Способ и устройство для канальной обратной связи

Способ и устройство для канальной обратной связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в общем случае относится к системам связи и, в частности, касается способа и устройства для обеспечения канальной информацией к передатчику в системе передачи со многими входами и многими выходами (MIMO).

Уровень техники

Система со многими входами и многими выходами (MIMO) представляет собой способ передачи, включающий множество передающих антенн и множество приемных антенн, которые в перспективе сулят существенное увеличение пропускной способности линий связи в системах беспроводной связи. Различные стратегии передачи требуют, чтобы передающая антенная решетка имела некоторый объем сведений, касающихся характеристики канала между каждым элементом передающей антенны и каждым элементом приемной антенны, причем реализацию такого рода стратегий часто называют замкнутой системой MIMO. Получение полных сведений о широкополосном канале на стороне передатчика возможно путем использования таких технологий, как зондирование восходящей линии связи при дуплексной передаче с временным разделением (TDD), если в передатчике выполняется калибровка антенной решетки. Однако способ зондирования восходящей линии связи в системах дуплексной передачи с частотным разделением (FDD) не работает, когда в системе TDD используют ретранслятор или когда калибровка антенной решетки в передатчике не выполняется. Таким образом, существует потребность в способе эффективного обеспечения полных сведений о каналах в передатчике, когда зондирование восходящей лини связи для этой цели является неэффективным.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - временная диаграмма для обратной связи в системе TDD;

фиг.2 - временная диаграмма для обратной связи в системе FDD;

фиг.3 - один вариант эффективной передачи канальных сведений по обратной связи;

фиг.4 - второй вариант эффективной передачи канальных сведений по обратной связи;

фиг.5 - пример использования фазового сдвига для эффективного кодирования канальной информации;

фиг.6 - пример ортогонально-частотного кодирования канальной информации в частотной области;

фиг.7 - пример ортогонально-частотного кодирования канальной информации во временной области;

фиг.8 - устройство для передачи канальных сведений;

фиг.9 - блок-схема, показывающая функционирование устройства по фиг.8;

фиг.10 - устройство для восстановления канальных оценок;

фиг.11 - блок-схема, показывающая функционирование устройства по фиг.10.

Подробное описание чертежей

Для простоты изобретение представлено с точки зрения обеспечения базовой станции (BS) канальной информацией при выполнении замкнутой передачи на абонентскую станцию (SS). Должно быть ясно, что данное изобретение также применимо к сценариям, где роли станций BS и SS изменены на противоположные по отношению к здесь описанным. Например, изобретение можно применить к сценарию, где станция SS должна быть обеспечена канальной информацией, чтобы иметь возможность осуществлять замкнутую передачу от станции SS на станцию BS. Следовательно, хотя данное описание фокусируется в основном на случае передачи от станции BS на станцию SS, термин "блок связи источника" относится к блоку связи (например, станции BS, станции SS или другому приемопередатчику), который может выполнять замкнутую передачу на "блок связи адресата".

