СТРУКТУРА КАНАЛА ОБРАТНОЙ СВЯЗИ ДЛЯ СИСТЕМ СВЯЗИ С МНОЖЕСТВОМ ВХОДОВ И МНОЖЕСТВОМ ВЫХОДОВ
STRUCTURE OF FEEDBACK CHANNEL FOR COMMUNICATION SYSTEMS WITH MULTIPLE INPUTS AND MULTIPLE OUTPUTS

ПРИТЯЗАНИЕ НА ПРИОРИТЕТ СОГЛАСНО ПАРАГРАФУ 119 РАЗДЕЛА 35 КОДЕКСА ЗАКОНОВ США
Настоящая заявка на патент имеет притязание на приоритет предварительной заявки на патент США №60/775443 с датой подачи 21 февраля 2006 г., которая имеет название "Wireless Communication System and Method"; настоящая заявка на патент также имеет притязание на приоритет предварительной заявки на патент США №60/775693 с датой подачи 21 февраля 2006 г., которая имеет название "DO Communication System and Method". Права на каждую из этих предварительных заявок на патенты переданы правопреемнику настоящей заявки на изобретение, и они включены сюда в явном виде путем ссылки, как если бы они были изложены здесь в полном объеме, включая все чертежи, таблицы и формулу изобретения.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится, в общем случае, к области телекоммуникаций, и, в частности, это изобретение относится к системам сотовой связи с множеством входов и множеством выходов (MIMO).
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Современная система связи, как ожидается, обеспечивает надежную передачу данных для множества применений, например для применений для речевой связи и передачи данных. В контексте многоточечной связи известные системы связи основаны на схеме множественного доступа с частотным разделением (FDMA), на схеме множественного доступа с временным разделением, (TDMA), на схеме множественного доступа с кодовым разделением (CDMA) и, возможно, на других схемах связи с множественным доступом.
Система CDMA может быть выполнена таким образом, что обеспечивает поддержку одного или большее количество стандартов CDMA, например (1) "Стандарта TIA/EIA-95 совместимости базовой станции с подвижной станцией для двухрежимной системы широкополосной сотовой связи с разнесением по спектру" ("TIA/EIA-95 Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System", этот стандарт вместе с его усовершенствованными версиями A и В может именоваться "стандартом IS-95"), (2) "Стандарта TIA/EIA-98-C рекомендованных минимальных требований для двухрежимной подвижной станции широкополосной сотовой связи с разнесением по спектру" ("TIA/EIA-9S-C Recommended Minimum Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular Mobile Station", "стандарт IS-98"), (3) стандарта, разработка которого была субсидирована консорциумом, именуемым "Проект о партнерстве в области систем связи третьего поколения" (3GPP), и который реализован в наборе документов, известных как "стандарт W-CDMA”, (4) стандарта, разработка которого была субсидирована консорциумом, именуемым "Второй проект о партнерстве в области систем связи третьего поколения" (3GPP2), и который реализован в наборе документов, включающих в себя "Стандарт TR-45.5 физического уровня для систем с разнесением по спектру согласно стандарту cdma2000" ("TR-45.5 Physical Layer Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems"), "Стандарт C.S0005-A передачи служебных сигналов верхнего уровня (уровня 3) для систем с разнесением по спектру согласно стандарту cdma2000" ("C.S0005-A Upper Layer (Layer 3) Signaling Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems") и "Технические требования TIA/EIA/IS-856 к интерфейсу радиосвязи стандарта cdma2000 для высокоскоростной пакетной передачи данных" ("TIA/EIA/IS-856 cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification") (которые все вместе именуют "стандартом cdma2000"), (5) стандарта 1×EV-DO (иногда именуемого просто "стандартом DO") с его версиями 0/A/B, и (6) некоторых других стандартов. Стандарты, упомянутые выше в явном виде, включены сюда путем ссылки, как будто бы они изложены здесь в полном объеме, включая приложения, дополнения и иные присоединенные документы.
Для удовлетворения постоянно растущих потребностей в услугах беспроводной передачи данных были разработаны системы сотовой связи, оптимизированные для передачи данных, или "системы DO". Системы, оптимизированные для передачи данных, включают в себя системы, функционирующие согласно вышеупомянутому стандарту 1×EV-DO. Системы DO, как и предполагает их наименование, являются оптимизированными для передачи данных (в отличие от передачи речевых сигналов), и, в частности, такие системы являются оптимизированными для передачи данных по нисходящей линии связи. Системы, оптимизированные для передачи данных, не должны исключать передачу данных по восходящей линии связи или передачу речевых сигналов в любом направлении. Следует отметить, что речевые сигналы также могут быть переданы как данные, например, в случае речевой связи по протоколу сети Интернет (VoIP).
N
N
N
N
N
N
N
N
N
T
R
T
R
S
S
T
R
S
В системе с множеством входов и множеством выходов (MIMO) для передачи данных используют множество () передающих антенн и множество () приемных антенн. Канал с множеством входов и множеством выходов (MIMO), сформированный  передающими антеннами и приемными антеннами, может быть разложен на  независимых каналов, которые также именуют пространственными каналами, где ≤min{, }. Каждый из  независимых каналов соответствуют размерности. Система MIMO может обеспечивать улучшенное функционирование (например, более высокую пропускную способность и/или более высокую надежность) при использовании дополнительных размерностей, созданных множеством передающих и приемных антенн.
N
N
N
N
S
T
R
T
Для канала полного ранга с множеством входов и множеством выходов (MIMO), где =≤, из каждой из  передающих антенн может быть передан независимый поток данных. Переданные потоки данных могут иметь различные характеристики состояния канала (например, различные эффекты замирания и многолучевого распространения), и в них могут быть достигнуты различные значения отношения "сигнал/помехи и шум" (SINRs) для заданной величины мощности передачи. Кроме того, если в приемнике используют последующую обработку по подавлению помех для восстановления переданных потоков данных, то для потоков данных могут быть достигнуты различные значения отношения SINRs в зависимости от конкретной очередности, в которой выполняют восстановление потоков данных. Следовательно, может быть обеспечена поддержка различных скоростей передачи данных посредством различных потоков данных в зависимости от достигнутых в них значений отношения SINRs. Поскольку состояния канала обычно изменяются с течением времени, то скорость передачи данных, обеспечиваемая каждым потоком данных, также изменяется с течением времени.
Использование способов передачи с множеством входов и множеством выходов (MIMO) позволяет повысить эффективность использования спектрального диапазона, которая является важной рабочей характеристикой систем беспроводной связи.
Следовательно, в данной области техники существует потребность в создании способов, устройств и изделий, которые обеспечили бы возможность использования способов реализации технологии MIMO в системах беспроводной связи, в том числе в системах сотовой беспроводной связи. В данной области техники также существует потребность в создании способов, устройств и изделий, которые обеспечили бы возможность использования способов реализации технологии MIMO при поддержке обратной совместимости с терминалами доступа прежних систем. Кроме того, существует потребность в создании способов, устройств и изделий для адаптации существующих систем, оптимизированных для передачи данных, таких как, например, системы, работающие согласно стандарту 1×EV-DO версий 0, A и В, для их функционирования с использованием способов реализации технологии MIMO.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Раскрытые здесь примеры и варианты осуществления изобретения направлены на удовлетворение вышеупомянутых потребностей за счет создания способов, устройств и машиночитаемых изделий, предназначенных для введения информации обратной связи, отражающей специфику MIMO прямой линии связи, в обратную линию связи и для приема этой информации в сети радиосвязи.
В одном из вариантов осуществления изобретения предложен способ передачи информации обратной связи из терминала доступа (AT) в базовую приемопередающую станцию (BTS) сети радиосвязи, сконфигурированную таким образом, что она способна поддерживать связь с терминалом доступа с использованием технологии с множеством входов и множеством выходов (MIMO). Способ содержит следующие этапы: (1) определяют информацию о ранге MIMO первой прямой линии связи между BTS и AT; (2) определяют информацию о пространственных характеристиках MIMO прямой линии связи; и (3) производят одновременную передачу (i) информации о ранге MIMO и информации о пространственных характеристиках MIMO посредством синфазной составляющей сигнала по обратной линии связи между BTS и AT, и (ii) информации об управлении скоростью передачи данных (DRC) для прямой линии связи посредством квадратурной составляющей сигнала по обратной линии связи.
В одном из вариантов осуществления изобретения терминал доступа (AT) сконфигурирован таким образом, что способен поддерживать связь с базовой приемопередающей станцией (BTS) сети радиосвязи с использованием технологии с множеством входов и множеством выходов (MIMO). Терминал доступа содержит: приемник, сконфигурированный таким образом, что он способен принимать передачи по прямой линии связи из BTS; передатчик, сконфигурированный таким образом, что он способен посылать передачи по обратной линии связи в BTS; запоминающее устройство, в котором хранят программный код; и контроллер, соединенный с приемником, передатчиком и запоминающим устройством. Контроллер сконфигурирован таким образом, что способен выполнять программный код, вызывая выполнение терминалом доступа (AT) следующих этапов: (1) этапа определения информации о ранге MIMO первой прямой линии связи между BTS и AT, (2) этапа определения информации о пространственных характеристиках MIMO прямой линии связи и (3) этапа одновременной передачи (i) информации о ранге MIMO и информации о пространственных характеристиках MIMO посредством синфазной составляющей сигнала по обратной линии связи между BTS и AT, и (ii) информации об управлении скоростью передачи данных (DRC) для прямой линии связи посредством квадратурной составляющей сигнала по обратной линии связи.
В одном из вариантов осуществления изобретения машиночитаемый носитель информации содержит встроенные в него команды. Когда, по меньшей мере, один процессор терминала доступа (AT) выполняет эти команды для связи с базовой приемопередающей станцией (BTS) сети радиосвязи, которая сконфигурирована таким образом, что способна поддерживать связь с терминалом доступа с использованием технологии с множеством входов и множеством выходов (MIMO), то эти команды вызывают выполнение терминалом доступа (AT) следующих этапов: (1) определения информации о ранге MIMO первой прямой линии связи между BTS и AT; (2) определения информации о пространственных характеристиках MIMO прямой линии связи и (3) одновременной передачи (i) информации о ранге MIMO и информации о пространственных характеристиках MIMO посредством синфазной составляющей сигнала по обратной линии связи между BTS и AT, и (ii) информации об управлении скоростью передачи данных (DRC) для прямой линии связи посредством квадратурной составляющей сигнала по обратной линии связи.
