УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ ЧЕРЕЗ КАНАЛ БЫСТРОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ В СИСТЕМЕ ШИРОКОПОЛОСНОЙ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ
APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING AND RECEIVING INFORMATION THROUGH FAST FEEDBACK CHANNEL IN BROADBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к системе широкополосной беспроводной связи. Более конкретно, настоящее изобретение относится к устройству и способу передачи/приема информации через канал быстрой обратной связи, имеющий ограниченную пропускную способность, в системе широкополосной беспроводной связи.
Уровень техники
В системах связи на основе множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA) присутствуют физические каналы для передачи информации быстрой обратной связи по восходящей линии связи (UL). Примеры информации быстрой обратной связи по восходящей линии связи могут включать в себя разнообразную информацию, такую как отношение сигнала к шуму (SNR) или отношение несущей к помехе (CIR), схема модуляции и кодирования (MCS), предпочитаемая мобильной станцией (MS), информация для выбора гибкого многократного использования частот (FFR), индекс формирования диаграммы направленности и т.п.
Информация быстрой обратной связи по восходящей линии связи невелика, но является существенно важной для управления системой связи. Таким образом, должна быть обеспечена высокая надежность, когда передается информация быстрой обратной связи по восходящей линии связи. Однако, чтобы избежать затраты ресурсов, физическому каналу для передачи информации быстрой обратной связи обычно не распределяется большое количество частотно-временных ресурсов. Поэтому для надежной передачи требуется эффективная схема модуляции/демодуляции c использованием ограниченных ресурсов.
Системы связи на основе OFDMA обычно используют некогерентную модуляцию/демодуляцию для передачи и приема информации быстрой обратной связи по восходящей линии связи. Для некогерентной модуляции/демодуляции используются потоки сигналов, ортогональные по отношению друг к другу. Таким образом, имеется ограничение на количество битов информации, которые могут быть переданы с использованием ограниченных частотно-временных ресурсов. Кроме того, поскольку один и тот же сигнал передается с использованием разных частотных ресурсов, чтобы получить выигрыш от частотного разнесения, потеря ресурса является более важной, чем потеря информационного бита.
Как описано выше, информация быстрой обратной связи необходима для работы системы и тем самым требует высокой надежности. Однако эффективность использования ресурсов может уменьшиться посредством ортогональных потоков сигналов для обеспечения высокой надежности и посредством использования схемы разнесения.
Поэтому имеется потребность в устройстве и способе эффективного использования ресурсов в системе широкополосной беспроводной связи при поддержании высокой надежности.
Описание изобретения
Техническая проблема
Аспект настоящего изобретения состоит в том, чтобы избежать по меньшей мере упомянутых выше проблем и/или недостатков и предоставить по меньшей мере описанные ниже преимущества. В соответствии с этим аспект настоящего изобретения должен предоставить устройство и способ эффективного использования канала быстрой обратной связи, имеющего ограниченную пропускную способность, в системе широкополосной беспроводной связи.
Другой аспект настоящего изобретения состоит в предоставлении устройства и способа передачи и приема квазиортогональных потоков сигналов через канал быстрой обратной связи в системе широкополосной беспроводной связи.
Еще один аспект настоящего изобретения состоит в предоставлении устройства и способа использования группы квазиортогональных потоков сигналов, имеющих значения корреляции меньше или равные порогу, в системе широкополосной беспроводной связи.
Еще один аспект настоящего изобретения состоит в предоставлении устройства и способа использования группы квазиортогональных потоков сигналов, состоящих из ортогонального потока подсигнала, в системе широкополосной беспроводной связи.
Дополнительный аспект настоящего изобретения состоит в предоставлении устройства и способа использования группы квазиортогональных потоков сигналов, сгенерированных с использованием ортогональных потоков подсигналов и вектора разности фаз, в системе широкополосной беспроводной связи.
В соответствии с аспектом настоящего изобретения предоставляется устройство передающей стороны в системе широкополосной беспроводной связи. Устройство содержит генератор генерирования квазиортогонального потока сигнала, соответствующего кодовому слову, который должен быть подан обратно, множество модулей отображения для отображения квазиортогонального потока сигнала на множество пакетов в канале быстрой обратной связи посредством использовании разных шаблонов отображения, и передатчик для передачи квазиортогонального потока сигнала, отображенного на множество пакетов.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предоставляется устройство принимающей стороны в системе широкополосной беспроводной связи. Устройство содержит множество модулей извлечения для извлечения комплексных символов из каждого пакета в канале быстрой обратной связи, множество модулей сортировки для конфигурирования квазиортогональных потоков сигналов для каждого пакета посредством сортировки комплексных символов, извлеченных из каждого пакета, в соответствии с шаблоном отображения каждого пакета, оператор для генерирования информации для определения переданного квазиортогонального потока сигнала посредством выполнения операции корреляции над квазиортогональным потоком сигнала для каждого пакета и потенциальными квазиортогональными потоками сигналов, и модуль определения для определения переданного квазиортогонального потока сигнала посредством использования информации для определения квазиортогонального потока сигнала и для выбора кодового слова, соответствующего переданному квазиортогональному потоку сигнала, в качестве информации обратной связи.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предоставляется способ передачи информации обратной связи через канал быстрой обратной связи в системе широкополосной беспроводной связи. Способ содержит этапы, на которых генерируют квазиортогональный поток сигнала, соответствующий кодовому слову, который должен быть подан обратно, отображают квазиортогональный поток сигнала на множество пакетов в канале быстрой обратной связи посредством использования разных шаблонов отображения и передают квазиортогональный поток сигнала, отображенный на множество пакетов.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предоставляется способ приема информации обратной связи через канал быстрой обратной связи в системе широкополосной беспроводной связи. Способ содержит этапы, на которых извлекают комплексные символы из пакетов в канале быстрой обратной связи, конфигурируют квазиортогональные потоки сигналов для каждого пакета посредством сортировки комплексных символов, извлеченных из каждого пакета, в соответствии с шаблоном отображения каждого пакета, генерируют информацию для определения переданного квазиортогонального потока сигнала посредством выполнения операции корреляции над квазиортогональным потоком сигнала для каждого пакета и потенциальными квазиортогональными потоками сигналов, определяют переданный квазиортогональный поток сигнала посредством использования информации для определения квазиортогонального потока сигнала и выбирают кодовое слово, соответствующее переданному квазиортогональному потоку сигнала, в качестве информации обратной связи.
Другие аспекты, преимущества и существенные признаки изобретения станут ясны для специалистов в области техники из следующего подробного описания, которое совместно с приложенными чертежами раскрывает примерные варианты воплощения изобретения.
Краткое описание чертежей
Изложенные выше и другие аспекты, признаки и преимущества определенных примерных вариантов воплощения настоящего изобретения будут более понятны из следующего описания, рассмотренного совместно с сопроводительными чертежами, на которых:
Фиг.1 иллюстрирует пример структуры канала быстрой обратной связи в системе широкополосной беспроводной связи в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения;
Фиг.2 и 3 иллюстрируют примеры способа отображения квазиортогонального потока сигнала в системе широкополосной беспроводной связи в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения;
Фиг.4 - блок-схема, иллюстрирующая структуру передающей стороны в системе широкополосной беспроводной связи в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения;
Фиг.5 - блок-схема, иллюстрирующая структуру принимающей стороны в системе широкополосной беспроводной связи в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения;
Фиг.6-8 - блок-схемы, иллюстрирующие структуру принимающей стороны в системе широкополосной беспроводной связи в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения;
Фиг.9 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая процесс передачи квазиортогонального потока сигнала передающей стороны в системе широкополосной беспроводной связи в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения;
Фиг.10 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая процесс обнаружения квазиортогонального потока сигнала принимающей стороны в системе широкополосной беспроводной связи в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения; и
Фиг.11-13 - блок-схемы последовательности операций, иллюстрирующие процесс обнаружения квазиортогонального потока сигнала принимающей стороны в системе широкополосной беспроводной связи в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения.
