Пространственное кодирование с расширением спектра в системе связи с множеством антенн

Пространственное кодирование с расширением спектра в системе связи с множеством антенн

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Притязание на приоритет по §119 раздела 35 кодекса законов США

Настоящая патентная заявка испрашивает приоритет предварительной заявки № 60/531021, озаглавленной «Pseudo-Random Transmit Steering in a Multi-Antenna Communication System» («Псевдослучайное управление диаграммой направленности передачи в системе связи с множеством антенн»), зарегистрированной 17 декабря 2003 года, переуступленной ее правопреемнику и включенной в материалы настоящей заявки посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к передаче данных, более конкретно к способам передачи данных в многоантенной системе связи.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Система связи со множеством входов и множеством выходов (MIMO) использует множество (N_T) передающих антенн на передающем объекте и множество (N_R) приемных антенн на принимающем объекте для передачи данных и обозначается как (N_T, N_R)-система. Канал MIMO, образованный N_T передающими антеннами и N_R приемными антеннами, может быть разложен на N_S пространственных каналов, где N_S < min{N_T, N_R}. N_S пространственных каналов могут использоваться для передачи данных таким образом, чтобы достичь большей надежности и/или более высокой общей пропускной способности для системы.

N_S пространственных каналов канала MIMO могут испытывать различные канальные условия (например, разные влияния замирания, многолучевого распространения и перекрестных помех) и могут достигать различных отношений сигнала к шуму и помехе (SNR). SNR пространственного канала определяет его пропускную способность, которая, в типичном случае, количественно определяется конкретной скоростью передачи данных, которые могут быть надежно переданы по пространственному каналу. Для изменяющегося во времени канала MIMO канальные условия изменяются со временем, а также со временем изменяется SNR каждого пространственного канала. Чтобы максимизировать пропускную способность, система MIMO может использовать некоторую форму обратной связи, посредством чего принимающий объект оценивает пространственные каналы и предоставляет информацию обратной связи, указывающую пропускную способность каждого пространственного канала. Передающий объект мог бы, в таком случае, настраивать передачу данных по пространственным каналам на основании информации обратной связи.

Однако эта информация обратной связи может быть недоступна по разным причинам. Например, система MIMO может не поддерживать передачу обратной связи от принимающего объекта. В качестве еще одного примера, канал MIMO может изменяться быстрее, чем частота, с которой принимающий объект может оценивать канал и/или отправлять информацию обратной связи. В любом случае, если на передающем объекте неизвестны канальные условия, то ему необходимо передавать данные на очень низкой скорости, с тем чтобы передача данных могла быть надежно декодирована принимающим объектом даже при наихудших канальных условиях. Эффективность такой системы, в таком случае, определялась бы наихудшими ожидаемыми канальными условиями.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном из вариантов осуществления описан способ обработки передачи данных в системе беспроводной связи со множеством входов и множеством выходов (MIMO), в котором данные обрабатываются для получения, по меньшей мере, одного блока символов данных. Выполняется пространственная обработка, по меньшей мере, одного блока символов данных с помощью множества управляющих матриц (управляющих диаграммой направленности антенн) для получения множества последовательностей символов передачи для множества передающих антенн, при этом множество управляющих матриц рандомизируют действующий канал MIMO, отслеживаемый принимающим объектом, по меньшей мере, для одного блока символов данных.

В еще одном варианте осуществления описано устройство в системе беспроводной связи со множеством входов и множеством выходов (MIMO), содержащее процессор данных для обработки данных для получения, по меньшей мере, одного блока символов данных и пространственный процессор для выполнения пространственной обработки, по меньшей мере, одного блока символов данных с помощью множества управляющих матриц для получения множества последовательностей символов передачи для множества передающих антенн, при этом множество управляющих матриц рандомизируют действующий канал MIMO, отслеживаемый принимающим объектом, по меньшей мере для одного блока символов данных.

В еще одном варианте осуществления описано устройство в системе беспроводной связи со множеством входов и множеством выходов (MIMO), содержащее средство для обработки данных для получения, по меньшей мере, одного блока символов данных и средство для выполнения пространственной обработки, по меньшей мере, одного блока символов данных с помощью множества управляющих матриц для получения множества последовательностей символов передачи для множества передающих антенн, при этом множество управляющих матриц рандомизируют действующий канал MIMO, отслеживаемый принимающим объектом, по меньшей мере, для одного блока символов данных.

