Разнесение передачи и расширение по пространству для основанной на ofdm системе связи со множеством антенн

Разнесение передачи и расширение по пространству для основанной на ofdm системе связи со множеством антенн

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится, в общем, к системам связи и, более конкретно, к методам передачи данных в системе связи со множеством антенн, которая использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM).

Уровень техники

OFDM - это метод модуляции с множеством несущих, который эффективно разделяет полную ширину полосы системы на множество (N_F) ортогональных поддиапазонов, которые также указываются как тональные сигналы, поднесущие, элементы дискретизации и частотные каналы. В OFDM каждый поддиапазон связан с соответствующей поднесущей, которая может модулироваться данными. OFDM широко используется в различных системах беспроводной связи, таких как системы, которые реализуют хорошо известные стандарты IEEE 802.11a и 802.11g. Стандарты IEEE 802.11a и 802.11g, в общем, относятся к операции с одним входом и одним выходом (SISO), при этом передающее устройство применяет одну антенну для передачи данных и принимающее устройство обычно применяет одну антенну для приема данных.

Система связи с множеством антенн включает в себя устройства с одной антенной и устройства со множеством антенн. В этой системе устройство с множеством антенн может использовать свои антенны для передачи данных устройству с одной антенной. Устройство со множеством антенн и устройство с одной антенной могут реализовывать любую из ряда обычных схем разнесения передачи для получения разнесения передачи и улучшения производительности для передачи данных. Одна такая схема разнесения передачи описана С.М.Аламоути в статье, озаглавленной "A Simple Transmit Diversity Technique for Wireless Communications", IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol. 16, No. 8, October 1998, pp. 1451-1458. Для схемы Аламоути передающее устройство передает каждую пару символов данных из двух антенн в двух периодах символа, и принимающее устройство комбинирует два принятых символа, полученных для двух периодов символа, для восстановления пары символов данных. Схема Аламоути, также как большинство других стандартных схем разнесения передачи, требует, чтобы принимающее устройство выполняло специальную обработку, которая может различаться для разных схем, для восстановления переданных данных и получения преимуществ разнесения передачи.

Однако устройство с одной антенной может быть спроектировано только для операции SISO, как описано ниже. Это обычно имеет место, если беспроводное устройство спроектировано согласно стандарту IEEE 802.11a или 802.11g. Такое "унаследованное" устройство с одной антенной не сможет выполнять специальную обработку, требуемую большинством обычных схем разнесения передачи. Тем не менее, все еще является весьма желательным для устройства с множеством антенн передавать данные традиционному устройству с одной антенной таким способом, что могут быть достигнуты улучшенная надежность и/или производительность.

Поэтому в данной области техники имеется необходимость в методах реализации разнесения передачи для традиционного принимающего устройства с одной антенной.

Сущность изобретения

Раскрыты методы передачи данных от передающего объекта с множеством антенн к принимающему объекту с одной антенной с использованием режима управления и/или режима псевдослучайного управления передачей (PRTS). В режиме управления передающий объект выполняет пространственную обработку для направления передачи данных к принимающему объекту. В режиме PRTS передающий объект выполняет пространственную обработку, так что передача данных осуществляется случайными действующими каналами SISO посредством поддиапазонов, и рабочие характеристики не диктуются реализацией плохого канала. Передающий объект может использовать (1) режим управления, если он знает отклик канала с множеством входов и одним выходом (MISO) для принимающего объекта, и (2) режим PRTS, даже если он не знает отклик канала MISO.

Передающий объект выполняет пространственную обработку с помощью (1) векторов управления, выведенных из оценок отклика канала MISO, для режима управления и (2) псевдослучайных векторов управления для режима PRTS. Каждый вектор управления является вектором с N_T элементами, который может умножаться на символ данных для генерирования N_T символов передачи для передачи из N_T передающих антенн, где N_T>1.

Режим PRTS может использоваться для достижения разнесения передачи без требования, чтобы принимающий объект выполнял какую-либо специальную обработку. Для разнесения передачи передающий объект использует (1) разные псевдослучайные векторы управления по поддиапазонам, используемым для передачи данных, и (2) один и тот же вектор управления по целому пакету для каждого поддиапазона. Принимающему объекту не требуется знать псевдослучайные векторы управления, используемые передающим объектом. Режим PRTS также может использоваться для реализации расширения по пространству, например, для защищенной передачи данных. Для расширения по пространству передающий объект использует (1) разные псевдослучайные векторы управления по поддиапазонам и (2) разные векторы управления по пакету для каждого поддиапазона. Для защищенной передачи данных только передающий и принимающий объекты знают векторы управления, используемые для передачи данных.

