Передача пилот-сигнала для системы беспроводной связи с ортогональным частотным разделением каналов

Передача пилот-сигнала для системы беспроводной связи с ортогональным частотным разделением каналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение, в целом, относится к беспроводной связи и, среди прочего, передаче информации пилот-сигнала в системе беспроводной связи с ортогональным частотным разделением каналов.

Уровень техники

Система множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA) использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM). OFDM является методом модуляции с множеством несущих, которая разделяет полную ширину полосы пропускания системы на множество (N) ортогональных частотных поднесущих. Эти поднесущие также могут называться тонами, элементами разрешения и частотными каналами. Каждая поднесущая может модулироваться данными. Вплоть до N символов модуляции могут посылаться на N поднесущих в каждом периоде символа OFDM. Эти символы модуляции преобразуются во временную область с помощью N-точечного обратного быстрого преобразования Фурье (ОБПФ) для формирования преобразованных символов, которые содержат N кодовых элементов временной области или выборок.

В системе связи со скачкообразным изменением частоты, данные передаются на разных частотных поднесущих в разных временных интервалах, которые могут упоминаться как «периоды скачкообразного изменения». Эти частотные поднесущие могут быть предоставлены посредством мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов, других методов модуляции со множеством несущих или некоторых других методов. При скачкообразном изменении частоты, передача данных скачкообразно переходит с поднесущей на поднесущую псевдослучайным образом. Это скачкообразное изменение обеспечивает частотное разнесение и позволяет передаче данных лучше противостоять отрицательным воздействиям тракта, таким как узкополосные помехи, преднамеренные помехи, замирание и так далее.

Система OFDMA может одновременно поддерживать множество мобильных станций. Для системы OFDMA со скачкообразным изменением частоты, передача данных для данной мобильной станции может осуществляться по каналу трафика, который связан с конкретной последовательностью скачкообразного изменения частоты (FH). Эта последовательность FH указывает конкретную поднесущую, используемую для передачи данных в каждом периоде скачкообразного изменения. Множество передач данных для множества мобильных станций могут посылаться одновременно по множеству каналов трафика, которые связаны с разными последовательностями FH. Последовательности FH могут быть определены ортогональными одна к другой, так что только один канал трафика и, соответственно, только одна передача данных, использует каждую поднесущую в каждом периоде скачкообразного изменения. Посредством использования ортогональных последовательностей FH, множество передач данных, в целом, не создают взаимных помех наряду, одновременно используя преимущества частотного разнесения.

Точная оценка беспроводного канала между передатчиком и приемником обычно необходима для того, чтобы восстанавливать данные, переданные по беспроводному каналу. Оценка канала типично выполняется посредством передачи пилот-сигнала от передатчика и измерения пилот-сигнала в приемнике. Пилот-сигнал состоит из пилот-символов, которые известны априори как передатчику, так и приемнику. Приемник, таким образом, может оценивать характеристику канала на основании принятых символов и известных символов.

Часть каждой передачи с любой конкретной мобильной станции на базовую станцию, часто упоминаемая как передача «обратной линии связи», во время периода скачкообразного изменения выделяется для передачи символов пилот-сигнала. Как правило, количество символов пилот-сигнала определяет качество оценки канала и, следовательно, характеристику частоты ошибок пакетов. Однако использование символов пилот-сигнала обуславливает снижение эффективной скорости передачи данных, которая может быть достигнута. То есть, так как бульшая ширина полосы пропускания выделяется для информации пилот-сигнала, меньшая ширина полосы пропускания становится доступной для передачи данных.

Одним из типов системы FH-OFDMA является система с блокированным скачкообразным изменением, где множеству мобильных станций назначены непрерывные группы частот и периоды символов. В такой системе важно, чтобы информация пилот-сигнала надежно принималась от мобильной станции при одновременном уменьшении ширины полосы пропускания, которая выделяется для информации пилот-сигнала, поскольку блок содержит ограниченное количество символов и тонов, доступных для использования для передачи как пилот-сигналов, так и данных.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В варианте осуществления шаблоны символов пилот-сигналов предусмотрены для символов пилот-сигналов, передаваемых от мобильной станции или базовой станции. Шаблон обеспечивает улучшенный прием и демодуляцию передаваемых символов пилот-сигнала.