В еще одном варианте осуществления описан способ обработки данных для передачи в системе беспроводной связи со множеством входов и одним выходом (MISO), в котором обрабатываются данные для получения блока символов данных. Выполняется пространственная обработка блока символов данных с помощью множества управляющих векторов для получения множества последовательностей символов передачи для множества передающих антенн, при этом множество управляющих векторов рандомизируют действующий канал MISO, отслеживаемый принимающим объектом, для получения блока символов данных.

В еще одном варианте осуществления описан способ приема передачи данных в системе беспроводной связи со множеством входов и множеством выходов (MIMO), при котором получают принятые символы данных, по меньшей мере, для одного блока символов данных, пространственно обработанных с помощью множества управляющих матриц перед передачей через канал MIMO. Получают оценку характеристики канала для действующего канала MIMO, сформированного каналом MIMO и множеством управляющих матриц. Выполняют в приемнике пространственную обработку принятых символов данных с помощью оценки характеристики канала для получения оценок символов данных, по меньшей мере, для одного блока символов данных.

В еще одном варианте осуществления описано устройство в системе беспроводной связи со множеством входов и множеством выходов (MIMO), содержащее множество модулей приемника для получения принятых символов данных, по меньшей мере, для одного блока символов данных, пространственно обработанных с помощью множества управляющих матриц перед передачей через канал MIMO, блок оценки канала для получения оценки характеристики канала для действующего канала MIMO, сформированного каналом MIMO и множеством управляющих матриц, и пространственный процессор для выполнения в приемнике пространственной обработки принятых символов данных с помощью оценки характеристики канала для получения оценок символов данных, по меньшей мере, для одного блока символов данных.

В еще одном варианте осуществления описано устройство в системе беспроводной связи со множеством входов и множеством выходов (MIMO), содержащее средство для получения принятых символов данных, по меньшей мере, для одного блока символов данных, пространственно обработанных с помощью множества управляющих матриц перед передачей через канал MIMO, средство для получения оценки характеристики канала для действующего канала MIMO, сформированного каналом MIMO и множеством управляющих матриц, и средство для выполнения в приемнике пространственной обработки принятых символов данных с помощью оценки характеристики канала для получения оценок символов данных, по меньшей мере, для одного блока символов данных.

В еще одном варианте осуществления описан способ приема передачи данных в системе беспроводной связи со множеством входов и одним выходом (MISO), при котором получают принятые символы данных для блока символов данных, пространственно обработанных при помощи множества управляющих векторов перед передачей через канал MISO. Получают оценку характеристики канала для действующего канала MISO, сформированного каналом MISO и множеством управляющих векторов, и с помощью оценки характеристики канала выполняют детектирование принятых символов данных для получения оценки символов данных для блока символов данных.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - последовательность операций передачи данных пространственным кодированием с расширением спектра.

Фиг.2 - последовательность операций приема данных пространственным кодированием с расширением спектра.

Фиг.3 - передающий объект и принимающий объект в системе MIMO.

Фиг.4 - модули обработки в передающем объекте.

Фиг.5 - модули обработки в принимающем объекте.

Фиг.6 - последовательность операций для формирования набора управляющих матриц, используемых для пространственного кодирования с расширением спектра.

Фиг.7 - графики общей спектральной эффективности, достигнутой для системы MIMO 4×4.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Слово «примерный» используется в материалах настоящей заявки в смысле «служащий в качестве примера, экземпляра или иллюстрации». Любой вариант осуществления, описанный в материалах настоящей заявки как «примерный», не должен быть обязательно истолкован в качестве предпочтительного или преимущественного над другими вариантами осуществления.

В материалах настоящей заявки описаны способы выполнения пространственного кодирования с расширением спектра в системе связи с множеством антенн. Система связи с множеством антенн может быть системой MIMO или системой со множеством входов и одним выходом (MISO). Пространственное кодирование с расширением спектра относится к передаче символа данных (который является символом модуляции для данных) одновременно множеством передающих антенн, возможно, с разными амплитудами и/или фазами, определяемыми управляющим вектором, используемым для такого символа данных. Пространственное кодирование с расширением спектра также может определяться как управление диаграммой направленности передачи, псевдослучайное управление диаграммой направленности передачи, разнесение при управлении, матричное псевдослучайное управление диаграммой направленности, векторное псевдослучайное управление диаграммой направленности и так далее. Способы пространственной обработки могут рандомизировать «действующий» канал MIMO или MISO, отслеживаемый принимающим объектом для каждого блока символов данных, переданного передающим объектом, так что эффективность системы не определяется наихудшими канальными условиями.