На всех чертежах аналогичные номера для ссылок используются для изображения одних и тех же или подобных элементов, отличительных признаков и структур.
Наилучший вариант воплощения изобретения
Последующее описание со ссылкой на сопроводительные чертежи предоставлено для того, чтобы помочь всестороннему пониманию примерных вариантов воплощения изобретения, определенных посредством формулы изобретения и ее эквивалентов. Оно включает в себя различные конкретные подробные сведения, чтобы помочь этому пониманию, но они должны рассматриваться лишь как примерные. В соответствии с этим специалисты в области техники поймут, что могут быть сделаны различные изменения и модификации вариантов воплощения без отступления от объема и сущности изобретения. Кроме того, описания общеизвестных функций и конструкций опущены для ясности и краткости.
Термины и слова, используемые в последующем описании и формуле изобретения, не ограничены библиографическими значениями, а лишь используются автором изобретения для предоставления возможности ясного и непротиворечивого понимания изобретения. В соответствии с этим специалистам в области техники должно быть очевидно, что последующее описание примерных вариантов воплощения настоящего изобретения предоставлено только с целью иллюстрации, а не с целью ограничения изобретения, определенного посредством приложенной формулы изобретения и ее эквивалентов.
Следует понимать, что формы единственного числа включают в себя и обозначения множественного числа, если контекст явно не указывает иначе. Таким образом, например, отсылка к "поверхности компонента" включает в себя отсылку к одной или более таким поверхностям.
Посредством термина "по существу" обозначается, что названная характеристика, параметр или значение не обязательно должны быть достигнуты точно, и отклонения или изменения, в том числе, например, допуски, ошибка измерения, ограничения точности измерения и другие факторы, известные специалистам в области техники, могут иметь место в количестве, которое не препятствует эффекту, для предоставления которого эта характеристика была предназначена.
Примерные варианты воплощения настоящего изобретения предоставляют методику для эффективного использования канала быстрой обратной связи с ограниченной пропускной способностью в системе широкополосной беспроводной связи.
Хотя в дальнейшем в качестве примера описана система беспроводной связи на основе мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM)/множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA), примерные варианты воплощения настоящего изобретения также могут относиться к другим типам систем беспроводной связи.
Фиг.1 иллюстрирует пример структуры канала быстрой обратной связи в системе широкополосной беспроводной связи в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения.
На фиг.1 показано, что канал быстрой обратной связи состоит из трех пакетов 111, 113 и 115 поднесущих, и каждый пакет поднесущих занимает диапазон двух поднесущих и 6 символов OFDM. Таким образом, один пакет поднесущих включает в себя 12 символов модуляции. Однако настоящее изобретение не ограничено этим и также может быть применено к системам беспроводной связи, использующим другие типы каналов быстрой обратной связи.
Поток сигнала передачи (Tx) для обратной связи выполнен на основе одного пакета поднесущих. Таким образом, при использовании канала быстрой обратной связи, имеющего формат, показанный на фиг.1, поток сигнала передачи выполнен на основе 12 тонов, включенных в один пакет поднесущих. Когда потоки сигналов, имеющие совершенную ортогональность, предназначены для передачи с использованием 12 тонов, доступны вплоть до 12 ортогональных потоков сигналов. Например, когда M тонов пригодны для использования, ортогональные потоки сигналов генерируются, как выражено посредством уравнения (1) ниже.
(1)
i
В уравнении (1) C[m] обозначает (m+1)-ый элемент (i+1)-го ортогонального потока сигналов, и M обозначает длину ортогонального потока сигнала.
Ортогональные потоки сигналов, сгенерированные посредством приведенного выше уравнения (1), имеют формат М-уровневой фазовой модуляции (PSK). Когда длина M ортогонального потока имеет заданный шаблон, например, кратна четырем, сгенерированный ортогональный поток сигнала может иметь формат квадратурной фазовой модуляции (QPSK) или двоичной фазовой модуляции (BPSK).
2
При использовании ортогонального потока сигнала, имеющего длину M, количество битов информации обратной связи ограничено значением logM. Таким образом, в случае, когда количество битов информации обратной связи должно быть увеличено, между потоками сигнала теряется совершенная ортогональность. В соответствии с этим примерный вариант воплощения настоящего изобретения предлагает, чтобы группа потоков сигналов была выполнена таким образом, чтобы значение корреляции между всеми возможными парами потоков сигналов было меньше или равно порогу при потере совершенной ортогональности. Таким образом, чтобы максимизировать асинхронную производительность обнаружения принимающей стороны, примерный вариант воплощения настоящего изобретения поддерживает значение корреляции между любыми различными потоками сигнала, принадлежащими группе квазиортогональных потоков сигналов, на минимальном уровне. Значение корреляции между потоками сигналов может быть выражено посредством уравнения (2) ниже.
(2)
ik
i
В уравнении (2) P обозначает значение корреляции между i-ым потоком сигнала и k-ым потоком сигнала, C[m] обозначает (m+1)-ый элемент i-го потока сигнала, и M обозначает длину потока сигнала.
Группа квазиортогональных потоков сигналов выполняется по-разному в зависимости от количества битов информации обратной связи, то есть количества кодовых слов информации обратной связи. В соответствии с этим примерный вариант воплощения настоящего изобретения описывает пример группы квазиортогональных потоков сигналов, способной указывать 64 кодовых слова с использованием потока сигнала, имеющего длину 12.
Группа квазиортогональных потоков сигнала, способная указывать 64 кодовых слова, сгенерирована следующим образом.
В группе квазиортогональных потоков сигналов, способной указывать 64 кодовых слова, значение корреляции между разными потоками сигналов поддерживается меньшим или равным 4. Поток сигналов, имеющий длину 12, состоит из трех потоков подсигналов, имеющих длину 4. В этом случае каждый поток подсигналов представляет собой один из ортогональных потоков сигналов, имеющих длину 4. Ортогональные потоки сигналов, имеющие длину 4, могут быть сгенерированы с использованием 4-точечного дискретного преобразования Фурье (DFT), как проиллюстрировано в уравнении (1) выше, или могут быть сгенерированы с использованием кода Адамара, как проиллюстрировано в уравнении (3) ниже.
(3)
k
В уравнении (3) V обозначает (k+1)-ый ортогональный поток подсигнала.
Если два разных квазиортогональных потока сигнала имеют только один идентичный ортогональный поток подсигнала, значение корреляции между квазиортогональными потоками сигнала не превышает 4, то есть длину потока подсигнала. Группа ортогональных потоков подсигналов, имеющая упомянутую выше характеристику, может быть сгенерирована с использованием кода Рида-Соломона (RS), алфавит которого представляет собой каждый ортогональный поток подсигналов, и который имеет минимальное расстояние Хемминга, равное 2, и количество элементов поля Галуа (GF), равное 4. Таким образом, 16 квазиортогональных потоков сигналов, как проиллюстрировано в уравнении (4) ниже, генерируются из ортогональных потоков сигналов, как проиллюстрировано в уравнении (3) выше.
(4)
k
В уравнении (4) V обозначает (k+1)-ый ортогональный поток подсигнала.
Каждый ортогональный поток подсигнала, составляющий квазиортогональные потоки сигналов, как проиллюстрировано в уравнении (4), соответствует одному и тому же частотно-временному ресурсному пакету. Поэтому, в отличие от кода RS, который поддерживает только минимальное расстояние Хемминга, к потоку подсигнала применяется дополнительная разность фаз для увеличения количества квазиортогональных потоков сигналов при поддержании значения корреляции между квазиортогональными потоками сигналов. Например, вектор разности фаз для предоставления дополнительной разности фаз выражается посредством уравнения (5) ниже.
