖及/或極化模式。
可以提供控制器。控制器根據CSI及其他可能的測量以配置總體傳輸模式。對於鏈路適應性，傳輸模式是基於CSI，其從接收器被回饋或在TDD模式先驗已知。控制器可以使用各種標準來選擇適當的模式，同時針對在任何給定的時刻平衡SE及EE。可以經由控制器以基於以下輸入中的一個或任何組合來配置不同的模式： •頻道狀態資訊（CSI）。 •可能是長期或短期CSI。 •頻道排序 •可以指示頻道中可用的空間自由度的數量。通常用於選擇適當SMX模式。 •每傳輸天線的頻道品質 •可用於決定如何最佳地利用可用天線。 •不同調變路徑的統計（例如RPM、APM、SSK、FAPM、TAPM等）。 •不同調變路徑上傳輸位元的ACK / NACK可用於表明下一個傳輸的不同調變路徑的可靠性。 •特定頻道或一組頻道的SINR •可用於動態配置傳輸參數，如HARQ及不同傳輸模式等。 •塊錯誤率（BLER） •可用於排程使用不同調變方案的不同服務。 •基於SM的距離度量 •可用於決定用於SSK及RPM部分的適當天線及/或輻射場型/極化模式。 •頻道相干時間 •可用於確定可以依賴多種傳輸模式選擇多長時間。例如，Tx RF鏈的快速接通/斷開可能是不期望的。 •資料QoS •這包括資料潛時要求及資料容錯資訊 •資料潛時要求用於確定資料是否是時間緊迫的 •資料容錯資訊用於確定相應傳輸所需求的可靠性。 •頻譜效率（資料速率）要求 •可用於協助SE / EE權衡。 •剩餘電池電量 •可用於協助SE / EE權衡。 •能量收集能力 •可以使用RF能量收集，特別是對於mMTC感測器節點，這也可能是用於幫助SE / EE權衡的因素。
使用上述度量（可能還有其他）的某些組合，控制器可以選擇傳輸模式。可以用第6A圖所示的傳輸器架構來支援各種傳輸模式。這些模式可以由APM、GSM、RPM、RPD、STBC及SMX等的組合組成、並且可以在邏輯上分為單一傳輸鏈及多傳輸鏈模式。通常，多傳輸鏈模式的能量效率較低，並且在需要較高資料速率時保留。此外，由於可以用不同方式對資訊位元進行分組及調變，所以它們可能需要被聯合編碼以實現最佳性能。另外，基於不同調變路徑及資料QoS的統計，控制器將選擇加權在每個調變路徑上傳輸的資料的百分比。例如，如果APM調變資料比RPM調變資料更可靠地傳輸，則控制器將在APM調變路徑上放置更多具有高QoS要求的資料。
在一些實施例中，例如，如第6B圖所示，可以提供能量收集及儲存模組，使得可以從未使用的天線收集及儲存RF能量，以增加電池壽命並因此提高該裝置的整體能量效率。此元件對於顯著延長電池壽命有利的mMTC用例特別有用。
應當注意，在一些實施例中，控制器可以是接收器裝置的一部分，其可以在給定週期內確定然後向傳輸器傳訊回期望的傳輸模式。
第7圖中示出了另一示例性實施。可以使用單一編碼器（編碼器0）或不同編碼器（編碼器1〜3）針對經由不同調變方案（例如，RPM、APM及SSK）所處理的位元來編碼所有資訊位元。該系統可能受益於後一種方法，因為不同調變方案的誤差概率可能會大不相同。注意，這些編碼器的類型可以不同，並且即使類型相同，參數（例如，編碼率）也可以不同。這些編碼器的賦能/禁止、類型及參數可以由控制器確定。此外，所有編碼器（編碼器0〜3）都可以同時被賦能，以獲得更可靠的性能。
第8圖中示出另一個實施例的實施。與根據調變類型（例如，BPSK、QPSK等）固定星座點的常規信號空間調變不同，其他基於空間及/或天線的調變方案不具有固定星座。例如，SSK調變器的星座點主要基於頻道特性。因此，用於多維調變方案的不同維度上傳送的位元可能會遇到不同的性能。
另一方面，存在源位元具有不同優先性的情況，例如，最高有效位元（MSB）及最低有效位元（LSB）。優先性排序的源位元可以連接到多維調變方案的不同性能。如第8圖所示，源位元可以被優先編碼為三個不同的資料流。一旦這樣做，每個資料流可被發送到相同的頻道編碼器，其也可以被示出三次，假設潛時是一個問題（在其他實施例中，可以使用多個編碼器）。第8圖所示的下一個模組被稱為優先性映射器。此模組用於基於控制器將被優先性排序的位元流映射到適當的調變維度。控制器可以根據其基於CSI的輸入來更新此映射決定。在其他實施例中，可以使用更多或更少的優先性等級。 2.針對聯合調變的最佳控制器