В варианте осуществления для передачи данных, с помощью пространственного кодирования с расширением спектра в системе MIMO, передающий объект обрабатывает (например, кодирует и перемежает) данные для N_D потоков данных и формирует N_D блоков кодированных данных, где N_D ≥ 1. Блок кодированных данных также может определяться как кодовый блок или пакет кодированных данных. Каждый кодовый блок отдельно кодируется в передающем объекте и отдельно декодируется в принимающем объекте. Каждый кодовый блок является символом, преобразованным для получения соответствующего блока символов данных. N_D блоков символов данных для N_D кодовых блоков разделяются на N_M субблоков символов данных для передачи в N_M интервалах передачи, по одному субблоку в каждом интервале передачи, где N_M > 1. Интервал передачи может покрывать временное и/или частотное измерения, как описано ниже. Управляющая матрица выбирается (например, из набора из L управляющих матриц) для каждого из N_M субблоков символов данных. Каждый субблок символов данных пространственно обрабатывается с помощью управляющей матрицы, выбранной для такого субблока, для выработки символов передачи, которые затем обрабатываются и передаются через N_Т передающих антенн в одном интервале передачи. Фактически, N_D блоков символов данных пространственно обрабатываются с помощью N_M управляющих матриц и поэтому соответствуют ансамблю каналов, в противоположность всем блокам, соответствующим одному и тому же каналу. Управляющие матрицы, используемые для пространственного кодирования с расширением спектра, являются унитарными матрицами, имеющими ортогональные столбцы или векторы, и могут формироваться, как описано ниже.

Система MISO также может передавать данные с помощью пространственного кодирования с расширением спектра, как описано ниже. Различные аспекты и варианты осуществления изобретения описаны ниже более подробно.

Способы пространственного кодирования с расширением спектра, описанные в настоящей заявке, могут использоваться для систем MIMO и MISO. Эти способы также могут использоваться для систем с одной несущей и со множеством несущих. Множество несущих могут быть получены с помощью мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM), некоторых других способов модуляции со множеством несущих или некоторой другой структуры. OFDM эффективно разделяет общий диапазон частот на множество (N_F) ортогональных поддиапазонов, которые также упоминаются как тоны, поднесущие, элементы кодирования сигнала и частотные каналы. С помощью OFDM каждый поддиапазон связан с соответствующей поднесущей, которая может быть промодулирована данными.

1. Система MIMO

Для системы MIMO с одной несущей канал MIMO, сформированный N_T передающими антеннами в передающем объекте и N_R приемными антеннами в принимающем объекте, может быть описан характеристической матрицей Н N_R × N_T канала, которая может быть представлена как:

(1)

где элемент h_i,j для i = 1... N_R и j=1... N_T обозначает сопряженный или комплексный коэффициент передачи между передающей антенной jи приемной антенной i.

Данные могут передаваться в системе MIMO различными способами. В одной из простых схем передачи, один поток символов данных передается с каждой передающей антенны без какой-либо пространственной обработки, и до N_S потоков символов данных передаются одновременно с N_T передающих антенн. Для этой схемы передачи модель системы MIMO может быть представлена как:

(2)

где s - вектор N_T ×1 с N_S ненулевыми элементами для N_S символов данных, которые должны быть переданы по N_S пространственным каналам H;

r - вектор N_R ×1 с элементами для N_R принятых символов, полученных через N_R приемных антенн; и

n - вектор шума, наблюдаемого на принимающем объекте.

Предполагается, что помехи могут быть аддитивным белым гауссовым шумом (AWGN) с нулевым вектором средних значений и ковариационной матрицей где - дисперсия шума, а I - единичная матрица.