В дополнительных вариантах осуществления предложены схемы для улучшения возможности мультиплексировать символы пилот-сигнала без взаимных помех и/или смещения от разных мобильных станций в одном и том же секторе базовой станции на одних и тех же частотах и в одних и тех же временных сегментах в системе OFDM.

В дополнительных вариантах осуществления предложены схемы для снижения смещения или взаимных помех для символов пилот-сигналов, передаваемых с разных мобильных станций в смежных сотовых ячейках на одних и тех же частотах и в одних и тех же временных сегментах в системе OFDM. В других вариантах осуществления предложены способы для изменения шаблонов символов пилот-сигналов.

К тому же предусмотрены другие способы дополнительных вариантов осуществления для формирования контрольных символов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Признаки, сущность и преимущества настоящих вариантов осуществления поясняются в подробном описании, изложенном ниже, иллюстрируемом чертежами, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены соответствующие элементы на всех чертежах, при этом:

фиг.1 иллюстрирует систему беспроводной связи множественного доступа согласно варианту осуществления;

фиг.2 иллюстрирует схему распределения спектра для системы беспроводной связи множественного доступа согласно варианту осуществления;

фиг.3A иллюстрирует диаграммы схемы назначения пилот-сигнала согласно варианту осуществления;

фиг.3B иллюстрирует диаграммы схемы назначения пилот-сигнала согласно еще одному варианту осуществления;

фиг.4A иллюстрирует схему скремблирования символов пилот-сигнала согласно варианту осуществления;

фиг.4B иллюстрирует схему скремблирования символов пилот-сигнала согласно еще одному варианту осуществления;

фиг.5 иллюстрирует базовую станцию с множеством секторов в системе беспроводной связи множественного доступа согласно варианту осуществления;

фиг.6 иллюстрирует систему беспроводной связи множественного доступа согласно варианту осуществления;

фиг.7 иллюстрирует структурную схему варианта осуществления системы передатчика и системы приемника в системе беспроводной связи множественного доступа с множеством входов и множеством выходов.

фиг.8 иллюстрирует блок-схему последовательности операций способа формирования символа пилот-сигнала согласно варианту осуществления; и

фиг.9 иллюстрирует блок-схему последовательности операций способа изменения шаблонов символов пилот-сигнала согласно варианту осуществления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Со ссылкой на фиг.1 проиллюстрирована система беспроводной связи множественного доступа согласно варианту осуществления. Базовая станция 100 включает в себя множество антенных групп 102, 104 и 106, каждая из которых включает в себя одну или более антенн. На фиг.1 единственная антенна показана для каждой антенной группы 102, 104 и 106, однако, множество антенн могут использоваться для каждой антенной группы, которая соответствует сектору базовой станции 100. Мобильная станция 108 осуществляет связь с антенной 104, при этом антенна 104 передает информацию на мобильную станцию 108 по прямой линии 114 связи и принимает информацию с мобильной станции 108 по обратной линии 112 связи. Мобильная станция 110 осуществляет связь с антенной 106, при этом антенна 106 передает информацию на мобильную станцию 110 по прямой линии 118 связи и принимает информацию с мобильной станции 110 по обратной линии 116 связи.

Каждая группа антенн 102, 104 и 106 и/или зона, в которой они предназначены для осуществления связи, часто упоминается как сектор базовой станции. В варианте осуществления антенные группы 102, 104 и 106, каждая из которых предназначена для осуществления связи с мобильными станциями в секторе, секторах 120, 122 и 124, соответственно, зон, покрываемых базовой станцией 100.