在另一示例性實施例中，可以提出用於聯合調變的最佳控制器。可以經由首先討論在常規方案中使用的控制器來提出最佳控制器的示例實施。
考慮用於Tx分集增益的常規控制器。在常規的傳輸天線選擇（或可重組態天線方向圖選擇）中，期望可能是使用出於可用天線（或方向圖）中的單一天線（或方向圖）傳輸資料。選擇要使用的天線（方向圖）的可能演算法可能是在訓練週期期間測量每個Tx天線（方向圖）的Rx處的SINR；然後，Rx可以選擇具有最大SINR的天線（方向圖）索引、並且傳訊到Tx以將該索引用於隨後的資料傳輸。
考慮用於SM-MIMO的常規控制器。在具有鏈路適應性的常規SM-MIMO中，期望可以是選擇用作資訊承載實體的可用天線（方向圖）的子集。選擇此子集的可能演算法可以是選擇使星座點之間的最小距離最大化的子集。在訓練階段期間，可以在Rx處對天線（方向圖）的所有組合測量空間星座點（常規距離度量）之間的最小距離。然後，Rx可以選擇提供最大最小距離度量及信號給Tx的子集，以使用該子集用於隨後的資料傳輸。
所提出的聯合調變器的示例性最佳控制器可以如下。在訓練階段期間，可能會發生以下程序。每個Tx天線的Rx處的SINR測量及輻射方向圖以及這些測量的排序。對於所有可能的天線及輻射場型子集，在Rx處計算基於頻道的距離度量。根據上述兩個主要短期頻道標準，聯合最佳化及排序傳輸模式選擇。還可以使用額外的頻道及基於要求的度量（例如，頻道排序、頻道相干時間、傳輸時間要求等）以進一步減少潛在的傳輸模式候選。甚至還可以使用包括額外的基於能量效率的度量（例如，剩餘電池功率、能量收集能力等）以再次降低候選傳輸模式。隨後，選擇能夠滿足目前短期及長期頻道特性的要求的最有能效的傳輸模式。 3.支援受控聯合調變的傳訊
在另一示例性實施例中，可以採用各種方案及/或程序以用於聯合調變，以向用於解調的接收器傳訊傳輸器元件之間的位元如何被控制及/或配置。
用於受控聯合調變的傳輸模式 。第6A圖是示例性受控聯合調變傳輸器的功能方塊圖，該傳輸器可被配置為以各種不同的傳輸模式操作。在各種實施例中，傳輸器可以被配置為執行以下操作： •廣義空間調變（GSM） •輻射場型/極化調變（RPM） •輻射場型/極化分集（RPD） •空間時間塊編碼（STBC） •空間多工（SMX） •頻域調變（FAPM） •廣義頻域調變（GFAPM） •時域調變（TAPM） •廣義時域調變（GTAPM） •上述的一些組合
除了傳輸模式之外，其他控制資訊可以包括以下內容： •用於每個元件的位元數 •聯合調變中涉及的頻率子載波 •聯合調變所涉及的時間單元 •傳輸器及接收器的能力（例如，支援的天線方向圖數量）
傳訊控制器資訊以用於聯合調變 。上文定義的信號傳輸模式及/或其他控制資訊可以使用以下方法中的一種或任何組合。在第一種方法中，將傳輸器（或BS）的天線方向圖能力資訊放在某些現有或新的SIB中。在初始註冊程序及/或RRC連接建立程序中將UE的天線方向圖能力發送給BS。此外，BS或網路可以在RRC IE（資訊元素）中向UE發送UE能力查詢，UE回覆包含其天線方向圖能力的UE能力資訊。在第二種方法中，傳輸模式及/或其他控制資訊可以在相關聯的控制頻道或PHY標頭中被傳訊。在第三種方法中，傳輸模式及/或其它控制資訊可以以半持久方式被傳訊。在另一個實施例中，傳輸模式及/或其他控制資訊可以以完全動態的方式被傳訊。在第四種方法中，可以隱式地傳訊其他控制資訊。
在一些實施例中，控制器資訊的傳訊可以從接收器傳輸到傳輸器，例如控制器是接收器裝置的模組。
雖然本文描述的解決方案考慮5G特定協定，但是應當理解，本文描述的解決方案不限於此場景、並且也適用於其他無線系統。