N_S потоков символов данных, переданных с N_T передающих антенн, создают взаимные помехи на принимающем объекте. Данный поток символов данных, передаваемый с одной передающей антенны, в типовом случае принимается всеми N_R приемными антеннами с различными амплитудами и фазами. Каждый принятый поток символов включает в себя компонент каждого из N_S переданных потоков символов данных. N_R принятых потоков символов вместе могли бы включать в себя все из N_S потоков символов данных. Однако эти N_S потоков символов данных распределены среди N_R принятых потоков символов. Принимающий объект выполняет пространственную обработку в приемнике над N_R принятыми потоками символов, чтобы восстановить N_S потоков символов данных, посланных передающим объектом.

Эффективность, достигаемая в системе MIMO, зависит (в значительной степени) от характеристической матрицы Н канала. Если существует высокий уровень корреляции в пределах Н, то каждый поток символов данных будет воспринимать значительную величину помехи от других потоков. Эти взаимные помехи или перекрестные помехи невозможно устранить пространственной обработкой на принимающем объекте. Высокий уровень взаимных помех ухудшает SNR каждого подвергнутого указанному влиянию потока символов данных, возможно, до такой степени, когда поток символов данных не будет корректно декодироваться принимающим объектом.

Для заданной характеристической матрицы Н канала пропускная способность системы может быть реализована, когда передающий объект передает данные по N_S собственным модам (или ортогональным пространственным каналам) канала MIMO с использованием собственных векторов, выведенных из Н. Если принимающий объект может обеспечить передающий объект полной или частичной информацией состояния канала (CSI), то передающий объект может обрабатывать потоки данных способом, максимизирующим общую пропускную способность для этих потоков (например, посредством использования оптимальной или близкой к оптимальной скорости передачи данных для каждого потока данных). Однако, если передающий объект не информирован или неправильно информирован, то скорость(и) передачи данных, используемая для потоков данных, может привести к ошибкам кадра или кодового блока для некоторого процента реализаций канала. Например, «плохая» характеристика канала может иметь место, когда H демонстрирует высокую степень корреляции или когда имеет место недостаточное рассеяние, многолучевое распространение (большая ширина полосы когерентности) и/или временное замирание (большое время когерентности) в беспроводном канале. Возникновение «плохих» каналов является случайным и желательно минимизировать процент времени, в пределах которого это может происходить для данного выбора скорости передачи данных.

Для некоторых систем MIMO эффективность может определяться наихудшими канальными условиями. Например, если принимающий объект не может послать информацию обратной связи, чтобы указать надлежащую скорость передачи данных для использования каждым потоком символов данных (например, вследствие того, что обратная связь не поддерживается системой или канальные условия изменяются быстрее, чем скорость обратной связи), то передающему объекту может потребоваться передавать потоки символов данных на низких скоростях, с тем чтобы эти потоки могли быть восстановлены даже при наихудших канальных условиях. Эффективность работы системы, в таком случае, определялась бы наихудшими канальными условиями, что весьма нежелательно.

Пространственное кодирование с расширением спектра может использоваться для рандомизации действующего канала MIMO, отслеживаемого принимающим объектом, чтобы эффективность системы не определялась наихудшими канальными условиями. В случае пространственного кодирования передающий объект выполняет пространственную обработку с помощью разных управляющих матриц для эффективной рандомизации канала MIMO, чтобы каждый кодовый блок для каждого потока данных соответствовал ансамблю каналов и не оставался в плохом канале в течение длительного периода времени.

Пространственная обработка на передающем объекте для пространственного кодирования с расширением спектра может быть представлена следующим образом:

(3)

где s(m) - вектор N_S ×1 с N_S символами данных для посылки в интервале mпередачи;

V(m) - управляющая матрица N_T × N_S для интервала передачи m; и

x(m) - вектор N_T ×1 с N_T символами передачи для передачи c N_T передающих антенн в интервале mпередачи.

Вообще, одновременно может отправляться до N_S потоков символов данных с использованием N_S пространственных каналов матрицы H(m). Для простоты в последующем описании допускается, что N_S потоков символов данных передаются одновременно.

Интервал передачи может покрывать временное и/или частотное измерения. Например, в системе MIMO с одной несущей интервал передачи может соответствовать одному из периодов символа, который является продолжительностью времени для передачи одного символа данных. В качестве еще одного примера, в системе MIMO со множеством несущих, например в системе MIMO, которая использует OFDM, интервал передачи может соответствовать одному из поддиапазонов в одном OFDM-периоде символа. Интервал передачи также может покрывать множество периодов символов и/или множество поддиапазонов. Таким образом, mможет быть показателемдля времени и/или частоты. Интервал передачи также может определяться как промежуток передачи, интервал связи, слот и так далее.