(5)
k
В уравнении (5) u обозначает (k+1)-ый вектор разности фаз.
Векторы разностей фазы, проиллюстрированные в уравнении (5) выше, соответственно применяются к квазиортогональным потокам сигналов, как проиллюстрировано в уравнении (4), для получения группы квазиортогональных потоков сигналов, способной выражать 64 кодовых слова, как проиллюстрировано в уравнении (6) ниже.
(6)
1
2
3
l
m
n
В уравнении (6) (P, P, P) обозначает квазиортогональный поток сигнала, v обозначает l-ый ортогональный поток подсигнала, v обозначает m-ый ортогональный поток подсигнала, и v обозначает n-ый ортогональный поток подсигнала. Здесь комбинация (l, m, n) представляет собой одну из комбинаций, составляющих поток сигнала уравнения (4) выше.
В группе квазиортогональных потоков сигналов, сгенерированной, как проиллюстрировано в уравнении (6) выше, произведение между разными векторами разности фаз включает в себя по меньшей мере один другой знак, то есть "+" или "-", и, таким образом, значение корреляции между квазиортогональными потоками сигналов поддерживается меньшим или равным 4, независимо от того, какой ортогональный поток подсигнала выбран. Таблица 1 ниже иллюстрирует пример отношения отображения между группой квазиортогональных потоков сигналов, основанного на упомянутой выше схеме генерирования и информации быстрой обратной связи из 6 битов.
Таблица 1
Кодовое слово
Индекс потока подсигнала (l, m, n)
Вектор разности фаз (BPSK)
Сигнальный поток (BPSK)
0b000000
(0,0,0)
(1,1,1)
111111111111
0b000001
(0,0,0)
(1,-1,1)
111100001111
0b000010
(0,0,0)
(1,1,-1)
111111110000
0b000011
(0,0,0)
(1,-1,-1)
111100000000
0b000100
(0,1,2)
(1,1,1)
111111001001
0b000101
(0,1,2)
(1,-1,1)
111100111001
0b000110
(0,1,2)
(1,1,-1)
111111000110
0b000111
(0,1,2)
(1,-1,-1)
111100110110
0b001000
(0,2,3)
(1,1,1)
111100111010
0b001001
(0,2,3)
(1,-1,1)
111101101010
0b001010
(0,2,3)
(1,1,-1)
111110010101
0b001011
(0,2,3)
(1,-1,-1)
111101100101
0b001100
(0,3,1)
(1,1,1)
111110101100
0b001101
(0,3,1)
(1,-1,1)
111101011100
0b001110
(0,3,1)
(1,1,-1)
111110100011
0b001111
(0,3,1)
(1,-1,-1)
111101010011
0b010000
(1,2,0)
(1,1,1)
110010011111
0b010001
(1,2,0)
(1,-1,1)
110001101111
0b010010
(1,2,0)
(1,1,-1)
110010010000
0b010011
(1,2,0)
(1,-1,-1)
110001100000
0b010100
(2,3,0)
(1,1,1)
100110101111
0b010101
(2,3,0)
(1,-1,1)
100101011111
0b010110
(2,3,0)
(1,1,-1)
100110100000
0b010111
(2,3,0)
(1,-1,-1)
100101010000
0b011000
(3,1,0)
(1,1,1)
101011001111
0b011001
(3,1,0)
(1,-1,1)
101000111111
0b011010
(3,1,0)
(1,1,-1)
101011000000
0b011011
(3,1,0)
(1,-1,-1)
101000110000
0b011100
(2,0,1)
(1,1,1)
100111111100
0b011101
(2,0,1)
(1,-1,1)
100100001100
0b011110
(2,0,1)
(1,1,-1)
100111110011
0b011111
(2,0,1)
(1,-1,-1)
100100000011
0b100000
(3,0,2)
(1,1,1)
101011111001
0b100001
(3,0,2)
(1,-1,1)
101000001001
0b100010
(3,0,2)
(1,1,-1)
101011110110
0b100011
(3,0,2)
(1,-1,-1)
101000000110
0b100100
(1,0,3)
(1,1,1)
110011111010
0b100101
(1,0,3)
(1,-1,1)
110000001010
0b100110
(1,0,3)
(1,1,-1)
110011110101
0b100111
(1,0,3)
(1,-1,-1)
110000000101
0b101000
(1,3,2)
(1,1,1)
110010101001
0b101001
(1,3,2)
(1,-1,1)
110001011001
0b101010
(1,3,2)
(1,1,-1)
110010100110
0b101011
(1,3,2)
(1,-1,-1)
110001010110
0b101100
(2,1,3)
(1,1,1)
100111001010
0b101101
(2,1,3)
(1,-1,1)
100100111010
0b101110
(2,1,3)
(1,1,-1)
100111000101
0b101111
(2,1,3)
(1,-1,-1)
100100110101
0b110000
(3,2,1)
(1,1,1)
101010011100
0b110001
(3,2,1)
(1,-1,1)
101001101100
0b110010
(3,2,1)
(1,1,-1)
101010010011
0b110011
(3,2,1)
(1,-1,-1)
101001100011
0b110100
(1,1,1)
(1,1,1)
110011001100
0b110101
(1,1,1)
(1,-1,1)
110000111100
0b110110
(1,1,1)
(1,1,-1)
110011000011
0b110111
(1,1,1)
(1,-1,-1)
110000110011
0b111000
(2,2,2)
(1,1,1)
100110011001
0b111001
(2,2,2)
(1,-1,1)
100101101001
0b111010
(2,2,2)
(1,1,-1)
100110010110
0b111011
(2,2,2)
(1,-1,-1)
100101100110
0b111100
(3,3,3)
(1,1,1)
101010101010
0b111101
(3,3,3)
(1,-1,1)
101001011010
0b111110
(3,3,3)
(1,1,-1)
101010100101
0b111111
(3,3,3)
(1,-1,-1)
101001010101
В квазиортогональных потоках сигналов, показанных в таблице 1 выше, отношение отображения между кодовым словом и квазиортогональным потоком сигнала может изменяться в зависимости от среды. Более подробно, в случае, когда квазиортогональный поток сигнала, способный представлять информацию размером до 6 битов, предназначен минимизировать значение корреляции между квазиортогональными потоками сигналов относительно информации размером 4 бита или 5 битов, порядок отображения Рида-Соломона приведенного выше уравнения (4) изменяется, как проиллюстрировано в уравнении (7) ниже.
(7)
k
В уравнении (7) v обозначает (k+1)-ый ортогональный поток подсигнала.
Когда квазиортогональные потоки сигналов выполнены посредством приведенного выше уравнения (7), квазиортогональные потоки сигналов выражаются посредством таблицы 2 ниже.