附加實施例 。在一個實施例中，存在一種方法，包括：接收編碼位元集合作為輸入；將該編碼位元組分為至少三組，其中至少一組的大小受限於由頻道狀態資訊（CSI）控制器應用的分集階數及選擇因數；將第一組映射到基於信號空間的調變格式；將第二組映射到用於天線選擇的控制信號；將第三組映射到用於控制天線配置的控制信號；基於第一組的映射產生調變的RF信號；基於該第二組的映射來選擇用於傳輸的多個可配置天線中的至少一個可配置天線；基於該第三組的映射來配置該至少一個可配置天線；以及經由該至少一個經配置的天線傳輸經調變的RF信號。在一個實施例中，基於應用分集階數及選擇的CSI控制器，第三組由所有可能的天線配置的天線配置的子集限制位元。在一個實施例中，基於應用分集階數及選擇的CSI控制器，第二組由所有可能天線的天線子集限制位元。在一個實施例中，編碼位元組被分成四組，其中第四組被所有可能的頻率子載波的頻率子載波的子集限制位元，並且第四組被映射到控制信號，該控制信號表明頻率子載波的子集將用於目前的頻道使用。
在一個實施例中，存在一種方法，包括：利用串並轉換器以根據控制器功能將頻道編碼位元的串列流平行化為多個不同的組；用該控制器配置整體傳輸模式，其中該控制器可評估一或多個輸入以選擇一或多個模式；將第一組映射到基於信號空間的調變格式；將第二組映射到用於天線選擇的控制信號；將第三組映射到用於控制天線配置的控制信號；基於第一組的映射產生調變的RF信號；基於該第二組的映射來選擇用於傳輸的多個可配置天線中的至少一個可配置天線；基於該第三組的映射來配置該至少一個可配置天線；以及經由該至少一個經配置的天線傳輸經調變的RF信號。在一個實施例中，用於控制器的評估輸入包括以下中的至少一個：頻道狀態資訊；頻道排序；每傳輸天線的頻道品質；至少一個調變路徑的統計；特定頻道或頻道組的SINR；塊錯誤率；基於SM的距離度量；頻道相干時間；資料QoS；頻譜效率要求；剩餘電池電量；能量收集能力。在一個實施例中，CSI可以包括長期或短期CSI。在一個實施例中，資料QoS可以包括資料潛時要求及資料容錯資訊。在一個實施例中，控制器選擇的傳輸模式在任何給定的時刻平衡SE及EE。在一個實施例中，該方法還包括從未使用的天線收集及儲存RF能量。在一個實施例中，該方法還包括第四組，其中第四組被所有可能的頻率子載波的頻率子載波的子集限制位元，並且第四組被映射到控制信號，該控制信號表明頻率子載波子集中的哪一個用於目前頻道使用。在一個實施例中，控制器藉由利用分集方案進一步控制傳輸模式。在一個實施例中，分集方案包括空間時間塊編碼或空間頻率塊編碼。在一個實施例中，分集方案包括利用空間多工。在一個實施例中，分集方案包括利用天線的輻射場型或極化模式。在一個實施例中，控制器選擇單一傳輸鏈模式。在一個實施例中，控制器選擇多傳輸鏈模式。在一個實施例中，用於編碼的位元分組法可以經由一或多個編碼組平等地處理及傳輸所有資訊位元。在一個實施例中，用於編碼的位元分組法可以基於服務需求或特徵來處理及傳輸資訊位元，從而選擇特定的編碼組。在一個實施例中，該方法還包括使用單一編碼器對每一位元組進行編碼。在一個實施例中，該方法還包括用不同的編碼器對每一位元組進行編碼。在一個實施例中，該方法還包括用多個不同編碼器對位元組進行編碼。在一個實施例中，該方法還包括對位元組進行優先性編碼。
在一個實施例中，存在對聯合調變器的控制器進行訓練的方法，包括：在接收器處測量每個傳輸器天線的SINR及輻射場型；對天線及輻射場型進行排序；在接收器處針對所有可能的天線及輻射場型子集計算基於頻道的距離度量；基於SINR及距離度量共同最佳化及排序傳輸模式選擇；並以最佳化及排序的傳輸模式選擇以發信號通知控制器。在一個實施例中，該方法還包括從以下組中計算及最佳化/排序至少一個附加度量：頻道排序；每傳輸天線的頻道品質；至少一個調變路徑的統計；特定頻道或頻道組的SINR；塊錯誤率；基於SM的距離度量；頻道相干時間；資料QoS；頻譜效率要求；剩餘電池電量；能量收集能力；傳輸時間要求。在一個實施例中，該至少一個附加度量減少潛在傳輸模式候選的數量。
