Системы и способы формирования диаграммы направленности антенны в системах связи с множеством входов и множеством выходов

Системы и способы формирования диаграммы направленности антенны в системах связи с множеством входов и множеством выходов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Описание

Настоящая заявка на патент испрашивает приоритет предварительной заявки на патент № 60/660,719, имеющей название "Apparatus to Obtain Pseudo Eigen Beamforming Gains in MIMO Systems", с датой подачи 10 марта 2005 г., предварительной заявки на патент № 60/678,610, имеющей название "SYSTEM AND METHODS FOR GENERATING BEAMFORMING GAINS IN MULTI-INPUT MULTI-OUTPUT COMMUNICATION SYSTEMS", с датой подачи 6 мая 2005 г, предварительной заявки на патент № 60/691,467, имеющей название "SYSTEMS AND METHODS FOR BEAMFORMING IN MULTI-INPUT MULTI-OUTPUT COMMUNICATION SYSTEMS", с датой подачи 16 июня 2005 г. и предварительной заявки на патент № 60/691,432, имеющей название "SYSTEMS AND METHODS FOR BEAMFORMING AND RATE CONTROL IN A MULTI-INPUT MULTI-OUTPUT COMMUNICATION SYSTEM", с датой подачи 16 июня 2005, права на которые переуступлены правопреемнику настоящего изобретения и которые, тем самым, включены в настоящий документ в явном виде путем ссылки.

I. Ссылка на заявки на патент, находящиеся в процессе одновременного рассмотрения

Настоящая заявка на изобретение является родственной следующим заявкам, находящимся в процессе одновременного рассмотрения: заявке на патент США № 050507U2 в досье патентного поверенного, имеющей название "Systems And Methods For Beamforming In Multi-Input Multi-Output Communication Systems" и имеющей ту же самую дату подачи, что и настоящая заявка на изобретение. Настоящая заявка на изобретение также является родственной заявке на патент США № 60/660925 с датой подачи 10 марта 2005 г.; и заявке на патент США № 60/667705, с датой подачи 1 апреля 2005, права на каждую из которых переуступлены правопреемнику настоящего изобретения и которые включены в настоящий документ в явном виде путем ссылки.

Область техники

Настоящий документ относится к области беспроводной связи, более конкретно, к формированию диаграммы направленности антенны для систем беспроводной связи.

Известный уровень техники

Система множественного доступа с ортогональным частотным разделением (МДОЧР) использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (МОЧР). МОЧР представляет собой способ модуляции на нескольких несущих, который делит полную ширину полосы пропускания системы на множество (N) ортогональных частотных поднесущих. Эти поднесущие также могут именоваться тонами, элементами дискретизации и частотными каналами. Каждая поднесущая связана с соответствующей поднесущей, которая может быть промодулирована данными. На поднесущих, общее количество которых равно N, может быть передано до N модуляционных символов в каждом периоде символа МОЧР. Преобразование этих модуляционных символов во временную область осуществляют способом N-точечного быстрого обратного преобразования Фурье (БОПФ) для генерации преобразованного символа, содержащего N элементарных посылок или выборок сигнала во временной области.

В системе связи со скачкообразной перестройкой частоты данные передают на различных частотных поднесущих в течение различных промежутков времени, которые могут именоваться "периодами скачкообразной перестройки". Эти частотные поднесущие могут быть созданы способом мультиплексирования с ортогональным частотным разделением, другими способами модуляции на нескольких несущих или некоторыми иными способами. При скачкообразной перестройке частоты передачу данных осуществляют путем псевдослучайных перескоков с одной поднесущей на другую поднесущую. Эта скачкообразная перестройка обеспечивает частотное разнесение и возможность лучше противостоять вредным воздействиям в тракте передачи, таким как, например, узкополосные помехи, взаимные помехи при приеме, замирание и т.д. при передаче данных.