В одном из вариантов осуществления изобретения предложен способ передачи информации обратной связи из терминала доступа (AT) в базовую приемопередающую станцию (BTS) сети радиосвязи, сконфигурированную таким образом, что она способна поддерживать связь с терминалом доступа с использованием технологии с множеством входов и множеством выходов (MIMO). Способ содержит следующие этапы: (1) определяют информацию о ранге MIMO первой прямой линии связи между BTS и AT; (2) определяют информацию о пространственных характеристиках MIMO прямой линии связи; и (3) производят одновременную передачу в BTS информации о ранге MIMO и информации о пространственных характеристиках MIMO посредством синфазной составляющей сигнала по обратной линии связи между BTS и AT, и информации об управлении скоростью передачи данных (DRC) посредством квадратурной составляющей сигнала по обратной линии связи.
В одном из вариантов осуществления изобретения предложен способ приема информации обратной связи, переданной из терминала доступа (AT) в базовую приемопередающую станцию (BTS) сети радиосвязи, которая сконфигурирована таким образом, что способна поддерживать связь с терминалом доступа с использованием технологии с множеством входов и множеством выходов (MIMO). Способ содержит следующие этапы: (1) производят одновременный прием (i) информации о ранге MIMO прямой линии связи между BTS и AT и информации о пространственных характеристиках MIMO прямой линии связи, переданной посредством синфазной составляющей сигнала по обратной линии связи между BTS и AT, и (ii) информации об управлении скоростью передачи данных (DRC) для прямой линии связи, переданной посредством квадратурной составляющей сигнала по обратной линии связи; и (2) конфигурируют прямую линию связи в соответствии с информацией о ранге MIMO, информацией о пространственных характеристиках MIMO и информацией об DRC.
В одном из вариантов осуществления изобретения базовая приемопередающая станция сети радиосвязи сконфигурирована таким образом, что способна поддерживать связь с терминалом доступа (AT) с использованием технологии с множеством входов и множеством выходов (MIMO). Базовая приемопередающая станция содержит приемник, сконфигурированный таким образом, что он способен принимать передачи из AT по обратной линии связи; передатчик, сконфигурированный таким образом, что он способен посылать передачи в AT по прямой линии связи; запоминающее устройство, в котором хранят программный код, и контроллер, соединенный с приемником, передатчиком и запоминающим устройством. Контроллер сконфигурирован таким образом, что он способен выполнять программный код, вызывая выполнение базовой приемопередающей станцией, в том числе, следующих этапов: (1) приема из AT информации о ранге MIMO прямой линии связи и информации о пространственных характеристиках MIMO прямой линии связи, переданной посредством синфазной составляющей сигнала по обратной линии связи, (2) приема информации об управлении скоростью передачи данных (DRC) для прямой линии связи, переданной посредством квадратурной составляющей сигнала по обратной линии связи, и (3) конфигурирования базовой приемопередающей станции таким образом, чтобы передачу в AT по прямой линии связи она осуществляла в соответствии с информацией о ранге MIMO, информацией о пространственных характеристиках MIMO и информацией о DRC.
В одном из вариантов осуществления изобретения машиночитаемый носитель информации содержит встроенные в него команды. Когда эти команды выполняет, по меньшей мере, один процессор базовой приемопередающей станции (BTS), которая сконфигурирована таким образом, что способна поддерживать связь с терминалом доступа (AT) с использованием технологии с множеством входов и множеством выходов (MIMO), то эти команды вызывают выполнение базовой приемопередающей станцией (BTS), в том числе, следующих этапов: (1) одновременного приема (i) информации о ранге MIMO прямой линии связи между BTS и AT и информации о пространственных характеристиках MIMO прямой линии связи, переданной посредством синфазной составляющей сигнала по обратной линии связи между BTS и AT, и (ii) информации об управлении скоростью передачи данных (DRC) для прямой линии связи, переданной посредством квадратурной составляющей сигнала по обратной линии связи; и (2) конфигурирования прямой линии связи в соответствии с информацией о ранге MIMO, информацией о пространственных характеристиках MIMO и информацией об DRC.
В одном из вариантов осуществления изобретения предложен способ приема информации обратной связи, переданной из терминала доступа (AT) в базовую приемопередающую станцию (BTS) сети радиосвязи, которая сконфигурирована таким образом, что способна поддерживать связь с терминалом доступа с использованием технологии с множеством входов и множеством выходов (MIMO). Способ содержит следующие этапы: (1) производят одновременный прием (i) информации о ранге MIMO прямой линии связи между BTS и AT, и информации о пространственных характеристиках MIMO прямой линии связи, переданной посредством синфазной составляющей сигнала по обратной линии связи между BTS и AT, и (ii) информации об управлении скоростью передачи данных (DRC) для прямой линии связи, переданной посредством квадратурной составляющей сигнала по обратной линии связи; и (2) конфигурируют прямую линию связи в соответствии с информацией о ранге MIMO, информацией о пространственных характеристиках MIMO и информацией о DRC.
В одном из вариантов осуществления изобретения предложен способ передачи информации обратной связи из терминала доступа (AT) в базовую приемопередающую станцию (BTS) сети радиосвязи, которая сконфигурирована таким образом, что способна поддерживать связь с терминалом доступа с использованием технологии с множеством входов и множеством выходов (MIMO). Способ содержит следующие этапы: определяют информацию о ранге MIMO первой прямой линии связи между BTS и AT, определяют информацию о пространственных характеристиках MIMO прямой линии связи и производят одновременную передачу (i) информации о пространственных характеристиках MIMO посредством синфазной составляющей сигнала по обратной линии связи между BTS и AT, и (ii) информации о ранге MIMO и информации об управлении скоростью передачи данных (DRC) для прямой линии связи посредством квадратурной составляющей сигнала по обратной линии связи. Согласно этому способу информация о ранге MIMO защищена первой защитой Уолша (Walsh cover) на основе кодового слова, информация о DRC защищена второй защитой Уолша на основе кодового слова, а вторая защита Уолша на основе кодового слова является ортогональной первой защите Уолша.
В одном из вариантов осуществления изобретения терминал доступа (AT) сконфигурирован таким образом, что способен поддерживать связь с базовой приемопередающей станцией (BTS) сети радиосвязи с использованием технологии с множеством входов и множеством выходов (MIMO). Терминал доступа содержит приемник, сконфигурированный таким образом, что он способен принимать передачи по прямой линии связи из BTS; передатчик, сконфигурированный таким образом, что он способен посылать передачи по обратной линии связи в BTS; запоминающее устройство, в котором хранят программный код, и контроллер, соединенный с приемником, передатчиком и запоминающим устройством. Контроллер сконфигурирован таким образом, что способен выполнять программный код, вызывая выполнение терминалом доступа (AT), в том числе, следующих этапов: (1) определения информации о ранге MIMO первой прямой линии связи между BTS и AT; (2) определения информации о пространственных характеристиках MIMO первой прямой линии связи; и (3) одновременной передачи (i) информации о пространственных характеристиках MIMO посредством синфазной составляющей сигнала по обратной линии связи между BTS и AT, и (ii) информации о ранге MIMO и информации об управлении скоростью передачи данных (DRC) для прямой линии связи посредством квадратурной составляющей сигнала по обратной линии связи. Согласно этому способу информация о ранге MIMO защищена первой защитой Уолша на основе кодового слова, информация о DRC защищена второй защитой Уолша на основе кодового слова, а вторая защита Уолша на основе кодового слова является ортогональной первой защите Уолша.
В одном из вариантов осуществления изобретения машиночитаемый носитель информации содержит встроенные в него команды. Когда эти команды выполняет, по меньшей мере, один процессор терминала доступа (AT) для поддержания связи с базовой приемопередающей станцией (BTS) сети радиосвязи, которая сконфигурирована таким образом, что способна поддерживать связь с AT с использованием технологии с множеством входов и множеством выходов (MIMO), то эти команды вызывают выполнение терминалом доступа (AT) следующих этапов: (1) определения информации о ранге MIMO первой прямой линии связи между BTS и AT; (2) определения информации о пространственных характеристиках MIMO прямой линии связи; и (3) одновременной передачи (i) информации о пространственных характеристиках MIMO посредством синфазной составляющей сигнала по обратной линии связи между BTS и AT, и (ii) информации о ранге MIMO и информации об управлении скоростью передачи данных (DRC) для прямой линии связи посредством квадратурной составляющей сигнала по обратной линии связи, при этом информация о ранге MIMO защищена первой защитой Уолша на основе кодового слова, информация об DRC защищена второй защитой Уолша на основе кодового слова, а вторая защита Уолша на основе кодового слова является ортогональной первой защите Уолша.
В одном из вариантов осуществления изобретения предложен способ передачи информации обратной связи из терминала доступа (AT) в базовую приемопередающую станцию (BTS) сети радиосвязи, которая сконфигурирована таким образом, что способна поддерживать связь с AT с использованием технологии с множеством входов и множеством выходов (MIMO). Способ содержит следующие этапы: (1) определяют информацию о ранге MIMO первой прямой линии связи между BTS и AT; (2) определяют информацию о пространственных характеристиках MIMO прямой линии связи; и (3) производят одновременную передачу в BTS информации о пространственных характеристиках MIMO посредством синфазной составляющей сигнала по обратной линии связи между BTS и AT, и информации об управлении скоростью передачи данных (DRC), и информации о ранге MIMO посредством квадратурной составляющей сигнала по обратной линии связи. Согласно этому способу информация о ранге MIMO защищена первой защитой Уолша на основе кодового слова, информация об DRC защищена второй защитой Уолша на основе кодового слова, а вторая защита Уолша на основе кодового слова является ортогональной первой защите Уолша.