Базовая станция может быть стационарной станцией, используемой для осуществления связи с терминалами, и также может упоминаться как узел доступа, узел В или определяться с использованием некоторой другой терминологии. Мобильная станция также может называться мобильной станцией, пользовательским оборудованием (UE), устройством беспроводной связи, терминалом, терминалом доступа или определяться с использованием некоторой другой терминологии.

Со ссылкой на фиг.2 проиллюстрирована схема распределения спектра для системы беспроводной связи множественного доступа. Множество символов 200 OFDM распределены по T периодам символов и S частотным поднесущим. Каждый символ 200 OFDM содержит один период символа из T периодов символов и тон или частотную поднесущую из S поднесущих.

В системе OFDM со скачкообразным изменением частоты, один или более символов 200 может назначаться заданной мобильной станции. В варианте осуществления схемы распределения, которая показана на фиг.2, одна или более областей скачкообразного изменения, например, область 202 скачкообразного изменения, символов назначена группе мобильных станций для осуществления связи по обратной линии связи. В пределах каждой области скачкообразного изменения, назначение символов может рандомизироваться для снижения потенциально возможных помех и обеспечения частотного разнесения для противодействия отрицательным воздействием тракта.

Каждая область 202 скачкообразного изменения включает в себя символы 204, которые назначены одной или более мобильных станций, которые осуществляют связь с сектором базовой станции и назначены данной области скачкообразного изменения. В других вариантах осуществления каждая область скачкообразного изменения назначена одной или более мобильных станций. Во время каждого периода скачкообразного изменения размещение области 202 скачкообразного изменения в пределах T периодов символов и S поднесущих изменяется согласно последовательности скачкообразного изменения. В дополнение, назначение символов 204 для отдельных мобильных станций в пределах области 202 скачкообразного изменения может изменяться для каждого периода скачкообразного изменения.

Последовательность скачкообразного изменения может псевдослучайным образом, случайным образом или согласно предопределенной последовательности выбирать размещение области 202 скачкообразного изменения для каждого периода скачкообразного изменения. Последовательности скачкообразного изменения для разных секторов одной и той же базовой станции спроектированы ортогональными одна другой, чтобы избежать «внутрисотовых» помех между мобильными станциями, осуществляющими связь с одной и той же базовой станцией. Кроме того, последовательности скачкообразного изменения для каждой базовой станции могут быть псевдослучайными по отношению к последовательностям скачкообразного изменения для близлежащих базовых станций. Это способствует рандомизации «межсотовых» помех среди мобильных станций, осуществляющих связь с разными базовыми станциями.

В случае связи по обратной линии связи, некоторые из символов 204 области 202 скачкообразного изменения, назначены символам пилот-сигнала, которые передаются с мобильных станций на базовую станцию. Назначение символов пилот-сигнала символам 204, предпочтительно, должно поддерживать множественный доступ с пространственным разделением каналов (SDMA), где сигналы разных мобильных станций, работающих с перекрытием в одной и той же области скачкообразного изменения, могут быть разделены благодаря множеству приемных антенн в секторе или базовой станции, при условии достаточного различия пространственных сигнатур, соответствующих разным мобильным станциям. Чтобы более точно выделять и демодулировать сигналы разных мобильных станций, соответствующие каналы обратной линии связи должны точно оцениваться. Поэтому может быть желательным, чтобы символы пилот-сигнала в обратной линии связи давали возможность разделения сигнатур пилот-сигнала разных мобильных станций на каждой приемной антенне в пределах сектора, для того чтобы затем применять многоантенную обработку к символам пилот-сигнала, принятым от разных мобильных станций.

Блочное скачкообразное изменение может использоваться для обеих, прямой линии связи и обратной линии связи, или только для обратной линии связи, в зависимости от системы. Следует отметить, что хотя фиг. 2 изображает область 200 скачкообразного изменения, имеющую протяженность в семь периодов символов, протяженность области 200 скачкообразного изменения может быть любой требуемой величины, может изменяться по размеру между периодами скачкообразного изменения или между разными областями скачкообразного изменения в заданном периоде скачкообразного изменения.

