ПЕРЕДАЧА КОНТРОЛЬНЫХ СИГНАЛОВ ДЛЯ СИСТЕМЫ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ С ОРТОГОНАЛЬНЫМ ЧАСТОТНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ
TRANSFER OF CONTROL SIGNALS FOR SYSTEM OF WIRELESS COMMUNICATION WITH ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION

Область техники, к которой относится изобретение
I.
Настоящий документ относится, в общем случае, к области техники беспроводной связи и, помимо прочего, к передаче контрольной информации в системе беспроводной связи с ортогональным частотным разделением.
Известный уровень техники
II.
N
N
N
N
N
В системе множественного доступа с ортогонально-частотным разделением, МДОЧР (OFDMA), используют мультиплексирование с ортогональным частотным разделением, МОЧР (OFDM). Мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (МОЧР) представляет собой способ модуляции на нескольких несущих, в котором полную ширину полосы частот системы делят на множество () ортогональных частотных поднесущих. Эти поднесущие могут также именоваться тонами, элементами дискретизации и частотными каналами. Каждая поднесущая может быть промодулирована данными. На поднесущих, общее количество которых равно , может быть передано до  модуляционных символов в каждом периоде символа МОЧР. Преобразование этих модуляционных символов во временную область осуществляют способом быстрого обратного преобразования Фурье, БОПФ (IFFT), по  точкам, осуществляя генерацию преобразованного символа, содержащего  элементарных посылок или выборок сигнала во временной области.
В системе связи со скачкообразной перестройкой частоты данные передают на различных частотных поднесущих в различные промежутки времени, которые могут именоваться "периодами скачкообразной перестройки". Эти частотные поднесущие могут быть созданы способом мультиплексирования с ортогональным частотным разделением, другими способами модуляции на нескольких несущих или некоторыми иными способами. При скачкообразной перестройке частоты передачу данных осуществляют путем псевдослучайных перескоков с одной поднесущей на другую поднесущую. Эта скачкообразная перестройка обеспечивает частотное разнесение и возможность лучше противостоять вредным воздействиям в тракте передачи, таким как, например, узкополосные помехи, взаимные помехи при приеме, замирание и т.д., при передаче данных.
Система МДОЧР (OFDMA) может обеспечивать одновременное обслуживание множества подвижных станций. Для системы МДОЧР со скачкообразной перестройкой частоты передача данных для заданной подвижной станции может производиться по каналу "информационного обмена", связанному с конкретной последовательностью скачкообразной перестройки частоты, СПЧ (FH). Эта последовательность СПЧ указывает конкретную поднесущую, которую следует использовать для передачи данных в каждом периоде скачкообразной перестройки. Может производиться одновременная передача множества передаваемых данных для множества подвижных станций по множеству каналов информационного обмена, связанных с различными последовательностями СПЧ. Эти последовательности СПЧ могут быть заданы как являющиеся ортогональными друг к другу, поэтому в каждом периоде скачкообразной перестройки каждая поднесущая используется только одним каналом информационного обмена и, следовательно, только для одной передачи данных. За счет использования ортогональных последовательностей СПЧ множественные передачи данных обычно не создают взаимных помех вследствие использования преимуществ частотного разнесения.
Для восстановления данных, переданных по каналу беспроводной связи, обычно необходима точная оценка параметров канала беспроводной связи между передатчиком и приемником. Оценку параметров канала обычно производят путем передачи контрольного сигнала из передатчика и измерения контрольного сигнала в приемнике. Контрольный сигнал состоит из контрольных символов, которые являются априорно известными как для передатчика, так и для приемника. Таким образом, приемник может оценить отклик канала на основании принятых символов и известных символов.
Часть каждой передачи из любой конкретной подвижной станции в базовую станцию часто именуют передачей по " обратной линии связи", которая в течение периода скачкообразной перестройки выделена для передачи контрольных символов. Как правило, количество контрольных символов определяет качество оценки параметров канала и, следовательно, характеристики, связанные с частотой появления ошибок в пакетах. Однако использование контрольных символов вызывает снижение эффективной скорости передачи данных, которая может быть достигнута. Таким образом, чем большей является ширина полосы частот, выделенная для контрольной информации, тем меньшая ширина полосы частот становится доступной для передачи данных.
Одним из типов системы множественного доступа с ортогонально-частотным разделением со скачкообразной перестройкой частоты, МДОЧР-СПЧ (FH-OFDMA), является система с блочной скачкообразной перестройкой, в которой множеству подвижных станций выделены смежные группы частот и периодов символа. В такой системе важным является обеспечение надежного приема контрольной информации из подвижной станции при одновременном уменьшении ширины полосы частот, выделенной для контрольной информации, поскольку блок имеет ограниченное количество символов и тонов, которые могут быть использованы для передачи как контрольного сигнала, так и данных.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном из вариантов осуществления изобретения для контрольных символов, передаваемых из подвижной станции или базовой станции, создают комбинации контрольных символов. Наличие такой комбинации обеспечивает возможность улучшенного приема и демодуляции переданных контрольных символов.
В дополнительных вариантах осуществления изобретения предложены схемы для улучшения способности мультиплексирования контрольных символов без помех и/или смещений от различных подвижных станций в одном и том же секторе базовой станции на тех же самых частотах и в тех же самых временных интервалах в системе МОЧР.
В других вариантах осуществления изобретения предложены схемы для уменьшения смещения или помех для контрольных символов, переданных из различных подвижных станций в соседних ячейках сотовой связи на одних и тех же частотах и в одних и тех же временных интервалах в системе МОЧР.
В других вариантах осуществления изобретения предложены способы изменения комбинаций контрольных символов. Кроме того, в других дополнительных вариантах осуществления изобретения предложены способы генерации контрольных символов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Признаки, сущность и преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения могут стать более очевидными из приведенного ниже подробного описания при его рассмотрении совместно с чертежами, на которых одинаковыми номерами позиций на разных чертежах обозначены соответственно одинаковые блоки и на которых изображено следующее:
на Фиг. 1 проиллюстрирована система беспроводной связи множественного доступа согласно одному из вариантов осуществления изобретения;
на Фиг. 2 проиллюстрирована схема распределения спектра частот для системы беспроводной связи множественного доступа согласно одному из вариантов осуществления изобретения;
на Фиг. 3A проиллюстрированы блок-схемы присвоения контрольных символов согласно одному из вариантов осуществления изобретения;
на Фиг. 3В проиллюстрированы блок-схемы присвоения контрольных символов согласно другому варианту осуществления изобретения;
на Фиг. 4A проиллюстрирована схема скремблирования контрольных символов согласно одному из вариантов осуществления изобретения;
на Фиг. 4В проиллюстрирована схема скремблирования контрольных символов согласно другому варианту осуществления изобретения;
на Фиг. 5 проиллюстрирована базовая станция с множеством секторов в системе беспроводной связи множественного доступа согласно одному из вариантов осуществления изобретения;
на Фиг. 6 проиллюстрирована система беспроводной связи множественного доступа согласно другому варианту осуществления изобретения;
на Фиг. 7 проиллюстрирована блок-схема варианта осуществления системы передатчика и системы приемника в системе беспроводной связи множественного доступа с множеством входов и множеством выходов;
на Фиг. 8 проиллюстрирована схема последовательности операций способа генерации контрольных символов согласно одному из вариантов осуществления изобретения; и
на Фиг. 9 проиллюстрирована схема последовательности операций способа изменения комбинаций контрольных символов согласно одному из вариантов осуществления изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
На Фиг. 1 проиллюстрирована система беспроводной связи множественного доступа согласно одному из вариантов осуществления изобретения. Базовая станция 100 содержит группы 102, 104 и 106 из множества антенн, каждая из которых содержит одну или большее количество антенн. На Фиг. 1 показана только одна антенна для каждой группы 102, 104 и 106 антенн, однако для каждой группы антенн, которая соответствует сектору базовой станции 100, может быть использовано множество антенн. Подвижная станция 108 поддерживает связь с антенной 104, при этом антенна 104 передает информацию в подвижную станцию 108 по прямой линии 114 связи и принимает информацию из подвижной станции 108 по обратной линии 112 связи. Подвижная станция 110 поддерживает связь с антенной 106, при этом антенна 106 передает информацию в подвижную станцию 110 по прямой линии 118 связи и принимает информацию из подвижной станции 110 по обратной линии 116 связи.