В одном из вариантов осуществления изобретения предложен способа обработки информации обратной связи, переданной из терминала доступа (AT) в базовую приемопередающую станцию (BTS) сети радиосвязи, которая сконфигурирована таким образом, что способна поддерживать связь с AT с использованием технологии с множеством входов и множеством выходов (MIMO). Способ содержит следующие этапы: (1) производят одновременный прием (i) информации о ранге MIMO и информации об управлении скоростью передачи данных (DRC) для прямой линии связи между BTS и AT, переданной посредством квадратурной составляющей сигнала по обратной линии связи между BTS и AT, и (ii) информации о пространственных характеристиках MIMO для прямой линии связи, переданной посредством синфазной составляющей сигнала по обратной линии связи; и (2) конфигурируют прямую линию связи в соответствии с информацией о ранге MIMO, информацией о пространственных характеристиках MIMO и информацией об DRC.
В одном из вариантов осуществления изобретения базовая приемопередающая станция сети радиосвязи сконфигурирована таким образом, что способна поддерживать связь с терминалом доступа (AT) с использованием технологии с множеством входов и множеством выходов (MIMO). Базовая приемопередающая станция содержит: приемник, сконфигурированный таким образом, что он способен принимать передачи из AT по обратной линии связи; передатчик, сконфигурированный таким образом, что он способен посылать передачи в AT по прямой линии связи; запоминающее устройство, в котором хранят программный код; и контроллер, соединенный с приемником, передатчиком и запоминающим устройством. Контроллер сконфигурирован таким образом, что способен выполнять программный код, вызывая выполнение базовой приемопередающей станцией следующих этапов: (1) одновременного приема (i) информации о ранге MIMO и информации об управлении скоростью передачи данных (DRC) для прямой линии связи между BTS и AT, переданной посредством квадратурной составляющей сигнала по обратной линии связи между BTS и AT, и (ii) информации о пространственных характеристиках MIMO для прямой линии связи, переданной посредством синфазной составляющей сигнала по обратной линии связи; и (2) конфигурирования прямой линии связи в соответствии с информацией о ранге MIMO, информацией о пространственных характеристиках MIMO и информацией об DRC.
В одном из вариантов осуществления изобретения машиночитаемый носитель информации содержит встроенные в него команды. Когда эти команды выполняет, по меньшей мере, один процессор базовой приемопередающей станции (BTS), которая сконфигурирована таким образом, что способна поддерживать связь с терминалом доступа (AT) с использованием технологии с множеством входов и множеством выходов (MIMO), то эти команды вызывают выполнение базовой приемопередающей станцией (BTS), в том числе, следующих этапов: (1) одновременного приема (i) информации о ранге MIMO и информации об управлении скоростью передачи данных (DRC) для прямой линии связи между BTS и AT, переданной посредством квадратурной составляющей сигнала по обратной линии связи между BTS и AT, и (ii) информации о пространственных характеристиках MIMO для прямой линии связи, переданной посредством синфазной составляющей сигнала по обратной линии связи; и (2) конфигурирования прямой линии связи в соответствии с информацией о ранге MIMO, информацией о пространственных характеристиках MIMO и информацией об DRC.
В одном из вариантов осуществления изобретения предложен способ приема информации обратной связи, переданной из терминала доступа (AT) в базовую приемопередающую станцию (BTS) сети радиосвязи, которая сконфигурирована таким образом, что способна поддерживать связь с терминалом доступа с использованием технологии с множеством входов и множеством выходов (MIMO). Способ содержит следующие этапы: (1) производят одновременный прием (i) информации о ранге MIMO и информации об управлении скоростью передачи данных (DRC) для прямой линии связи между BTS и AT, переданной посредством квадратурной составляющей сигнала по обратной линии связи между BTS и AT, и (ii) информации о пространственных характеристиках MIMO для прямой линии связи, переданной посредством синфазной составляющей сигнала по обратной линии связи; и (2) конфигурируют прямую линию связи в соответствии с информацией о ранге MIMO, информацией о пространственных характеристиках MIMO и информацией об DRC.
Эти и другие варианты осуществления и объекты настоящего изобретения станут более понятными со ссылкой на приведенное ниже описание, на чертежи и на прилагаемую формулу изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг.1 проиллюстрированы выборочные компоненты системы сотовой связи CDMA, оптимизированной для передачи данных, которая сконфигурирована согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
на Фиг.2 проиллюстрированы выборочные компоненты приведенной в качестве примера системы антенн базовой приемопередающей станции из системы, показанной на Фиг.1;
на Фиг.3 проиллюстрированы выборочные блоки части передатчика, сконфигурированного таким образом, что он способен выполнять кодирование и модуляцию информации о пространственных характеристиках и информации о ранге для ее передачи по обратной линии связи согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
на Фиг.4 проиллюстрированы выборочные блоки части другого передатчика, сконфигурированного таким образом, что он способен выполнять кодирование и модуляцию информации о пространственных характеристиках и информации о ранге для ее передачи по обратной линии связи согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
на Фиг.5 проиллюстрированы выборочные этапы приведенного в качестве примера способа, выполняемого в терминале доступа, который сконфигурирован в соответствии с вариантом осуществления изобретения, показанным на Фиг.3;
на Фиг.6 проиллюстрированы выборочные этапы приведенного в качестве примера способа, выполняемого в терминале доступа, который сконфигурирован в соответствии с вариантом осуществления изобретения, показанным на Фиг.4;
на Фиг.7 проиллюстрированы выборочные блоки базовой приемопередающей станции, предназначенной для схемы с множеством входов и множеством выходов в режиме с множеством кодовых слов;
на Фиг.8 проиллюстрированы выборочные блоки базовой приемопередающей станции, предназначенной для схемы с множеством входов и множеством выходов в режиме с одним кодовым словом, с предварительным кодированием и с мультиплексированием с ортогональным частотным разделением;
на Фиг.9 проиллюстрирована структура временных интервалов, оптимизированная для передачи данных (DO), при CDMCDM;
на Фиг.10 проиллюстрирована структура временных интервалов с одной несущей, способная обеспечивать поддержку мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM) в системе DO;
на Фиг.11 проиллюстрирована структура 400 временных интервалов с несколькими несущими, способная обеспечивать поддержку мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM) в системе DO;
на чертежах Фиг.12A-Фиг.12Г проиллюстрирована приведенная в качестве примера схема передачи контрольных сигналов для многоантенной системы OFDM; и
на Фиг.13 проиллюстрированы выборочные блоки передатчика с четырьмя антеннами, с OFDM и с многократным использованием существующей в настоящее время архитектуры DO.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Используемые в этом документе слова "вариант осуществления изобретения", "вариант" и подобные выражения относятся к конкретному устройству, способу или изделию и не обязательно к одному и тому же устройству, процессу или изделию. Таким образом, выражение "один вариант осуществления изобретения" (или аналогичное выражение), используемое в одном месте или контексте, может относиться к конкретному устройству, процессу или изделию; то же самое или аналогичное выражение в ином месте может относиться к иному устройству, процессу или изделию. Выражение "альтернативный вариант осуществления изобретения" и аналогичные фразы используют для указания одного из нескольких различных возможных вариантов осуществления изобретения. Количество возможных вариантов осуществления изобретения не обязательно ограничено двумя или любой другой величиной.
Используемое здесь словосочетание "приведенный в качестве примера" означает "служащий в качестве примера, образца или иллюстрации". Любой вариант или пример осуществления изобретения, описанный здесь как "приведенный в качестве примера", не обязательно следует истолковывать как предпочтительный или имеющий преимущества по сравнению с другими вариантами или примерами осуществления изобретения. Все варианты и примеры осуществления изобретения, изложенные в этом описании, являются вариантами и примерами осуществления изобретения, приведенными в качестве примеров, которые приведены для того, чтобы дать специалистам в данной области техники возможность реализовать или использовать изобретение, а не для того, чтобы ограничивать объем правовой защиты, предоставленной изобретению.
Термин "поток информационного обмена" обычно относится к полезной нагрузке или к пользовательскому потоку информационного обмена, например, к иным данным, чем управляющая информация интерфейса радиосвязи и контрольные сигналы. Для обратной линии связи генерацию потока данных обычно осуществляет прикладная программа, например вокодер прикладной программы речевой связи по протоколу сети Интернет (VoIP).
"Линией связи" (например, прямой или обратной линией связи) может являться уровень MIMO или канал MIMO иного типа, что станет более понятным после прочтения этого документа и просмотра чертежей.
Терминал доступа, также именуемый AT, абонентской станцией, абонентской аппаратурой (АА), терминалом мобильной связи или ТМС, может являться подвижным или стационарным и может поддерживать связь с одной или с большим количеством базовых приемопередающих станций. Терминалом доступа может являться любое из нескольких типов устройств, в том числе плата персонального компьютера (ПК), внешний или внутренний модем, радиотелефон и персональное цифровое информационное устройство (PDA) с возможностью беспроводной связи, но эти примеры не являются ограничивающим признаком. Терминал доступа производит передачу пакетов данных в контроллер сети радиосвязи или их прием из него через одну или большее количество базовых приемопередающих станций.
Базовые приемопередающие станции и контроллеры базовых станций являются частями сети, именуемой сетью радиосвязи, СР (RN), сетью доступа или СД (AN). Сетью радиосвязи может являться UMTS или UTRAN. Сеть радиосвязи может осуществлять транспортировку пакетов речевой информации и данных между множеством терминалов доступа. Кроме того, сеть радиосвязи может быть соединена с дополнительными сетями вне сети радиосвязи, например с корпоративной интрасетью, с сетью Интернет, с обычной коммутируемой телефонной сетью общего пользования (PSTN) или с другой сетью радиосвязи, и может осуществлять транспортировку пакетов данных и речевой информации между каждым терминалом доступа и этими внешними сетями. В зависимости от условий и от конкретных реализаций, базовая приемопередающая станция может именоваться по-иному, в том числе узлом B (Node B), системой базовой станции, СБС (BSS), и просто базовой станцией. Аналогичным образом, контроллер базовой станции может именоваться по-иному, в том числе контроллером сети радиосвязи (RNC), коммутационным центром мобильной связи или обслуживающим узлом поддержки GPRS.
Эти и аналогичные элементы системы беспроводной связи подпадают под объем настоящего изобретения.