Следует отметить, что хотя вариант осуществления по фиг.2 описан относительно использования блочного скачкообразного изменения, размещение блока не обязательно должно изменяться между следующими друг за другом периодами скачкообразного изменения или изменяться в принципе.

Со ссылкой на фиг.3A и 3B, проиллюстрированы блочные диаграммы схем назначения пилот-сигнала согласно нескольким вариантам осуществления. Области 300 и 320 скачкообразного изменения определены T периодами символа по S поднесущим или тонам. Область 300 скачкообразного изменения включает в себя символы 302 пилот-сигнала, а область 320 скачкообразного изменения включает в себя символы 322 пилот-сигнала, с оставшимися периодами символов и комбинациями тонов, имеющимися в распоряжении для символов данных и других символов. В варианте осуществления размещения символов пилот-сигнала для каждой из областей скачкообразного изменения, то есть группы N _S смежных тонов на N _T следующих друг за другом символах OFDM, должны содержать тоны пилот-сигнала, размещенные рядом с границами области скачкообразного изменения. Это объясняется тем, что типичные каналы в беспроводных применениях являются относительно медленными функциями времени и частоты, так что приближение первого порядка канала, например, разложение в ряд Тейлора первого порядка, на области скачкообразного изменения по времени и частоте, дает информацию касательно канальных условий, которая достаточна для оценки канала по данной мобильной станции. По существу, является предпочтительным оценивать пару канальных параметров для надлежащего приема и демодуляции символов с мобильных станций, а именно постоянную составляющую канала, т.е. член нулевого порядка разложения Тейлора, и линейную составляющую, т.е. член первого порядка разложения Тейлора, канала на временном и частотном диапазоне канала. Обычно точность оценки постоянной составляющей является независимой от размещения пилот-сигнала. Точность оценки линейной составляющей, как правило, предпочтительно достигается с помощью тонов пилот-сигнала на границах области скачкообразного изменения.

Символы 302 и 322 пилот-сигнала скомпонованы в непрерывные кластеры 304, 306, 308 и 310 (фиг.3A), и 324, 326, 328 и 330 (фиг.3B) символов пилот-сигнала. В варианте осуществления каждый кластер 304, 306, 308 и 310 (фиг.3A), и 324, 326, 328 и 330 (фиг.3B) в пределах области скачкообразного изменения, имеет фиксированное количество, а зачастую одинаковое количество символов пилот-сигнала в пределах заданной области скачкообразного изменения. Использование кластеров 304, 306, 308 и 310 (фиг.3A), и 324, 326, 328 и 330 (фиг.3B) смежных символов пилот-сигнала может, в варианте осуществления, учитывать воздействие помех многих пользователей, вызванных помехами между несущими, которые обусловлены высокими доплеровскими сдвигами и/или разбросами задержек символов. Кроме того, если символы пилот-сигнала с мобильных станций, планируемых в одной и той же области скачкообразного изменения, принимаются по существу на разных уровнях мощности, сигналы более мощной мобильной станции могут создавать значительную величину помех для менее мощной мобильной станции. Величина помех является более высокой на границах, например, поднесущей 1 и поднесущей S, области скачкообразного изменения, а также на границе символов OFDM, например, периодах 1 и T символа, когда рассеяние вызывается чрезмерным разбросом задержек, то есть, когда становится значительной часть энергии канала, сосредоточенной в отводах, которая превосходит циклический префикс символов OFDM. Поэтому, если символы пилот-сигнала размещены исключительно на границах области скачкообразного изменения, может иметь место ухудшение в точности оценки канала и смещение в оценке помех. Следовательно, как изображено на фиг.3A и 3B, символы пилот-сигнала помещаются вплотную к границам области скачкообразного изменения, однако, избегая ситуации, где все символы пилот-сигнала находятся на границах области скачкообразного изменения.