在一個實施例中，存在一種解調接收信號的方法，包括：在接收器處接收攜帶來自一或多個所選天線的空間特徵的信號以及分集編嗎，該分集編碼在時間及頻率上同時應用在傳輸器處；並且解調信號並使用頻道估計以基於接收器結構來偵測位元。在一個實施例中，使用ML或MMSE方法解調接收信號。
在一個實施例中，存在一種用於支援受控聯合調變的傳訊的方法，包括：從傳輸器向接收器傳輸傳輸器的天線方向圖能力資訊。在一個實施例中，傳輸器天線方向圖能力資訊在新的或現有的SIB中傳送。在一個實施例中，該方法還包括從傳輸器請求接收器的天線方向圖能力。在一個實施例中，可以在相關聯的控制頻道或PHY標頭中傳訊天線方向圖能力資訊。在一個實施例中，可以用半持久方式傳訊方向圖能力資訊。在一個實施例中，天線方向圖能力資訊可以隱式地發出信號。在一個實施例中，該方法還包括從傳輸器向接收器傳輸控制資訊。在一個實施例中，控制資訊至少包括以下組中的至少一組：用於每個元件的多個位元；哪些頻率子載波涉及聯合調變；哪個時間單元涉及聯合調變；支援多少個天線方向圖。
在一個實施例中，存在受控聯合調變的方法，包括：在聯合調變控制器處接收至少一個操作狀態參數；基於該至少一個操作狀態參數來配置多個調變器及傳輸模式；將一資訊位元集合映射到所配置的多個調變器的多個調變維度；以及基於至少一個所配置的傳輸模式執行符號處理。在一個實施例中，該至少一個操作狀態參數選自由下列組成的群組：基於頻道的操作參數；基於服務需求的操作參數；以及基於內部狀態的操作參數。在一個實施例中，基於頻道的操作參數包括頻道狀態資訊或基於SM的距離度量中的至少一個。在一個實施例中，基於服務需求的操作參數包括資料服務品質或塊錯誤率中的至少一個。在一個實施例中，基於內部狀態的操作參數包括剩餘電池功率或可用RF鏈的數量中的至少一個。在一個實施例中，多個調變器及傳輸模式選自由下列組成的群組：廣義空間調變；輻射場型/極化調變；輻射場型/極化分集；空間時間塊編碼；空間多工；頻域調變；廣義頻域調變；時域調變及廣義時域調變。
雖然本發明的特徵及元素以特定的結合在以上進行了描述，但本領域中具有通常知識者可以理解的是，每個特徵或元素可以在沒有其它特徵及元素的情況下單獨使用，或在與本發明的任何其它特徵及元素結合的各種情況下使用。此外，本發明描述的方法可以在由電腦或處理器執行的電腦程式、軟體或韌體中實施，其中該電腦程式、軟體或韌體被包括在電腦可讀儲存媒體中。電腦可讀媒體的實例包括電子信號（經由有線或者無線連接而被傳送）及電腦可讀儲存媒體。關於電腦可讀儲存媒體的實例包括但不限於唯讀記憶體（ROM）、隨機存取記憶體（RAM）、暫存器、快取記憶體、半導體儲存裝置、磁性媒體（例如，內部硬碟或抽取式磁碟）、磁光媒體以及CD-ROM光碟及數位多功能光碟（DVD）之類的光學媒體。與軟體有關的處理器可以被用於實施在WTRU、UE、終端、基地台、RNC或者任何主機電腦中使用的射頻收發器。
AP‧‧‧存取點
APM‧‧‧幅度及/或相位調變
CSI‧‧‧頻道狀態資訊
FAPM‧‧‧頻域調變
IP‧‧‧網際網路協定
Iub、IuCS、Iur、IuPS、S1、X2‧‧‧介面
RPD‧‧‧輻射場型/極化分集
RPM‧‧‧輻射場型/極化調變
R1、R3、R6、R8‧‧‧參考點
SSK‧‧‧空間移位鍵控
100‧‧‧通信系統
102、102a、102b、102c、102d‧‧‧無線傳輸/接收單元（WTRU）
103、104、105‧‧‧無線電存取網路（RAN）
106、107、109‧‧‧核心網路
108‧‧‧公共交換電話網路（PSTN）
110‧‧‧網際網路
112‧‧‧其他網路
114a、114b、180a、180b、180c‧‧‧基地台
115、116、117‧‧‧空中介面
118、194‧‧‧處理器
119‧‧‧解碼器邏輯器
120‧‧‧收發器
122‧‧‧傳輸/接收元件
124‧‧‧揚聲器/麥克風
126‧‧‧鍵盤
128‧‧‧顯示器/觸控板
130‧‧‧非可移式記憶體
132‧‧‧可移式記憶體
134‧‧‧電源
136‧‧‧全球定位系統(GPS)晶片組
138‧‧‧週邊裝置
140a、140b、140c‧‧‧節點B