В этом описании некоторые термины также используются как взаимозаменяемые. Такие термины, как "характеристика канала", "профиль частотно-избирательного канала", "пространственно-частотная характеристика канала", относятся к информации о характеристиках канала, которая необходима базовой станции для того, чтобы использовать технологии замкнутой передачи. Эту информацию о характеристиках канала также можно назвать канальными сведениями (знаниями о канале). Термины "форма сигнала" и "сигнал" также используются как взаимозаменяемые. Термин "абонентское устройство" или "абонентская станция" (SS) иногда относят к мобильной станции (MS) или просто к мобильному телефону, причем данное изобретение равным образом применимо к случаям, когда абонентское устройство является стационарным или мобильным (то есть нестационарным). Приемное устройство может представлять собой "базовую станцию (BS)", "абонентскую станцию (SS)" или любую их комбинацию. Передающее устройство также может быть станцией BS, станцией SS, станцией MS или любой их комбинацией. Вдобавок, если система имеет повторители, ретрансляторы или другие подобные устройства, то приемное устройство или передающее устройство может быть повторителем, ретранслятором или другим подобным устройством. Повторитель или ретранслятор можно считать эквивалентом станции SS, если станция BS выполняет передачу с обратной связью на повторитель/ретранслятор. Повторитель или ретранслятор можно считать эквивалентом станции BSBS, если ретранслятор выполняет передачу с обратной связью на станцию SS. Ретранслятор также может представлять собой однонаправленный ретранслятор, например, ретранслятор восходящей линии связи или ретранслятор нисходящей линии связи. Например, ретранслятор восходящей линии связи принимает сигнал восходящей линии связи от станции SS и ретранслирует сигнал или информацию, представленную этим сигналом, на станцию BS. Термин "быстрое преобразование Фурье (FFT)" и термин "обратное быстрое преобразование Фурье (IFFT)" относятся к дискретному преобразованию Фурье (или аналогичному преобразованию) и обратному дискретному преобразованию Фурье (или аналогичному преобразованию) соответственно.

Получение канальных сведений в передатчике или блоке связи источника является весьма важным для получения преимуществ, которые обещают такие технологии использования передающих антенных решеток, как передача с максимальным отношением сигнал-шум, множественный доступ с пространственным разделением каналов (SDMA) и технология замкнутой передачи со многими входами и многими выходами (MIMO). Двумя способами получения канальных сведений являются обратная связь и зондирование канала. Зондирование канала подходит только для систем дуплексной передачи с временным разделением (TDD) и основано на использовании того обстоятельства, что радиочастотные (RF) каналы восходящей линии связи и нисходящей линии связи являются взаимно-обратными, так что станция BS может получать сведения о канале нисходящей линии связи на основе зондирования канала восходящей линии связи мобильной станцией. Известно, что для зондирования канала для последующей работы станция BS должна откалибровать свои антенные решетки восходящей линии связи и нисходящей линии связи. В отличие от зондирования канала канальная обратная связь подходит для работы с системами дуплексной передачи с частотным разделением (FDD) и системами TDD без калибровки антенных решеток.

В данном изобретении предлагается способ для эффективной передачи множества каналов по обратной связи (например, множество канальных оценок для множества поднесущих, например, для одной или нескольких антенн в системе OFDM (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов)) от мобильной станции (станций) на станцию BS (этот способ также подходит для случая, когда базовая и мобильная станции меняются ролями). Данный способ реализуется путем посылки станцией BS обучающей последовательности (например, пилот-символов) от каждой из ее передающих антенн, так чтобы мобильные станции могли измерить (или оценить) комплексную канальную характеристику для каждой из антенн BS (канальные оценки можно также получить другими способами, которые не требуют обучающих данных, например, канальная оценка с управлением по решению или оценка канал "вслепую"). Затем каждая мобильная станция, которая запланирована базовой станцией для такой оценки (или которая знает/желает выполнить оценку каким-то иным способом), кодирует канальные оценки для каждой антенны BS (формирует канальный сигнал), после чего множество указанных мобильных станций одновременно передают кодированные канальные оценки обратно на станцию BS, чтобы помочь станции BS в определении канальных оценок нисходящей линии связи.