Как показано на фиг.3A, область 300 скачкообразного изменения составлена из символов 302 пилот-сигнала. В случае каналов скорее с более резко выраженной избирательностью по частоте, чем избирательностью по времени, символы 302 пилот-сигнала размещены в непрерывных кластерах 304, 306, 308 и 310 символов пилот-сигналов, причем каждый кластер 304, 306, 308 и 310 символов пилот-сигналов охватывает множество периодов символов и один частотный тон. Частотный тон предпочтительно выбирается близкорасположенным к границам частотного диапазона области 300 скачкообразного изменения, однако, не точно на границе. В варианте осуществления по фиг.3A никакие из символов 302 пилот-сигнала в заданном кластере не находятся на граничных частотных тонах, и в каждом кластере только символ пилот-сигнала может быть в граничном периоде символа.

Одно из обоснований «горизонтальной» формы непрерывных кластеров символов пилот-сигнала из символов 302 пилот-сигнала состоит в том, что, для каналов с более высокой избирательностью по частоте, (линейная) составляющая первого порядка может быть более мощной в частотной области, чем во временной области.

Следует отметить, что один или более символов пилот-сигнала в каждом кластере, в варианте осуществления по фиг.3A, могут быть на другом тоне, чем один или более символов пилот-сигнала в другом кластере. Например, кластер 304 может быть на тоне S, а кластер 306 может быть на тоне S-1.

Согласно фиг.3B, в случае каналов скорее с резко выраженной избирательностью по времени, чем избирательностью по частоте, символы 322 пилот-сигнала скомпонованы в кластерах 324, 326, 328 и 330 смежных символов пилот-сигнала, каждый из которых охватывает множество частотных тонов, но содержит один и тот же период символа области 320 скачкообразного изменения. Символы OFDM на границах области 320 скачкообразного изменения, те что обладают максимальным тоном, например тоном S, или минимальным тоном, например тоном 1, частотного диапазона, который определяет S поднесущих, могут быть включены в качестве части символов пилот-сигнала, поскольку могут быть символы 322 пилот-сигнала, которые находятся на границах области 320 скачкообразного изменения. Однако в варианте осуществления, показанном на фиг.3B, только один символ пилот-сигнала в каждом кластере может быть назначен на максимальную или минимальную частотную поднесущую.

В варианте осуществления, изображенном на фиг.3B, канал с более высокой избирательностью по времени может иметь типичный шаблон, который может быть получен поворотом на 90° шаблона, выбранного для каналов с более высокой избирательностью по частоте (фиг.3A).

Следует отметить, что один или более символов пилот-сигнала в каждом кластере, в варианте осуществления по фиг.3B, могут быть назначены на другой период символа, нежели один или более символов пилот-сигнала в другом кластере. Например, кластер 324 может быть в другом периоде T символа, нежели кластер 326.

Дополнительно, как изображено в вариантах осуществления по фиг.3A и 3B, шаблоны пилот-сигналов предусмотрены таким образом, что кластеры 304, 306, 308 и 310 (фиг.3A), и 324, 326, 328 и 330 (фиг.3B), являются предпочтительно симметричными относительно центра области скачкообразного изменения. Симметрия кластеров относительно центра области скачкообразного изменения может обеспечивать улучшенную совместную оценку канала, что касается временной и частотной характеристик канала.

Следует отметить, что, хотя фиг.3A и 3B изображают четыре кластера символов пилот-сигнала на область скачкообразного изменения, меньший или больший объем кластеров может использоваться в каждой области скачкообразного изменения. Кроме того, количество символов пилот-сигнала на кластер символов пилот-сигнала также может изменяться. Суммарное количество символов пилот-сигнала и кластеров символов пилот-сигнала является функцией количества символов пилот-сигнала, требуемых базовой станцией для успешной демодуляции символов данных, принимаемых по обратной линии связи, и для оценки канала между базовой станцией и мобильной станцией. К тому же каждому кластеру не обязательно иметь одинаковое количество символов пилот-сигнала. Количество мобильных станций, которые могут мультиплексироваться в одиночной области скачкообразного изменения, в варианте осуществления, может быть равным количеству символов пилот-сигнала в области скачкообразного изменения.