Каждую группу 102, 104 и 106 антенн и/или область, в которой они, как запланировано, обеспечивают связь, часто именуют сектором базовой станции. В этом варианте осуществления изобретения каждая из групп 102, 104 и 106 антенн выполнена таким образом, что обеспечивает связь с подвижными станциями, находящимися в секторе, соответственно в секторах 120, 122 и 124 зон, обслуживаемых базовой станцией 100.
Базовой станцией может являться стационарная станция, используемая для обеспечения связи с оконечными устройствами, и также может именоваться точкой доступа, узлом B (Node B) или каким-либо иным термином. Подвижная станция также может именоваться подвижной станцией, абонентской аппаратурой, АА (UE), устройством беспроводной связи, оконечным устройством, терминалом доступа или каким-либо иным термином.
На Фиг. 2 проиллюстрирована схема распределения спектра частот для системы беспроводной связи множественного доступа. Множество символов 200 мультиплексирования с ортогональным частотным разделением, МОЧР (OFDM), распределено по T периодам символа и по S частотным поднесущим. Каждый символ 200 МОЧР содержит один период символа из T периодов символа и тон или частотную поднесущую из S поднесущих.
В системе МОЧР со скачкообразной перестройкой частоты конкретной подвижной станции может быть выделен один или большее количество символов 200. В одном из вариантов осуществления изобретения схемы распределения, который показан на Фиг. 2, группе подвижных станций для обеспечения связи по обратной линии связи выделена одна или большее количество областей скачкообразной перестройки для символов, например область 202 скачкообразной перестройки. В каждой области скачкообразной перестройки распределение символов может быть выполнено по случайному закону для уменьшения потенциально возможных помех и для обеспечения частотного разнесения, противодействующего вредным воздействиям на тракт передачи.
Каждая область 202 скачкообразной перестройки содержит символы 204, выделенные одной или большему количеству подвижных станций, которые поддерживают связь с сектором базовой станции, и выделенные для области скачкообразной перестройки. В других вариантах осуществления изобретения каждая область скачкообразной перестройки предоставляется одной или большему количеству подвижных станций. В течение каждого периода скачкообразной перестройки, или кадра, местоположение области 202 скачкообразной перестройки в пределах T периодов символа и на S поднесущих изменяется в соответствии с последовательностью скачкообразной перестройки. Кроме того, распределение символов 204 для отдельных подвижных станций в пределах области 202 скачкообразной перестройки может изменяться для каждого периода скачкообразной перестройки.
Последовательность скачкообразной перестройки может обеспечивать выбор местоположения области 202 скачкообразной перестройки для каждого периода скачкообразной перестройки, производимый псевдослучайным образом, по случайному закону или согласно заранее заданной последовательности. Последовательности скачкообразной перестройки для различных секторов одной и той же базовой станции созданы таким образом, что являются взаимно ортогональными, во избежание "внутриячеечных" помех между подвижными станциями, поддерживающими связь с одной и той же базовой станцией. Кроме того, последовательности скачкообразной перестройки для каждой базовой станции могут быть псевдослучайными относительно последовательностей скачкообразной перестройки для соседних базовых станций. Это может помочь в рандомизации "межъячеечных" помех между подвижными станциями, поддерживающими связь с различными базовыми станциями.
В случае передачи информации по обратной линии связи некоторые из символов 204 из области 202 скачкообразной перестройки выделены для контрольных символов, которые передают из подвижных станций в базовую станцию. Процедура распределения контрольных символов для символов 204 предпочтительно должна обеспечивать поддержку множественного доступа с пространственным разделением, МДПР (SDMA), при котором сигналы от различных подвижных станций, накладывающиеся друг на друга в той же самой области скачкообразной перестройки, могут быть разделены вследствие наличия множества приемных антенн в секторе или в базовой станции при условии достаточного различия пространственных характеристик, соответствующих различным подвижным станциям. Для более точного извлечения и более точной демодуляции сигналов различных подвижных станций необходимо обеспечить точную оценку параметров соответствующих обратных каналов связи. Следовательно, может оказаться желательным, чтобы контрольные символы, передаваемые по обратной линии связи, позволяли различать характеристики контрольных сигналов от различных подвижных станций в каждой приемной антенне в секторе, чтобы впоследствии применить многоантенную обработку для контрольных символов, принятых из различных подвижных станций.
Блочная скачкообразная перестройка частоты может быть использована как для прямой линии связи, так и для обратной линии связи, или только для обратной линии связи, в зависимости от системы. Следует отметить следующее: несмотря на то, что на Фиг. 2 область 200 скачкообразной перестройки изображена имеющей длину, равную семи периодам символа, область 200 скачкообразной перестройки может иметь длину, равную любой желательной величине, ее размер может изменяться между периодами скачкообразной перестройки или между различными областями скачкообразной перестройки в конкретном периоде скачкообразной перестройки.
Хотя вариант осуществления изобретения, показанный на Фиг. 2, описан применительно к использованию блочной скачкообразной перестройки, местоположение блока не обязательно должно изменяться между последовательными периодами скачкообразной перестройки или вообще не должно изменяться.
N
N
S
T
На Фиг. 3A и Фиг. 3В проиллюстрированы блок-схемы распределения контрольных символов согласно нескольким вариантам осуществления изобретения. Области 300 и 320 скачкообразной перестройки определяются T периодами символа и S поднесущими или тонами. Область 300 скачкообразной перестройки содержит контрольные символы 302, а область 320 скачкообразной перестройки содержит контрольные символы 322, при этом остальные периоды символов и комбинации тонов являются доступными для символов данных и других символов. В одном из вариантов осуществления изобретения места расположения контрольных символов для каждой из областей скачкообразной перестройки, то есть группа из  смежных тонов по  последовательным символам МОЧР, должны иметь тоны контрольных символов, расположенные близко к краям области скачкообразной перестройки. Это обычно обусловлено тем, что типичные каналы в областях применения, связанных с беспроводной связью, представляют собой относительно медленные функции от времени и частоты, поэтому приближение первого порядка для канала, например первый порядок разложения в ряд Тейлора, по области скачкообразной перестройки по времени и частоте предоставляет информацию о состоянии канала, которая является достаточной для оценки параметров канала для конкретной подвижной станции. По существу, для надлежащего приема и надлежащей демодуляции символов, полученных из подвижных станций, предпочтительным вариантом является оценка пары параметров канала, а именно постоянной составляющей канала, то есть члена нулевого порядка из разложения канала в ряд Тейлора по времени и по диапазону частот канала, и линейной составляющей, то есть члена первого порядка из разложения канала в ряд Тейлора по времени и по диапазону частот канала. Обычно точность оценки постоянной составляющей не зависит от расположения контрольного символа. Точность оценки линейной составляющей предпочтительно обеспечивают, как правило, посредством контрольных тонов, расположенных на краях области скачкообразной перестройки.