На Фиг.1 проиллюстрированы выборочные компоненты сети 101 беспроводной радиосвязи, сконфигурированной таким образом, что она способна функционировать в соответствии с описанными здесь различными вариантами и примерами осуществления изобретения. Сеть 101 может содержать контроллер 110 сети радиосвязи (или несколько таких устройств), соединенный с одной или с большим количеством базовых приемопередающих станций 120, каждая из которых имеет один или большее количество секторов. Базовые приемопередающие станции 120 принимают сигналы беспроводной связи, передаваемые по обратной линии связи из одного или из большего количества терминалы 130 доступа, и передают сигналы беспроводной связи по прямой линии связи в один или в большее количество терминалов 130 доступа. Каждая базовая приемопередающая станция 120 может содержать цепь передатчика и цепь приемника, причем каждая цепь содержит множество компонентов, связанных, соответственно, с передачей и с приемом сигнала, например устройства обработки, модуляторы, мультиплексоры, демодуляторы, демультиплексоры, устройства кодирования, устройства декодирования, перемежители, обращенные перемежители и антенны.
Базовые приемопередающие станции 120 поддерживают связь с терминалами 130A, 130B, 130C и 130D доступа через беспроводные соединения 140. Контроллер 110 сети радиосвязи соединен с коммутируемой телефонной сетью 150 общего пользования через телефонный коммутатор 160 и с сетью 170 с коммутацией пакетов через узел 180 обслуживания пакетной передачи данных (PDSN). Обмен данными между различными элементами сети, например между контроллером 110 сети радиосвязи и узлом 180 обслуживания пакетной передачи данных, может быть реализован с использованием любого количества протоколов, например протокола сети Интернет (IP), протокола асинхронного режима передачи (ATM), протокола линии Т1, протокола линии E1, протокола ретрансляции кадров и других протоколов.
В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения сетью 101 радиосвязи является сеть сотовой радиосвязи CDMA, оптимизированная для передачи данных, например сеть радиосвязи стандарта 1×EV-DO версии 0/A/B. Сеть 101 радиосвязи предоставляет терминалам 130 доступа оба типа услуг: услуги передачи данных и услуги сотовой телефонной (речевой) связи. В альтернативных вариантах осуществления изобретения сеть радиосвязи может предоставлять только лишь услуги передачи данных (в том числе услуги речевой связи по протоколу IP (VoIP) и аналогичные услуги речевой связи, основанные на формировании пакетов данных).
Множество терминалов 130 доступа или даже все они могут находиться в одной и той же ячейке сотовой связи или в одном и том же месте, или же каждый терминал 130 доступа может находиться в отдельной ячейке сотовой связи или в отдельном месте.
Типичный терминал 130 доступа содержит электрические схемы 131 приемника, электрические схемы 132 передатчика, устройство 133 кодирования, устройство 134 декодирования, корректор 135, процессор 136 и запоминающее устройство 137. Электрические схемы 131 приемника могут содержать множество элементов приемника и цепей приемника для обеспечения возможности одновременного приема сигналов через две или более антенны. Аналогичным образом, электрические схемы 132 передатчика могут содержать два или большее количество элементов и цепей передатчика для обеспечения возможности одновременной передачи из двух или более антенн. Антеннами, используемыми для передачи и приема, могут являться одинаковые или различные антенны. Приемник, передатчик, устройство кодирования, устройство декодирования и корректор сконфигурированы процессором, выполняющим программный код, хранящийся в запоминающем устройстве. Каждый терминал 130 доступа сконфигурирован таким образом, что способен поддерживать обмен данными с использованием, по меньшей мере, одного протокола передачи, например протоколов беспроводной пакетной передачи, описанных в упомянутых выше стандартах, в том числе в стандарте 1×EV-DO с его версиями. В вариантах осуществления изобретения, по меньшей мере, один из терминалов 130 доступа дополнительно сконфигурирован таким образом, что он способен использовать описанные в этом документе способы реализации технологии с множеством входов и множеством выходов (MIMO) в процессе связи с базовыми приемопередающими станциями 120.
Каждая из базовых приемопередающих станций 120 содержит один или большее количество приемников беспроводной связи (например, приемники 121 в BTS 120A), один или большее количество передатчиков беспроводной связи (например, передатчики 122 в BTS 120А), интерфейс контроллера сети радиосвязи (например, интерфейс 123), запоминающее устройство (например, запоминающее устройство 124), процессор (например, процессор 125) и электрические схемы устройства кодирования/декодирования (например, электрические схемы 126 устройства кодирования/декодирования). Как и в случае терминалов 130 доступа, приемники BTS могут содержать множество элементов и цепей приемника, а передатчики BTS могут содержать множество элементов и цепей передатчика, что, таким образом, обеспечивает возможность приема и передачи через множество антенн BTS 120. Приемники, передатчики и другие компоненты каждой базовой приемопередающей станции сконфигурированы процессором станции, работающим под управлением программного кода, хранящегося в запоминающем устройстве BTS, таким образом, что устанавливают прямой линии и обратной связи с терминалами 130 доступа для передачи пакетов в терминалы 130 доступа и для приема пакетов из терминалов 130 доступа. Например, в случае услуг передачи данных базовые приемопередающие станции 120 могут получать пакеты данных по прямой линии связи из сети 170 с коммутацией пакетов через узел 180 обслуживания пакетной передачи данных и через контроллер 110 сети радиосвязи и передавать эти пакеты в терминалы 130 доступа. Базовые приемопередающие станции 120 могут получать по обратной линии связи пакеты данных, исходящие из терминалов 130 доступа, и пересылать эти пакеты в сеть 170 с коммутацией пакетов через контроллер 110 сети радиосвязи и узел 180 обслуживания пакетной передачи данных. В случае услуг телефонной (речевой) связи базовые приемопередающие станции 120 могут получать пакеты данных по прямой линии связи из телефонной сети 150 через телефонный коммутатор 160 и через контроллер 110 сети радиосвязи и передавать эти пакеты в терминалы 130 доступа. Пакеты речевой информации, исходящие из терминалов 130 доступа, могут быть приняты в базовых приемопередающих станциях 120 и пересланы в телефонную сеть 150 через контроллер 110 сети радиосвязи и телефонный коммутатор 160.
В некоторых вариантах осуществления изобретения каждый из передатчиков, приемников и других компонентов каждой BTS могут иметь отдельные процессоры.
Контроллер 110 сети радиосвязи содержит интерфейс 111 с базовыми приемопередающими станциями 120, интерфейс 112 с узлом 180 обслуживания пакетной передачи данных и интерфейс 113 с телефонным коммутатором 160. Интерфейсы 111, 112 и 113 работают под управлением одного или большего количества процессоров 114, выполняющих программные коды, хранящиеся в одном или в большем количестве запоминающих устройств 115.
После прочтения этого документа для специалиста в данной области техники станет понятно, что альтернативные варианты осуществления изобретения в соответствии с объектами настоящего изобретения не нужно ограничивать каким-либо конкретным количеством коммутируемых телефонных сетей общего пользования, сетей с коммутацией пакетов, контроллеров базовых станций, базовых приемопередающих станций, терминалов доступа или других компонентов сети. Например, некоторые варианты осуществления изобретения могут включать в себя меньшее или большее количество базовых приемопередающих станций, контроллеров сети радиосвязи и терминалов доступа. Кроме того, сеть 101 радиосвязи может соединять терминалы 130 доступа с одной или с большим количеством дополнительных сетей связи, например со второй сетью беспроводной связи, имеющей некоторое количество терминалов беспроводного доступа.
N
N
T
F
В некоторых вариантах в сети 101 радиосвязи может быть использовано мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM), которое эффективно разделяет полосу рабочих частот на несколько () частотных подканалов {то есть элементов разрешения по частоте). В течение каждого временного интервала (представляющего собой конкретный промежуток времени, который может зависеть от ширины полосы частот частотного подканала) по каждому из  частотных подканалов может быть передан модуляционный символ. Функционирование в режиме OFDM не является необходимым условием для настоящего изобретения.
В вариантах осуществления изобретения сеть радиосвязи и один или большее количество терминалов доступа сконфигурированы таким образом, что в процессе связи друг с другом способны использовать описанные в этом документе способы реализации технологии с множеством входов и множеством выходов (MIMO).
На Фиг.2 проиллюстрированы выборочные компоненты приведенной в качестве примера системы 200 антенн одного или большего количества базовых приемопередающих станций 120 сети радиосвязи, показанной на Фиг.1. Система 200 антенн имеет три группы антенн. Первая группа антенн содержит антенны 205 и 210, вторая группа антенн содержит антенны 215 и 220, и третья группа антенн содержит антенны 225 и 230. Для каждой группы антенн показаны только две антенны, но для специалиста в данной области техники из прочтения этого документа стало бы понятно, что в каждой из групп антенн может содержаться различное количество антенн. Дополнительно, может быть различное количество групп антенн. Как показано на Фиг.2, терминал 130A доступа поддерживает связь с антеннами 225 и 230 по прямой линии 255 связи и по обратной линии 260 связи; терминал 130B доступа поддерживает связь с антеннами 205 и 210 по прямой линии 265 связи и по обратной линии 270 связи. Линии 255 и 260 связи являются частями одного из беспроводных соединений 140, показанных на Фиг.1, например беспроводного соединения 140A; линии 265 и 270 связи являются частями другого беспроводного соединения, показанного на Фиг.1, например беспроводного соединения 140B.
Каждая группа антенн и/или область, в которой назначенная группа поддерживает связь с терминалами 130 доступа, могут именоваться "сектором" соответствующей базовой приемопередающей станции 120. При связи по линиям 255 и 265 прямой связи для передающих антенн базовой приемопередающей станции 120 могут быть использованы, например, способы формирования диаграммы направленности антенны для улучшения отношения сигнал/шум в линиях прямой связи для различных терминалов 130 доступа. В дополнение к этому базовая приемопередающая станция, использующая формирование диаграммы направленности антенны для передачи в терминалы доступа, рассредоточенные по случайному закону по всей ее зоне обслуживания, вызывает меньшие помехи для мобильных устройств в соседних ячейках и секторах сотовой связи, чем та базовая приемопередающая станция, которая производит передачу во все терминалы доступа в ее зоне обслуживания посредством одиночной антенны. Однако следует отметить, что связь с множеством входов и множеством выходов (MIMO) в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения не ограничена способами формирования диаграммы направленности антенны.