Режимы управления и PRTS также могут использоваться для передачи данных от передающего объекта с множеством антенн к принимающему объекту с множеством антенн, как описано ниже. Различные аспекты и варианты осуществления этого изобретения также описываются более детально ниже.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 показывает систему связи с множеством антенн.

Фиг.2 показывает общий формат кадра и пакета.

Фиг.3 показывает передачу пилот-сигнала от передающего объекта с двумя антеннами к принимающему объекту с одной антенной.

Фиг.4 показывает процесс для передачи данных с использованием режима управления или PRTS.

Фиг.5 показывает процесс для передачи данных с использованием обоих режимов.

Фиг.6A и 6B показывают два конкретных формата кадра и пакета.

Фиг.7 показывает передающий объект и два принимающих объекта.

Фиг.8 показывает блок-схему передающего объекта с множеством антенн.

Фиг.9A показывает блок-схему принимающего объекта с одной антенной.

Фиг.9B показывает блок-схему принимающего объекта с множеством антенн.

Подробное описание

Слово "иллюстративный" используется здесь для обозначения "служащий в качестве примера, экземпляра или иллюстрации". Любой вариант осуществления, здесь описываемый как "иллюстративный", не должен обязательно толковаться как предпочтительный или выгодный по сравнению с другими вариантами осуществления.

Фиг.1 показывает систему 100 с множеством антенн с пунктом 110 доступа (AP) и пользовательскими терминалами (UT) 120. Пункт доступа, в общем, является стационарной станцией, которая осуществляет связь с пользовательскими терминалами и также может указываться как базовая станция, или может использоваться некоторая другая терминология. Пользовательский терминал может быть стационарным или мобильным и может также указываться как мобильная станция, беспроводное устройство, пользовательское оборудование (UE), или может использоваться некоторая другая терминология. Контроллер 130 системы связан с пунктами доступа и обеспечивает координацию и управление для этих пунктов доступа.

Пункт 110 доступа оснащен множеством антенн для передачи данных. Каждый пользовательский терминал 120 может быть оснащен одной антенной или множеством антенн для передачи данных. Пользовательский терминал может осуществлять связь с пунктом доступа, в этом случае функции пункта доступа и пользовательского терминала установлены. Пользовательский терминал также может осуществлять одноранговую связь с другим пользовательским терминалом. В последующем описании передающий объект может являться пунктом доступа или пользовательским терминалом, и принимающий объект также может являться пунктом доступа или пользовательским терминалом. Передающий объект оснащен множеством (N_T) передающих антенн, и принимающий объект может быть оснащен одной антенной или множеством (N_R) антенн. Передача MISO существует, когда принимающий объект оснащен одной антенной, и передача в режиме с множеством входов и множеством выходов (MIMO) существует, когда принимающий объект оснащен множеством антенн.

Система 100 может использовать структуру канала дуплексной передачи с разделением по времени (TDD) или дуплексной передачи с разделением по частоте (FDD). Для структуры TDD нисходящая линия связи и восходящая линия связи совместно используют один и тот же частотный диапазон, причем нисходящей линии связи назначается некоторая часть времени и восходящей линии связи назначается оставшаяся часть времени. Для структуры FDD нисходящей линии связи и восходящей линии связи назначаются отдельные частотные диапазоны. Для ясности, последующее описание предполагает, что система 100 использует структуру TDD.

Система 100 также использует OFDM для передачи данных, OFDM предоставляет N_F полных поддиапазонов, из которых N_D поддиапазонов используются для передачи данных и указываются как поддиапазоны данных, N_P поддиапазонов используются для пилот-сигнала несущей и указываются как поддиапазоны пилот-сигнала, и оставшиеся N_G поддиапазонов не используются и служат в качестве защитных поддиапазонов, где N_F=N_D+N_P+N_G. В каждом периоде OFDM символа, вплоть до N_D символов данных, могут посылаться по N_D поддиапазонам данных, и вплоть до N_P символов пилот-сигнала могут посылаться по N_P поддиапазонам пилот-сигнала. Используемый здесь термин "символ данных" относится к символу модуляции для данных, а "символ пилот-сигнала" относится к символу модуляции для пилот-сигнала. Символы пилот-сигнала априори известны как передающему, так и принимающему объектам.