Система МДОЧР может обеспечивать одновременное обслуживание множества терминалов доступа. Для системы МДОЧР со скачкообразной перестройкой частоты передача данных для заданного терминала доступа может производиться по каналу "трафика", связанному с конкретной последовательностью скачкообразной перестройки частоты (СПЧ). Эта последовательность СПЧ указывает конкретные поднесущие, которые подлежат использованию для передачи данных в каждый период скачкообразной перестройки. Может производиться одновременная передача множества передаваемых данных для множества терминалов доступа по множеству каналов информационного обмена, связанных с различными последовательностями СПЧ. Эти последовательности СПЧ могут быть заданы как ортогональные одна относительно другой, поэтому в каждом периоде скачкообразной перестройки каждая поднесущая используется только одним каналом информационного обмена и, следовательно, только для одной передачи данных. При использовании ортогональных последовательностей СПЧ множество передач данных обычно не создают взаимных помех вследствие использования преимуществ частотного разнесения.

Проблема, которую необходимо решать во всех системах связи, состоит в том, что приемник расположен в конкретном участке зоны, обслуживаемой узлом доступа. В таких случаях, когда передатчик имеет множество передающих антенн, не обязательно должно выполняться объединение сигналов, передаваемых из каждой антенны, для обеспечения максимальной мощности в приемнике. В этих случаях могут возникать проблемы при декодировании сигналов, принятых в приемнике. Один из способов решения этих проблем состоит в использовании формирования диаграммы направленности антенны.

Формирование диаграммы направленности антенны представляет собой способ пространственной обработки, который улучшает отношение сигнал - шум канала беспроводной связи при наличии множества антенн. Как правило, формирование диаграммы направленности антенны может использоваться в любом передатчике и/или приемнике в системе с множеством антенн. Формирование диаграммы направленности антенны обеспечивает множество преимуществ по улучшению значений отношения сигнал - шум, что улучшает декодирование сигналов приемником.

Проблема при формировании диаграммы направленности антенны для систем передачи МОЧР состоит в получении надлежащей информации о канале (каналах) между передатчиком и приемником для генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны в системах беспроводной связи, в том числе в системах, основанных на МОЧР. Это является проблемой вследствие сложности, необходимой для вычисления весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны, и необходимости предоставления достаточного объема информации из приемника в передатчик.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения аппаратура беспроводной связи содержит, по меньшей мере, две антенны и устройство обработки. Устройство обработки выполнено таким образом, что осуществляет генерацию весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны на основании информации о канале, соответствующей нескольким трактам передачи, количество которых является меньшим, чем общее количество трактов передачи из аппаратуры беспроводной связи в устройство беспроводной связи.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения аппаратура беспроводной связи содержит, по меньшей мере, две антенны и средство генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны на основании информации о канале, соответствующей нескольким трактам передачи, количество которых является меньшим, чем количество трактов передачи из передающих антенн, которыми являются, по меньшей мере, две антенны, в устройство беспроводной связи.

В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения предложен способ формирования весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны, содержащий следующие операции: считывают информацию о канале, соответствующую нескольким трактам передачи, количество которых меньше, чем количество трактов передачи между беспроводным передатчиком и беспроводным приемником, и осуществляют генерацию весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны на основании информации о канале для их передачи из передающих антенн беспроводного передатчика.

В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения аппаратура беспроводной связи содержит, по меньшей мере, две антенны и устройство обработки, выполненное таким образом, что для передачи символов в устройство беспроводной связи оно осуществляет генерацию весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны на основании информации о канале, соответствующей нескольким приемным антеннам устройства беспроводной связи, причем количество приемных антенн меньше, чем общее количество антенн, используемых для приема в устройстве беспроводной связи.

В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения аппаратура беспроводной связи содержит, по меньшей мере, две антенны и средство генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны на основании информации о канале, соответствующей нескольким каналам, количество которых меньше, чем количество приемных антенн в устройстве беспроводной связи.

В дополнительных вариантах осуществления настоящего изобретения в аппаратуру беспроводной связи могут быть поданы весовые коэффициенты собственной диаграммы направленности антенны, сформированные в устройстве беспроводной связи, и они могут быть использованы в дополнение к информации о канале или вместо нее.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения информация о канале может содержать статистические данные о канале, информацию о качестве канала (ИКК) и/или оценки параметров канала.