Таблица 2
Кодовое слово
Поток сигналов (BPSK)
Кодовое слово
Поток сигналов (BPSK)
0b000000
111111111111
0b100000
101010011100
0b000001
111100001111
0b100001
101001101100
0b000010
111111110000
0b100010
101010010011
0b000011
111100000000
0b100011
101001100011
0b000100
101010101010
0b100100
100110101111
0b000101
101001011010
0b100101
100101011111
0b000110
101010100101
0b100110
100110100000
0b000111
101001010101
0b100111
100101010000
0b001000
110011001100
0b101000
111111001001
0b001001
110000111100
0b101001
111100111001
0b001010
110011000011
0b101010
111111000110
0b001011
110000110011
0b101011
111100110110
0b001100
100110011001
0b101100
111110011010
0b001101
100101101001
0b101101
111101101010
0b001110
100110010110
0b101110
111110010101
0b001111
100101100110
0b101111
111101100101
0b010000
111110101100
0b110000
101011001111
0b010001
111101011100
0b110001
101000111111
0b010010
111110100011
0b110010
101011000000
0b010011
111101010011
0b110011
101000110000
0b010100
101011111001
0b110100
110011111010
0b010101
101000001001
0b110101
110000001010
0b010110
101011110110
0b110110
110011110101
0b010111
101000000110
0b110111
110000000101
0b011000
110010011111
0b111000
110010101001
0b011001
110001101111
0b111001
110001011001
0b011010
110010010000
0b111010
110010100110
0b011011
110001100000
0b111011
110001010110
0b011100
100111001010
0b111100
100111111100
0b011101
100100111010
0b111101
100100001100
0b011110
100111000101
0b111110
100111110011
0b011111
100100110101
0b111111
100100000011
Если предполагается передача информации из 4 битов с использованием квазиортогональных потоков сигналов, показанных в таблице 2 выше, мобильная станция (MS) использует только 16 квазиортогональных потоков сигналов, то есть от 0b000000 до 0b001111, среди 64 квазиортогональных потоков сигналов. С другой стороны, если предполагается передача информации из 5 битов, мобильная станция использует только 32 квазиортогональных потока сигнала, то есть от 0b000000 до 0b011111. Кроме того, свойство корреляции поддерживается, даже если отношение отображения между квазиортогональным потоком сигнала и кодовым словом относительно 16 групп потоков сигналов {0b000000-0b001111} и {0b010000-0b011111} и остальными 32 группами потоков сигналов произвольно изменено в пределах каждой группы потоков сигналов.
Отношение отображения между кодовым словом и потоком сигналов в показанной выше таблице 1 изменено по сравнению с отношением отображения, показанным в таблице 2 выше, чтобы передать информацию из 4 и 5 битов. В таблице 2 используется один и тот же процесс генерирования для всех групп потоков сигналов.
Даже если отношение отображения кодовых слов и потоков сигналов, показанное в таблице 1 и таблице 2 выше, заново определено, поддерживаются отношение корреляции и свойство максимального значения корреляции. Определение нового отношения отображения должно изменить способ отображения потока сигнала на частотно-временной ресурс. В этом случае свойство потока сигнала не изменяется, но производительность приема может измениться в среде, в которой данный частотно-временной ресурс не может иметь такого же усиления канала из-за движения с высокой скоростью, ошибок по времени и частоте и т.п. Таблица 3 ниже показывает поток сигнала, полученный посредством перекомпоновки потока сигнала из таблицы 2 таким образом, чтобы он имел более устойчивое свойство в среде с быстрым передвижением.
Таблица 3
Кодовое слово
Поток сигналов (BPSK)
Кодовое слово
Поток сигналов (BPSK)
0b000000
111111111111
0b100000
100110101100
0b000001
101111010110
0b100001
110110000101
0b000010
011010111101
0b100010
000011101110
0b000011
001010010100
0b100011
010011000111
0b000100
110011001100
0b100100
111111001010
0b000101
100011100101
0b100101
101111100011
0b000110
010110001110
0b100110
011010001000
0b000111
000110100111
0b100111
001010100001
0b001000
100110011001
0b101000
101010011111
0b001001
110110110000
0b101001
111010110110
0b001010
000011011011
0b101010
001111011101
0b001011
010011110010
0b101011
011111110100
0b001100
101010101010
0b101100
101011111100
0b001101
111010000011
0b101101
111011010101
0b001110
001111101000
0b101110
001110111110
0b001111
011111000001
0b101111
011110010111
0b010000
111110011100
0b110000
100111001111
0b010001
101110110101
0b110001
110111100110
0b010010
011011011110
0b110010
000010001101
0b010011
001011110111
0b110011
010010100100
0b010100
110010101111
0b110100
110011111001
0b010101
100010000110
0b110101
100011010000
0b010110
010111101101
0b110110
010110111011
0b010111
000111000100
0b110111
000110010010
0b011000
100111111010
0b111000
110010011010
0b011001
110111010011
0b111001
100010110011
0b011010
000010111000
0b111010
010111011000
0b011011
010010010001
0b111011
000111110001
0b011100
101011001001
0b111100
111110101001
0b011101
111011100000
0b111101
101110000000
0b011110
001110001011
0b111110
011011101011
0b011111
011110100010
0b111111
001011000010
Далее со ссылкой на сопроводительные чертежи будут описаны структуры передающей стороны и принимающей стороны, которые используют группу квазиортогональных потоков сигналов, сгенерированную как описано выше.
Фиг.4 является блок-схемой, иллюстрирующей структуру передающей стороны в системе широкополосной беспроводной связи в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения.
На фиг.4 передающая сторона включает в себя кодер 302 обратной связи, генератор 304 потока сигналов, множество модулей 306-1,..., 306-3 отображения пакетов, модулятор 308 OFDM и радиочастотный (RF) передатчик 310.
Кодер 302 обратной связи преобразовывает информацию, которая должна быть подана обратно через канал быстрой обратной связи, в кодовое слово. Таким образом, кодер 302 обратной связи преобразовывает информацию, которая должна быть подана обратно, в кодовое слово в соответствии с предопределенным правилом.
Генератор 304 потока сигналов принимает кодовое слово от кодера 302 обратной связи и генерирует квазиортогональный поток сигналов, соответствующий кодовому слову. В этом случае квазиортогональный поток сигналов определяется посредством предопределенного отношения отображения между кодовым словом и квазиортогональным потоком сигналов. Кроме того, квазиортогональный поток сигналов имеет формат, который отличается в зависимости от правила построения квазиортогонального потока сигналов. При этом правило построения включает в себя порог значения корреляции между разными квазиортогональными потоками сигналов, количество кодовых слов, которые будут использоваться, и т.п. Например, формат квазиортогонального потока сигналов и отношение отображения между кодовым словом и квазиортогональным потоком сигналов показаны в таблице 2 и таблице 3 выше. Таким образом, генератор 304 потока сигналов сохраняет предопределенную группу квазиортогональных потоков сигналов и информацию относительно отношения отображения между кодовым словом и квазиортогональным потоком сигналов, оценивает квазиортогональный поток сигналов, соответствующий кодовому слову, предоставленному из кодера 302 обратной связи, и генерирует квазиортогональный поток сигналов, состоящий из комплексных символов.
Модули 306-1,..., 306-3 отображения пакетов отображают квазиортогональный поток сигналов, предоставленный из генератора 304 потока сигнала, в каждый пакет в канале быстрой обратной связи. В этом случае модули 306-1,..., 306-3 отображения пакетов отображают квазиортогональный поток сигнала таким образом, чтобы один ортогональный поток подсигнала был расположен в физически смежных тонах. Кроме того, модули 306-1,..., 306-3 отображения пакетов отображают квазиортогональный поток сигнала таким образом, чтобы ортогональные потоки подсигналов были скомпонованы в разном порядке в каждом пакете. Таким образом, каждый из модулей 306-1,..., 306-3 отображения пакетов компонует ортогональные потоки подсигналов, составляющие квазиортогональный поток сигнала, в разном порядке, при этом отображая один и тот же квазиортогональный поток сигнала на соответствующий пакет. Например, при использовании потока сигнала из представленной выше таблицы 3 модули 306-1,..., 306-3 отображения пакетов отображают квазиортогональные потоки сигнала, как проиллюстрировано на фиг.2 выше. Такой способ отображения является таким же, как способ отображения квазиортогональных потоков сигналов, проиллюстрированный на фиг.3 выше, посредством использования потока сигнала из представленной выше таблицы 2.