Процесс канального кодирования согласно настоящему изобретению на конкретной мобильной станции не требует последующего квантования каналов, которое уже сделано в соответствии с собственной точностью приемника мобильной станции (например, стандартные передачи по обратной связи несут двоичную информацию на один символ с использованием стандартных комбинаций, таких как QPSK (фазовая манипуляция с четвертичными фазовыми сигналами), в то время как настоящее изобретение может давать по существу не квантованные канальные оценки (например, нет необходимости ограничиваться четырьмя значениями комбинации QPSK, а ограничивается лишь собственной точностью обработки при приеме и передаче на мобильной станции)); скорее этот процесс обеспечивает эффективное (с точки зрения использования полосы частот) объединение некоторого количества измеренных каналов (например, каналы от каждой антенны станции BS к одной или нескольким антеннам мобильной станции) в единый канальный сигнал, который можно также назвать кодированным канальным сигналом, для передачи на станцию BS. Множество мобильных станций могут передавать свои кодированные канальные сигналы, используя один и тот же временной/частотный ресурс в способе SDMA. Затем станция BS использует множество своих приемных антенн для выделения кодированных канальных сигналов от каждой мобильной станции, после чего определяет канальные оценки путем аннулирования кодирования. Заметим, что в системе MIMO для мобильных станций с множеством антенн каждая антенна на ней может передавать отличный от других кодированный канальный сигнал (например, сигнал как результат кодирования каналов от всех антенн BS на антенну мобильной станции, с которой передается кодированный канальный сигнал). Конечно, передача по типу MIMO кодированного канального сигнала от одной мобильной станции согласно способу SDMA может перекрываться передачей кодированного канального сигнала от другой мобильной станции. Путем эффективного кодирования канальных оценок и использования технологии SDMA и/или MIMO при передаче по восходящей линии связи можно обеспечить очень высокую эффективность использования полосы частот для канальной обратной связи. Данное изобретение обеспечивает эффективную обратную передачу широкополосных каналов в частотной области (например, на множестве поднесущих системы OFDM) или во временной области (например, путем замены символов данных временной области отсчетами канального сигнала) путем избирательной комбинации SDMA, MIMO, канальной оценки множества источников, скремблирования для исключения избыточных значений отношения пиковой мощности к средней мощности, а также подбора формы пилот-сигнала.

На фиг.1 показана примерная временная диаграмма для обратной связи в системе связи TDD (DL - нисходящая линия связи, UL - восходящая линия связи), где базовая станция запрашивает канальную информацию, чтобы выполнить замкнутую передачу (по замкнутой петле) некоторого типа с помощью передающей адаптивной антенной решетки (TxAA) согласно настоящему изобретению. Для восходящей линии связи могут быть использованы технологии приема SDMA, так что множество мобильных станций могут посылать свои данные обратной связи, используя одни и те же частотно-временные ресурсы.

Сначала станция BS посылает обучающие данные (например, пилот-символы) ближе к концу кадра нисходящей линии связи (в действительности обучающие данные могут находиться в любом месте кадра нисходящей линии связи, но задержка из-за обратной связи уменьшается, если обучающие данные посылаются в конце кадра нисходящей линии связи). В случае, когда станция BS имеет множество передающих антенн, она может выполнять множество передач, например, первую передачу с первой передающей антенны, вторую передачу со второй передающей антенны и так далее (множество передач), где это множество передач предпочтительно включает в себя пилот-символы, которые дают возможность станции SS оценить канал по множеству поднесущих для каждой из передающих антенн станции BS. Множество передач может выполняться одновременно, предпочтительно с ортогональными/различаемыми пилот-последовательностями между антеннами (например, с использованием разных наборов или множеств поднесущих с разными антеннами) или могут выполняться по отдельности, но предпочтительно, чтобы эти передачи были близки во времени. Затем каждая мобильная станция, запрошенная станцией BS для посылки канальной информации, оценивает каналы для каждой передающей антенны станции BS (например, путем определения множества канальных оценок для множества поднесущих), кодирует канальные оценки, создавая кодированный канальный сигнал (создает или формирует канальный сигнал), а затем сообщает канальные сведения путем посылки (передачи) кодированного канального сигнала на базовую станцию во время передачи по восходящей линии связи. В одном варианте канальные оценки кодируют для того, чтобы предоставить возможность посылки канальных оценок от множества антенн станции BS и/или множества приемных антенн станции SS на интервале времени одного символа. Заметим, что в одном варианте канальные оценки посылают вместе с пилот-символами, которые используют для оценки канала восходящей линии связи на станции BS (канальные оценки восходящей линии связи используются станцией BS, чтобы дать возможность ее приемной антенной решетке отделить канальную обратную связь восходящей линии связи для множества мобильных станций, а также определяет закодированные канальные оценки от каждой мобильной станции). Пилот-символы могут сформировать сигнал канального зондирования (например, пилот-символы на наборе поднесущих OFDM), чтобы дать возможность оценить каналы восходящей линии связи на станции BS. Станция BS использует сведения о каналах обратной связи для выполнения замкнутой передачи (например, передача TxAA) по нисходящей линии связи, после восходящей линии связи (замкнутую передачу (по замкнутому контуру) предпочтительно выполнять на очень близком интервале кадра нисходящей линии связи, с тем чтобы минимизировать изменение в канале между моментом измерения и использованием этого измерения, но изобретение также применимо к случаям, где задержка больше)). Поскольку сведения о канале обратной связи не обязательно квантовать с получением стандартной комбинации символов (например, QPSK), разрешение и динамический диапазон канальных сведений могут быть улучшены (например, по существу без квантования) по сравнению со стандартными схемами. Таким образом, в одном варианте канальные оценки, передаваемые по обратной связи, по существу не квантуются. В других вариантах канальная оценка может быть преобразована в одно из заранее определенного набора значений (например, ближайший заранее определенный набор комплексных значений), может быть ограничена или может быть установлена в нуль, если ее величина ниже конкретного значения и т.д.