Понятно, что другие объекты раскрытия сущности настоящего изобретения легко станут очевидными для специалистов в данной области техники из приведенного ниже подробного описания, в котором продемонстрированы и описаны только лишь примеры вариантов осуществления настоящего изобретения, которые служат просто в качестве иллюстративных примеров. Понятно, что помимо раскрытых здесь вариантов осуществления настоящего изобретения могут существовать иные и отличающиеся от описанных варианты осуществления и объекты изобретения, и что некоторые его подробности могут быть видоизменены различным образом, причем все это не выходит за пределы объема раскрытия сущности настоящего изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Признаки, сущность и преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения могут стать более очевидными из приведенного ниже подробного описания при его рассмотрении совместно с чертежами, на которых одинаковыми номерами позиций на разных чертежах обозначены, соответственно, одинаковые блоки и на которых изображено следующее:

на Фиг. 1 проиллюстрирована система беспроводной связи с множественным доступом согласно одному из вариантов осуществления изобретения;

на Фиг. 2 проиллюстрирована схема распределения спектра частот для системы беспроводной связи с множественным доступом согласно одному из вариантов осуществления изобретения;

на Фиг. 3 проиллюстрирована блок-схема распределения частот по времени для системы беспроводной связи с множественным доступом согласно одному из вариантов осуществления изобретения;

на Фиг. 4 проиллюстрированы передатчик и приемник в системе беспроводной связи с множественным доступом согласно одному из вариантов осуществления изобретения;

на Фиг. 5А проиллюстрирована блок-схема прямой линии свяизи в системе беспроводной связи с множественным доступом согласно одному из вариантов осуществления изобретения;

на Фиг. 5Б проиллюстрирована блок-схема обратной линии связи в системе беспроводной связи с множественным доступом согласно одному из вариантов осуществления изобретения;

на Фиг. 6 проиллюстрирована блок-схема системы передатчика в системе беспроводной связи с множественным доступом согласно одному из вариантов осуществления изобретения;

на Фиг. 7 проиллюстрирована блок-схема системы приемника в системе беспроводной связи с множественным доступом согласно одному из вариантов осуществления изобретения;

на Фиг. 8 проиллюстрирована схема последовательности операций генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны согласно одному из вариантов осуществления изобретения;

на Фиг. 9 проиллюстрирована схема последовательности операций генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны согласно другому варианту осуществления изобретения; и

на Фиг. 10 проиллюстрирована схема последовательности операций генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны согласно еще одному варианту осуществления изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

На Фиг. 1 проиллюстрирована система беспроводной связи с множественным доступом согласно одному из вариантов осуществления изобретения. Система 100 беспроводной связи с множественным доступом содержит множество ячеек сотовой связи, например ячейки 102, 104 и 106 сотовой связи. В варианте осуществления изобретения, показанном на Фиг. 1, каждая ячейка 102, 104 и 106 сотовой связи может содержать узел 150 доступа, содержащий множество секторов. Множество секторов сформировано посредством групп антенн, каждая из которых отвечает за связь с терминалами доступа в части ячейки сотовой связи. В ячейке 102 сотовой связи находятся группы 112, 114 и 116 антенн, каждая из которых соответствует различному сектору. В ячейке 104 находятся группы 118, 120 и 122 антенн, каждая из которых соответствует различному сектору. В ячейке 106 находятся группы 124, 126 и 128 антенн, каждая из которых соответствует различному сектору.

Каждая ячейка сотовой связи содержит несколько терминалов доступа, которые поддерживают связь с одним или с большим количеством секторов каждого узла доступа. Например, терминалы 130 и 132 доступа поддерживают связь с базовой станцией 142, терминалы 134 и 136 доступа поддерживают связь с узлом 144 доступа, а терминалы 138 и 140 доступа поддерживают связь с узлом 146 доступа.