Контрольные символы 302 и 322 расположены в смежных кластерах 304, 306, 308 и 310 (Фиг. 3A) и 324, 326, 328 и 330 (Фиг. 3В) контрольных символов. В одном из вариантов осуществления изобретения каждый кластер 304, 306, 308 и 310 (Фиг. 3A) и 324, 326, 328 и 330 (Фиг. 3В) в области скачкообразной перестройки имеет фиксированное количество, а часто - одинаковое количество контрольных символов в заданной области скачкообразной перестройки. В одном из вариантов осуществления изобретения при использовании кластеров 304, 306, 308 и 310 (Фиг. 3A) и 324, 326, 328 и 330 (Фиг. 3В) смежных контрольных символов может учитываться влияние помех от множества абонентов, вызванных помехами между несущими, которые являются следствием большого доплеровского сдвига и/или больших разбросов значений задержки символов. Кроме того, если прием контрольных символов от подвижных станций, запланированных для той же самой области скачкообразной перестройки, производят с существенно различными уровнями мощности, то сигналы более сильной подвижной станции могут создавать помехи значительной величины для более слабой подвижной станции. Величина помех является более высокой на краях, например на поднесущей 1 и на поднесущей S, области скачкообразной перестройки, а также на краю символов МОЧР, например, в периодах 1 и T символа, когда избыточный разброс значений задержки вызывает утечку, то есть, когда становится существенной та часть энергии канала, которая сконцентрирована в ответвлениях, превышающих циклический префикс символов МОЧР. Следовательно, если контрольные символы расположены исключительно на краях области скачкообразной перестройки, то может произойти ухудшение точности оценки параметров канала и смещение в оценке помех. Следовательно, как изображено на Фиг. 3A и Фиг. 3В, контрольные символы расположены близко к краям области скачкообразной перестройки, однако не допускают ситуации, когда все контрольные символы находятся на краях области скачкообразной перестройки.
На Фиг. 3A область 300 скачкообразной перестройки включает в себя контрольные символы 302. В случае каналов с явно выраженной избирательностью по частоте, а не избирательностью по времени, контрольные символы 302 расположены в смежных кластерах 304, 306, 308 и 310 контрольных символов, причем каждый кластер 304, 306, 308 и 310 контрольных символов охватывает множество периодов символа и один частотный тон. Частотный тон предпочтительно выбирают таким образом, чтобы он был близким к краям диапазона частот области 300 скачкообразной перестройки, однако чтобы он не находился точно на краю. В варианте осуществления изобретения, показанном на Фиг. 3A, ни один из контрольных символов 302 из конкретного кластера не находится на крайних частотных тонах, и в каждом кластере на краю периода символа может находиться только контрольный символ.
Одним из логических обоснований "горизонтальной" формы смежных кластеров контрольных символов, которыми являются контрольные символы 302, является то, что для каналов с более высокой избирательностью по частоте компонента первого порядка (линейная компонента) может быть более сильной в частотной области, чем во временной области.
Следует отметить, что в варианте осуществления изобретения, показанном на Фиг. 3A, один или большее количество контрольных символов в каждом кластере могут иметь иной тон, чем один или большее количество контрольных символов в другом кластере. Например, кластер 304 может иметь тон S, а кластер 306 может иметь тон S-1.
Согласно Фиг. 3В, в случае наличия каналов с явной избирательностью по времени, а не с избирательностью по частоте, контрольные символы 322 расположены в кластерах 324, 326, 328 и 330 из смежных контрольных символов, каждый из которых охватывает множество частотных тонов, но имеет один и тот же период символа в области 320 скачкообразной перестройки. Так как могут иметься контрольные символы 322, расположенные на краях области 320 скачкообразной перестройки, то символы МОЧР, расположенные на краях области 320 скачкообразной перестройки, то есть те символы МОЧР, которые имеют максимальный тон, например тон S, или минимальный тон, например тон 1, диапазона частот, определяющего S поднесущих, могут быть включены в состав контрольных символов в качестве их части. Однако в варианте осуществления изобретения, показанном на Фиг. 3В, поднесущая максимальной или минимальной частоты может быть выделена только одному контрольному символу в каждом кластере.
В варианте осуществления изобретения, изображенном на Фиг. 3В, канал с более высокой избирательностью по времени может иметь типичную структуру, которая может быть получена путем поворота структуры, выбранной для каналов с более высокой избирательностью по частоте (Фиг. 3A) на 90°.
Следует отметить, что в варианте осуществления изобретения, показанном на Фиг. 3В, один или большее количество контрольных символов в каждом кластере могут быть выделены для иного периода символа, чем один или большее количество контрольных символов в другом кластере. Например, кластер 324 может быть в ином периоде T символа, чем кластер 326.
Кроме того, в вариантах осуществления изобретения, изображенных на Фиг. 3A и Фиг. 3В, комбинации контрольных символов выполнены таким образом, что кластеры 304, 306, 308 и 310 (Фиг. 3A) и 324, 326, 328 и 330 (Фиг. 3В) предпочтительно являются симметричными относительно центра области скачкообразной перестройки. Симметрия кластеров относительно центра области скачкообразной перестройки может обеспечивать улучшенную одновременную оценку параметров канала относительно временных и частотных характеристик канала.
Хотя на Фиг. 3A и Фиг. 3В в каждой области скачкообразной перестройки изображены четыре кластера контрольных символов, может быть использовано меньшее или большее количество кластеров в каждой области скачкообразной перестройки. Кроме того, количество контрольных символов в каждом кластере контрольных символов также может быть различным. Общее количество контрольных символов и кластеров контрольных символов является функцией количества контрольных символов, требуемых базовой станцией для успешной демодуляции символов данных, принятых по линии обратной связи, и для оценки параметров канала между базовой станцией и подвижной станцией. К тому же, каждый кластер не обязательно должен иметь одинаковое количество контрольных символов. В одном из вариантов осуществления изобретения количество подвижных станций, мультиплексирование сигналов которых может быть произведено посредством одной области скачкообразной перестройки, может быть равным количеству контрольных символов в области скачкообразной перестройки.
Кроме того, хотя на Фиг. 3A и Фиг. 3В изображены кластеры контрольных символов, предназначенные для обоих типов каналов: каналов, имеющих избирательность по частоте, или каналов, имеющих избирательность по времени, комбинация контрольных символов может быть такой, что в одной и той же комбинации контрольных символов имеются кластеры для каналов с избирательностью по частоте, а также кластеры для каналов с избирательностью по времени, например, некоторые кластеры расположены в виде структуры кластеров 304, 306, 308 или 310, а некоторые кластеры расположены в виде структуры кластеров 324, 326, 328 или 330.
В некоторых вариантах осуществления изобретения выбранная для использования комбинация контрольных символов может быть основана на условиях, для которых оптимизирован канал. Например, для каналов, в которых может происходить перемещение подвижных станций с высокой скоростью, например подвижных станций, расположенных в транспортных средствах, предпочтительной может являться комбинация контрольных символов с избирательностью по времени, в то время как для перемещения подвижной станции с малой скоростью, например, для пешеходов, может быть использована комбинация контрольных символов с избирательностью по частоте. В другом варианте осуществления изобретения комбинация контрольных символов может быть выбрана на основании состояния канала, определение которого произведено после заранее заданного количества периодов скачкообразной перестройки.
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
1,q
2,q
3,q
4,q
5,q
6,q
7,q
8,q
9,q
10,q
11,q
12,q
На Фиг. 4A и Фиг. 4В проиллюстрированы схемы распределения контрольных символов согласно другим вариантам осуществления изобретения. Как показано на Фиг. 4A, область 400 скачкообразной перестройки содержит контрольные символы ,  и , расположенные в кластере 402; ,  и , расположенные в кластере 404; ,  и , расположенные в кластере 406; и ,  и , расположенные в кластере 408. В одном из вариантов осуществления изобретения для улучшения пространственного разнесения в областях скачкообразной перестройки, когда множество подвижных станций создает перекрывающиеся контрольные символы, мультиплексирование контрольных символов от различных подвижных станций по тому же самому периоду символа МОЧР и тону должно быть выполнено таким образом, чтобы контрольные символы являлись, по существу, ортогональными при их приеме в антеннах кластера базовой станции.