На фиг.2 показана примерная временная диаграмма для обратной связи в системе связи FDD (DL - нисходящая линия связи, UL - восходящая линия связи), где станция BS опять же запрашивает канальную информацию, чтобы выполнить замкнутую передачу (например, TxAA). Для восходящей линии связи могут быть использованы технологии приема SDMA, так что множество мобильных станций могут посылать свои данные обратной связи, используя одни и те же частотно-временные ресурсы.

Функционирование в этом случае аналогично режиму TDD, но в режиме FDD задержка между измерением каналов и использованием станцией BS канальных оценок по нисходящей линии связи может быть значительно уменьшена по сравнению c режимом TDD благодаря одновременной передаче по нисходящей линии связи и восходящей линии связи. Для простоты предположим, что в механизме обратной связи нисходящая линия связи и восходящая линия связи системы FDD используется один и тот же способ модуляции (например, OFDM) с одной и той же шириной полосы частот. Однако предложенный механизм обратной связи легко расширить для случая, когда в восходящей линии связи и нисходящей линии связи используются разные способы модуляции и/или разные полосы частот. Вдобавок, изобретение предполагает использование множества режимов передачи по восходящей линии связи, например, IFDMA, CDMA, TDMA с одной несущей или их сочетания для регулярных передач данных по восходящей линии связи (любой из режимов, обеспечивающий низкое отношение пиковой мощности к средней), и OFDM/OFDMA для передач по обратной связи (обеспечивающих передачу по обратной связи комплексной канальной характеристики в частотной области). В этом случае передачи по обратной связи предпочтительно мультиплексировать во времени или по частоте вместе с регулярными передачами данных. Таким образом, настоящее изобретение может передавать канальный сигнал, используя другой метод модуляции, отличный от того, который используется для передач других данных из блока связи адресата.

Заметим, что участок обратной связи кадра восходящей линии связи, показанного на фиг.1 и на фиг.2, состоит из двух временных интервалов символа OFDM. Первый период передачи символов предназначен для посылки пилот-символов каждой мобильной станцией (например, сигнал канального зондирования), которые используют для оценки канала, а второй период передачи символов используют для посылки данных обратной связи, чтобы помочь блоку связи источника в определении канальных оценок для множества поднесущих.