Для OFDM модуляции N_F значений частотной области (для N_D символов данных, N_P символов пилот-сигнала и N_G нулей) преобразуются во временную область с помощью N_F-точечного обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT) для получения "преобразованного" символа, который содержит N_F элементарных сигналов временной области. Чтобы противодействовать помехам между символами (ISI), которые вызываются частотно-селективным замиранием, часть каждого преобразованного символа повторяется для формирования соответствующего OFDM символа. Повторенная часть часто указывается как циклический префикс или защитный интервал. Период OFDM символа (который также указывается здесь как просто "период символа") является длительностью одного OFDM символа.

Фиг.2 показывает иллюстративную структуру 200 кадра и пакета, которая может использоваться для системы 100. Данные обрабатываются на более высоком уровне как блоки данных. Каждый блок 210 данных кодируется и модулируется (или отображается на символы) отдельно, на основе схемы кодирования и модуляции, выбранной для этого блока данных. Каждый блок 210 данных связан с частью 220 сигнализации, которая содержит различные параметры (например, скорость и длину) для этого блока данных, которые используются принимающим объектом для обработки и восстановления блока данных. Каждый блок данных и его часть сигнализации кодируются, отображаются на символы и модулируются согласно схеме OFDM для формирования части 240 сигнализации/данных пакета 230. Блок данных передается как в поддиапазонах, так и в периодах символа в части данных пакета. Пакет 230 дополнительно включает в себя преамбулу 240, которая содержит один или более типов пилот-сигнала, используемого для различных целей принимающим объектом. В общем, преамбула 240 и часть 250 сигнализации/данных могут, каждая, быть фиксированной или переменной длины и могут содержать любое количество OFDM символов.

Принимающий объект обычно обрабатывает каждый пакет отдельно. Принимающий объект использует преамбулу пакета для автоматического управления усилением (AGC), выбора разнесения (для выбора одного из различных входных портов для обработки), временной синхронизации, грубого и точного определения частоты, оценивания канала и так далее. Принимающий объект использует информацию, полученную из преамбулы, для обработки части сигнализации/данных пакета.

1. Передача MISO

В системе 100 канал MISO существует между передающим объектом с множеством антенн и принимающим объектом с одной антенной. Для основанной на OFDM системы канал MISO, сформированный N_T антеннами в передающем объекте и одной антенной в принимающем объекте, может характеризоваться с помощью набора N_F векторов-строк отклика канала, каждый размерности 1×N_T, который может быть выражен как:

(1)

где элемент h_j(k) для j=1 ... N_T обозначает связь или комплексное усиление между передающей антенной j и единственной приемной антенной для поддиапазона k и K обозначает набор N_F поддиапазонов. Для простоты предполагается, что отклик h(k) канала MISO является постоянным по каждому пакету и, таким образом, является функцией только поддиапазона k.

Передающий объект может передавать данные от его множества антенн к принимающему объекту с одной антенной таким способом, чтобы обеспечить улучшенную надежность и/или производительность. Более того, передача данных может быть такой, что принимающий объект с одной антенной может выполнять нормальную обработку для операции SISO (и не должен осуществлять какую-либо другую специальную обработку для разнесения передачи) для восстановления передачи данных.

Передающий объект может передавать данные принимающему объекту с одной антенной, используя режим управления или режим PRTS. В режиме управления передающий объект выполняет пространственную обработку, чтобы направлять передачу данных к принимающему объекту. В режиме PRTS передающий объект выполняет пространственную обработку, так что передача данных осуществляется в случайных действующих каналах SISO посредством поддиапазонов. Режим PRTS может использоваться для реализации разнесения передачи без требования, чтобы принимающий объект выполнял какую-либо специальную обработку. Режим PRTS также может использоваться для реализации расширения по пространству, например, для защищенной передачи данных. Оба из этих режимов и оба из этих приложений для режима PRTS описаны ниже.