Из Фиг. 1 видно, что место расположения каждого терминала 130, 132, 134, 136, 138 и 140 доступа в соответствующей ему ячейке сотовой связи является иным, чем место расположения каждого из других терминалов доступа в той же самой ячейке сотовой связи. Кроме того, каждый терминал доступа может находиться на различном расстоянии от соответствующих групп антенн, с которыми он поддерживает связь. Оба эти фактора наряду с внешними условиями в ячейке сотовой связи являются причиной наличия различных состояний канала между каждым терминалом доступа и соответствующей ему группой антенн, с которой он поддерживает связь.

Используемый здесь термин "узел доступа" может означать стационарную станцию, используемую для связи с терминалами, и также может именоваться базовой станцией, узлом B (Node B) или каким-либо иным термином и содержать некоторые или все функциональные возможности этих устройств. Терминал доступа может также именоваться абонентской аппаратурой (UE), устройством беспроводной связи, оконечным устройством, подвижной станцией или каким-либо иным термином и содержать некоторые или все функциональные возможности этих устройств.

На Фиг. 2 проиллюстрирована схема распределения спектра частот для системы беспроводной связи с множественным доступом. Множество символов 200 МОЧР распределено по T периодам символа и по S частотным поднесущим. Каждый символ 200 МОЧР содержит один период символа из T периодов символа и тон или частотную поднесущую из S поднесущих.

В системе МОЧР со скачкообразной перестройкой частоты конкретному терминалу доступа может быть выделен один или большее количество символов 200. В одном из вариантов осуществления изобретения схемы распределения, который показан на Фиг. 2, группе терминалов доступа для обеспечения связи по обратной линии связи выделена одна или большее количество областей скачкообразной перестройки для символов, например, область 202 скачкообразной перестройки. В каждой области скачкообразной перестройки присвоение символов может быть выполнено по случайному закону для уменьшения потенциально возможных помех и для обеспечения частотного разнесения, противодействующего вредным воздействиям на тракт передачи.

Каждая область 202 скачкообразной перестройки содержит символы 204, выделенные для передачи по прямой линии связи в один или большее количество терминалов доступа, поддерживающих связь с сектором узла доступа, и для приема из этих терминалов доступа по обратной линии связи. В течение каждого периода скачкообразной перестройки, или кадра, местоположение области 202 скачкообразной перестройки в пределах T периодов символа и на S поднесущих изменяется в соответствии с последовательностью скачкообразной перестройки. Кроме того, распределение символов 204 для отдельных терминалов доступа в пределах области 202 скачкообразной перестройки может изменяться для каждого периода скачкообразной перестройки.

Последовательность скачкообразной перестройки может обеспечивать выбор местоположения области 202 скачкообразной перестройки для каждого периода скачкообразной перестройки, производимый псевдослучайным образом, по случайному закону или согласно заранее заданной последовательности. Последовательности скачкообразной перестройки для различных секторов одного и того же узла доступа созданы таким образом, что являются взаимно ортогональными во избежание "внутриячеечных" помех между терминалами доступа, поддерживающими связь с одним и тем же узлом доступа. Кроме того, последовательности скачкообразной перестройки для каждого узла доступа могут быть псевдослучайными относительно последовательностей скачкообразной перестройки для соседних узлов доступа. Это может помочь в рандомизации "межячеечных" помех между терминалами доступа, поддерживающими связь с различными узлами доступа.

В случае связи по обратной линии связи некоторые из символов 204 из области 202 скачкообразной перестройки выделены для контрольных символов, которые передают из терминалов доступа в узел доступа. Процедура распределения контрольных символов для символов 204 предпочтительно должна обеспечивать поддержку множественного доступа с пространственным разделением (МДПР), при котором сигналы от различных терминалов доступа, накладывающиеся друг на друга в той же самой области скачкообразной перестройки, могут быть разделены вследствие наличия множества приемных антенн в секторе или в узле доступа при условии достаточного различия пространственных характеристик, соответствующих различным терминалам доступа.