Этот возможный вариант для обратной связи показан на фиг.3, на которой каждый прямоугольник соответствует одной поднесущей у одного символа OFDM. Другой вариант для обратной связи, как показано на фиг.4, на которой каждый прямоугольник соответствует одной поднесущей у одного символа OFDM, требует только одного символа OFDM путем смешения пилот-символов (например, сигнала канального зондирования) с данными обратной связи. Смешение, показанное на фиг.4, содержит частотное мультиплексирование, но можно также использовать смешение других типов. Очевидно, что возможна произвольная смесь пилот-сигналов и канального сигнала, например, рассредоточение пилот-символов и отсчетов канального сигнала по множеству символьных интервалов. Вдобавок, пилот-символы могут в явном виде не посылаться с канальным сигналом, например, когда блок связи источника использует канальные оценки из нормального трафика данных для обнаружения канального сигнала, переданного из блока связи адресата.

По сравнению со стратегией повторного использования (или обратимости) канала (то есть, в режиме TDD мобильная станция зондирует восходящую линию связи, а станция BS полагается на обратимость между каналами восходящей линии связи и нисходящей линии связи) и другими известными технологиями предложенный способ обратной связи имеет следующие преимущества:

1. Предложенный способ обратной связи можно использовать как в режиме TDD, так и в режиме FDD.

2. Предложенный способ реализуется в мобильном блоке значительно проще, чем способы на основе словарей кодов и векторного квантования.

3. Использование предложенного способа обратной связи в режиме TDD не потребует калибровки антенны на станции BS или мобильной станции.

4. Предложенный способ обратной связи обеспечивает механизм канальной обратной связи в системах TDD с ретрансляторами по восходящей линии связи (канальное зондирование восходящей линии связи оказывается невозможным, поскольку мобильная станция не ведет передачу непосредственно на станцию BS).

5. Предложенный способ обратной связи может оказаться очень полезным во время калибровки антенной решетки. Например, предложенный способ обратной связи можно использовать для посылки инверсии канала от станции SS на станцию BS.

6. Предложенный способ обратной связи будет работать даже в том случае, когда антенные решетки восходящей линии связи и нисходящей линии связи на станции BS отличаются друг от друга.

7. Мобильная станция может использовать пилот-сигналы вещания по нисходящей линии связи для определения составного канала (то есть, эффективного канала, воспринимаемого мобильной станцией, который является комбинацией весов передачи и действительного RF канала), если мобильная станция знает, каким образом станция BS вычисляет эти веса передачи. Причина этого заключается в том, что мобильная станция знает канал, который станция BS использует для вычисления весов передачи, причем этот канал не подходит для канального зондирования восходящей линии связи.

Ниже подробно описываются некоторые аспекты предложенного способа обратной связи. Пусть на станции BS имеется M_b антенн (как для нисходящей, так и для восходящей линий связи); и далее исследуются два случая для мобильных станций: 1) случай, когда мобильная станция u имеет только одну передающую антенну и M_m,u приемных антенн, и 2) случай, когда мобильная станция u имеет M_m,u передающих и приемных антенн. (Заметим, что способ обратной связи применим к любому количеству передающих антенн на мобильной станции. Также способ обратной связи легко расширить для случая, когда базовая станция имеет количество приемных антенн, отличное от количества передающих антенн). Если предположить, что нисходящая линия связи OFDM использует K поднесущих, то принятый сигнал для мобильной станции u на его приемной антенне m для поднесущей k (0kK-1) и момента времени b для символа задается в виде:

где H_u,m,l(k,b) - канал в частотной области от антенны l станции BS (например, блок связи источника) до m-й приемной антенны мобильной станции u (например, блок связи адресата) на поднесущей k в момент времени b символа; X_l(k,b) - обучающий символ, переданный от l-й антенны станции BS, а N_u,m(k,b) - аддитивный шум с мощностью . Заметим, что временной индекс b используется для указания символьного времени пилот-символов (может быть множество значений b, если в целях оценки канала необходимо более одного символа OFDM).