A. Режим управления для MISO

Передающий объект выполняет пространственную обработку для каждого поддиапазона для режима управления следующим образом:

(2)

где s(n,k) - символ данных, который должен передаваться в поддиапазоне k в периоде n символа;

v_sm(k) - N_T×1 вектор управления для поддиапазона k в периоде n символа и

x_miso,sm(n,k) - N_T×1 вектор с N_T символами передачи, который должен передаваться от N_T передающих антенн в поддиапазоне k в периоде n символа.

В последующем описании нижний индекс "sm" обозначает режим управления, "pm" обозначает режим PRTS, "miso" обозначает передачу MISO и "mimo" обозначает передачу MIMO. В OFDM один подпоток символов данных может передаваться в каждом поддиапазоне данных. Передающий объект выполняет пространственную обработку для каждого поддиапазона данных отдельно.

Для режима управления векторы управления v_sm(k) выводятся на основе вектора-строки h(k) отклика канала следующим образом:

(3)

где arg{h^H(k)} обозначает аргумент h^H(k) и "^H" обозначает комплексное сопряженное транспонирование. Аргумент предоставляет элементы, имеющие единичную абсолютную величину и разные фазы, определяемые элементами h(k), так что полная мощность каждой передающей антенны может использоваться для передачи данных. Так как предполагается, что отклик h(k) канала является постоянным по каждому пакету, вектор v_sm(k) управления также является постоянным по пакету и является функцией только поддиапазона k.

Принятые символы в принимающем объекте могут быть выражены как:

(4)

где r_sm(n,k) - принятый символ для поддиапазона k в периоде n символа;

h_eff,sm(k) - отклик действующего канала SISO для поддиапазона k, который равен

h_eff,sm(k)=h(k)·v_sm(k); и

z(n,k) - шум для поддиапазона k в периоде n символа.

Как показано в уравнении (4), пространственная обработка передающим объектом обеспечивает в результате подпоток символов данных для каждого поддиапазона k, соответствующего отклику h_eff,sm(k) действующего канала SISO, который включает в себя отклик h(k) фактического канала MISO и вектор v_sm(k) управления. Принимающий объект может оценить отклик h_eff,sm(k) действующего канала SISO, например, на основе символов пилот-сигнала, принятых от передающего объекта. Принимающий объект может затем выполнить обнаружение (например, согласованную фильтрацию) для принятых символов r_sm(n,k) с помощью оценки отклика действующего канала SISO, _eff,sm(k), для получения обнаруженных символов (n,k), которые являются оценками переданных символов данных s(n,k).

Принимающий объект может выполнять согласованную фильтрацию следующим образом:ьбл

(5)

где "*" обозначает сопряжение. Операция обнаружения в уравнении (5) является такой же, как выполняемая принимающим объектом для передачи SISO. Однако для обнаружения используется оценка _eff,sm(k) отклика действующего канала SISO вместо оценки отклика канала SISO.

B. Режим PRTS для разнесения передачи

Для режима PRTS передающий объект использует псевдослучайные векторы управления для пространственной обработки. Эти векторы управления выводятся для обеспечения некоторых желательных свойств, как описано ниже.

Для реализации разнесения передачи в режиме PRTS передающий объект использует один и тот же вектор управления по целому пакету для каждого поддиапазона k. Векторы управления тогда являются функцией только поддиапазона k и не периода n символа или v_pm(k). В общем, желательно использовать столько разных векторов управления, сколько возможно по поддиапазонам для достижения большего разнесения передачи. Например, для каждого поддиапазона данных может использоваться разный вектор управления. Набор N_D векторов управления, обозначаемый как {v_pm(k)}, может использоваться для пространственной обработки для N_D поддиапазонов данных. Один и тот же набор {v_pm(k)} векторов управления используется для каждого пакета (по преамбуле и части сигнализации/данных для формата пакета, показанного на фиг.2). Набор векторов управления может быть одним и тем же или может изменяться от пакета к пакету.

Передающий объект выполняет пространственную обработку для каждого поддиапазона следующим образом:

(6)

Один набор векторов управления {v_pm(k)} используется по всем OFDM символам в пакете.

Принятые символы в принимающем объекте могут быть выражены как:

(7)

Отклик h_eff,td(k) действующего канала SISO для каждого поддиапазона определяется откликом h(k) фактического канала MISO для этого поддиапазона и вектором v_pm(k) управления, используемым для поддиапазона. Отклик h_eff,td(k) действующего канала SISO для каждого поддиапазона k является постоянным по пакету, так как предполагается, что отклик h(k) фактического канала является постоянным по пакету и один и тот же вектор v_pm(k) управления используется по пакету.