N
N
T
R
При связи с множеством входов и множеством выходов (MIMO) "пространственная характеристика" для приемника определяется вектором отклика канала (для каждого диапазона частот) между  передающими антеннами и каждой из  приемных антенны в конкретном приемнике. (Следует понимать, что терминал 130 доступа может являться приемником или передатчиком в зависимости от направления связи; аналогичным образом, базовая приемопередающая станция также может являться приемником или передатчиком). Другими словами, пространственная характеристика представляет собой определение радиочастотных характеристик траекторий распространения между передающими и приемными антеннами. "Ранг" представляет собой количество собственных мод в канале с энергией, не равной нулю. Ранг определяет, какое количество потоков данных или сигналов может быть фактически передано из передатчика системы с множеством входов и множеством выходов (MIMO) и разделено в приемнике системы с множеством входов и множеством выходов (MIMO). Формирование диаграммы направленности антенны является особым случаем, в котором ранг равен единице.
Для передач по прямой линии связи терминалы 130 доступа могут производить оценку различных пространственных физических каналов, получать пространственные характеристики и ранги из результатов оценки параметров канала и сообщать сведения о пространственных характеристиках и рангах в базовую приемопередающую станцию 120 по существующим каналам управления в линиях обратной связи. Затем базовая приемопередающая станция 120 может выполнить обработку пространственных характеристик и рангов, полученных из терминалов 130 доступа для выбора терминалов 130 доступа для передачи данных и для получения взаимно ортогональных векторов наведения для каждого из независимых потоков данных, подлежащих передаче в выбранные терминалы. В дополнение к этому базовая приемопередающая станция 120 может получать по обратной линии связи пространственные характеристики различных терминалов 130 доступа, выполнять обработку этих характеристик для установления очередности обслуживания терминалов для передачи данных и выполнять дальнейшую обработку передач из терминалов 130 доступа, для которых установлена очередность их обслуживания, для демодуляции каждой передачи по отдельности.
Необходим способ, посредством которого сообщают информацию о пространственных характеристиках и о ранге из терминалов 130 доступа в базовые приемопередающие станции 120. В данном документе описана структура, встраиваемая в существующие средства поддержки системы, оптимизированной для передачи данных (DO), для передачи информации о пространственных характеристиках и о ранге прямой линии связи по обратной линии связи. В частности, в данном документе описаны усовершенствования существующих систем стандарта 1×EV-DO, которые позволяют терминалам доступа производить передачу компонентов пространственной характеристики и ранга MIMO по обратной линии связи, при сохранении совместимости с терминалами доступа стандарта 1×EV-DO прежних версий. В этих системах для передачи компонентов пространственной характеристики и ранга в базовую приемопередающую станцию 120 сети радиосвязи используют существующие механизмы обратной связи по обратной линии связи согласно стандарту 1×EV-DO.
На Фиг.3 проиллюстрированы выборочные блоки части передатчика 300 терминала 130 доступа, сконфигурированного таким образом, что он способен выполнять кодирование и модуляцию информации о пространственных характеристиках и информации о ранге для ее передачи в базовую приемопередающую станцию 120 по обратной линии связи. Здесь для пространственной характеристики используют три бита, а для ранга MIMO прямой линии связи используют один бит, что соответствует случаю двух передающих антенн в секторе обслуживания базовой приемопередающей станции 120.
На Фиг.3 показаны две ветви: (1) синфазная, или I-ветвь 310, и (2) квадратурная, или Q-ветвь 330. I-ветвь 310 содержит устройство 312 биортогонального кодирования, компонент 314 защиты Уолша на основе кодового слова (), устройство 316 точечного отображения сигнала, элемент 318 усиления канала передачи пространственного ранга (SRC) и канала передачи пространственной характеристики (SSC), повторитель (×8) 320 и модулятор 322. Q-ветвь 330 содержит устройство 332 биортогонального кодирования, компонент 334 защиты Уолша на основе кодового слова (), устройство 336 точечного отображения сигнала, элемент 338 усиления канала передачи информации о DRC, модуляторы 340 и 342, и другой компонент 344 защиты Уолша (). Все блоки компонентов I-ветви 310 и Q-ветви 330 могут быть расположены так, как показано на Фиг.3.
К физическим каналам передачи применяют разнесение по спектру. Разнесение по спектру включает в себя формирование каналов и скремблирование. При формировании каналов выполняют преобразование каждого символа, соответствующего данным, в несколько элементарных посылок сигнала, увеличивая тем самым ширину полосы частот сигнала. Количество элементарных посылок сигнала для каждого символа, соответствующего данным, именуют коэффициентом разнесения по спектру или SF. На этапе скремблирования к сигналу с разнесением по спектру применяют код скремблирования. При формировании каналов символы, соответствующие данным, в I-ветви 310 и в Q-ветви 330 независимо умножают на ортогональный код с переменным коэффициентом разнесения по спектру (OVSF). Полученные в результате этого сигналы в I-ветви 310 и в Q-ветви 330 дополнительно умножают на комплексный код скремблирования, где I и Q обозначают соответственно вещественную часть и мнимую часть.
Структура Q-ветви 310, используемой для передачи информации обратной связи об управлении скоростью передачи данных (DRC) по обратной линии связи, может быть аналогичной или идентичной соответствующей структуре, предусмотренной стандартом 1xEV-DO версии 0. В версии B стандарта, оптимизированной для передачи данных (DO), была добавлена способность производить передачу еще четырех битов информации об DRC (для другого канала CDMA) по I-ветви. (Таким образом, в версии В, оптимизированной для передачи данных (DO), по одной обратной линии связи может быть передана информация об DRC для четырех каналов прямой связи CDMA). Q-ветвь 310 и I-ветвь 330 теперь уже являются дополнительно модифицированными таким образом, что представляют собой средства передачи информации о пространственном ранге по каналу передачи пространственного ранга (SRC) и информации о пространственных характеристиках по каналу передачи пространственной характеристики (SSC). Таким образом, в варианте осуществления изобретения, показанном на Фиг.3, канал передачи однобитового пространственного ранга и канал передачи трехбитовой пространственной характеристики заменяют собой четырехбитовую информацию о DRC на входе в I-ветвь системы стандарта 1×EV-DO. Устройство 312 биортогонального кодирования теперь получает четыре бита SSC и SRC вместо того же самого количества битов управления скоростью передачи (DRC). Если необходимы замещенные биты DRC, например, для работы на нескольких несущих, то они могут быть переданы в другой маске длинного кода.
Следует отметить, что три бита SSC соответствуют восьми (или, возможно, меньшему количеству) отдельным пространственным характеристикам. Явные пространственные характеристики могут быть заранее заданными для системы или для каждого конкретного сектора. В некоторых вариантах осуществления изобретения пространственные характеристики могут быть согласованы между конкретным терминалом доступа и конкретной базовой приемопередающей станцией во время установления соединения. В некоторых вариантах осуществления изобретения используют 5, 6 или 7 отдельных заранее заданных или согласованных пространственных характеристик. Количество отдельных пространственных характеристик также может быть согласовано во время установления соединения.
В случае конфигурации с множеством входов и множеством выходов (MIMO) с четырьмя передающими антеннами количество битов для обоих каналов: для канала передачи пространственного ранга и для канала передачи пространственной характеристики может быть увеличено. Например, для пространственной характеристики может быть использовано четыре бита (вместо трех), а для пространственного ранга может быть использовано два бита (вместо одного). На Фиг.4 проиллюстрированы выборочные блоки части передатчика 400 в обратной линии связи терминала 130 доступа, сконфигурированного таким образом, что он способен выполнять кодирование и модуляцию четырехбитовой информации о пространственной характеристике и двухбитовой информации о пространственном ранге для случая с четырьмя передающими антеннами.
I-ветвь 410, показанная на Фиг.4, может быть подобной или идентичной I-ветви 310, показанной на Фиг.3. Как проиллюстрировано на чертеже, она содержит устройство 412 биортогонального кодирования, компонент 414 защиты Уолша на основе кодового слова (), устройство 416 точечного отображения сигнала, элемент 418 усиления SSC, повторитель (×8) 420 и модулятор 422. Q-ветвь 430 содержит ряд компонентов, подобных или идентичных аналогичным образом пронумерованным компонентам Q-ветви 330 из Фиг.3: устройство 432 биортогонального кодирования, компонент 434 защиты Уолша на основе кодового слова (), устройство 436 точечного отображения сигнала, элемент 438 усиления канала передачи информации об DRC, модуляторы 440 и 442, и другой компонент 444 защиты Уолша (). Кроме того, Q-ветвь 430 содержит повторитель (×4) 448, компонент 450 защиты Уолша на основе кодового слова (), устройство 452 точечного отображения сигнала, элемент 454 усиления канала передачи пространственного ранга (SRC), повторитель (×8) 456 и сумматор 458. Все блоки компонентов I-ветви 410 и Q-ветви 430 могут быть расположены в виде конфигурации, показанной на Фиг.4.
Как показано на Фиг.4, в I-ветвь 410 вместо четырехбитовой информации об DRC согласно стандарту версии B, оптимизированному для передачи данных (DO), вводят четырехбитовый символ SSC. Дополнительная информация о DRC, если она необходима для другого прямого канала связи CDMA, может быть передана в другой маске длинного кода. В Q-ветви 430 двухбитовый символ SRC передают вместе с четырехбитовым символом DRC. Информацию SRC и DRC передают с использованием различных ортогональных защит Уолша на основе кодового слова. Например, информация, передаваемая по SRC, может быть передана с защитой Уолша , а информация об DRC может быть передана с защитой Уолша . Поскольку эти две защиты Уолша являются различными, то базовая приемопередающая станция 120 может различать SRC и информацию об DRC. Этот механизм передачи совместим с версией B стандарта, оптимизированного для передачи данных (DO).
Следует отметить, что здесь четыре бита SSC соответствуют шестнадцати (или, возможно, меньшему количеству) отдельных пространственных характеристик. Как и в предыдущем случае трехбитового SSC, отдельные пространственные характеристики могут быть заранее заданными для системы, для каждого конкретного сектора или могут быть согласованы во время установления соединения. В некоторых вариантах осуществления изобретения используют 9, 10, 11, 12, 13, 14 или 15 отдельных заранее заданных или согласованных пространственных характеристик. Количество отдельных пространственных характеристик также может быть согласовано во время установления соединения.
Повторитель 448 расширяет два бита SRC до размера, равного восьми битам, путем четырехкратного (×4) повторения двух битов SRC.