Мобильные станции могут запустить блок оценки канала от множества источников по принятому сигналу для определения канальных оценок в момент b, предпочтительно для двух или более значений k (определяя множество канальных оценок для множества поднесущих). Заметим, что канальные оценки обычно имеют комплексные значения (представляющие как амплитуду, так и фазу). Станция BS может передавать ортогональные пилот-сигналы от множества своих антенн, чтобы дать возможность выполнить простую канальную оценку для множества антенн на мобильной станции. Также можно использовать другие способы канальной оценки (например, с поддержкой принятия решений, итеративные и т.д.). Затем мобильные станции кодируют канальную информацию для создания канального сигнала на основе одного из следующих способов.

Способ 1: Разделяемая во времени обратная связь для каналов в частотной области

В этом способе обратной связи используют линейный фазовый сдвиг/с пилообразным изменением (известный также, как фазовый сдвиг Штейнера) для кодирования измеренных каналов (канальных оценок) от множества передающих антенн, так что каналы временной области являются ортогональными (то есть, канальные оценки являются разделяемыми во временной области). Пример результирующего представления во временной области кодирования с фазовым сдвигом каналов частотной области показан на фиг.5 для M_b передающих антенн на базовой станции для мобильной станции с одной антенной. Такое кодирование делает каналы для каждой передающей антенны ортогональными (различимыми) во временной области. Как можно видеть, соответствующий фазовый сдвиг приводит к тому, что каналы во временной области для каждой передающей антенны базовой станции занимают разные участки временной области. Согласно этому способу обратной связи мобильные станции кодируют канальные оценки от каждой антенны BS для их эффективной передачи путем создания последующего сигнала восходящей линии связи (то есть, кодированного канального сигнала или канального сигнала) для мобильной станции u с одной передающей антенной (заметим, что временной индекс d используется для указания положения во времени обратной связи восходящей линии связи, которое случается в некоторый момент после временного индекса b, где пилот-символы передаются от станции BS, чтобы иметь возможность оценивания канала на станции SS):

где S_u,m,l(k,d) - кодирующая последовательность для канальных оценок пользователя u, а β_u - масштабирование (масштабный коэффициент), необходимое для того, чтобы сделать среднюю мощность передачи (усредненную по всем частотам и, если это применяется, то по времени) Z_u(k,d) равной единице (или некоторому другому желаемому уровню мощности). Важно иметь единое масштабирование для всех канальных оценок для одной мобильной станции, так чтобы относительные уровни мощности между любыми канальными оценками сохранялись. Если в масштабировании нет необходимости, его можно исключить, установив β_u=1. Заметим, что, если M_b равно двум или более, то тогда станция BS имеет множество антенн, и определение множества канальных оценок для множества поднесущих может содержать определение множества канальных оценок для каждой из множества поднесущих на основе множества передач (например, каждой передачи от другой антенны), полученных от блока связи источника.

Одним примером кодирующей последовательности является нижеследующий сигнал, который имеет два аспекта. Первый аспект - это фазовый сдвиг Штейнера, который позволяет разделять каналы во временной области, а второй аспект - это скремблирующая последовательность:

где q_u(k,d) - любая известная/скремблирующая последовательность (например, случайная последовательность с постоянным модулем, такая как случайные символы BPSK), а α_u - коэффициент сдвига для пользователя u (например, α_u=M_m,uM_b). Заметим, что использование скремблирующей последовательности является важным аспектом изобретения, поскольку умножение канальных оценок на скремблирующую последовательность предотвращает появление чрезмерно больших отношений пиковой мощности к средней (PAPR) в переданном сигнале восходящей линии связи (то есть, преобразование IFFT для Z_u(k,d)), особенно для некоторых условий в канале (например, каналы с равномерным замиранием).

Когда мобильная станция u имеет множество передающих антенн, возможна передача данных обратной связи типа MIMO, и тогда кодированный канальный сигнал (для m-й передающей антенны на мобильной станции u) задается в виде:

где β_u - масштабирование, необходимое для того, чтобы сделать среднюю мощность передачи (усредненную по всем частотам, всем мобильным антеннам и, если это применяется, по времени) Z_u,m(k,d), равной единице (или некоторому другому произвольному уровню мощности). Кодирующая последовательность S_u,m,l(k,d) задается в виде:

где q_u,m(k,d) - любая известная/скремблирующая последовательность (например, случайная последовательность с постоянным модулем, такая как случайные символы BPSK), а α_u - коэффициент сдвига для пользователя u (например, α_u = M_b).