Кроме того, хотя фиг.3A и 3B изображают кластеры символов пилот-сигнала, предназначенных для каналов, либо обладающих избирательностью по частоте, либо избирательностью по времени, шаблон пилот-сигнала может быть таким, что есть кластеры для избирательных по частоте каналов, а также кластеры для избирательных по времени каналов, в одном и том же шаблоне пилот-сигнала, например, несколько кластеров, скомпонованных в шаблон кластеров 304, 306, 308 или 310, и несколько кластеров, скомпонованных в шаблон кластеров 326, 328 или 330.

В некоторых вариантах осуществления шаблон пилот-сигнала, выбранный используемым, может быть основан на условиях, для которых оптимизируется канал. Например, для каналов, которым свойственно высокоскоростное перемещение, например, транспортных средств, мобильных станций, может быть предпочтительным избирательный по времени шаблон пилот-сигнала, тогда как для низкоскоростных перемещений мобильной станции, например, пешеходов, может использоваться избирательный по частоте шаблон пилот-сигнала. В другом варианте осуществления шаблон пилот-сигнала может выбираться на основании канальных условий, решений, принимаемых через предопределенное количество периодов скачкообразного изменения.

Со ссылкой на фиг.4A и 4B проиллюстрированы схемы распределения пилот-сигналов согласно другим вариантам осуществления. На фиг.4A, области 400 скачкообразного изменения включают в себя символы пилот-сигнала, C _1,q, C _2,q, и C _3,q, скомпонованные в кластер 402; C _4,q, C _5,q, и C _6,q, скомпонованные в кластер 404; C _7,q, C _8,q и C _9,q, скомпонованные в кластер 406; а также C _10,q, C _11,q и C _12,q, скомпонованные в кластер 408. В варианте осуществления, для того чтобы улучшить пространственное разнесение в областях скачкообразного изменения, где множество мобильных станций предусматривают перекрывающиеся символы пилот-сигналов, символы пилот-сигналов разных мобильных станций должны мультиплексироваться таким способом в одном и том же периоде и тоне символа OFDM, чтобы символы пилот-сигналов были по существу ортогональными, когда принимаются в антеннах кластера базовой станции.

На фиг.4A, каждый из символов пилот-сигналов C _1,q, C _2,q, C _3,q, C _4,q, C _5,q, C _6,q, C _7,q, C _8,q, C _9,q, C _10,q, C _11,q и C _12,q назначен множеству мобильным станциям области 400 скачкообразного изменения, то есть каждый период символа включает в себя множество символов пилот-сигналов от ряда станций из разных мобильных станций. Каждый из символов пилот-сигналов в кластере символов пилот-сигналов, например, кластере 402, 404, 406 и 408, формируется и передается таким способом, что приемник символов пилот-сигнала в кластере, например базовая станция, может принимать их так, что они являются ортогональными по отношению к символам пилот-сигнала из каждой другой мобильной станции в том же самом кластере. Это может осуществляться применением предопределенного фазового сдвига, например, скалярной функции для умножения каждой из выборок символов пилот-сигнала, передаваемого каждой из мобильной станций. Для обеспечения ортогональности, скалярные произведения векторов, представляющих последовательность скалярных функций в каждом кластере для каждой мобильной станции, могут быть нулевыми.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления предпочтительно, чтобы символы пилот-сигнала каждого кластера были ортогональны символам пилот-сигнала каждого кластера области скачкообразного изменения. Это может обеспечиваться таким же образом, как обеспечивается ортогональность для символов пилот-сигналов в пределах каждого кластера от другой мобильной станции, с использованием другой последовательности скалярных функций для символов пилот-сигнала каждой мобильной станции в каждом кластере символов пилот-сигналов. Математическое определение ортогональности может быть сделано посредством выбора последовательности скалярных кратных для каждого из символов пилот-сигналов для конкретного кластера для конкретной мобильной станции, вектор которых является ортогональным, например скалярное произведение является нулевым, по отношению к вектору, представляющему последовательность скалярных кратных, используемых для символов пилот-сигналов других мобильных станций во всех кластерах и той же самой мобильной станции в других кластерах.