Набор из L управляющих матриц может быть сформирован как описано ниже и используется для пространственного кодирования с расширением спектра. Этот набор управляющих матриц обозначается как {V} или V(i) для i= 1... L, где L может быть любым целым числом, большим единицы. Одна управляющая матрица в этом наборе может быть выбрана для каждого интервала m передачи.Передающий объект мог бы, в таком случае, выполнять пространственное кодирование для каждого интервала mпередачи с помощью управляющей матрицы V(m), выбранной для этого интервала передачи, где V(m) {V}. Результатами пространственной обработки являются N_T потоков символов передачи, которые затем приводятся в нужное состояние и передаются с N_T передающих антенн.

Принятые на принимающем объекте символы с помощью пространственного кодирования с расширением спектра могут быть представлены как:

(4)

где Н(m) - характеристическая матрица N_R × N_T канала для интервала mпередачи;

Н_eff(m) - характеристическая матрица N_R × N_S действующего канала для интервала mпередачи, которой является

r(m) - вектор N_R ×1 с N_R принятыми символами для интервала mпередачи; и

n(m) - шумовой вектор для интервала mпередачи.

Как показано в (4), вследствие пространственного кодирования с расширением спектра, выполняемого передающим объектом, N_S потоков символов данных соответствуют характеристике Н_eff(m) действующего канала, а не характеристике H(m) фактического канала. Каждый поток символов данных, таким образом, передается по пространственному каналу по H_eff(m), вместо H(m). Управляющие матрицы могут быть выбраны из условия, чтобы каждый поток символов данных соответствовал ансамблю пространственных каналов матрицы H(m). Более того, если по всему кодовому блоку используются разные управляющие матрицы, то символы данных для кодового блока будут соответствовать разным каналам для этого кодового блока.

Принимающий объект может выполнять пространственную обработку в приемнике над принятыми символами с помощью оценки характеристической матрицы действующего канала для восстановления переданных потоков символов данных. Если на принимающем объекте известна управляющая матрица, используемая передающим объектом для каждого интервала mпередачи, то принимающий объект может оценивать характеристическую матрицу канала (например, на основании принятых пилотных символов) и вычислять оцененную характеристическую матрицу действующего канала как ,

где «^» означает оценку фактической матрицы. В качестве альтернативы, принимающий объект может непосредственно оценивать характеристическую матрицу действующего канала, Н_eff(m), например, на основании принятых пилотных символов, которые были переданы с использованием V(m). Пилотный символ является символом модуляции для пилотного сигнала, который заранее известен как передающему, так и принимающему объектам.

Вообще, одновременно может передаваться любое количество из (N_D) потоков данных через канал MIMO, где N_S ≥ N_D ≥ 1. Например, если N_D = N_S, то один поток данных может передаваться по каждому из N_S пространственных каналов по H_eff(m). Если N_D = 1, то один поток данных может быть демультиплексирован и передан по всем N_S пространственным каналам матрицы H_eff(m).В любом случае каждый поток данных обрабатывается (например, кодируется, перемежается и модулируется) для получения символов данных, а символы данных для всех N_D потоков данных демультиплексируются в N_S потоках символов данных для N_S пространственных каналов матрицы H_eff(m), как описано ниже. Управляющая матрица используется для пространственной обработки для одного интервала передачи, который может покрывать один или множество векторов символов данных.

Фиг.1 показывает последовательность 100 операций для передачи данных с пространственным кодированием с расширением спектра. Первоначально данные обрабатываются для получения набора из N_D блоков символов данных для N_D потоков данных, по одному блоку для каждого потока данных (этап 112). Каждый блок символов данных содержит символы данных, сформированные из одного кодового блока кодированных данных (или одного пакета кодированных данных). Обработка данных может выполняться, как описано ниже. N_D блоков символов данных разделяются на N_M субблоков символов данных, которые должны передаваться в N_M интервалах передачи, по одному субблоку в каждом интервале передачи (этап 114). N_M также упоминается как длина блока, и N_M > 1. Каждый субблок может содержать один или более символов данных из каждого из N_D блоков. Например, если N_D = N_S, то каждый субблок может содержать N_S символов данных из N_S блоков для N_S потоков данных. В качестве еще одного примера, если N_D = 1, то каждый субблок может содержать N_S символов данных из одного блока для одного потока данных. Индекс m, используемый для обозначения интервала передачи для текущего набора блоков символов данных, устанавливается в 1 (этап 116).