Хотя на Фиг. 2 область 202 скачкообразной перестройки имеет длину, равную семи периодам символа, область 202 скачкообразной перестройки может иметь длину, равную любой желательной величине, ее размер может изменяться между периодами скачкообразной перестройки или между различными областями скачкообразной перестройки в заданном периоде скачкообразной перестройки.

Хотя вариант осуществления изобретения по Фиг. 2 описан применительно к использованию блочной скачкообразной перестройки, местоположение блока не обязательно должно изменяться между последовательными периодами скачкообразной перестройки.

На Фиг. 3 проиллюстрирована блок-схема распределения частот по времени для системы беспроводной связи с множественным доступом согласно одному из вариантов осуществления изобретения. Распределение частот по времени содержит промежутки 300 времени, которые содержат контрольные символы 310, передаваемые способом широковещательной передачи из узла доступа во все терминалы доступа, которые поддерживают с ним связь. Распределение частот по времени также содержит промежутки 302 времени, которые содержат одну или большее количество областей 320 скачкообразной перестройки, каждая из которых содержит один или большее количество специализированных контрольных символов 322, передаваемых в один или в большее количество желательных терминалов доступа. Специализированные контрольные символы 322 могут содержать те же самые весовые коэффициенты для формирования диаграммы направленности антенны, которые применяют для символов данных, передаваемых в терминалы доступа.

Широкополосные контрольные символы 310 и специализированные контрольные символы 322 могут быть использованы терминалами доступа для генерации информации о качестве канала (ИКК), относящейся к каналам связи между терминалом доступа и узлом доступа, для канала между каждой передающей антенной, посредством которой производят передачу символов, и приемной антенной, посредством которой принимают эти символы. В одном из вариантов осуществления изобретения оценка параметров канала может содержать сведения о шуме, о значениях отношения сигнал - шум, о мощности контрольного сигнала, о замирании, о задержках, о потерях в тракте передачи, об экранировании, о корреляции или любую иную измеримую характеристику канала беспроводной связи.

В одном из вариантов осуществления изобретения может быть осуществлена генерация информации ИКК, которой могут являться значения эффективного отношения сигнал - шум (ОСШ), и она может быть подана в узел доступа отдельно в качестве широкополосных контрольных символов 310 (эту информацию именуют широкополосной ИКК). Информация ИКК также может представлять значения эффективного отношения сигнал - шум (ОСШ), сгенерированные и поданные в узел доступа отдельно в качестве специализированных контрольных символов 322 (эту информацию именуют специализированной ИКК или ИКК со сформированной диаграммой направленности). Таким образом, узел доступа может иметь информацию о качестве канала (ИКК) для всей ширины полосы частот, доступной для связи, а также для конкретных областей скачкообразной перестройки, которые были использованы для передачи в терминал доступа. ИКК от широкополосных контрольных символов 310 и от специализированных контрольных символов 322 независимо может обеспечивать более точное прогнозирование скорости передачи для следующего передаваемого пакета данных, для больших распределений со случайными последовательностями скачкообразной перестройки и для согласованного выделения области скачкообразной перестройки для каждого абонента. Вне зависимости от того, какую именно информацию ИКК передают по обратной линии связи, в некоторых вариантах осуществления изобретения широкополосная ИКК, периодически предоставляемая таким способом из терминала доступа в узле доступа, может быть использована для распределения мощности передачи по одному или по большему количеству каналов прямой линии связи, например, по каналам управления прямой линии связи.

Кроме того, в тех ситуациях, когда график передачи по прямой линии связи для терминала доступа не установлен или когда он установлен таким образом, что передачи производят нерегулярно, то есть, когда для терминала доступа не запланирована передача по прямой линии связи в течение каждого периода скачкообразной перестройки, широкополосная ИКК может быть подана по каналу обратной линии связи в узел доступа для следующей передачи по каналу прямой линии связи, например, путем передачи служебных сигналов по обратной линии связи или по каналу управления. Эта широкополосная ИКК не содержит коэффициенты усиления для формирования диаграммы направленности антенны, так как для широкополосных контрольных символов 310 диаграмма направленности антенны обычно не сформирована.