Принимающий объект принимает переданный пакет и выводит оценку _eff,td(k) отклика действующего канала SISO для каждого поддиапазона данных на основе преамбулы. Принимающий объект затем использует оценки _eff,td(k) отклика действующего канала SISO для выполнения обнаружения для принятых символов в части сигнализации/данных пакета, как показано в уравнении (5), где _eff,td(k) заменяет _eff,sm(k).

Для разнесения передачи принимающему объекту не требуется знать, используется ли одна антенна или множество антенн для передачи данных, и не требуется знать вектор управления, используемый для каждого поддиапазона. Принимающий объект может, тем не менее, использовать преимущества разнесения передачи, так как по поддиапазонам используются разные векторы управления, и для этих поддиапазонов формируются разные действующие каналы SISO. Каждый пакет тогда соответствует набору псевдослучайных каналов SISO среди поддиапазонов, используемых для передачи пакета.

C. Режим PRTS для расширения по пространству

Расширение по пространству может использоваться для рандомизации передачи данных по пространственному измерению. Расширение по пространству может использоваться для защищенной передачи данных между передающим объектом и принимающим объектом получателя для предотвращения неавторизованного приема передачи данных другими принимающими объектами.

Для расширения по пространству в режиме PRTS передающий объект использует разные векторы управления по пакету для каждого поддиапазона k. Векторы управления тогда являются функцией как поддиапазона, так и периода символа, или v_pm(n,k). В общем, желательно использовать столько разных векторов управления, столько возможно как по поддиапазонам, так и периодам символа для реализации более высокой степени расширения по пространству. Например, для каждого поддиапазона данных для заданного периода символа может использоваться разный вектор управления, и для каждого периода символа для заданного поддиапазона может использоваться разный вектор управления. Набор N_D векторов управления, обозначаемый как {v(n,k)}, может использоваться для пространственной обработки для N_D поддиапазонов данных для одного периода символа, и другой набор может использоваться для каждого периода символа по пакету. По меньшей мере, разные наборы векторов управления используются для преамбулы и части сигнализации/данных пакета, где один набор может включать в себя векторы всех наборов. Наборы векторов управления могут быть одними и теми же или могут изменяться от пакета к пакету.

Передающий объект выполняет пространственную обработку для каждого поддиапазона каждого периода символа следующим образом:

(8)

Принятые символы в принимающем объекте могут быть выражены как:

(9)

Отклик h_eff,ss(n,k) действующего канала SISO для каждого поддиапазона каждого периода символа определяется откликом h(k) фактического канала MISO для этого поддиапазона и вектором v(n,k) управления, используемым для поддиапазона и периода символа. Отклик h_eff,ss(n,k) действующего канала SISO для каждого поддиапазона k изменяется по пакету, если используются разные векторы v_pm(n,k) управления по пакету.

Принимающему объекту получателя известны векторы управления, использованные передающим объектом, что позволяет ему выполнить комплементарное сжатие по пространству для восстановления переданного пакета. Принимающий объект получателя может получить эту информацию различными способами, как описано ниже. Другим принимающим объектам не известны векторы управления, и для этих объектов передача пакета выглядит случайной по пространству. Вероятность корректного восстановления пакета, таким образом, значительно уменьшается для этих принимающих объектов.

Принимающий объект получателя принимает переданный пакет и использует преамбулу для оценивания канала. Для каждого поддиапазона принимающий объект получателя может вывести оценку отклика фактического канала MISO (вместо отклика действующего канала SISO) для каждой передающей антенны, или _j(k) для j=1 ... N_T, на основе преамбулы. Для простоты ниже описано оценивание канала для случая с двумя передающими антеннами.

Фиг.3 показывает модель для передачи пилот-сигнала по одному поддиапазону k от передающего объекта c двумя антеннами к принимающему объекту с одной антенной. Символ p(k) пилот-сигнала пространственно обрабатывается с помощью двух элементов v₁(n,k) и v₂(n,k) вектора v_pm(n,k) управления для получения двух символов передачи, которые затем передаются от двух передающих антенн. Двум символам передачи соответствуют отклики канала, равные h₁(k) и h₂(k), которые предполагаются постоянными по пакету.