Одна управляющая матрица V(m) используется для пространственной обработки для каждого интервала mпередачи.Эта управляющая матрица V(m) может быть выбрана из набора L управляющих матриц {V} (этап 118). Затем пространственная обработка выполняется над субблоком mс помощью управляющей матрицы V(m), чтобы получить символы передачи (этап 120). Если интервал mпередачи покрывает один вектор символов данных, то один вектор s(m) с N_S символами данных формируется из субблока mсимволов данных и пространственно обрабатывается с помощью управляющей матрицы V(m) для получения соответствующего вектора x(m) символов передачи, как показано в (3). Если интервал mпередачи покрывает множество (N_V) векторов символов данных, то формируются N_V векторов s_□(m),для □=1 ... N_V, из субблока m символов данных, и каждый вектор s_□(m) пространственно обрабатывается с помощью одной и той же управляющей матрицы V(m) для получения соответствующего вектора x_□(m)символов передачи. В любом случае используется одна и та же управляющая матрица V(m) для пространственной обработки для всех векторов символов данных в интервале m передачи, и получающиеся в результате векторы символов передачи обрабатываются и передаются через N_T передающих антенн в интервале m передачи (этап 122).

Затем выполняется определение, было ли обработано и передано N_M субблоков символов данных (т. е. выполняется ли m=N_M) (этап 124). Если ответом является -«нет», то индекс mполучает приращение для следующего субблока/интервала передачи (этап 126) и последовательность операций возвращается на этап 118. Если для этапа 124 ответом является «да», то устанавливается, есть ли еще данные для передачи (этап 128). Если ответом является «да», то последовательность операций возвращается на этап 112, чтобы начать обработку для следующего набора блоков символов данных. Иначе, последовательность операций завершается.

Как показано на фиг.1, каждый набор блоков символов данных пространственно обрабатывается с помощью N_M управляющих матриц для получения N_T последовательностей символов передачи. Каждая последовательность символов передачи передается через одну соответствующую антенну из N_T передающих антенн в N_M интервалах передачи. N_M управляющих матриц рандомизируют действующий канал MIMO, отслеживаемый принимающим объектом для N_D блоков символов данных. Рандомизация канала MIMO вытекает из использования различных управляющих матриц для различных интервалов передачи и не обязательно из случайности элементов управляющих матриц.

Как отмечено выше, интервал передачи может быть определен как покрывающий один или более периодов символов и/или один или более поддиапазонов. Для повышения эффективности желательно выбирать интервал передачи по возможности малым, чтобы (1) больше управляющих матриц могло быть использовано для каждого блока символов данных и (2) принимающий объект мог получать столько «снимков» канала MIMO, сколько возможно для каждого блока символов данных. Интервал передачи также должен быть короче, чем время когерентности канала MIMO, которое является интервалом времени, в течение которого канал MIMO может предполагаться почти стационарным. Подобным образом, интервал передачи должен быть меньшим, чем ширина полосы когерентности канала для основанной на OFDM системы.

Фиг.2 показывает последовательность 200 операций для приема данных с пространственным кодированием с расширением спектра. Первоначально индекс m, используемый для обозначения интервала передачи, для текущего набора блоков символов данных, устанавливается в 1 (этап 212). Принятые символы данных принимаются с N_R приемных антенн для субблока mсимволов данных (этап 214). Определяется управляющая матрица V(m), используемая передающим объектом для субблока m(этап 216), которая используется для получения оценки характеристики канала для действующего канала MIMO, отслеживаемого субблоком m.Затем эта оценка характеристики канала используется для выполнения пространственной обработки в приемнике над принятыми символами данных для получения продетектированных символов (или оценок символов данных) для субблока m (этап 218).

Затем выполняется определение, были ли приняты N_M субблоков символов данных для текущего набора блоков символов данных (т. е. выполняется ли m = N_M) (этап 220). Если ответом является «нет», то индекс mполучает приращение для следующего субблока/интервала передачи (этап 222), а последовательность операций возвращается на этап 214. Если на этапе 220 ответом является «да», то обнаруженные символы для всех N_M субблоков обрабатываются (например, демодулируются, подвергаются обращенному перемежению и декодируются) для получения декодированных данных для текущего набора блоков символов данных (этап 224). Затем определяется, есть ли еще данные для приема (этап 226). Если ответом является «да», то последовательность операций возвращается на этап 212, чтобы начать прием следующего набора блоков символов данных. Иначе, последовательность операций завершается.