В варианте осуществления количество мобильных станций, которые могут поддерживаться, где обеспечивается ортогональность символов пилот-сигналов по каждому из кластеров, равно количеству символов пилот-сигналов, которые предусмотрены на кластер символов пилот-сигналов. В варианте осуществления по фиг.4A и 4B, q-й пользователь из Q работающих с перекрытием пользователей, 1≤q≤Q, использует последовательность S размера N _P, где N _P - суммарное количество тонов пилот-сигналов (на фиг.4A и 4B, N _P=12):

здесь, (^T) обозначает транспозицию матрицы, содержащей последовательности. Как обсуждено выше, последовательности скалярных функций, в каждом кластере символов пилот-сигналов, должны быть разными для разных мобильных станций, для того чтобы получать состоятельные оценки соответствующих каналов, благодаря снижению помех между символами пилот-сигналов. Более того, последовательности должны быть линейно независимыми, по существу, предпочтительно, чтобы никакая последовательность или вектор не была линейной комбинацией остальных последовательностей. Математически это может определяться тем, что матрица N _P×Q

имеет полный ранг столбцов. Следует отметить, что в вышеприведенных матрицах выражения (2) Q≤N _P . То есть количество работающих с перекрытием мобильных станций не должно превышать количество всех символов пилот-сигналов в области скачкообразного изменения.

На основании приведенного выше, любой набор последовательностей Q с полноранговой матрицей S дает возможность состоятельной оценки канала. Однако в другом варианте осуществления, фактическая точность оценки может зависеть от корреляционных свойств S . В варианте осуществления, как может быть определено с использованием уравнения (1), эксплуатационные показатели могут улучшаться, когда любые две последовательности являются взаимно (квази-) ортогональными при наличии канала. Математически, это условие может быть определено согласно

где H _k - комплексный коэффициент усиления канала, соответствующий k-му символу пилот-сигнала, 1≤k≤N _p . В неизменном по времени и частоте канале ( H ₁,= H ₂=...=) условие (3) сводится к требованию взаимно ортогональных последовательностей

приводя к тому, что это условие для любой возможной реализации канала из типичного набора каналов может быть неосуществимым. Фактически выражение (3) может удовлетворяться, когда канал демонстрирует ограниченную избирательность по времени и частоте, что является случаем каналов пользователей-пешеходов с относительно небольшим разбросом задержек. Однако условия могут существенно отличаться в каналах пользователей на транспортных средствах и/или каналах со значительным разбросом задержек, приводя к ухудшению эксплуатационных показателей.

Как описано со ссылкой на фиг.3A и 3B, шаблоны распределения пилот-сигналов состоят из нескольких кластеров символов пилот-сигналов, размещенных около границ области скачкообразного изменения, где каждый кластер является непрерывным по времени (фиг.3A) и/или частоте (фиг.3B). Поскольку изменения канала внутри каждого кластера обычно ограничены ввиду непрерывного характера символов пилот-сигналов по времени и частоте и непрерывности канала по времени и частоте, поэтому создание разных последовательностей, ортогональных на каждом кластере, позволяет удовлетворить условие (3). Потенциально возможный недостаток этого решения состоит в том, что количество работающих с перекрытием мобильных станций, которые могут быть ортогональными на каждом кластере, ограничено размером кластера, здесь обозначенного N _c. В примере, показанном на фиг.4A и 4B, N _C=3, а отсюда, вплоть до Q=3 мобильных станций могут быть ортогонально разделены в таком варианте осуществления. Фактически довольно небольшое количество Q является достаточным во многих практических сценариях. Когда Q>N _C, может быть затруднительным сохранять все мобильные станции ортогональными на каждом кластере, поскольку могут иметь место межсимвольные помехи. Отсюда приближенная ортогональность может быть достаточна, при некоторой потере эксплуатационных показателей изменяющихся по времени и/или частоте каналов, если Q>N _C.