142a、142b‧‧‧無線電網路控制器（RNC）
144‧‧‧媒體閘道（MGW）
146‧‧‧行動交換中心（MSC）
148‧‧‧服務GPRS支援節點（SGSN）
150‧‧‧閘道GPRS支援節點（GGSN）
160a、160b、160c‧‧‧e節點B
162‧‧‧行動性管理實體（MME）
164‧‧‧服務閘道
166‧‧‧封包資料網路（PDN）閘道
182‧‧‧ASN閘道
184‧‧‧行動IP本地代理（MIP-HA）
186‧‧‧驗證、授權、計費（AAA）服務
188‧‧‧閘道
190‧‧‧網路實體
192‧‧‧通信介面
196‧‧‧資料儲存器
197‧‧‧程式指令
198‧‧‧通信路徑
從以下描述中可以更詳細地理解本發明，這些描述是以實例方式給出的，並且可以結合附圖加以理解，其中： 第1A圖描述了可以在其中實現一或多個所揭露的實施方式的示例通信系統； 第1B圖描述了示例無線傳輸/接收單元（WTRU），其中該WTRU可以在如第1A圖所示的通信系統中使用； 第1C圖描述了示例無線電存取網路（RAN）及示例核心網路的系統圖，其中該無線電存取網路及該示例核心網路可以在如第1A圖所示的通信系統中使用； 第1D圖描述了第二示例RAN及第二示例核心網路的系統圖，其中該第二示例RAN及第二示例核心網路可以在如第1A圖所示的通信系統中使用； 第1E圖描述了第三示例RAN及第三示例核心網路的系統圖，其中該第三示例RAN及第三示例核心網路可以在如第1A圖所示的通信系統中使用； 第1F圖描述了可以在1A的通信系統中使用的示例性網路實體； 第2圖描述了示例性可重組態天線。 第3圖為使用組合的GSM與基於CSI的RPM的傳輸器的功能方塊圖。 第4圖為使用組合的GSM與基於CSI的SSK的傳輸器的功能方塊圖。 第5圖為使用組合的GSM與基於CSI的FAPM的傳輸器的功能方塊圖。 第6A圖為使用受控聯合調變的傳輸器的功能方塊圖。 第6B圖為使用受控聯合調變並使用能量收集及儲存的傳輸器的功能方塊圖。 第7圖為使用具有不同頻道編碼器的受控聯合調變的傳輸器的功能方塊圖。 第8圖為使用具有優先性排序後的源位元的受控聯合調變的傳輸器的功能方塊圖。
AP‧‧‧存取點
APM‧‧‧幅度及/或相位調變
CSI‧‧‧頻道狀態資訊
RPM‧‧‧輻射場型/極化調變
SSK‧‧‧空間移位鍵控

Claims (17)

  1. 一種方法，包括： 一傳輸器的一聯合調變控制器接收該傳輸器的至少一操作狀態參數； 該聯合調變控制器基於所接收的至少一操作狀態參數確定至少一分集階數及選擇因數； 在該傳輸器處接收一資訊位元的集合作為輸入； 將該資訊位元的集合分為多個組，其中至少一個組的大小受限於該聯合調變控制器所確定的該分集階數及選擇因數； 將一第一組映射到一基於信號空間的調變格式； 將每個其他組映射到用於一傳輸器系統的一可配置特徵的一控制信號； 根據該第一組到該調變格式的該映射以產生及調變一基本信號； 基於該其他組中的至少一組的該映射的該控制信號來配置該傳輸器系統的一可配置天線的至少一可配置特徵；以及 從所配置的至少一可配置天線傳輸該調變信號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中資訊位元的該多個組中的一第二組被映射到用於一可配置天線的一輻射場型/極化調變（RPM）的一控制信號。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的方法，更包括該聯合調變控制器基於所接收的至少一操作狀態參數選擇由一或多個編碼組平等地處理所有資訊位元的一位元分組法。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的方法，更包括該聯合調變控制器基於所接收的至少一操作狀態參數選擇由所選擇的特定編碼組不同地處理資訊位元的一位元分組法。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的方法，更包括該聯合調變控制器基於所接收的至少一操作狀態參數選擇一單一編碼器以編碼所有該位元組。