Модулятор 308 OFDM преобразовывает сигналы, отображенные посредством модулей 306-1,..., 306-3 отображения пакетов, в сигналы временной области посредством выполнения операции обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT) и конфигурирует символы OFDM посредством вставки циклического префикса (CP). Радиочастотный передатчик 310 преобразовывает с повышением частоты символы OFDM, выданные из модулятора 308 OFDM, в радиочастотный сигнал и затем передает радиочастотный сигнал через антенну.
Фиг.5 является блок-схемой, иллюстрирующей структуру принимающей стороны в системе широкополосной беспроводной связи в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения.
На фиг.5 принимающая сторона включает в себя радиочастотный приемник 402, демодулятор 404 OFDM, множество модулей 406-1,..., 406-3 извлечения пакетов, множество модулей 408-1,..., 408-3 сортировки потоков сигналов, множество модулей 410-1,..., 410-3 корреляции потоков сигналов, множество модулей 412-1,..., 412-3 возведения в квадрат, модуль 414 определения кодового слова и декодер 416 обратной связи.
Радиочастотный приемник 402 преобразовывает радиочастотный сигнал, принятый через антенну, в сигнал основной полосы частот. Демодулятор 404 OFDM разделяет сигнал, предоставленный из радиочастотного приемника 402, на символы OFDM, удаляет префикс CP и затем восстанавливает комплексные символы, отображенные на частотную область, посредством выполнения операции быстрого преобразования Фурье (FFT).
Модули 406-1,..., 406-3 извлечения пакетов извлекают комплексные символы, отображенные на канал быстрой обратной связи. В этом случае каждый из модулей 406-1,..., 406-3 извлечения пакетов извлекает комплексный символ, отображенный на пакет, обрабатываемый каждым модулем извлечения пакета. Например, если канал быстрой обратной связи имеет формат, проиллюстрированный на фиг.1, модуль 406-1 извлечения пакета извлекает комплексный символ, отображенный на первый пакет 111, модуль 406-2 извлечения пакета извлекает комплексный символ, отображенный на второй пакет 113, и модуль 406-3 извлечения пакета извлекает комплексный символ, отображенный на третий пакет 115. Хотя комплексные символы, отображенные на каждый пакет, являются элементами одного и того же квазиортогонального потока сигналов, элементы квазиортогонального потока сигналов могут быть скомпонованы по-разному в зависимости от пакета.
Модули 408-1,..., 408-3 сортировки потоков сигналов сортируют комплексные символы, предоставленные для каждого пакета из модулей 406-1,..., 406-3 извлечения пакетов. Другими словами, модули 408-1,..., 408-3 сортировки потоков сигналов сортируют комплексные символы, извлеченные из каждого пакета в формате, используемом перед отображением, и тем самым конфигурируют неотображенные квазиортогональные потоки сигналов. Квазиортогональный поток сигнала разлагается на ортогональные потоки подсигналов передающей стороны и затем отображается на предопределенный шаблон, который отличается в зависимости от пакета. Таким образом, каждый из модулей 408-1,..., 408-3 сортировки потоков сигналов сортирует комплексные символы в соответствии с шаблоном отображения пакета, обрабатываемого каждым модулем сортировки потока сигнала. Например, шаблон отображения каждого пакета проиллюстрирован на фиг.2 или фиг.3.
Модули 410-1,..., 410-3 корреляции потоков сигналов определяют значения корреляции между потенциальными квазиортогональными потоками сигналов и квазиортогональным потоком сигнала, принятым в соответствии с каждым пакетом. При этом потенциальные квазиортогональные потоки сигналов включают в себя все доступные квазиортогональные потоки сигналов. Таким образом, модули 410-1,..., 410-3 корреляции потоков сигналов сохраняют список потенциальных квазиортогональных потоков сигналов. При приеме квазиортогонального потока сигнала каждый из модулей 410-1,..., 410-3 корреляции потока сигнала выполняет операцию корреляции между каждым из потенциальных квазиортогональных потоков сигнала и квазиортогональным потоком сигнала, принятым в соответствии с пакетом, обрабатываемым каждым модулем корреляции потока сигнала. Например, операция корреляции выполняется, как проиллюстрировано в уравнении (2) выше. Таким образом, каждый из модулей 410-1,..., 410-3 корреляции потока сигнала выдает столько значений корреляции, сколько имеется потенциальных квазиортогональных потоков сигналов. Модули 412-1,..., 412-3 возведения в квадрат определяют квадраты значений корреляции, предоставленных из модулей 410-1,..., 410-3 корреляции потоков сигналов.
Посредством использования квадратов, предоставленных из модулей 412-1,..., 412-3 возведения в квадрат, модуль 414 определения кодового слова определяет квазиортогональный поток сигнала, переданный передающей стороной. Для этого модуль 414 определения кодового слова складывает квадраты значений корреляции, полученные из одного и того же потенциального квазиортогонального потока сигналов. В соответствии с этим количество определенных квадратов значений корреляции равно количеству потенциальных квазиортогональных потоков сигналов. После этого модуль 414 определения кодового слова выполняет поиск максимального значения среди сумм квадратов значений корреляции и определяет, что передан квазиортогональный поток сигнала, соответствующий максимальному значению. Модуль 414 определения кодового слова выдает кодовое слово, соответствующее квазиортогональному потоку сигнала, соответствующему максимальному значению. Декодер 416 обратной связи анализирует кодовое слово для оценки управляющей информации, выраженной кодовым словом.
Фиг.6 является блок-схемой, иллюстрирующей структуру принимающей стороны в системе широкополосной беспроводной связи в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения.
На фиг.6 принимающая сторона включает в себя радиочастотный приемник 510, демодулятор 520 OFDM, множество модулей 530-1,..., 530-3 извлечения пакетов, множество модулей 540-1,..., 540-3 сортировки потоков сигналов, множество модулей 550-1-1,..., 550-3-K корреляции потоков подсигналов, модуль 560 обнаружения индексов, модуль 570 обнаружения разности фаз, модуль 580 определения кодового слова и декодер 590 обратной связи.
Радиочастотный приемник 510 преобразовывает радиочастотный сигнал, принятый через антенну, в сигнал основной полосы частот. Демодулятор 520 OFDM разделяет сигнал, предоставленный из радиочастотного приемника 510, на символы OFDM, удаляет префикс CP и затем восстанавливает комплексные символы, отображенные на частотную область, посредством выполнения операции преобразования FFT.
Модули 530-1,..., 530-3 извлечения пакетов извлекают комплексные символы, отображенные на канал быстрой обратной связи. В этом случае каждый из модулей 530-1,..., 530-3 извлечения пакетов извлекает комплексный символ, отображенный на пакет, обрабатываемый каждым модулем извлечения пакета. Например, если канал быстрой обратной связи имеет формат, проиллюстрированный на фиг.1, модуль 530-1 извлечения пакета извлекает комплексный символ, отображенный на первый пакет 111, модуль 530-2 извлечения пакета извлекает комплексный символ, отображенный на второй пакет 113, и модуль 530-3 извлечения пакета извлекает комплексный символ, отображенный на третий пакет 115. Хотя комплексные символы, отображенные на каждый пакет, являются элементами одного и того же квазиортогонального потока сигналов, элементы квазиортогонального потока сигналов могут быть скомпонованы по-разному в зависимости от пакета.