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
1,q
2,q
3,q
4,q
5,q
6,q
7,q
8,q
9,q
10,q
11,q
12,q
На Фиг. 4A в области 400 скачкообразной перестройки каждый из контрольных символов , , , , , , , , , ,  и  выделен множеству подвижных станций, то есть каждый период символа содержит множество контрольных символов от нескольких различных подвижных станций. Генерацию и передачу каждого из контрольных символов в кластере контрольных символов, например в кластере 402, 404, 406 и 408, осуществляют таким образом, чтобы приемник контрольных символов в кластере, например базовая станция, мог принимать их так, чтобы они являлись ортогональными относительно контрольных символов от каждой другой подвижной станции в том же самом кластере. Это может быть выполнено путем применения заранее заданного сдвига фазы, например скалярной функции для умножения на нее, каждой из выборок, из которых составлены контрольные символы, переданные каждой из подвижных станций. Для обеспечения ортогональности скалярные произведения, отображающие последовательность скалярных функций в каждом кластере для каждой подвижной станции, могут быть равными нулю.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления изобретения предпочтительно, чтобы контрольные символы каждого кластера являлись ортогональными к контрольным символам каждого другого кластера из области скачкообразной перестройки. Это может быть обеспечено тем же самым способом, которым обеспечивают ортогональность для контрольных символов в пределах каждого кластера от иной подвижной станции, путем использования иной последовательности скалярных функций для контрольных символов каждой подвижной станции в каждом кластере контрольных символов. Математическое определение ортогональности может быть сделано путем выбора последовательности произведений вектора на скаляр для каждого из контрольных символов для конкретного кластера для конкретной подвижной станции, вектор которой является ортогональным, например произведение вектора на скаляр равно нулю, относительно вектора, отображающего последовательность произведений вектора на скаляр, используемых для контрольных символов других подвижных станций во всех кластерах и той же самой подвижной станции в других кластерах.
В одном из вариантов осуществления изобретения, в котором обеспечена ортогональность контрольных символов по каждому из кластеров, количество подвижных станций, поддержка которых может быть обеспечена, равно количеству контрольных символов, имеющихся в каждом кластере контрольных символов.
q
Q
q
Q
N
N
N
P
P
P
В вариантах осуществления изобретения, показанных на Фиг. 4A и Фиг. 4В, абонент номер  из  абонентов, сигналы которых перекрываются, 1≤≤, использует последовательность S, размер которой равен , где  - общее количество тонов контрольных символов (на Фиг. 4A и Фиг. 4В =12):
<img file="00000001.tif" he="8" wi="40" img-content="undefined" img-format="tif" />,
1≤<i>q</i>≤<i>Q</i>
(1)
T
N
Q
P
здесь () обозначает транспозицию матрицы, содержащей последовательности. Как описано выше, для того чтобы получить непротиворечивые оценки соответствующих каналов путем снижения помех между контрольными символами, последовательности скалярных функций в каждом кластере контрольных символов должны быть различными для различных подвижных станций. Кроме того, последовательности должны быть линейно независимыми, по существу, предпочтительно, чтобы никакая последовательность или никакой из векторов не являлись линейной комбинацией остальных последовательностей. Математическим определением этого может являться следующее: матрица ×
<img file="00000002.tif" he="7" wi="31" img-content="undefined" img-format="tif" />
(2)
Q
N
P
является матрицей полного столбцевого ранга. Следует отметить, что в выражении (2) вышеупомянутая матрица ≤. То есть количество подвижных станций, сигналы которых перекрываются, не должно превышать общего количества контрольных символов в области скачкообразной перестройки.
Q
На основании изложенного выше, любой набор последовательностей  с полным рангом  обеспечивает возможность получения непротиворечивой оценки параметров канала. Однако в другом варианте осуществления изобретения реальная точность оценки может зависеть от корреляционных свойств . В одном из вариантов осуществления изобретения, как может быть определено с использованием уравнения (1), функционирование может быть улучшено в том случае, когда любые две последовательности являются взаимно (квази-) ортогональными при наличии канала. Математическое определение этого условия может иметь следующий вид:
<img file="00000004.tif" he="12" wi="32" img-content="undefined" img-format="tif" />
для всех 1≤<i>p</i>,<i>q</i>≤<i>Q</i>,
(3)
k
k
N
P
где  - комплексный коэффициент усиления канала, соответствующий -му контрольному символу, 1≤≤. В канале, имеющем временную и частотную инвариантность (), условие (3) сводится до требования взаимно-ортогональных последовательностей:
<img file="00000007.tif" he="12" wi="26" img-content="undefined" img-format="tif" />
для всех 1≤<i>p</i>,<i>q</i>≤<i>Q</i>,
(4)
причем принудительное применение этого условия для любой возможной реализации канала из типичного набора каналов может быть нецелесообразным. Фактически, выражение (3) может удовлетворяться в том случае, когда канал имеет ограниченную избирательность по времени и по частоте, что имеет место в каналах связи с пешеходами, имеющих относительно малый разброс значений задержки. Однако эти условия могут быть существенно иными в каналах связи с транспортными средствами и/или в каналах с существенным разбросом значений задержки, что приводит к ухудшению рабочих характеристик.
N
N
Q
Q
Q
N
Q
N
С
С
С
C
Как было изложено со ссылкой на Фиг. 3A и Фиг. 3В, комбинации выделенных контрольных символов состоят из нескольких кластеров контрольных символов, расположенных близко к краям области скачкообразной перестройки, где каждый кластер является смежным по времени (Фиг. 3A) и/или по частоте (Фиг. 3В). Так как изменения параметров канала в каждом кластере обычно являются ограниченными вследствие того, что контрольные символы являются по своему характеру непрерывными по времени и частоте, и вследствие непрерывности канала по времени и частоте, следовательно, создание различных последовательностей, являющихся ортогональными по каждому кластеру, позволяет выполнить условие (3). Потенциально возможный недостаток этого технического решения состоит в том, что количество подвижных станций с перекрывающимися сигналами, которые могут быть ортогональными по каждому кластеру, ограничено размером кластера, обозначенным здесь как . В примере, показанном на Фиг. 4A и Фиг. 4В, =3, и, следовательно, в этом варианте осуществления изобретения может быть обеспечено ортогональное разделение до =3 подвижных станций. На самом деле, во многих практических сценариях достаточным является весьма небольшое количество . Когда >, то сохранение ортогональности всех подвижных станций по каждому кластеру может оказаться затруднительным, так как могут иметь место некоторые межсимвольные помехи. Следовательно, если >, то достаточной может являться приближенная ортогональность при некоторой потере эффективности каналов, изменяющихся по времени и/или по частоте.
В одном из вариантов осуществления изобретения набор расчетных параметров для последовательностей скалярных функций  может быть задан следующим образом:
∗Любые две последовательности являются ортогональными по всему набору контрольных символов, удовлетворяя, тем самым, следующему выражению:
<img file="00000008.tif" he="12" wi="26" img-content="undefined" img-format="tif" />
для всех 1≤<i>p</i>,<i>q</i>≤<i>Q</i>,
(5)
N
С
∗Последовательные группы из  последовательностей являются такими, что любые две последовательности в группе являются взаимно ортогональными по любому кластеру контрольных символов:
<img file="00000009.tif" he="12" wi="38" img-content="undefined" img-format="tif" />, <img file="00000010.tif" he="7" wi="59" img-content="undefined" img-format="tif" />,<img file="00000011.tif" he="11" wi="20" img-content="undefined" img-format="tif" />, <img file="00000012.tif" he="6" wi="18" img-content="undefined" img-format="tif" />
(6)
∗Все элементы  всех последовательностей имеют, по существу, равные абсолютные величины, например, приблизительно, одинаковую мощность,
М
N
N
M
N
C
C
P
С
C
где величиной  обозначено общее количество кластеров размера , поэтому количество контрольных символов равно =.
N
N
N
С
В одном из вариантов осуществления изобретения последовательности  созданы с использованием экспоненциальных функций для того, чтобы каждая последовательность обеспечивала одинаковую энергию для каждого символа. Кроме того, в этом варианте осуществления изобретения группы из  последовательностей могут быть сделаны взаимно ортогональными в каждом кластере, вне зависимости от размера кластера, поскольку экспоненты не ограничены конкретными кратными значениями, и с последовательностями, используемыми в любом кластере, по всем контрольным символам, что реализовано следующим образом: (i) путем определения экспоненциальных последовательностей в каждом кластере; и (ii) путем заполнения участков внутри кластера по всем кластерам. Это видно из уравнения (7), в котором определен базис дискретного преобразования Фурье, ДПФ (DFT), из  ×  элементов.