На Фиг.5 проиллюстрированы выборочные этапы приведенного в качестве примера способа 500, выполняемого в терминале доступа в соответствии с вариантом осуществления изобретения, показанным на Фиг.3.
В точке 501 последовательности этапов терминал доступа поддерживает связь с базовой приемопередающей станцией сети радиосвязи в режиме с множеством входов и множеством выходов (MIMO).
На этапе 505 терминал доступа производит оценку различных пространственных физических трактов передачи между множеством передающих антенн базовой приемопередающей станции и множеством приемных антенн терминала.
На этапе 510 терминал доступа определяет или выбирает однобитовый ранг MIMO для прямой линии связи на основании оценок.
На этапе 515 терминал доступа определяет или выбирает трехбитовый идентификатор пространственной характеристики на основании оценок.
На этапе 520 терминал доступа на основании оценок определяет надлежащий режим управления скоростью передачи по прямой линии связи, то есть информацию об DRC.
На этапе 525 терминал доступа вводит информацию об DRC в Q-ветвь своего передатчика.
На этапе 530 терминал доступа вводит однобитовый пространственный ранг и трехбитовую пространственную характеристику в I-ветвь своего передатчика.
На этапе 535 терминал доступа производит передачу в активном временном интервале выходных сигналов Q-ветви и I-ветви, которые являются носителями информации/значений информации об DRC, ранга и пространственной характеристики.
В точке 599 последовательности этапов выполнение способа завершено и терминал доступа готов повторить его для следующего активного временного интервала.
Базовая приемопередающая станция производит прием во временном интервале, в котором была произведена передача терминалом доступа, восстанавливает информацию об DRC из квадратурной составляющей сигнала в принятом временном интервале и восстанавливает информацию о пространственной характеристике и о ранге из синфазной составляющей сигнала в принятом временном интервале. Затем базовая приемопередающая станция устанавливает свою конфигурацию для передачи в режиме с множеством входов и множеством выходов (MIMO) в соответствии с принятой информацией об DRC, SRC и SSC.
На Фиг.6 проиллюстрированы выборочные этапы приведенного в качестве примера способа 600, выполняемого в терминале доступа в соответствии с вариантом осуществления изобретения, показанным на Фиг.4.
В точке 601 последовательности этапов терминал доступа поддерживает связь с базовой приемопередающей станцией сети радиосвязи в режиме с множеством входов и множеством выходов (MIMO).
На этапе 605 терминал доступа производит оценку различных пространственных физических трактов передачи между множеством передающих антенн базовой приемопередающей станции и множеством приемных антенн терминала.
На этапе 610 терминал доступа определяет или выбирает двухбитовый ранг MIMO для прямой линии связи на основании оценок.
На этапе 615 терминал доступа определяет или выбирает четырехбитовый идентификатор пространственной характеристики на основании оценок.
На этапе 620 терминал доступа определяет надлежащий режим DRC на основании оценок.
На этапе 625 терминал доступа вводит информацию об DRC и двухбитовый пространственный ранг в Q-ветвь своего передатчика. Информация об DRC и пространственный ранг защищены различными ортогональными кодами Уолша, вследствие чего базовая приемопередающая станция может выполнять снятие их защиты по отдельности и различать их.
На этапе 630 терминал доступа вводит пространственную характеристику в I-ветвь своего передатчика.
На этапе 635 терминал доступа производит передачу в активном временном интервале выходных сигналов Q-ветви и I-ветви, которые являются носителями информации/значений информации об DRC, ранга и пространственной характеристики.
В точке 699 последовательности этапов выполнение способа завершено и терминал доступа готов повторить его для следующего активного временного интервала.
Базовая приемопередающая станция производит прием во временном интервале, в котором была произведена передача терминалом доступа, восстанавливает информацию о DRC и информацию о ранге (SRC) из квадратурной составляющей сигнала в принятом временном интервале и восстанавливает информацию о пространственных характеристиках (SSC) из синфазной составляющей в принятом временном интервале. Затем базовая приемопередающая станция устанавливает свою конфигурацию для передачи в режиме с множеством входов и множеством выходов (MIMO) в соответствии с принятой информацией о DRC, SRC и SSC.
Следует отметить, что информация о DRC, переданная по Q-ветви, может относиться к одной и той же прямой линии (к одному и тому же или к иному каналу) связи с множеством входов и множеством выходов (MIMO), что и переданная одновременно с ней информация SSC и SRC, или к иной прямой линии (к иному каналу) связи с множеством входов и множеством выходов (MIMO), чем переданная одновременно с ней информация SSC и SRC,.
Несколько слов, описывающих формы сигналов в системе, оптимизированной для передачи данных (DO), и адаптацию системы, оптимизированной для передачи данных (DO), для режима с множеством входов и множеством выходов (MIMO) (или режима с множеством входов и множеством выходов (MIMO) для системы, оптимизированной для передачи данных (DO)), и, в особенности, относительно структуры прямой линии связи с множеством входов и множеством выходов (MIMO), оптимизированной для передачи данных (DO), могут быть полезными для улучшения понимания читателем тем, рассмотренных в этом раскрытии сущности изобретения.
Схема с множеством входов и множеством выходов (MIMO) имеет два режима работы: режим с одним кодовым словом (SCW) и режим с множеством кодовых слов (MCW). В режиме MCW передатчик может выполнять независимое кодирование данных, переданных в каждом пространственном уровне (канал, линия связи), возможно, с различными скоростями. Приемник может использовать алгоритм последовательного подавления помех (SIC), который работает следующим образом. Сначала выполняют декодирование первого уровня, а затем вычитают его вклад из принятого сигнала после повторного кодирования и умножения закодированного первого уровня на "оцененный канал", затем выполняют декодирование второго уровня и так далее с соответствующими изменениями подробностей. Этот подход, основанный на принципе "очистки лука", означает, что для каждого последовательно декодированного уровня наблюдается увеличение отношения сигнал/шум (SNR), и, следовательно, он может обеспечивать поддержку более высоких скоростей передачи. При отсутствии распространения ошибок схема MCW с SIC обеспечивает более высокую пропускную способность.
На Фиг.7 проиллюстрированы выборочные блоки приведенной в качестве примера схемы BTS для режима MCW с множеством входов и множеством выходов (MIMO). В этой схеме для каждого пространственного уровня предусмотрена передача по обратной линии связи одного значения данных о DRC, и используют общий поток сообщений о подтверждении приема, то есть передачу сообщения о подтверждении приема (ACK) не производят до тех пор, пока не будет выполнено декодирование всех уровней.
В схеме для режима SCW передатчик может выполнять кодирование данных, переданных на каждом пространственном уровне с "одинаковыми скоростями передачи данных". В приемнике может быть использована несложная конструкция линейного приемника, например конструкция приемника, основанного на критерии минимальной среднеквадратичной ошибки (MMSE), или приемника с обработкой на нулевой частоте (ZF), или конструкции нелинейных приемников, таких как, например, QRM, для каждого тонального сигнала.
В режиме SCW с множеством входов и множеством выходов (MIMO) одиночный пакет может быть закодирован и послан посредством выбранных передающих антенн или нескольких пространственных диаграмм направленности, которые определяются рангом, сведения о котором переданы терминалом доступа по обратной линии связи. Могут быть использованы одиночный конечный автомат гибридного автоматического запроса на повторную передачу и обратная связь для DRC, как и в системе, оптимизированной для передачи данных (DO), версии B. При использовании режима SCW с множеством входов и множеством выходов (MIMO) и с предварительным кодированием сведения о пространственных характеристиках передают в сеть радиосвязи с использованием заранее заданной книги кодов из единичная матриц. Терминал доступа выбирает предпочтительную диаграмму (предпочтительные диаграммы) направленности антенны для прямой линии связи на основании общих пространственных контрольных сигналов и посылает идентификатор диаграммы направленности антенны в сеть радиосвязи. (Как изложено выше, в этом случае в BTS передают только число, идентифицирующее конкретную пространственную характеристику.) Следует отметить, что предварительное кодирование с рангом, равным 1, представляет собой формирование диаграммы направленности антенны при передаче. Разнесение циклической задержки и выбор антенны могут быть реализованы посредством построения книги кодов. На Фиг.8 проиллюстрированы выборочные блоки приведенной в качестве примера схемы BTS для режима SCW с множеством входов и множеством выходов (MIMO) с предварительным кодированием и мультиплексированием с ортогональным частотным разделением (OFDM).
Как указано выше, OFDM не является необходимым условием для настоящего изобретения. Однако использование OFDM и/или мультиплексирования с частотным разделением на одной несущей (SC-FDM) может оказаться желательным для данных, переданных в сегментах временных интервалов потока информационного обмена. OFDM и SC-FDM разделяют имеющуюся ширину полосы частот на множество ортогональных поднесущих, которые также именуют тональными сигналами, элементами кодированного сигнала и аналогичными терминами. Каждая поднесущая может быть промодулирована данными. В общем случае, передачу модуляционных символов в частотной области осуществляют с использованием OFDM, а во временной области - с использованием SC-FDM. OFDM и SC-FDM имеют определенные желательные характеристики, такие как, например, способность легко бороться с межсимвольными помехами (ISI), вызванными частотно-селективным замиранием. OFDM также может эффективно обеспечивать поддержку режима с множеством входов и множеством выходов (MIMO) и множественного доступа с пространственным разделением SDMA, которые могут быть применены независимо к каждой поднесущей и, таким образом, могут обеспечивать хорошие рабочие характеристики в канале с избирательностью по частоте.
Может оказаться желательным обеспечение поддержки OFDM при сохранении обратной совместимости с системами, оптимизированными для передачи данных (DO), версий 0, A и B. В системе, оптимизированной для передачи данных (DO), сегменты контрольного сигнала и сигналов подуровня управления доступом к среде передачи (MAC) всегда могут быть демодулированы всеми активными терминалами, тогда как сегменты потока информационного обмена могут быть демодулированы только обслуживаемыми терминалами. Следовательно, обратная совместимость может быть достигнута путем сохранения сегментов контрольного сигнала и сигналов подуровня управления доступом к среде передачи (MAC) и путем модифицирования сегментов потока информационного обмена. Данные OFDM могут быть переданы в форме сигнала системы, оптимизированной для передачи данных (DO), путем замены данных CDM в данном сегменте потока информационного обмена длительностью, равной 400 элементарным посылкам сигнала, одним или большим количеством символов OFDM, имеющих общую длительность, равную 400 элементарным посылкам сигнала или меньшую.