Каждый из модулей 540-1,..., 540-3 сортировки потоков сигналов сортирует комплексные символы, соответственно предоставленные из модулей 530-1,..., 530-3 извлечения пакетов. Другими словами, модули 540-1,..., 540-3 сортировки потоков сигналов сортируют комплексные символы, извлеченные из каждого пакета в формате, используемом перед отображением, и тем самым конфигурируют неотображенные квазиортогональные потоки сигналов. Квазиортогональный поток сигнала разлагается на ортогональные потоки подсигналов передающей стороны и отображается на предопределенный шаблон, который отличается в зависимости от пакета. Таким образом, каждый из модулей 540-1,..., 540-3 сортировки потоков сигналов сортирует комплексные символы в соответствии с шаблоном отображения пакета, обрабатываемого каждым модулем сортировки потока сигнала. Кроме того, каждый из модулей 540-1,..., 540-3 сортировки потоков сигналов разлагает квазиортогональный поток сигнала на ортогональные потоки подсигналов и затем раздельно предоставляет модулям 550-1-1,..., 550-3-K корреляции потоков подсигналов ортогональные потоки подсигналов.
Модули 550-1-1,..., 550-3-K корреляции потоков подсигналов определяют значения корреляции между потенциальными ортогональными потоками подсигналов и ортогональными потоками подсигналов, предоставленными из модулей 540-1,..., 540-3 сортировки сигналов. Таким образом, модули 550-1-1,..., 550-3-K корреляции потоков подсигналов сохраняют список потенциальных ортогональных потоков подсигналов. При приеме ортогонального потока подсигнала каждый из модулей 550-1-1,..., 550-3-K корреляции потоков подсигналов выполняет операцию корреляции между каждым из потенциальных ортогональных потоков подсигналов и принятым ортогональным потоком подсигнала. Например, операция корреляции выполняется, как проиллюстрировано в уравнении (2) выше. Таким образом, каждый из модулей 550-1-1,..., 550-3-K корреляции потоков подсигналов корреляции потоков сигналов выдает столько значений корреляции, сколько имеется потенциальных ортогональных потоков подсигналов. Таким образом, количество определенных значений корреляции равно произведению между количеством потенциальных ортогональных потоков подсигналов для каждого пакета и количеством ортогональных потоков подсигналов, составляющих квазиортогональные потоки сигнала.
Модуль 560 обнаружения индексов обнаруживает комбинацию индексов ортогонального потока подсигнала переданного квазиортогонального потока сигнала посредством использования значений корреляции, предоставленных из модулей 550-1-1,..., 550-3-K корреляции потоков подсигналов. Подробная структура и функция модуля 560 обнаружения индексов будут описаны ниже со ссылкой на фиг.7. Модуль 570 обнаружения разности фаз обнаруживает вектор разности фаз, примененный к переданному квазиортогональному потоку сигналов, посредством использования значений корреляции, предоставленных из модулей 550-1-1,..., 550-3-K корреляции потоков подсигналов. Подробная структура и функция модуля 570 обнаружения разности фазы будут описаны ниже со ссылкой на фиг.8.
Модуль 580 определения кодового слова определяет квазиортогональный поток сигнала, переданный посредством передающей стороны, посредством использования вектора разности фаз и комбинации индексов, обнаруженных модулем 560 обнаружения индексов и модулем 570 обнаружения разности фаз. Другими словами, модуль 580 определения кодового слова определяет, что передача выполнена посредством применения обнаруженного вектора разности фаз к квазиортогональному потоку сигнала, состоящему из ортогональных потоков подсигналов, соответствующих обнаруженной комбинации индексов. Модуль 580 определения кодового слова выдает кодовое слово, соответствующее квазиортогональному потоку сигнала. Декодер 590 обратной связи анализирует кодовое слово для оценки управляющей информации, выраженной кодовым словом.
Фиг.7 является блок-схемой, иллюстрирующей структуру модуля обнаружения индексов в системе широкополосной беспроводной связи в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения.
На фиг.7 модуль 560 обнаружения индексов включает в себя множество модулей 562-1-1,..., 562-3-K возведения в квадрат, множество 564-1,..., 564-K сумматоров и модуль 566 поиска максимального значения.
Модули 562-1-1,..., 562-3-K возведения в квадрат определяют квадраты значений корреляции ортогональных потоков подсигналов, предоставленных из модулей 550-1-1,..., 550-3-K корреляции потоков подсигналов. В этом случае каждый из модулей 562-1-1,..., 562-3-K возведения в квадрат принимает столько значений корреляции, сколько имеется потенциальных потоков подсигналов, и определяет столько квадратов значений корреляции, сколько имеется потенциальных потоков подсигналов. В результате, количество определенных квадратов значений корреляции для каждого пакета равно произведению между количеством потенциальных ортогональных потоков подсигналов и количеством ортогональных потоков подсигналов, составляющих один квазиортогональный поток сигнала.
Для каждого ортогонального потока подсигнала сумматоры 564-1,..., 564-K суммируют квадраты значений корреляции, предоставленные из модулей 562-1-1,..., 562-3-K возведения в квадрат. Другими словами, сумматоры 564-1,..., 564-K суммируют определенные квадраты значений корреляции, полученные из одного и того же потенциального ортогонального потока подсигнала. В этом случае каждый из сумматоров 564-1,..., 564-K принимает только квадраты значений корреляции для ортогонального потока подсигнала, расположенного в позиции, обрабатываемой каждым сумматором. Таким образом, операция суммирования выполняется над квадратами значений корреляции, полученных из одного и того же потенциального ортогонального потока подсигнала среди квадратов значений корреляции ортогонального потока подсигнала, расположенного в одной и той же позиции. Например, сумматор 564-1 обрабатывает первую позицию и принимает столько квадратов значений корреляции, сколько имеется потенциальных ортогональных потоков подсигнала, соответственно от модулей 562-1-1, 562-2-1 и 562-3-1 возведения в квадрат. Далее, сумматор 564-1 суммирует столько квадратов значений корреляции, полученных из одного и того же потенциального ортогонального потока подсигнала среди квадратов значений корреляции, сколько имеется потенциальных ортогональных потоков подсигналов, предоставленных соответственно из модулей 562-1-1, 562-2-1 и 562-3-1 возведения в квадрат, и выдает столько сумм квадратов значений корреляции, сколько имеется ортогональных потоков подсигналов. В соответствии с этим, количество определенных сумм квадратов значений корреляции является таким же, как количество потенциальных ортогональных потоков подсигналов для каждой позиции ортогонального потока подсигнала.
Модуль 566 поиска максимального значения выполняет поиск максимального значения для каждой позиции ортогональной поднесущей среди сумм квадратов значений корреляции. Другими словами, модуль 566 поиска максимального значения выполняет поиск максимального значения, соответствующего каждому из сумматоров 564-1,..., 564-K, среди сумм квадратов значений корреляции, предоставленных соответственно из сумматоров 564-1,..., 564-K. Таким образом, модуль 566 поиска максимального значения выполняет поиск стольких максимальных значений, сколько имеется ортогональных потоков подсигналов, составляющих один квазиортогональный поток сигнала. В результате отыскиваются максимальные значения, соответствующие позициям соответствующих ортогональных потоков подсигналов. Кроме того, модуль 566 поиска максимального значения оценивает индексы ортогональных потоков подсигналов, соответствующие максимальным значениям, и предоставляет в модуль 580 определения кодового слова комбинацию индексов, в которой перечислены оцененные индексы.
Фиг.8 является блок-схемой, иллюстрирующей структуру модуля обнаружения разности фаз в системе широкополосной беспроводной связи в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения.
На фиг.8 модуль 570 обнаружения разности фаз включает в себя множество умножителей 572-1,..., 572-3 на вектор разности фаз, множество модулей 574-1,..., 574-3 возведения в квадрат, сумматор 576 и модуль 578 поиска максимального значения.