<img file="00000014.tif" he="32" wi="147" img-content="undefined" img-format="tif" />
(7)
Приведенное выше выражение (7) может быть записано в компактной блочной форме следующим образом:
<img file="00000015.tif" he="8" wi="71" img-content="undefined" img-format="tif" />
(8)
Q-й
где обозначение  означает блок матрицы, охватывающий столбцы исходной матрицы с 1-го по . Более общий вид  может быть задан следующим выражением:
<img file="00000018.tif" he="8" wi="53" img-content="undefined" img-format="tif" />
(9)
N
N
M
M
C
C
C
C
где  - произвольная единичная матрица × элементов , а  - произвольная единичная матрица × элементов .
В одном из вариантов осуществления изобретения, в котором обеспечена ортогональность контрольных символов по каждому из кластеров, количество подвижных станций, поддержка которых может быть обеспечена, равно количеству контрольных символов, имеющихся в каждом кластере контрольных символов.
В одном из вариантов осуществления изобретения генерацию экспоненциальных функций, используемых для умножения выборок контрольных символов, осуществляют с использованием функции дискретного преобразования Фурье, которая является хорошо известной. В вариантах осуществления изобретения, в которых для генерации символов, предназначенных для передачи, используется функция дискретного преобразования Фурье, во время формирования символов с использованием функции дискретного преобразования Фурье при генерации символов, предназначенных для передачи, применяют дополнительный сдвиг фазы.
В вариантах осуществления изобретения, показанных на Фиг. 4A и Фиг. 4В, произведения вектора на скаляр, представляющие собой последовательность скалярных функций в каждом кластере для каждой подвижной станции, могут быть равны нулю. Однако в других вариантах осуществления изобретения имеет место иная ситуация. Они могут быть реализованы таким образом, что в каждом кластере для каждой подвижной станции обеспечена только лишь квазиортогональность между последовательностями скалярных функций.
Кроме того, в тех ситуациях, когда количество подвижных станций, для которых выделена область скачкообразной перестройки, является меньшим, чем количество контрольных символов, выделенных для области скачкообразной перестройки, базовая станция по-прежнему может производить декодирование скалярных сдвигов, чтобы использовать их для выполнения оценки помех. Следовательно, эти контрольные символы могут быть использованы для оценки помех, так как они являются ортогональными или квазиортогональными относительно контрольных символов, передаваемых другими подвижными станциями, для которых выделена область скачкообразной перестройки.
На Фиг. 5 проиллюстрирована базовая станция с множеством секторов в системе беспроводной связи множественного доступа согласно одному из вариантов осуществления изобретения. Базовая станция 500 содержит множество групп антенн, состоящих из антенн 502, 504 и 506. На Фиг. 5 для каждой группы 502, 504 и 506 антенн показана только одна антенна, однако может быть использовано множество антенн. Множество антенн из каждой группы 502, 504 и 506 антенн может быть использовано для обеспечения в базовой станции пространственного разнесения сигналов, переданных из подвижных станций в соответствующем секторе, в дополнение к пространственному разнесению, которое обеспечивают различные физические местоположения различных подвижных станций.
Каждая группа 502, 504 и 506 антенн базовой станции 500 сконфигурирована таким образом, что поддерживает связь с подвижными станциями в секторе, обслуживаемом базовой станцией 500. В варианте осуществления изобретения, показанном на Фиг. 5, группа 502 антенн охватывает сектор 514, группа 504 антенн охватывает сектор 516, а группа 506 антенн охватывает сектор 518. Как было описано со ссылкой на Фиг. 4, внутри каждого сектора может быть выполнена точная демодуляция контрольных символов, переданных из подвижных станций, и они могут быть использованы в базовой станции для оценки параметров канала и для других функций вследствие ортогональности или приблизительной ортогональности между всеми межсекторными кластерами контрольных символов.
Однако могут существовать внутрисекторные помехи для подвижных станций, находящихся вблизи от границы сектора, например для подвижной станции 510, которая находится вблизи от границы секторов 514 и 516. В этом случае контрольные символы из подвижной станции 510 могут быть переданы с более низкими уровнями мощности, чем контрольные символы из других подвижных станций в обоих секторах 514 и 516. В такой ситуации подвижная станция 510 может, в конечном счете, получать выигрыш от приема в антеннах обоих секторов, в особенности, в том случае, когда может происходить замирание ее канала передачи сигналов в обслуживающий сектор, то есть в сектор 516, при увеличении мощности передачи из антенны 504. Для получения полного выигрыша от приема из антенны 502 сектора 514 должна быть обеспечена точная оценка параметров канала подвижной станции 510 между антенной 502 сектора 514. Однако, если в данной схеме распределения контрольных символов для скалярных множеств контрольных символов в различных секторах используются одинаковые или по существу одинаковые последовательности, то может возникать конфликт между контрольными символами, переданными подвижной станцией 510, и контрольными символами, переданными подвижной станцией 508, передача которой запланирована в секторе 514, в той же самой области скачкообразной перестройки, как и для подвижной станции 510, передача которой запланирована в секторе 516. Кроме того, в некоторых случаях, в зависимости от стратегии управления мощностью, используемой базовой станцией для управления подвижными станциями, уровень мощности передачи символов из подвижной станции 508 может существенно превышать уровень сигнала подвижной станции 510 в группе 502 антенн сектора 514, в особенности, в том случае, когда подвижная станция 508 расположена близко к базовой станции 500.
Для борьбы с внутрисекторными помехами, которые могут возникать, могут быть использованы коды скремблирования для подвижных станций. Код скремблирования может быть уникальным для отдельных подвижных станций или может быть одинаковым для каждой из подвижных станций, поддерживающих связь с отдельным сектором. В одном из вариантов осуществления изобретения эти конкретные коды скремблирования обеспечивают для группы 502 антенн возможность воспринимать комбинированный канал подвижных станций 508 и 510.
В том случае, когда вся область скачкообразной перестройки выделена для одной подвижной станции, могут быть созданы индивидуальные последовательности скремблирования для конкретных абонентов, предназначенные для того, чтобы каждая подвижная станция в заданном секторе использовала одну и ту же последовательность контрольных символов; формулирование этих последовательностей было описано со ссылкой на Фиг. 4A и Фиг. 4В. В примере, показанном на Фиг. 5, подвижные станции 508, 510 и 512 могут иметь различные индивидуальные последовательности скремблирования для конкретных абонентов, и, следовательно, может быть достигнута достаточно точная оценка параметров канала.
N
Q
Q
C
В тех случаях, когда одна и та же область скачкообразной перестройки выделена или может быть выделена множеству подвижных станций, для уменьшения внутрикластерных помех могут быть использованы два подхода. Во-первых, индивидуальные последовательности скремблирования для конкретных абонентов могут быть использованы в том случае, если размер  кластера является большим или равным количеству подвижных станций с перекрывающимися сигналами в каждом секторе , умноженному на количество секторов в ячейке сотовой связи. В этом случае различным секторам могут быть выделены отдельные наборы из  различных индивидуальных кодов скремблирования для конкретных абонентов.
N
Q
N
C
C
Однако, если размер  кластера является меньшим, чем количество перекрывающихся подвижных станций в каждом секторе , умноженное на количество секторов в ячейке сотовой связи, что может являться важным фактором для ограничения непроизводительных издержек, связанных с контрольными символами, если цель разработки системы состоит в сохранении , то индивидуальные коды скремблирования для конкретных абонентов могут не быть эффективными для уменьшения помех между ячейками сотовой связи. В таких случаях вместе с индивидуальной последовательностью скремблирования для конкретного абонента может быть использована индивидуальная последовательность скремблирования для конкретного сектора.