Заметим, что при использовании уравнения (2) или (4) канал частотной области на поднесущей k представляет собой обратную связь по поднесущей k. В системе TDD это означает, что если поднесущая k замирает, то тогда канал обратной связи будет посылаться на поднесущей с низкой амплитудой. Чтобы избежать этой проблемы, дополнительный аспект изобретения включает перемежение или изменение порядка Z_u(k,d) или Z_u,m(k,d) по частоте для эффективного скремблирования обратной связи по частоте. Заметим, что перемежение должно выполняться с кодированным канальным сигналом Z_u(k,d) или Z_u,m(k,d), а не с канальными оценками, причем до того, как применяется фазовый сдвиг. Если для посылки данных обратной связи по восходящей линии связи используют множество символов OFDM, то тогда может оказаться выгодным перемежение во времени вдобавок к перемежению по частоте особенно тогда, когда разные каналы имеют разные средние мощности (например, для двух канальных оценок, каждая из которых имеет K значений, подлежащих передаче обратно через два символа OFDM, в каждом символе OFDM должна передаваться половина каждой канальной оценки (K/2 значений из каждой оценки), так что общая мощность передачи будет одинаковой для каждого символа OFDM).

Также заметим, что уравнения (2) и (4) могут быть изменены для распространения на случай, когда пилот-сигналы смешивают с сигналом обратной связи, как показано на фиг.4. Эти уравнения также можно изменить для кодирования каналов, когда полоса частот и/или способ модуляции нисходящей линии связи (например, одна несущая) отличается от восходящей линии связи.

Способ 2: Ортогонально-частотная обратная связь для канала в частотной области.

В этом способе измеренные каналы нисходящей линии связи разделены в частотной области, так что они не создают взаимные помехи. Пример этого способа кодирования показан на фиг.6 для M_b передающих антенн на станции BS и одной приемной антенны на мобильной станции, где каждый прямоугольник на фигуре соответствует одной поднесущей у одного символа OFDM. Как можно видеть, каналы частотной области для каждой антенны переносятся по разным поднесущим (например, отображение или кодирование канальных оценок для конкретной антенны в заранее определенный набор поднесущих), и поэтому не вызывают взаимных помех. Для восстановления канальных оценок на всех поднесущих станции BS необходимо интерполировать канальные оценки. Фиг.6 можно модифицировать для распространения на случай, когда пилот-сигналы смешиваются с данными обратной связи (например, по аналогии с фиг.4). В форме уравнения кодированный канальный сигнал для такого вида кодирования каналов частотной области (когда мобильная станция u имеет только одну передающую антенну) задается в виде:

где (n)_N означает n по модулю N; δ(n) равно единице, если n равно нулю, и равно нулю в противном случае; q_u(k,d) - любая известная/скремблирующая последовательность (например, случайная последовательность с постоянным модулем, такая как случайные символы BPSK), а β_u - масштабирование, необходимое для того, чтобы сделать среднюю мощность передачи (усредненную по всем частотам и, если это применяется, по времени) Z_u(k,d), равной единице (или некоторому иному требуемому уровню мощности). Как и в случае с разделяемостью во времени, q_u(k,d) помогает избежать больших значений отношения пиковой мощности к средней в переданном сигнале восходящей линии связи. Также, как и в случае с разделяемостью во времени, для скремблирования кодированного сигнала по частоте перед передачей можно использовать перемежение Z_u(k,d). Когда мобильная станция u имеет M_m,u передающих антенн, кодированный канальный сигнал для передающей антенны m мобильной станции задается в виде:

где q_u,m(k,d) - любая известная/скремблирующая последовательность (например, случайная последовательность с постоянным модулем, такая как случайные символы BPSK), а β_u масштабирование, необходимое для того, чтобы сделать среднюю мощность передачи (усредненную по всем частотам, всем мобильным антеннам и, если это применяется, по времени) Z_u,m(k,d) равной единице (или некоторому произвольному уровню мощности.