На Фиг.9 проиллюстрирована структура временных интервалов, которая обеспечивает поддержку CDM по прямой линии связи, оптимизированной для передачи данных (DO). Временная шкала передачи разделена на временные интервалы. Каждый временной интервал имеет длительность, равную 1,667 миллисекунды (мс), и охватывает собой 2048 элементарных посылок сигнала. Длительность каждой элементарной посылки сигнала равна 813,8 наносекунд (нс) для частоты следования элементарных посылок сигнала, равной 1,2288 миллиона элементарных посылок сигнала в секунду (Mcps). Каждый временной интервал разделен на две идентичные половины временного интервала. Каждая половина временного интервала содержит (1) служебный сегмент, состоящий из сегмента контрольного сигнала, расположенного в центре половины временного интервала, и двух сегментов управления доступом к среде передачи (MAC), расположенных с обеих сторон сегмента контрольного сигнала, и (2) два сегмента потока информационного обмена, расположенные с обеих сторон служебного сегмента. Сегменты потока информационного обмена также могут именовать сегментами канала информационного обмена, сегментами данных, полями данных и аналогичными выражениями. Сегмент контрольного сигнала является носителем контрольного сигнала и имеет длительность, равную 96 элементарным посылкам сигнала. Каждый сегмент MAC является носителем служебных сигналов (например, информации об управлении мощностью в обратном канале (RPC)) и имеет длительность, равную 64 элементарным посылкам сигнала. Каждый сегмент потока информационного обмена является носителем данных информационного обмена (например, данных, предназначенных для одноадресной передачи в конкретные терминалы, данных, предназначенных для широковещательной передачи, и т.д.) и имеет длительность, равную 400 элементарным посылкам сигнала.
Следует отметить, что данные CDM, показанные на Фиг.9, могут быть выборочно заменены символами OFDM, что более подробно описано в заявке на патент США номер 061757 в досье патентного поверенного, имеющей название "Flexible Time-Frequency Multiplexing Structure for Wireless Communication", которая имеет ту же самую дату подачи, что и данная заявка на изобретение; также см. заявку на патент США номер 070022 в досье патентного поверенного, имеющую название "Spatial Pilot Structure for Multi-Antenna Wireless Communication", которая имеет ту же самую дату подачи, что и данная заявка на изобретение. Права на эти заявки на патенты, которые зарегистрированы в досье патентного поверенного под номерами 061757 и 070022, переданы патентообладателю настоящей заявки на изобретение, и эти заявки на патенты включены сюда в явном виде путем ссылки, как если бы они были изложены здесь в полном объеме, включая все чертежи, таблицы и формулу изобретения.
В системе, оптимизированной для передачи данных (DO), версий 0, A и В для данных, которые передают в сегментах потока информационного обмена, используют CDM. Сегмент потока информационного обмена может являться носителем данных CDM для одного или большего количества терминалов, обслуживаемых BTS. Для генерации символов, соответствующих данным, данные информационного обмена для каждого терминала могут быть подвергнуты обработке на основании параметров кодирования и модуляции, определенных посредством информации о канале, переданной по обратной линии связи, которая получена из этого терминала. Для генерации данных CDM для сегмента потока информационного обмена символы, соответствующие данным, для одного или для большего количества терминалов могут быть подвергнуты демультиплексированию и защищены функциями или кодами Уолша. Таким образом, генерацию данных CDM во временной области осуществляют с использованием функции Уолша. Сегмент потока информационного обмена, передаваемого с использованием CDM, представляет собой сегмент потока информационного обмена, являющийся носителем данных CDM.
На Фиг.10 показана структура временных интервалов с одной несущей, которая обеспечивает поддержку OFDM в системе, оптимизированной для передачи данных (DO). Для простоты показана только одна половина временного интервала. Половина временного интервала содержит (1) служебный сегмент, состоящий из сегмента контрольного сигнала длительностью, равной 96 элементарным посылкам сигнала, который расположен в центре половины временного интервала, и двух сегментов MAC длительностью, равной 64 элементарным посылкам сигнала, которые расположены с обеих сторон сегмента контрольного сигнала, и (2) два сегмента потока информационного обмена, которые расположены с обеих сторон служебного сегмента. В общем случае, каждый сегмент потока информационного обмена может являться носителем одного или большего количества символов OFDM. Как показано на Фиг.10, каждый сегмент потока информационного обмена является носителем двух символов OFDM, и каждый символ OFDM имеет длительность, равную 200 элементарным посылкам сигнала, и его передают в одном периоде символа OFDM длительностью 200 элементарных посылок сигнала.
Множественный доступ с пространственным разделением (SDMA) обеспечивает дополнительные размерности. При SDMA обслуживание пространственно разделяемых абонентов (то есть терминалов доступа (AT)) может быть реализовано с использованием одних и тех же физических ресурсов. Каждый пространственно разделяемый AT передает по обратной линии связи коэффициенты формирования диаграммы направленности антенны (согласно заранее заданной книге кодов), которые следует использовать для передач по прямой линии связи, соответствующих прямому каналу связи AT. SDMA подобен режиму MCW, за исключением того, что различным терминалам доступа (AT) могут быть назначены различные пространственные уровни.
Переходя теперь к рассмотрению построения книги кодов для работы в режиме с множеством антенн, в том числе в режиме SDMA и в режиме с множеством входов и множеством выходов (MIMO), может быть обеспечена одновременная поддержка различных режимов в зависимости от качества канала терминала и от типа потока (разрешенного структурой книги кодов). Книга кодов может быть разделена на множество наборов, таких как, например, набор для передачи с предварительным кодированием, набор для передачи в режиме SDMA и наборы для различных диаграмм направленности антенны. AT и сеть радиосвязи могут согласовывать конкретный набор из книги кодов, который следует использовать для прямой линии связи AT, или же этот набор может быть неизменным. Затем может быть использован индекс обратной связи для указания желательного режима для AT.
На Фиг.11 проиллюстрирована структура 400 временных интервалов с несколькими несущими, которая обеспечивает поддержку мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM) в системе, оптимизированной для передачи данных (DO). В системе, оптимизированной для передачи данных (DO), версии B множество сигналов стандарта 1xEV-DO могут быть мультиплексированы в частотной области для получения сигнала системы, оптимизированной для передачи данных (DO), на нескольких несущих, который заполняет заданную выделенную область спектра и который передают посредством первой передающей антенны. Как показано на чертеже Фиг.11, один сигнал, оптимизированный для передачи данных (DO), сконфигурирован как традиционный канал, содержащий сегменты контрольного сигнала и MAC, демодуляция которых может быть осуществлена всеми активными терминалами, тогда как демодуляция сегментов потока информационного обмена может быть осуществлена только обслуживаемыми терминалами. Следовательно, обратная совместимость может быть достигнута путем сохранения сегментов контрольного сигнала и MAC. Также на Фиг.11 показаны три сигнала стандарта 1×EV-DO, сконфигурированные не как каналы прежних версий, передачу которых производят посредством, соответственно, второй, третьей и четвертой передающих антенн и которые не требуют наличия служебных сегментов, поскольку символы OFDM содержат периодические составные контрольные сигналы (специальные пространственные контрольные сигналы), внедренные в поддиапазоны или в тональные сигналы. Другими словами, в качестве специальных контрольных сигналов могут быть использованы некоторые тональные сигналы OFDM. Терминал доступа с множеством входов и множеством выходов (MIMO) может принимать составной контрольный сигнал в символах OFDM и способен производить оценку отклика канала с множеством входов и множеством выходов (MIMO).
На чертежах Фиг.12A-12Г проиллюстрирована приведенная в качестве примера схема передачи контрольных сигналов для многоантенной системы OFDM. Пространственные контрольные тональные сигналы могут быть сформированы по-разному в соответствии с количеством уровней или диаграмм направленности, которые сформированы многоантенной системой OFDM. На Фиг.12A проиллюстрирована одноуровневая передача символов 1-4 OFDM за половину временного интервала. Как показано на чертеже, для каждого символа OFDM (например, для символа OFDM, равного 1), пространственный контрольный тональный сигнал одиночного уровня повторяют, и он занимает один тональный сигнал для каждых 19 тональных сигналов передачи данных. Для символа OFDM из 180 тональных сигналов имелось бы девять одноуровневых пространственных контрольных тональных сигналов. В частности, для символа OFDM, равного 1, и для символа OFDM, равного 3, одноуровневый пространственный контрольный тональный сигнал проиллюстрирован как начинающийся в тональном сигнале "один" и повторяющийся через каждые 20 тональных сигналов; а для символа OFDM, равного 2, и для символа OFDM, равного 4, одноуровневый пространственный контрольный тональный сигнал проиллюстрирован как начинающийся со смещением, равным половине расстояния от соседних символов, в тональном сигнале "одиннадцать" и повторяющийся через каждые 20 тональных сигналов. В соседнем символе OFDM, которым является, например, символ OFDM, равный 2, одноуровневые пространственные контрольные тональные сигналы могут быть смещены относительно одноуровневых пространственных контрольных тональных сигналов, соответствующих соседнему символу. Также следует отметить, что один символ OFDM может усиливать смещенное положение одноуровневого пространственного контрольного тонального сигнала соседнего символа OFDM для дополнительного определения характеристик канала, не полагаясь на дополнительные специальные пространственные контрольные тональные сигналы.
На Фиг.12Б проиллюстрирована двухуровневая передача символов 1-4 OFDM за половину временного интервала. Как показано на чертеже, для каждого символа OFDM, например для символа OFDM, равного 1, пространственный контрольный тональный сигнал первого уровня повторяют, и он занимает один тональный сигнал для каждых 19 тональных сигналов передачи данных; а пространственный тональный сигнал второго уровня является смещенным относительно первого, и его также повторяют, и он занимает один тональный сигнал для каждых 19 тональных сигналов передачи данных. Для символа OFDM из 180 тональных сигналов имелось бы 18 пространственных контрольных тональных сигналов первого уровня и второго уровня. В частности, для символа OFDM, равного 1, и для символа OFDM, равного 3, первого уровня и второго уровня пространственные контрольные тональные сигналы проиллюстрированы как начинающиеся в тональном сигнале "один" и повторяющиеся через каждые 10 тональных сигналов, а для символа OFDM, равного 2, и для символа OFDM, равного 4, первого уровня и второго уровня пространственные контрольные тональные сигналы проиллюстрированы как начинающиеся со смещением, равным половине расстояния от соседних символов, в тональном сигнале "одиннадцать" и повторяющиеся через каждые 10 тональных сигналов. Соответственно, для двухуровневой передачи издержки на передачу служебных сигналов в полосе частот для обеспечения поддержки пространственных контрольных тональных сигналов первого уровня и второго уровня составляют один к десяти или 10 процентов на каждый символ OFDM.