N
S
S
P
Индивидуальной последовательностью скремблирования для конкретного сектора является последовательность  из  комплексных функций, на которые умножают соответствующие элементы последовательностей  для всех подвижных станций в одном и том же секторе. В ячейке сотовой связи, состоящей из  секторов, для умножения последовательностей  подвижных станций может быть использован набор из  индивидуальных последовательностей  скремблирования для конкретных секторов. В этом случае подвижные станции, расположенные в различных секторах, например в секторах 514 и 516, в которых могут находиться подвижные станции, использующие те же самые индивидуальные последовательности  скремблирования для конкретных абонентов, могут различаться вследствие наличия различных индивидуальных последовательностей  и  скремблирования для конкретных секторов, которые используются для умножения индивидуальной последовательности скремблирования для конкретного абонента.
Аналогично индивидуальному скремблированию для конкретного абонента предпочтительно, чтобы все элементы  были приблизительно равными по абсолютной величине для сохранения приблизительно равной мощности между контрольными символами. В других вариантах осуществления изобретения предпочтительно, чтобы элементы  были такими, чтобы любая пара контрольных символов в кластере контрольных символов, соответствующая любым двум комбинациям индивидуальных последовательностей скремблирования для конкретного сектора и для конкретного абонента, удовлетворяла условию (3). Один из подходов к выбору содержимого каждой индивидуальной последовательности  для конкретного сектора состоит в выполнении исчерпывающего поиска последовательностей, например, элементы каждой последовательности берут из некоторой постоянной по модулю совокупности (полученной путем фазовой манипуляции, ФМн (PSK)), которой является, например, квадратурная фазовая манипуляция, КФМн (QPSK), 8-позиционная ФМн фазовая манипуляция (8-PSK). Критерий выбора может быть основан на "наихудшей" дисперсии ошибок оценки параметров канала, соответствующей "наихудшей" комбинации подвижных станций из различных секторов и различного индивидуального скремблирования для конкретных абонентов, которая основана на потенциально возможном состоянии функционирования канала. Ошибка оценки параметров канала может быть вычислена аналитически на основании статистических свойств канала. В частности, след ковариационной матрицы оценки параметров канала, предполагающий наличие корреляционной структуры канала, основан на ожидаемой модели замирания и на таких параметрах, как, например, скорость подвижной станции, которая определяет избирательность по времени, и разброс задержки при распространении, который определяет избирательность по частоте. Аналитические выражения для минимальной достижимой ошибки оценки параметров канала при условии наличия заданной корреляционной структуры истинного канала являются известными в данной области техники. Для оптимизации выбора  также могут быть использованы иные аналогичные критерии.
s
S
k
N
S
N
P
P
В приведенной ниже таблице показан набор индивидуальных последовательностей  скремблирования для конкретных секторов, который может быть использован в одном из вариантов осуществления, в котором в качестве схемы модуляции используют квадратурную амплитудную манипуляцию. Каждый элемент таблицы указывает I и Q компоненты каждого , где 1≤≤, 1≤≤ при =3 и =12.
<i>k</i>
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
s=1
{+1,+0}
{+1,+0}
{+1,+0}
{+1,+0}
{+1,+0}
{+1,+0}
{+1,+0}
{+1,+0}
{+1,+0}
{+1,+0}
{+1,+0}
{+1,+0}
s=2
{+1,+0}
{+1,+0}
{-1,+0}
{+1,+0}
{+0,-1}
{+1,+0}
{+1,+0}
{+0,-1}
{+0,+1}
{+0,+1}
{+0,+1}
{+0,+1}
s=3
{+0,+1}
{-1,+0}
{+1,+0}
{+1,+0}
{+0,+1}
{+0,-1}
{+0,-1}
{+0,+1}
{+1,+0}
{+0,-1}
{+1,+0}
{-1,+0}
В некоторых вариантах осуществления изобретения в каждой ячейке сотовой связи в сети связи в качестве индивидуальных последовательностей скремблирования для конкретных секторов могут быть использованы одинаковые последовательности.
q
s
с
На Фиг. 6 проиллюстрирована система 600 беспроводной связи с множественным доступом согласно другому варианту осуществления изобретения. В том случае, когда в множестве ячеек сотовой связи, например в ячейках 602, 604 и 606 сотовой связи, используются одинаковые наборы индивидуальных последовательностей скремблирования для конкретного сектора и для конкретного абонента, помехи, исходящие из соседних ячеек сотовой связи, могут приводить к ухудшению точности оценки параметров канала вследствие конфликта между контрольными символами. Например, оценка параметров канала в интересующем секторе может быть смещена каналом подвижной станции из соседней ячейки сотовой связи, которая имеет то же самое индивидуальное скремблирование для конкретного сектора и для конкретного абонента. Во избежание такого смещения в дополнение к индивидуальному скремблированию для конкретного абонента и для конкретного сектора может быть использовано индивидуальное скремблирование для конкретной ячейки сотовой связи. Схема индивидуального скремблирования для конкретной ячейки сотовой связи может быть определена следующим выражением: , представляющим собой вектор из скалярных функций, на которые умножают соответствующую последовательность контрольных символов для каждой подвижной станции в ячейке сотовой связи. Полные последовательности контрольных символов , которые соответствуют подвижной станции с индивидуальным скремблированием для абонента номер  в секторе номер  ячейки сотовой связи номер , могут быть определены указанным ниже способом. Если используется индивидуальное скремблирование для конкретного сектора, то
<img file="00000030.tif" he="6" wi="43" img-content="undefined" img-format="tif" />, 1≤<i>k</i>≤ <i>N</i><sub>P</sub>, 1≤<i>s</i>≤<i>S</i>, <i>c</i>=1, 2,…
(10)
Если же индивидуальное скремблирование для конкретного сектора не используется, то
<img file="00000031.tif" he="6" wi="33" img-content="undefined" img-format="tif" />, 1≤<i>k</i>≤<i>N</i><sub>P</sub>, 1≤<i>s</i>≤<i>S</i>, <i>c</i>=1, 2,…
(11)
Q
Q
Как уже было упомянуто выше, использование индивидуального скремблирования для конкретного сектора рекомендовано в том случае, когда >1, и не рекомендовано, когда =1.
В отличие от индивидуального скремблирования для конкретного сектора и для конкретного абонента не требуется использование какой-либо особой оптимизации индивидуальных последовательностей скремблирования для конкретных ячеек сотовой связи. Двумя конструктивными параметрами, которые могут быть использованы, являются следующие:
∗Все элементы индивидуальных последовательностей скремблирования для конкретных ячеек сотовой связи являются равными по модулю.
∗Индивидуальные последовательности скремблирования для конкретных ячеек сотовой связи являются существенно различными для различных ячеек сотовой связи.
При отсутствии заранее заданного распределения индивидуальных последовательностей скремблирования для конкретных ячеек сотовой связи по сети базовых станций, при формировании  индивидуальных последовательностей для конкретных ячеек сотовой связи могут быть использованы (псевдо)случайные индивидуальные последовательности скремблирования для конкретных ячеек сотовой связи из некоторой постоянной по модулю, полученной путем фазовой манипуляции совокупности, такой как, например, квадратурная фазовая манипуляция, 8-позиционная фазовая манипуляция. Для дополнительного улучшения рандомизации индивидуального скремблирования для конкретных ячеек сотовой связи и во избежание появления плохих устойчивых комбинаций последовательностей скремблирования может производиться периодическое изменение индивидуального скремблирования для конкретных ячеек сотовой связи (псевдо)случайным образом. В некоторых вариантах осуществления изобретения периодическое изменение может производиться через каждый кадр, через каждый суперкадр или через множество кадров или суперкадров.