Заметим, что уравнения (6) и (7) для простоты можно записать без временного индекса в явном виде, а именно

Заметим, что если M_b равно 2 или более, то определение множества канальных оценок для множества поднесущих может содержать определение канальных оценок для первого множества поднесущих, соответствующих первой передаче блока связи источника (например, от первой антенны), и определение канальных оценок для второго набора поднесущих, соответствующих второй передаче блока связи источника (например, от второй антенны).

Способ 2 также можно отнести к типу разделяемости, связанной с прореживанием поднесущих, поскольку результатом применения дельта-функции является помещение нулей в некоторые поднесущие, так что канальные оценки посылаются обратно для прореженного набора поднесущих. Другому набору канальных оценок (например, для другого значения l или для другой мобильной станции) могут быть присвоены поднесущие, установленные в нуль, как видно из фиг.6). Способ 1 также можно отнести к способу, где используется разделяемость, основанная на циклическом сдвиге, поскольку пилообразное изменение фазы в уравнении 5 на основе α_u вводит циклический сдвиг при представлении канала во временной области (как видно из фиг.5).

Из математических представлений способов 1 и 2 можно видеть, что оба этих способа создают канальный сигнал на основе множества канальных оценок. Поскольку по своей структуре канальные сигналы включают в себя множество канальных оценок, можно считать, что канальные сигналы содержат комбинацию из множества канальных оценок. Также q_u,m(k,d) и S_u,m,l(k,d) являются известными последовательностями, а канальные сигналы можно рассматривать как содержащие канальные оценки, модулированные известной последовательностью. Например, q_u,m(k,d) предпочтительно является двоичной последовательностью (например, BPSK), но может быть любой известной последовательностью.

После создания канального сигнала его можно передать, чтобы сообщить сведения о канале или помочь блоку связи источника в определении канальных оценок для множества поднесущих.

Способ 3: Ортогонально-частотная обратная связь для канала во временной области

Дополнительный способ для обратной связи предназначен для посылки оцененного канала временной области обратно в частотную область или во временной области. По существу этот способ аналогичен способу, изложенному в предыдущем разделе, для посылки прореженного в частотной области канала за исключением того, что канальные оценки в частотной области заменяются канальными оценками или характеристиками во временной области. Таким образом, фиг.6 остается действительной, но канал на этом чертеже теперь обозначает канал во временной области. Другой возможный вариант показан на фиг.7, где каждая канальная характеристика во временной области для одной передающей антенны и антенны мобильной станции посылается в непрерывном блоке поднесущих. Каждый прямоугольник на фигуре соответствует одной поднесущей у одного символа OFDM. В виде уравнения версия обратной связи как непрерывного блока (когда мобильная станция u имеет одну передающую антенну) выражается в виде:

для 0nL-1, 1lM_b, 1mM_m,u

где L - предполагаемая длина канала временной области, q_u(k,d) - любая последовательность (например, случайная последовательность с постоянным модулем, такая как случайные символы BPSK), а β_u - масштабирование, необходимое для того, чтобы сделать среднюю мощность передачи (усредненную по всем частотам и, если это применяется, по времени) Z_u (k,d), равной единице (или некоторому требуемому значению). Когда мобильная станция u имеет множество передающих антенн, кодированный сигнал для передающей антенны m мобильной станции задается в виде:

для 0nL-1 и 1lM_b

где q_u,m(k,d) - любая последовательность (например, случайная последовательность с постоянным модулем, такая как случайные символы BPSK), а β_u - масштабирование, необходимое для того, чтобы сделать среднюю мощность передачи (усредненную по всем частотам, всем мобильным антеннам и, если это применяется, по времени) Z_u,m(k,d) равной единице (или некоторому друг