Умножители 572-1,..., 572-3 на вектор разности фаз умножают значения корреляции ортогональных потоков подсигналов, предоставленные из модулей 550-1-1,..., 550-3-K корреляции потока подсигналов, на векторы разностей фаз. В этом случае умножители 572-1,..., 572-3 на вектор разности фаз последовательно используют имеющиеся векторы разностей фаз. Кроме того, умножители 572-1,..., 572-3 на вектор разности фаз умножают значения корреляции на элементы вектора разности фаз, соответствующего позиции заданного ортогонального потока подсигнала. Например, умножитель 572-1 на вектор разности фаз последовательно умножает значение корреляции, предоставленное из модуля 550-1-1 корреляции подсигнала, на каждый из первых элементов векторов разностей фаз. Кроме того, умножители 572-1,..., 572-3 на вектор разности фаз суммируют значения корреляции, умноженные на каждый элемент векторов разностей фаз. В этом случае операция суммирования выполняется над значениями корреляции ортогонального потока подсигналов, включенного в этот же пакет. В результате количество сумм значений корреляции равно количеству векторов разностей фаз для каждого пакета.
Модули 574-1,..., 574-3 возведения в квадрат определяют квадраты сумм значений корреляции, умноженных на векторы разностей фаз, предоставленные из умножителей 572-1,..., 572-3 на вектор разности фаз. В этом случае из умножителей 572-1,..., 572-3 на вектор разности фаз соответственно последовательно предоставляется столько сумм значений корреляции, сколько имеется доступных векторов разностей фаз. В соответствии с этим каждый из модулей 574-1,..., 574-3 возведения в квадрат последовательно выдает столько квадратов сумм значений корреляции, сколько имеется доступных векторов разностей фаз.
Сумматор 576 принимает квадраты сумм значений корреляции от модулей 574-1,..., 574-3 возведения в квадрат и затем суммирует принятые квадраты. В этом случае последовательно предоставляется столько квадратов сумм значений корреляции, сколько имеется доступных векторов разностей фаз, и сумматор 576 выдает столько сумм квадратов, сколько имеется доступных векторов разностей фаз. В соответствии с этим количество определенных сумм квадратов равно количеству доступных векторов разностей фаз. В этом случае суммы квадратов соответствуют векторам разностей фаз.
Модуль 578 поиска максимального значения выполняет поиск максимального значения среди последовательно предоставленных сумм квадратов. Кроме того, модуль 578 поиска максимального значения оценивает вектор разности фаз, соответствующий максимальному значению, и сообщает оцененный вектор разности фаз модулю 580 определения кодового слова.
Далее со ссылкой на сопроводительные чертежи будут описаны операции передающей стороны и принимающей стороны, которые используют группу квазиортогональных потоков сигналов, генерированную, как описано выше.
Фиг.9 является блок-схемой последовательности операций, иллюстрирующей процесс передачи квазиортогонального потока сигнала передающей стороны в системе широкополосной беспроводной связи в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения.
На фиг.9 передающая сторона генерирует квазиортогональный поток сигнала, который должен быть передан через канал быстрой обратной связи, на этапе 601. В этом случае квазиортогональный поток сигнала определяется посредством отношения отображения между предопределенным кодовым словом и квазиортогональным потоком сигнала. Кроме того, квазиортогональный сигнал имеет формат, который отличается в зависимости от правила построения квазиортогонального потока сигнала. При этом правило построения включает в себя порог значения корреляции между разными квазиортогональными потоками сигналов, количество кодовых слов, которые будут использоваться, и т.п. Например, формат квазиортогонального потока сигнала и отношения отображения между кодовым словом и квазиортогональным потоком сигнала показаны в таблице 2 и таблице 3 выше.
После того, как квазиортогональный поток сигнала сгенерирован, передающая сторона отображает квазиортогональный поток сигнала на три пакета с разными шаблонами на этапе 603. Таким образом, передающая сторона отображает квазиортогональный поток сигнала таким образом, чтобы один ортогональный поток подсигнала был расположен в физически смежных тонах. Кроме того, передающая сторона отображает квазиортогональный поток сигнала таким образом, чтобы ортогональные потоки подсигналов были скомпонованы в разных порядках в каждом пакете. Другими словами, передающая сторона компонует ортогональные потоки подсигналов, составляющие квазиортогональный поток сигнала, в различных порядках, отображая один и тот же квазиортогональный поток сигнала на пакеты. Например, передающая сторона отображает квазиортогональный поток сигнала, как проиллюстрировано на фиг.2 или фиг.3 выше.
После отображения квазиортогонального потока сигнала передающая сторона передает квазиортогональный поток сигнала, отображенный на канал быстрой обратной связи, на этапе 605. Таким образом, передающая сторона конфигурирует символы OFDM, посредством выполнения операции преобразования IFFT и вставки префикса CP, преобразовывает с повышением частоты символы OFDM в радиочастотный сигнал и затем передает радиочастотный сигнал через антенну.
Фиг.10 является блок-схемой последовательности операций, иллюстрирующей процесс обнаружения квазиортогонального потока сигнала принимающей стороны в системе широкополосной беспроводной связи в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения.
На фиг.10 принимающая сторона извлекает комплексные символы, принятые через канал быстрой обратной связи, на этапе 701. Таким образом, принимающая сторона преобразовывает с понижением частоты радиочастотный сигнал, принятый через антенну, в сигнал основной полосы частот, восстанавливает комплексные символы, отображенные в частотную область, посредством выполнения удаления префикса CP и операции преобразования FFT, и затем извлекает комплексные символы, отображенные на канал быстрой обратной связи. В этом случае принимающая сторона разделяет комплексные символы в соответствии с пакетом. Хотя комплексные символы, отображенные на каждый пакет, являются элементами одного и того же квазиортогонального потока сигнала, элементы квазиортогонального потока сигнала могут быть скомпонованы по-разному в зависимости от пакета.
После извлечения комплексных символов принимающая сторона конфигурирует квазиортогональные потоки сигналов для каждого пакета посредством сортировки комплексных символов для каждого пакета на этапе 703. Квазиортогональный поток сигнала разлагается на ортогональные потоки подсигналов передающей стороны и отображается на предопределенный шаблон, который отличается в зависимости от пакета. Таким образом, принимающая сторона сортирует комплексные символы в соответствии с шаблоном отображения каждого пакета. Например, шаблон отображения каждого пакета проиллюстрирован на фиг.2 или фиг.3.
После конфигурирования квазиортогональных потоков сигналов для каждого пакета принимающая сторона определяет значения корреляции между принятыми квазиортогональными потоками сигналов и потенциальными квазиортогональными потоками сигналов на этапе 705. Другими словами, принимающая сторона выполняет операцию корреляции между каждым из потенциальных квазиортогональных потоков сигналов и квазиортогональным потоком сигнала, принятым в соответствии с каждым пакетом. Например, операция корреляции выполняется, как проиллюстрировано в приведенном выше уравнении (2). Таким образом, количество определенных значений корреляции равно количеству потенциальных квазиортогональных потоков сигнала. Принимающая сторона определяет квадраты значений корреляции.
После определения квадратов значений корреляции принимающая сторона определяет переданный квазиортогональный поток сигнала посредством использования квадратов значений корреляции на этапе 707. Таким образом, принимающая сторона складывает квадраты значений корреляции для каждого квазиортогонального потока сигнала, использованного для определения значения корреляции. В соответствии с этим количество определенных квадратов значений корреляции равно количеству потенциальных квазиортогональных потоков сигналов. После этого принимающая сторона выполняет поиск максимального значения среди сумм квадратов значений корреляции и определяет, что передан квазиортогональный поток сигнала, соответствующий максимальному значению.
Фиг.11 является блок-схемой последовательности операций, иллюстрирующей процесс обнаружения квазиортогонального потока сигнала принимающей стороны в системе широкополосной беспроводной связи в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения.