На Фиг. 7 изображена блок-схема варианта осуществления системы 710 передатчика и системы 750 приемника в системе 700 с множеством входов и множеством выходов (MIMO). В системе 710 передатчика данные трафика для нескольких потоков данных предоставляют из источника 712 данных в устройство 714 обработки данных, предназначенных для передачи. В одном из вариантов осуществления каждый поток данных передают через соответствующую передающую антенну. Устройство 714 обработки данных, предназначенных для передачи, выполняет форматирование, кодирование и перемежение данных информационного обмена для каждого потока данных на основании конкретного алгоритма кодирования, выбранного для этого потока данных, создавая закодированные данные.
Может быть произведено мультиплексирование закодированных данных для каждого потока данных с данными контрольного сигнала, используя способы мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (МОЧР). Данные контрольного сигнала обычно представляют собой известную комбинацию данных, обработанную известным способом и используемую в системе приемника для оценки отклика канала. Затем выполняют модуляцию мультиплексированных данных контрольного сигнала и закодированных данных для каждого потока данных (то есть отображение на символы) на основании конкретной схемы модуляции (например, двухпозиционной фазовой манипуляции, квадратурной фазовой манипуляции, М-позиционной фазовой манипуляции или М-позиционной квадратурной амплитудной модуляции), выбранной для этого потока данных, для создания модуляционных символов. Скорость передачи данных, кодирование и модуляция для каждого потока данных могут быть определены посредством исполняемых команд, поданных контроллером 130.
N
N
N
N
T
T
T
T
Затем модуляционные символы для всех потоков данных подают в устройство 720 обработки передаваемых данных, которое может выполнять дополнительную обработку модуляционных символов (например, для мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (МОРЧ)). Затем устройство 720 обработки передаваемых данных подает  потоков модуляционных символов в  передатчиков 722a-722t. Каждый передатчик 722 принимает и обрабатывает соответствующий поток символов, создавая один или большее количество аналоговых сигналов, и, кроме того, осуществляет предварительное формирование (например, усиление, фильтрацию и преобразование с повышением частоты) аналоговых сигналов, создавая модулированный сигнал, пригодный для передачи по каналу системы MIMO. Затем производят передачу  модулированных сигналов из передатчиков 722a-722t через  соответствующих антенн 124a-124t.
N
R
В системе 750 приемника переданные модулированные сигналы принимают посредством  антенн 752a-752r, и принятый сигнал из каждой антенны 752 подают в соответствующий приемник 754. Каждый приемник 754 осуществляет предварительное формирование (например, фильтрацию, усиление и преобразование с понижением частоты) соответствующего принятого сигнала, преобразует предварительно сформированный сигнал в цифровую форму, создавая выборки, и производит дальнейшую обработку выборок для создания соответствующего "принятого" потока символов.
N
N
N
R
R
T
Затем устройство 760 обработки принятых данных (RX) получает и обрабатывает  принятых потоков символов из  приемников 754 на основании конкретного способа обработки в приемнике для получения  "обнаруженных" потоков символов. Более подробное описание обработки, выполняемой устройством 760 обработки принятых данных, приведено ниже. Каждый обнаруженный поток символов содержит символы, которые представляют собой оценочные значения модуляционных символов, переданных для соответствующего потока данных. Затем устройство 760 обработки принятых данных выполняет демодуляцию, обращение перемежения и декодирование каждого обнаруженного потока символов для восстановления данных трафика для потока данных. Обработка, выполняемая устройством 760 обработки принятых данных, является взаимодополняющей к той обработке, которая выполнена устройством 720 обработки передаваемых данных и устройством 714 обработки данных, предназначенных для передачи, в системе 710 передатчика.
N
N
T
R
Устройство 760 обработки принятых данных может вычислять оценку отклика канала между  передающими и  приемными антеннами, например, на основании информации о контрольных символах, мультиплексированной с данными трафика. Устройство 760 обработки принятых данных может распознавать контрольные символы согласно комбинациям контрольных символов, хранящимся в запоминающем устройстве, например, в запоминающем устройстве 772, которые идентифицируют частотную поднесущую и период символа, присвоенные каждому контрольному символу. Кроме того, в запоминающем устройстве могут быть запомнены индивидуальные последовательности скремблирования для конкретных абонентов для конкретных секторов и для конкретных ячеек сотовой связи, чтобы они могли быть использованы устройством 760 обработки принятых данных для множества принятых символов для обеспечения возможности их правильного декодирования.
Оценка отклика канала, сгенерированная устройством 760 обработки принятых данных, может быть использована для выполнения пространственной, пространственно/временной обработки в приемнике, для регулировки уровней мощности, для изменения степени или алгоритмов модуляции или для иных действий. Кроме того, устройство 760 обработки принятых данных может оценивать значения отношения "сигнал/смесь помехи с шумом" (ОСШ) для обнаруженных потоков символов и, возможно, другие характеристики канала и подавать эти величины в контроллер 770. Устройство 760 обработки принятых данных или контроллер 770 могут дополнительно вычислять оценочное значение "действующего" ОСШ для системы. Затем контроллер 770 предоставляет информацию о состоянии канала, ИСК (CSI), которая может содержать информацию различных типов о канале связи и/или о принятом потоке данных. Например, ИСК может содержать только действующее значение ОСШ. Затем выполняют обработку ИСК устройством 778 обработки данных, предназначенных для передачи, которое также получает из источника 776 данных данные трафика для нескольких потоков данных, подвергнутые модуляции посредством модулятора 780, подвергнутые предварительному формированию передатчиками 754a-754r и переданные обратно в систему 710 передатчика.
В системе передатчика 710 модулированные сигналы из системы 750 приемника принимают посредством антенн 724, выполняют их предварительное формирование приемниками 722, их демодуляцию посредством демодулятора 740 и их обработку устройством 742 обработки принятых данных для восстановления ИСК, переданной из системы приемника. Переданную ИСК затем подают в контроллер 730 и используют (1) для определения скоростей передачи данных и алгоритмов кодирования и модуляции, которые следует использовать для потоков данных, и (2) для генерации различных сигналов управления для устройства 714 обработки данных, предназначенных для передачи, и для устройства 720 обработки передаваемых данных.
Контроллеры 730 и 770 осуществляют управление работой соответственно в системе передатчика и в системе приемника. Запоминающие устройства 732 и 772 обеспечивают хранение программных кодов и данных, используемых соответствующими контроллерами 730 и 770. В запоминающих устройствах 732 и 772 хранят комбинации контрольных символов, выраженные в виде сведений о местах расположения кластеров, индивидуальных последовательностей скремблирования для конкретных абонентов, индивидуальных последовательностей скремблирования для конкретных секторов в случае их использования и индивидуальных последовательностей скремблирования для конкретных ячеек сотовой связи в случае их использования. В некоторых вариантах осуществления изобретения в каждом запоминающем устройстве хранится множество комбинаций контрольных символов для того, чтобы передатчик мог производить передачу, а приемник мог производить прием как комбинаций контрольных символов с избирательностью по частоте, так и комбинаций контрольных символов с избирательностью по времени. Также может быть использована комбинация из комбинаций контрольных символов, имеющих кластеры, адаптированные для каналов с избирательностью по времени и для каналов с избирательностью по частоте. Это обеспечивает для передатчика возможность передачи конкретной комбинации символов на основании такого параметра, как случайная последовательность, или в ответ на команду из базовой станции.
Затем устройства 730 и 770 обработки могут произвести выбор того, какие именно из комбинаций контрольных символов, из индивидуальных последовательностей скремблирования для конкретных абонентов, из индивидуальных последовательностей скремблирования для конкретных секторов и из индивидуальных последовательностей скремблирования для конкретных ячеек сотовой связи следует использовать при передаче контрольных символов.
N
N
R
T
В приемнике могут использоваться различные способы обработки для обработки  принятых сигналов с целью обнаружения  переданных потоков символов. Эти способы обработки в приемнике могут быть классифицированы на две основные категории: (i) способы пространственной и пространственно-временной обработки в приемнике (которые также именуют способами выравнивания); и (ii) способ обработки в приемнике путем "последовательного обнуления/выравнивания и подавления помех" (который также именуют способом обработки в приемнике путем "последовательного подавления помех" или "последовательного подавления").