А. Выбор управляющей матрицы

Как отмечено выше, набор из L управляющих матриц может формироваться и использоваться для пространственного кодирования с расширением спектра. Управляющие матрицы в наборе могут быть выбраны для использования различными способами. В одном из вариантов осуществления управляющие матрицы выбираются из набора детерминированным образом. Например, L управляющих матриц могут циклически перебираться и выбираться в последовательном порядке, начиная с первой управляющей матрицы V(1), затем вторая управляющая матрица V(2) и так далее, а затем последняя управляющая матрица V(L). В еще одном варианте осуществления управляющие матрицы выбираются из набора псевдослучайным образом. Например, управляющая матрица, которую следует использовать для каждого интервала mпередачи, может быть выбрана на основании функции f(m), которая псевдослучайным образом выбирает одну из L управляющих матриц или управляющую матрицу V(f(m)). В другом варианте осуществления управляющие матрицы выбираются из набора способом перестановки. Например, L управляющих матриц могут циклически повторяться и выбираться для использования в последовательном порядке. Однако начальная управляющая матрица для каждого цикла может выбираться псевдослучайным образом, вместо использования всегда первой управляющей матрицы V(1). L управляющих матриц также могут выбираться различными другими способами, которые входят в объем изобретения.

Выбор управляющей матрицы также может зависеть от количества управляющих матриц (L) в наборе и длины (N_M) блока. Вообще, количество управляющих матриц может быть большим, равным или меньшим, чем длина блока. Выбор управляющей матрицы для этих трех случаев может выполняться, как описано ниже.

Если L = N_M, то количество управляющих матриц совпадает с длиной блока. В этом случае разные управляющие матрицы могут выбираться для каждого из N_M интервалов передачи, используемых для передачи набора блоков символов данных. N_M управляющих матриц для N_M интервалов передачи могут выбираться детерминированным, псевдослучайным образом или путем перестановки, как описано выше. Например, L управляющих матриц в наборе могут выбираться в последовательном порядке для каждого набора блоков символов данных, с той же самой (предварительно выбранной) или отличающейся (псевдослучайно выбранной) начальной управляющей матрицей для каждого набора блоков символов данных.

Если L < N_M, то длина блока является большей, чем количество управляющих матриц в наборе. В этом случае управляющие матрицы повторно используются для каждого набора блоков символов данных и могут выбираться как описано выше.

Если L > N_M, то подмножество управляющих матриц используется для каждого набора блоков символов данных. Выбор конкретного подмножества, которое следует использовать для каждого набора блоков символов данных, может быть детерминированным или псевдослучайным. Например, первая управляющая матрица, которую следует использовать для текущего набора блоков символов данных, может быть управляющей матрицей, следующей за последней, использованной для предыдущего набора блоков символов данных.

B. Система

Фиг.3 показывает структурную схему передающего объекта 310 и принимающего объекта 350 в системе 300 MIMO. В передающем объекте 310 процессор 320 данных передачи (ТХ) принимает и обрабатывает (например, кодирует, перемежает и модулирует) данные потока обмена для N_D потоков данных и обеспечивает N_S потоков символов данных, где N_S ≥ N_D ≥ 1. Пространственный TX-процессор 330 принимает и пространственно обрабатывает N_S потоков символов данных для пространственного кодирования с расширением спектра, мультиплексирует в пилотные символы и выдает N_Т потоков символов передачи в N_T модулей с 332a по 332t передатчиков (TMTR). Обработка TX-процессором 320 данных описана ниже, а пространственная обработка пространственным TX-процессором 330 описана выше. Каждый модуль 332 передатчика приводит в нужное состояние (например, преобразует в аналоговый вид, фильтрует, усиливает и преобразует с повышением частоты) соответственный поток символов передачи, чтобы сформировать модулированный сигнал. N_T модулей с 332а по 332t передатчика обеспечивают N_T модулированных сигналов для передачи с помощью N_Т антенн с 334а по 334t соответственно.

На принимающем объекте 350 N_R антенн с 352а по