Если символ p(k) пилот-сигнала передается в двух периодах символа с использованием двух наборов векторов управления, v_pm(1,k) и v_pm(2,k), то принятые символы пилот-сигнала в принимающем объекте могут быть выражены как:

которые могут быть выражены в матричной форме как:

(10)

где r_p(k)=[r_p(1,k) r_p(2,k)]^T - вектор с двумя принятыми символами пилот-сигнала для поддиапазона k, где "^T" обозначает транспонирование;

V_p(k) - матрица с двумя векторами v_pm(1,k)=[v₁(1,k) v₂(1,k)]^T и v_pm(2,k)=[v₁(2,k) v₂(2,k)]^T управления, используемыми для поддиапазона k;

h(k)=[h₁(k) h₂(k)] является вектором-строкой отклика канала для поддиапазона k и

z(k)=[z(1,k) z(2,k)]^T - вектор шума для поддиапазона k.

Принимающий объект может вывести оценку отклика канала MISO, (k) следующим образом:

(11)

Принимающий объект получателя может вычислить V(k), так как ему известны все элементы V_p(k). Другим принимающим объектам не известно V_p(k), они не могут вычислить V(k) и не могут вывести достаточно точную оценку для h(k).

Описание выше предназначено для простого случая с двумя передающими антеннами. В общем, количество передающих антенн определяет количество OFDM символов для пилот-сигнала (длину передачи пилот-сигнала) и размер V_p(k). В частности, символы пилот-сигнала передаются для минимум N_T периодов символа, и матрица V_p(k) обычно имеет размер N_T×N_T.

Принимающий объект получателя может после этого вывести оценку отклика действующего канала SISO, _eff,ss(n,k), для каждого последующего OFDM символа в пакете следующим образом:

(12)

Вектор v_pm(n,k) управления может изменяться от периода символа к периоду символа для каждого поддиапазона. Однако принимающему объекту получателя известен вектор управления, используемый для каждого поддиапазона и каждого периода символа. Принимающий объект использует оценку отклика действующего канала SISO, _eff,ss(n,k), для каждого поддиапазона каждого периода символа для выполнения обнаружения для принятого символа для этого поддиапазона и периода символа, например, как показано в уравнении (5), где _eff,ss(n,k) заменяет _eff,sm(k) и изменяется по пакету.

Передающий объект также может передавать пилот-сигнал "в открытом виде" без какой-либо пространственной обработки, но умножая символы пилот-сигнала для каждой передающей антенны на разную ортогональную последовательность (например, последовательность Уолша) длины N_T или целого кратного N_T. В этом случае принимающий объект может оценить MISO отклик h(k) канала непосредственно умножением принятых символов пилот-сигнала на каждую ортогональную последовательность, используемую для передачи пилот-сигнала, и интегрированием по длине последовательности, как известно в данной области техники. Альтернативно, передающий объект может передавать пилот-сигнал, используя один вектор v_pm(1,k) управления, и принимающий объект может оценить отклик действующего канала MISO как Передающий объект может, после этого, передавать данные, используя другой вектор управления v_pm(2,k), и принимающий объект может затем оценить отклик действующего канала MISO для данных как Передача пилот-сигнала и оценивание канала могут, таким образом, выполняться различными способами для расширения по пространству.

Передающий объект может выполнять расширение по пространству как над преамбулой, так и частью сигнализации/данных пакета. Передающий объект также может выполнять расширение по пространству только над преамбулой или только частью сигнализации/данных. В любом случае, расширение по пространству является таким, что оценка канала, полученная на основе преамбулы, не является точной или действительной для части сигнализации/данных. Эффективность может быть повышена за счет выполнения расширения по пространству над, по меньшей мере, частью сигнализации/данных пакета, так что эта часть выглядит случайной по пространству для других принимающих объектов, которым не известны векторы управления.

Для расширения по пространству принимающему объекту получателя известно, что для передачи данных используется множество антенн, и дополнительно известен вектор управления, используемый для каждого поддиапазона в каждом периоде символа. Сжатие по пространству, по существу, реализуется с использованием надлежащих векторов управления для вывода оценок отклика действующего канала SISO, которые затем используются для обнаружения данных. Принимающий объект получателя также использует преимущества разнесения передачи, так как по пакету используются разные векторы управления. Другим принимающим объектам не известны векторы управления, используемые передающим объектом. Таким образом, их оценки отклика канала MISO не являются действительными для части сигнализации/данных и при использовании для обнаружения данных обеспечивают ухудшенные или искаженные обнаруженные символы. Следовательно, на вероятность восстановления переданного пакета может оказываться существенное влияние для этих других принимающих объектов. Так как принимающий объект должен выполнять специальную обработку для оценивания канала и обнаружения для расширения по пространству, то традиционные принимающие объекты, которые спроектированы только для операции SISO, не могут восстановить передачу данных с расширением по пространству.