Хотя на Фиг. 7 проиллюстрирована система MIMO, та же самая система может быть применена для системы с множеством входов и с одним выходом, в которой множество передающих антенн, например антенн в базовой станции, передают один или большее количество потоков символов в устройство с одной антенной, которым является, например, подвижная станция. К тому же, тем же самым способом, который был описан со ссылкой на Фиг. 7, может быть использована система антенн с одним выходом и одним входом.
На Фиг. 8 проиллюстрирована схема последовательности операций способа генерации контрольных символов согласно одному из вариантов осуществления изобретения. Производят выбор множества кластеров контрольных символов, подлежащих передаче во время области скачкообразной перестройки из конкретной подвижной станции (блок 800). Эти кластеры контрольных символов могут быть все настроены для передачи по каналу с избирательностью по частоте (Фиг. 3A), по каналу с избирательностью по времени (Фиг. 3В) или могут представлять собой комбинацию кластеров, настроенных для передачи по каналу с избирательностью по частоте и по каналу с избирательностью по времени.
После выбора кластеров контрольных символов определяют, обеспечивает ли кластер базовой станции, с которой поддерживает связь подвижная станция, поддержку множества подвижных станций или установлена ли связь между ним и множеством подвижных станций (блок 802). Это определение может быть основано на заранее заданных сведениях о сети, в которой находится подвижная станция. В альтернативном варианте эта информация может быть передана из сектора для базовой станции в виде части его информации о контрольных символах или в виде широковещательных сообщений.
Если кластер не поддерживает связь с множеством подвижных станций или если в текущий момент времени отсутствует связь между ним и множеством подвижных станций, то к контрольным символам применяют скалярные функции, однозначно определяющие кластер, с которым подвижная станция поддерживает связь (блок 804). В одном из вариантов осуществления изобретения скалярные функции для каждого сектора могут быть запомнены в подвижной станции и использованы в зависимости от идентификационного сигнала сектора, который является частью его части информации о его контрольных символах или представляет собой широковещательные сообщения.
Если же кластер поддерживает связь с множеством подвижных станций, то к контрольным символам применяют скалярные функции, однозначно определяющие подвижную станцию (блок 806). В некоторых вариантах осуществления изобретения скалярные функции для каждой подвижной станции могут быть основаны на ее уникальном идентификаторе, используемом для регистрации или созданном в устройстве во время изготовления.
После того, как к контрольным символам применены скалярные функции, однозначно определяющие как сектор, с которым подвижная станция поддерживает связь, так и саму подвижную станцию, к контрольным символам применяют другую последовательность скалярных функций (блок 808), относящуюся к ячейке сотовой связи, с которой поддерживает связь подвижная станция. Эта скалярная функция может изменяться во времени, если каждой ячейке сотовой связи не присвоены конкретные скалярные функции, которые известны или предоставлены подвижным станциям. После этой операции контрольные символы могут передаваться из подвижной станции в базовую станцию.
В одном из вариантов осуществления изобретения скалярные функции, рассмотренные со ссылкой на Фиг. 8, могут включать в себя сдвиг фазы каждой из выборок, из которых составлены контрольные символы. Как описано выше со ссылкой на Фиг. 4A, 4В, 5 и 6, скалярные функции выбирают таким образом, чтобы каждый кластер контрольных символов являлся ортогональным каждому другому набору контрольных символов из той же самой подвижной станции в других кластерах контрольных символов и в том же самом и в других кластерах контрольных символов для других подвижных станций из того же самого сектора базовой станции.
Кроме того, каждый из блоков, описанных со ссылкой на Фиг. 8, может быть реализован в виде одной или более команд на машиночитаемом носителе информации, например памяти, реализуемых процессором, контроллером или иными электронными схемами.
На Фиг. 9 проиллюстрирована схема последовательности операций способа изменения комбинаций контрольных символов согласно одному из вариантов осуществления изобретения. Получают информацию о состоянии канала (блок 900). Эта информация может содержать значения отношения ОСШ в одном или более секторов базовых станций, сведения об избирательности канала в базовой станции, о желательном типе трафика, то есть, является ли абонент пешеходом или же он находится в транспортном средстве, для соответствующей оптимизации базовой станции, о разбросах значений задержки или другие характеристики канала. Кроме того, эта информация может относиться к промежуткам времени, может являться частью регулярных операций технического обслуживания в базовой станции или в сети базовых станций, может быть основана на увеличении нагрузки в базовой станции или в сети базовых станций, или к иным моментам времени.
Эту информацию анализируют для определения состояния канала в секторе или в базовой станции (блок 902). Этим анализом может являться определение того, является ли канал каналом с избирательностью по частоте, каналом с избирательностью по времени или комбинацией обоих этих каналов. Затем результаты анализа используют для определения комбинации контрольных символов для передачи из подвижных станций, которые могут поддерживать связь с сектором или с базовой станцией (блок 904). Эти кластеры контрольных символов могут быть все настроены для передачи по каналу с избирательностью по частоте (фиг. 3A), по каналу с избирательностью по времени (Фиг. 3В), могут представлять собой комбинацию кластеров, настроенных для передачи по каналу с избирательностью по частоте и по каналу с избирательностью по времени. Конкретная выбранная комбинация контрольных символов может быть затем использована всеми подвижными станциями, поддерживающими связь с базовой станцией или с сектором, пока снова не будет выполнена диагностика для базовой станции или сектора.
Для реализации конкретной комбинации контрольных символов в подвижных станциях, поддерживающих связь с базовой станцией или с сектором базовой станции, из базовой станции или из сектора в подвижные станции может быть передана команда в виде части процедуры инициализации или начальной установки. В некоторых вариантах осуществления изобретения информация о том, какую именно комбинацию контрольных символов, индивидуальную последовательность скремблирования для конкретного абонента, индивидуальную последовательность скремблирования для конкретного сектора и/или индивидуальную последовательность скремблирования для конкретной ячейки сотовой связи следует использовать, может быть передана в преамбуле одного или более пакетов данных, которые передают из базовой станции в подвижную станцию через регулярные промежутки времени или во время инициализации или начальной установки.
Следует отметить, что упомянутый анализ также может быть использован для определения количества контрольных символов для передачи в каждом кластере контрольных символов и групп контрольных символов. Кроме того, каждый из блоков, описанных со ссылкой на Фиг. 9, может быть реализован в виде одной или более команд на машиночитаемом носителе информации, например памяти, или на сменном носителе информации, реализуемых процессором, контроллером или иными электронными схемами.
Описанные способы могут быть реализованы различными средствами. Например, эти способы могут быть реализованы аппаратными средствами, программными средствами или посредством комбинации этих средств. Для аппаратной реализации устройства обработки, находящиеся в базовой станции или подвижных станциях, могут быть реализованы в одной или более специализированных интегральных микросхем (ASIC), процессоров для цифровой обработки сигналов (DSP), устройств цифровой обработки сигналов (DSPD), программируемых логических устройств (PLD), программируемых пользователем вентильных матриц (FPGA), процессоров, контроллеров, микроконтроллеров, микропроцессоров, иных электронных устройств, выполненных с возможностью реализации описанных функций, или в виде их комбинации.
Для программной реализации описанные способы могут быть реализованы посредством модулей (например, процедур, функций и т.д.), выполняющих описанные функции. Программные коды могут быть запомнены в памяти и выполняться устройствами обработки. Память может быть реализована в устройстве обработки или внешним образом относительно устройства обработки и в этом случае может связываться с устройством обработки через различные средства, известные в данной области техники.
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 очевидна возможность различных видоизменений этих вариантов осуществления изобретения, и определенные здесь основополагающие принципы могут быть применены для других вариантов осуществления изобретения, не выходя за пределы сущности или объема изобретения. Таким образом, настоящее изобретение не ограничено продемонстрированными вариантами осуществления, а соответствует максимально широкому объему, согласованному с раскрытыми принципами и новыми признаками.