В варианте осуществления набор параметров проектирования для каждой последовательности скалярных функций S =[ S ,… S _Q] может быть определен следующим образом:

* Любые две последовательности ортогональны на полном наборе символов пилот-сигналов, тем самым, удовлетворяя

* Являющиеся результатом группы N _C последовательностей являются такими, что любые последовательности в пределах группы взаимно ортогональны на любом кластере пилот-сигналов

* Все элементы S _k,q всех последовательностей имеют по существу равные абсолютные значения, например приблизительно одинаковую мощность.

где M _C обозначает общее число кластеров размера N _C, так что количество пилот-сигналов N _P =M _C N _C.

В варианте осуществления последовательности S =[ S ₁… S _Q] созданы с использованием экспоненциальных функций, с тем чтобы одинаковая энергия на символ обеспечивалась каждой последовательностью. Кроме того, в этом варианте осуществления группы из N _C последовательностей могут быть сделаны взаимно ортогональными в пределах каждого кластера, независимо от размера кластера, поскольку экспоненты не ограничены конкретными кратными числами, и с последовательностями, используемыми в каждом другом кластере по всем из символов пилот-сигналов, посредством (i) определения экспоненциальных последовательностей в пределах каждого кластера; и (ii) заполнения внутрикластерных участков по кластерам. Это можно увидеть в уравнении (7), где определен базис дискретного преобразования Фурье N×N.

Вышеприведенное выражение (7) может быть записано в компактной блочной форме, как изложено ниже

где обозначает блок матрицы, охватывающий столбцы с 1 по Q исходной матрицы. Более общая форма S может быть задана посредством

где U - произвольная унитарная матрица N _C ЧN _C ( U*U = ), а V - произвольная унитарная матрица M _C ЧM _C ( V * V = ).

В варианте осуществления количество поддерживаемых мобильных станций, где обеспечивается ортогональность символов пилот-сигналов по каждому из кластеров, равно количеству символов пилот-сигналов, которые предусмотрены на кластер символов пилот-сигналов.

В варианте осуществления экспоненциальные функции, используемые для умножения на выборки символов пилот-сигналов, формируются с использованием функции дискретного преобразования Фурье, которая широко известна. В вариантах осуществления, где функция дискретного преобразования Фурье используется для формирования символов для передачи, добавочный фазовый сдвиг применяется при формировании символов с использованием функции дискретного преобразования Фурье при формировании символов для передачи.

В вариантах осуществления по фиг.4A и 4B, скалярные произведения векторов, представляющих последовательность скалярных функций в каждом кластере для каждой мобильной станции, могут быть нулевыми. Однако в других вариантах осуществления это не так. Она может быть скомпонована так, что обеспечивается только квазиортогональность между последовательностями скалярных функций в каждом кластере для каждой мобильной станции.

Кроме того, в тех случаях, где количество мобильных станций, назначенных на область скачкообразного изменения, является меньшим, чем количество символов пилот-сигналов, распределенных области скачкообразного изменения, скалярные сдвиги по прежнему могут декодироваться на базовой станции, чтобы использоваться для выполнения оценивания помех. Поэтому эти символы пилот-сигналов могут использоваться для оценивания помех, поскольку они ортогональны или квазиортогональны по отношению к символам пилот-сигналов, другими мобильными станциями, распределенными области скачкообразного изменения.

На фиг.5 проиллюстрирована базовая станция с множеством секторов в системе беспроводной связи множественного доступа согласно варианту осуществления. Базовая станция 500 включает в себя множество антенных групп из антенн 502, 504 и 506. На фиг.5 только одна антенна показана для каждой антенной группы 502, 504 и 506, однако, может использоваться множество антенн. Множество антенн каждой антенной группы 502, 504 и 506 могут использоваться для обеспечения частотного разнесения на базовой станции в отношении сигналов, передаваемых с мобильных станций в соответствующем секторе, в дополнение к пространственному разнесению, предусмотренному для разных физических местоположений разных мобильных станци