На Фиг.12В проиллюстрирована трехуровневая передача символов 1-4 OFDM за половину временного интервала. Как показано на чертеже, для каждого символа OFDM пространственный контрольный тональный сигнал первого уровня повторяют, и он занимает один тональный сигнал для каждых 29 тональных сигналов передачи данных, пространственный контрольный тональный сигнал второго уровня повторяют, и он занимает один тональный сигнал для каждых 29 тональных сигналов передачи данных, и пространственный контрольный тональный сигнал третьего уровня повторяют, и он занимает один тональный сигнал для каждых 29 тональных сигналов передачи данных. Пространственные контрольные тональные сигналы первого уровня, второго уровня и третьего уровня расположены в шахматном порядке вдоль символов 1-4 OFDM и повторяются таким образом, что пространственные контрольные тональные сигналы первого уровня, второго уровня и третьего уровня повторяются через каждые 10 тональных сигналов и занимают один тональный сигнал для каждых девяти тональных сигналов передачи данных. Для символа OFDM из 180 тональных сигналов имелось бы 18 пространственных контрольных тональных сигналов первого уровня, второго уровня и третьего уровня. Соответственно, для трехуровневой передачи издержки на передачу служебных сигналов в полосе частот для обеспечения поддержки пространственных контрольных тональных сигналов первого уровня, второго уровня и третьего уровня составляют один к десяти или 10 процентов на каждый символ OFDM.
На Фиг.12Г проиллюстрирована четырехуровневая передача символов 1-4 OFDM за половину временного интервала. Как показано на чертеже, для каждого символа OFDM пространственный контрольный тональный сигнал первого уровня повторяют, и он занимает один тональный сигнал для каждых 19 тональных сигналов передачи данных, пространственный контрольный тональный сигнал второго уровня повторяют, и он занимает один тональный сигнал для каждых 19 тональных сигналов передачи данных, пространственный контрольный тональный сигнал третьего уровня повторяют, и он занимает один тональный сигнал для каждых 19 тональных сигналов передачи данных, и пространственный контрольный тональный сигнал четвертого уровня повторяют, и он занимает один тональный сигнал для каждых 19 тональных сигналов передачи данных. Пространственные контрольные тональные сигналы первого уровня, второго уровня, третьего уровня и четвертого уровня расположены в шахматном порядке вдоль символов 1-4 OFDM и повторяются таким образом, что пространственные контрольные тональные сигналы первого уровня, второго уровня, третьего уровня и четвертого уровня повторяются через каждые пять тональных сигналов и занимают один тональный сигнал для каждых четырех тональных сигналов передачи данных. Для символа OFDM из 180 тональных сигналов имелось бы 36 пространственных контрольных тональных сигналов первого уровня, второго уровня, третьего уровня и четвертого уровня. Соответственно, для четырехуровневой передачи издержки на передачу служебных сигналов в полосе частот для обеспечения поддержки пространственных контрольных тональных сигналов первого уровня, второго уровня, третьего уровня и четвертого уровня составляют один к пяти или 20 процентов на каждый символ OFDM.
Поскольку передачу пространственных контрольных тональных сигналов различного уровня производят в различных наборах поддиапазонов передачи контрольных сигналов в различные периоды символа, то эта схема расположения контрольных сигналов в шахматном порядке позволяет приемникам системы с множеством входов и множеством выходов (MIMO) получать результаты наблюдений контрольных сигналов для большего количества поддиапазонов, чем их индивидуальные поддиапазоны, без увеличения количества поддиапазонов, используемых для передачи контрольных сигналов, в любом периоде символа. Для всех схем передачи контрольных сигналов приемники системы с множеством входов и множеством выходов (MIMO) могут производить оценки частотных характеристик канала на основании принятых ими символов и с использованием различных способов оценки параметров канала.
Для специалистов в данной области техники понятно следующее: несмотря на то что этапы способа в раскрытом здесь изобретении были описаны как последовательные, некоторые из этих этапов могут быть выполнены отдельными элементами совместно или параллельно, асинхронно или синхронно, конвейерным или иным способом. Отсутствуют какие-либо конкретные требования к выполнению этапов в том же самом порядке, в котором они перечислены в этом описании, за исключением тех случаев, когда это указано в явном виде или же становится ясным из контекста или когда это является неотъемлемым требованием. Однако следует отметить, что в выбранных вариантах этапы выполняют в фактически описанном порядке. Кроме того, не каждый проиллюстрированный или описанный этап может быть необходимым в каждом варианте осуществления изобретения/варианте согласно изобретению, в то время как в некоторых вариантах осуществления изобретения/вариантах согласно изобретению некоторые этапы, которые не были специально проиллюстрированы или описаны, могут быть желательными или необходимыми.
Для специалистов в данной области техники также понятно, что информация и сигналы могут быть представлены с использованием любой из множества различных технологий и любого из множества различных способов. Например, данные, инструкции, команды, информация, сигналы, биты, символы и элементарные посылки сигнала, на которые может быть сделана ссылка в любом месте приведенного выше описания, могут быть представлены посредством напряжений, токов, электромагнитных волн, магнитных полей или частиц, оптических полей или частиц либо посредством любой их комбинации.
Кроме того, для специалистов в данной области техники понятно, что различные логические блоки, модули, схемы и этапы алгоритмов, приведенные в иллюстративных целях и описанные применительно к раскрытым здесь вариантам осуществления изобретения, могут быть реализованы в виде электронных аппаратных средств, компьютерных программ или в виде их комбинаций. Для того чтобы ясно показать эту взаимозаменяемость аппаратных средств и программного обеспечения, различные иллюстративные компоненты, блоки, модули, схемы и этапы были описаны выше, как правило, с точки зрения их функциональных возможностей. То, каким образом реализованы такие функциональные возможности: аппаратными средствами, посредством программного обеспечения или посредством комбинации аппаратных средств и программного обеспечения, зависит от конкретного применения и конструктивных ограничений, наложенных на всю систему. Специалисты в данной области техники могут реализовать вышеописанные функциональные возможности различными способами для каждого конкретного варианта применения, но такие решения относительно варианта реализации не следует истолковывать как приводящие к выходу за пределы объема патентных притязаний настоящего изобретения.
На Фиг.13 проиллюстрированы выборочные блоки передатчика прямой линии связи в варианте с четырьмя антеннами, с OFDM и с многократным использованием существующей в настоящее время архитектуры, оптимизированной для передачи данных (DO) (версия A и услуги усовершенствованной широковещательной и многоадресной передачи) для системы, оптимизированной для передачи данных (DO), со сверхвысокой скоростью передачи данных (UHDR). Следует отметить, что канал передачи, показанный вверху (антенна 1), содержит блоки для вставки пакетов контрольного сигнала и MAC для обеспечения совместимости с терминалами доступа прежних версий.
Различные иллюстративные логические блоки, модули и схемы, описанные применительно к раскрытым здесь вариантам осуществления изобретения, могут быть реализованы или выполнены с использованием универсального процессора, устройства цифровой обработки сигналов (DSP), специализированной интегральной микросхемы (ASIC), программируемой пользователем вентильной матрицы (FPGA) или иного программируемого логического устройства, логического элемента на дискретных компонентах или транзисторных логических схем, дискретных аппаратных компонентов или любой комбинации этих устройств, предназначенных для выполнения описанных здесь функций. Универсальным процессором может являться микропроцессор, но в альтернативном варианте, процессором может являться любой обычный процессор, контроллер, микроконтроллер или конечный автомат. Устройство обработки также может быть реализовано в виде комбинации вычислительных устройств, например в виде комбинации устройства цифровой обработки сигналов (DSP) и микропроцессора, множества микропроцессоров, одного или большего количества микропроцессоров вместе с ядром, которым является устройство цифровой обработки сигналов (DSP), или в виде любой другой подобной конфигурации.
Этапы способа или алгоритма, описанные применительно к раскрытым здесь вариантам осуществления изобретения, могут быть реализованы непосредственно аппаратными средствами, в виде программного модуля, исполняемого процессором, или в виде их комбинации. Программный модуль может находиться в оперативном запоминающем устройстве, ОЗУ (RAM), во флэш-памяти, в постоянном запоминающем устройстве, ПЗУ (ROM), в стираемом программируемом постоянном запоминающем устройстве, СППЗУ (EPROM), в электрически стираемом программируемом постоянном запоминающем устройстве, ЭСППЗУ (EEPROM), в регистрах, на жестком диске, на съемном диске, в постоянном запоминающем устройстве на компакт-диске (CD-ROM) или на носителе информации любого иного известного типа. Приведенный в качестве примера носитель информации соединен с процессором таким образом, что процессор может считывать информацию из носителя информации и записывать информацию на носитель информации. В альтернативном варианте носитель информации может быть объединен с процессором. Процессор и носитель информации могут находиться в специализированной интегральной схеме (ASIC). Специализированная интегральная схема (ASIC) может находиться в терминале доступа. В альтернативном варианте процессор и носитель информации могут находиться в терминале доступа в виде дискретных компонентов.
Вышеизложенное описание раскрытых вариантов осуществления изобретения приведено для того, чтобы предоставить любому специалисту в данной области техники возможность реализовать или использовать настоящее изобретение. Для специалистов в данной области техники очевидно, что существуют различные видоизменения этих вариантов осуществления изобретения и что описанные здесь основополагающие принципы могут быть применены для других вариантов осуществления изобретения не выходя за пределы сущности или объема изобретения. Таким образом, подразумевают, что настоящее изобретение не ограничено продемонстрированными здесь вариантами его осуществления, а ему следует предоставить самый широкий объем патентных притязаний, соответствующий раскрытым здесь принципам и элементам новизны.