Расширение по пространству также может выполняться для режима управления и режима PRTS посредством поворота фазы каждого символа данных псевдослучайным способом, который известен как передающему, так и принимающему объектам.

Фиг.4 показывает диаграмму последовательности операций процесса 400 для передачи данных от передающего объекта к принимающему объекту с использованием режима управления или PRTS. Каждый пакет данных обрабатывается (например, кодируется, перемежается и отображается на символы) для получения соответствующего блока символов данных (этап 412). Блок символов данных и символов пилот-сигнала демультиплексируются на N_D поддиапазонов данных для получения N_D последовательностей символов пилот-сигнала и данных для N_D поддиапазонов данных (этап 414). Затем выполняется пространственная обработка над последовательностью символов пилот-сигнала и данных для каждого поддиапазона данных с помощью, по меньшей мере, одного вектора управления, выбранного для поддиапазона (этап 416).

Для режима управления для каждого поддиапазона данных используется один вектор управления, и пространственная обработка с этим вектором управления управляет передачей к принимающему объекту. Для разнесения передачи в режиме PRTS один псевдослучайный вектор управления используется для каждого поддиапазона данных, и принимающему объекту не требуется знать вектор управления. Для расширения по пространству в режиме PRTS, по меньшей мере, один псевдослучайный вектор управления используется для каждого поддиапазона данных, причем разное управление применяется к преамбуле и части сигнализации/данных, и только передающий и принимающий объекты имеют информацию о векторе (векторах) управления. Для режима PRTS пространственная обработка с помощью псевдослучайных векторов управления рандомизирует N_D действующих каналов SISO, соответствующих N_D последовательностям символов пилот-сигнала и данных, посылаемых по N_D поддиапазонам.

Принимающий объект может не иметь возможности должным образом обработать передачу данных, отправленную с использованием режима PRTS. Это может иметь место, например, если принимающий объект использует некоторую форму интерполяции по поддиапазонам для оценивания канала. В этом случае передающий объект может передавать, используя "открытый" режим без какой-либо пространственной обработки.

D. Многорежимное функционирование

Передающий объект также может передавать данные принимающему объекту, используя режимы как управления, так и PRTS. Передающий объект может использовать режим PRTS, когда отклик канала не известен, и переключаться на режим управления, как только отклик канала становится известным. Для системы TDD можно предполагать, что отклики нисходящей линии связи и восходящей линии связи являются взаимными один для другого. То есть, если h(k) представляет вектор-строку отклика канала от передающего объекта к принимающему объекту, то взаимный канал означает, что отклик канала от принимающего объекта к передающему объекту определяется как h^T(k). Передающий объект может оценить отклик канала для одной линии связи (например, нисходящей линии связи), базируясь на передаче пилот-сигнала, посланной принимающим объектом по другой линии связи (например, восходящей линии связи).

Фиг.5 показывает диаграмму процесса 500 для передачи данных от передающего объекта к принимающему объекту, использующего режимы как управления, так и PRTS. Сначала передающий объект передает данные принимающему объекту, используя режим PRTS, так как он не имеет оценок отклика канала для принимающего объекта (этап 512). Передающий объект выводит оценки отклика канала для линии связи между передающим и принимающим объектами (этап 514). Например, передающий объект может (1) оценить отклик канала для первой линии связи (например, восходящей линии связи), базируясь на пилот-сигнале, посланном принимающим объектом, и (2) вывести оценки отклика канала для второй линии связи (например, нисходящей линии связи) на основе (например, как взаимный) оценок отклика канала для первой линии связи. Передающий объект, после этого, передает данные принимающему объекту, используя режим управления, с векторами управления, выведенными из оценок отклика канала для второй линии связи, как только оценки отклика канала для принимающего объекта становятся доступными (этап 516).

Передающий объект может осуществлять переходы между режимами управления и PRTS в зависимости от того, доступны ли или нет оценки отклика канала. Принимающий