На фиг.12 принимающая сторона извлекает комплексные символы, принятые через канал быстрой обратной связи, на этапе 801. Таким образом, принимающая сторона преобразовывает с понижением частоты радиочастотный сигнал, принятый через антенну, в сигнал основной полосы частот, восстанавливает комплексные символы, отображенные на частотную область, посредством выполнения удаления префикса CP и операции преобразования FFT, и затем извлекает комплексные символы, отображенные на канал быстрой обратной связи. В этом случае принимающая сторона разделяет комплексные символы в соответствии с пакетом. Хотя комплексные символы, отображенные на каждый пакет, являются элементами одного и того же квазиортогонального потока сигнала, элементы квазиортогонального потока сигнала могут быть скомпонованы по-разному в зависимости от пакета.
После извлечения комплексных символов принимающая сторона компонует квазиортогональные потоки сигналов для каждого пакета посредством сортировки комплексных символов для каждого пакета на этапе 803. Квазиортогональный поток сигнала разлагается на ортогональные потоки подсигналов передающей стороны и отображается на предопределенный шаблон, который отличается в зависимости от пакета. Таким образом, принимающая сторона сортирует комплексные символы в соответствии с шаблоном отображения каждого пакета. Например, шаблон отображения каждого пакета проиллюстрирован на фиг.2 или фиг.3.
После конфигурирования квазиортогональных потоков сигналов для каждого пакета принимающая сторона определяет значения корреляции между принятым ортогональным потоком подсигнала и потенциальными ортогональными потоками подсигналов на этапе 805. Другими словами, принимающая сторона выполняет операцию корреляции между каждым из потенциальных ортогональных потоков подсигнала и ортогональным потоком подсигнала, принятым в соответствии с каждым пакетом. Например, операция корреляции выполняется, как проиллюстрировано в представленном выше уравнении (2). Таким образом, количество определенных значений корреляции равно произведению между количеством потенциальных ортогональных потоков подсигналов для каждого пакета и количеством ортогональных потоков подсигнала, составляющих один квазиортогональный поток сигнала.
После определения значений корреляции принимающая сторона обнаруживает индекс потока подсигнала и вектор разности фаз посредством использования значений корреляции на этапе 807. Другими словами, принимающая сторона оценивает индекс ортогональных потоков подсигнала, составляющих переданные квазиортогональные потоки подсигналов, а также оценивает примененный вектор разности фаз. Подробный процесс для обнаружения индекса потока подсигнала и подробный процесс для обнаружения вектора разности фаз будут описаны со ссылкой на фиг.12 и фиг.13.
После обнаружения индекса потока подсигнала и вектора разности фаз принимающая сторона определяет переданный квазиортогональный поток сигнала посредством использования индекса потока подсигнала и вектора разности фаз на этапе 809. Другими словами, принимающая сторона определяет, что передача выполнена посредством применения обнаруженного вектора разности фаз к квазиортогональному потоку сигнала, состоящему из ортогональных потоков подсигнала, соответствующих обнаруженной комбинации индексов.
Фиг.12 является блок-схемой последовательности операций, иллюстрирующей процесс обнаружения индекса потока подсигнала принимающей стороны в системе широкополосной беспроводной связи в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения.
На фиг.12 принимающая сторона определяет квадраты значений корреляции между принятыми ортогональными потоками подсигналов и потенциальными ортогональными потоками подсигналов на этапе 811. Таким образом, количество определенных значений корреляции равно произведению между количеством потенциальных ортогональных потоков подсигналов для каждого пакета и количеством ортогональных потоков подсигналов, составляющих один квазиортогональный поток сигнала.
После определения квадратов значений корреляции принимающая сторона суммирует квадраты значений корреляции для каждого принятого ортогонального потока подсигнала на этапе 813. Другими словами, принимающая сторона складывает квадраты значений корреляции одного и того же ортогонального потока подсигнала. В этом случае операция сложения выполняется над квадратами значений корреляции, полученными из одного и того же потенциального ортогонального потока подсигнала, среди квадратов значений корреляции ортогонального потока подсигнала, расположенного в одной и той же позиции, и имеется столько сложенных квадратов значений корреляции, сколько имеется пакетов. В соответствии с этим количество определенных сумм квадратов значений корреляции равно количеству потенциальных ортогональных потоков подсигналов для каждой позиции ортогонального потока подсигнала.
После сложения квадратов значений корреляции для каждого ортогонального потока подсигнала, принимающая сторона производит поиск максимального значения для каждой позиции ортогонального потока подсигнала среди квадратов значений корреляции на этапе 815. Таким образом, принимающая сторона производит поиск стольких максимальных значений, сколько имеется ортогональных потоков подсигналов, составляющих один квазиортогональный поток сигнала. В результате отыскиваются максимальные значения, соответствующие позициям соответствующих ортогональных потоков подсигналов.
После поиска максимального значения для каждой позиции ортогонального потока подсигнала принимающая сторона оценивает индекс ортогонального потока подсигнала, соответствующего каждому максимальному значению, на этапе 817. Другими словами, принимающая сторона оценивает индекс ортогонального потока подсигнала, соответствующий позиции каждого ортогонального потока подсигнала. В результате оцениваются индексы ортогональных потоков подсигналов, составляющих квазиортогональный поток сигнала.
Фиг.13 является блок-схемой последовательности операций, иллюстрирующей процесс обнаружения вектора разности фаз принимающей стороны в системе широкополосной беспроводной связи в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения.
На фиг.13 принимающая сторона выполняет умножение и сложение над значениями корреляции и векторами разности фаз на этапе 821. В этом случае принимающая сторона последовательно использует имеющиеся векторы разности фаз. Кроме того, принимающая сторона умножает значение корреляции на элемент вектора разности фаз, соответствующего позиции заданного ортогонального потока подсигнала. Таким образом, значения корреляции ортогонального потока подсигнала в первой позиции умножаются на первый элемент вектора разности фаз. В этом случае операция суммирования выполняется над значениями корреляции ортогонального потока подсигнала, включенного в один и тот же пакет. В результате количество определенных сумм значений корреляции равно количеству векторов разности фаз для каждого пакета.
После выполнения умножения и сложения над векторами разностей фаз принимающая сторона определяет квадраты сумм значений корреляции на этапе 823. В этом случае имеется столько сумм значений корреляции, сколько имеется доступных векторов разностей фаз для каждого пакета. В соответствии с этим количество определенных квадратов сумм значений корреляции равно количеству имеющихся векторов разностей фаз.
После определения квадратов сумм значений корреляции принимающая сторона суммирует квадраты, соответствующие одному и тому же вектору разности фаз, на этапе 825. В этом случае имеется столько квадратов сумм значений корреляции, сколько имеется доступных векторов разностей фаз для каждого пакета. Таким образом, количество определенных сумм квадратов равно количеству имеющихся векторов разностей фаз. Суммы квадратов соответствуют векторам разностей фаз.
После суммирования квадратов принимающая сторона оценивает вектор разности фаз, соответствующий максимальному значению среди сумм квадратов, на этапе 827. Таким образом, принимающая сторона выполняет поиск максимального значения среди сумм квадратов и оценивает вектор разности фаз, соответствующий максимальному значению.
В соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения система широкополосной беспроводной связи использует квазиортогональный поток сигнала для увеличения количества информации, переданной и принятой через канал быстрой обратной связи. Кроме того, несмотря на увеличенное количество информации, возможны доставка точной информации и надежная работа системы, на которую не оказывают влияния ошибки оценки канала и т.п.
Хотя изобретение было показано и описано со ссылкой на определенные примерные варианты его воплощения, специалисты в области техники поймут, что в нем могут быть сделаны различные изменения в форме и деталях без отступления от сущности и объема изобретения, определенных посредством приложенной формулы изобретения и ее эквивалентов.