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的方法，更包括該聯合調變控制器基於所接收的至少一操作狀態參數選擇多個編碼器以編碼該位元組，其中至少一個組以一第一編碼器而被編碼，並且至少一個組以一第二編碼器而被編碼。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的方法，更包括，其中該位元組中的每一組被按優先性編碼為多個優先性排序資料流，該聯合調變控制器基於所接收的至少一操作狀態參數及每一資料流的優先性而將該多個優先性排序資料流中的每一個分配給該傳輸器的一調變維度。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的方法，更包括該聯合調變控制器基於所接收的至少一操作狀態參數來選擇該傳輸器的一單一傳輸鏈模式及該傳輸器的一多重傳輸鏈模式中的一者。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該多個組中的一個組的大小受限於所有可能的天線配置的一天線配置子集中的一配置數量，該子集基於該聯合調變控制器應用該分集階數及選擇。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該多個組中的一個組的大小受限於所有可能天線的一天線子集中的一天線數量，該子集基於該聯合調變控制器應用該分集階數及選擇。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該多個組中的一個組的大小受限於所有可能頻率子載波的一頻率子載波子集中的一頻率子載波數量，該子集基於聯合調變控制器應用該分集階數及選擇。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該至少一操作狀態參數包括一頻道狀態資訊。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該至少一操作狀態參數包括一頻譜效率要求。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該至少一操作狀態參數包括一基於頻譜調變的距離度量。
  15. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該至少一操作狀態參數包括一頻道相干時間。
  16. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，所確定的至少一分集階數及選擇因數基於該至少一操作狀態參數來配置多個調變器及傳輸模式，以基於該至少一操作狀態參數來減少一潛在傳輸模式候選數量。
  17. 一種包括一處理器及一非暫態儲存媒體的一系統，該非暫態儲存媒體儲存多個指令，該多個指令當在該處理器上被執行時操作以執行包括下列的多個功能： 接收一傳輸器系統的至少一操作狀態參數； 基於所接收的至少一操作狀態參數來確定至少一分集階數及選擇因數； 在該傳輸器系統處接收一資訊位元的集合作為輸入； 將該資訊位元的集合分為多個組，其中至少一個組的大小受限於所確定的分集階數及選擇因數； 將一第一組映射到一基於信號空間的調變格式； 將每個其他組映射到用於該傳輸器系統的一可配置特徵的一控制信號； 根據該第一組到該調變格式的該映射，產生及調變一基本信號； 基於該其他組中的至少一組的該映射的該控制信號來配置該傳輸器系統的一可配置天線的至少一可配置特徵；以及 從所配置的至少一可配置天線傳輸該調變信號。
TW106110541A 2016-03-30 2017-03-29 在5g系統中進階空間調變系統及方法 TW201739182A (zh)

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