В одном из вариантов осуществления изобретения узел доступа может получать весовые коэффициенты для формирования диаграммы направленности антенны на основании ее оценок параметров канала с использованием передач по обратной линии связи из терминала доступа. Узел доступа может получать оценки параметров канала на основании символов, содержащих информацию ИКК, переданную из терминала доступа по выделенному каналу, например, путем передачи служебных сигналов или по каналу управления, специально предназначенному для обратной связи из терминала доступа. Вместо использования информации ИКК для генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны могут быть использованы оценки параметров канала.

В другом варианте осуществления изобретения узел доступа может получать весовые коэффициенты для формирования диаграммы направленности антенны на основании оценок параметров канала, определенных в терминале доступа и предоставленных в узел доступа путем передачи по обратной линии связи. Если терминал доступа также имеет назначение обратной линии связи в каждом кадре или периоде скачкообразной перестройки, либо в отдельном, либо в том же самом периоде скачкообразной перестройки или кадре, что и при передаче по прямой линии связи, то информация об оценке параметров канала может быть предоставлена в узел доступа путем передач по обратной линии связи согласно установленному графику. Переданные оценки параметров канала могут быть использованы для генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны.

В другом варианте осуществления изобретения узел доступа может принимать весовые коэффициенты для формирования диаграммы направленности антенны из терминала доступа путем их передачи по обратной линии связи. Если терминал доступа также имеет назначение обратной линии связи в каждом кадре или периоде скачкообразной перестройки, либо в отдельном, либо в том же самом периоде скачкообразной перестройки или кадре, что и при передаче по прямой линии связи, то весовые коэффициенты для формирования диаграммы направленности антенны могут быть предоставлены в узел доступа путем передач по обратной линии связи согласно установленному графику.

Используемые здесь термины "информация о качестве канала (ИКК)", "оценки параметров канала", "данные о собственной диаграмме направленности антенны, передаваемые по обратной линии связи" или их комбинации могут трактоваться как информация о канале, используемая узлом доступа для генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны.

На Фиг. 4 проиллюстрированы передатчик и приемник в системе беспроводной связи с множественным доступом согласно одному из вариантов осуществления изобретения. В системе 410 передатчика данные трафика для нескольких потоков данных подают из источника 412 данных в процессор 444 данных передачи. В одном из вариантов осуществления изобретения каждый поток данных передают через соответствующую передающую антенну. Процессор 444 данных передачи форматирует, кодирует и выполняет перемежение данных трафика для каждого потока данных на основании конкретного алгоритма кодирования, выбранного для этого потока данных, создавая закодированные данные. В некоторых вариантах осуществления изобретения процессор 444 данных передачи применяет весовые коэффициенты, предназначенные для формирования диаграммы направленности антенны, к символам потоков данных, на основании сведений об абоненте, которому производят передачу символов, и об антенне, из которой передают символ. В некоторых вариантах осуществления изобретения генерация весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны может быть осуществлена на основании информации об отклике канала, указывающей состояние трактов передачи между узлом доступа и терминалом доступа. Эта информация об отклике канала может быть сгенерирована с использованием информации ИКК или оценок параметров канала, предоставленных абонентом. Кроме того, в случаях передач согласно установленному графику процессор 444 данных передачи может выбрать формат пакета на основании информации о ранге, переданной от абонента.

Может быть произведено мультиплексирование закодированных данных для каждого потока данных с данными контрольного сигнала, используя способы МОЧР. Данные контрольного сигнала обычно представляют собой известную комбинацию данных, обработанную известным способом, и они могут использоваться в системе приемника для оценки отклика канала. Затем выполняют модуляцию мультиплексированных данных контрольного сигнала и закодированных данных для каждого потока данных (то есть их отображение на символы) на основании конкретной схемы модуляции (например, двухпозиционной фазовой манипуляции (ДФМн), квадратурной фазовой манипуляции (КФМн), М-позиционной фазовой манипуляции (М-ФМн) или М-позиционной квадратурной амплитудной модуляции (М-КВАМ)), выбранной для этого потока данных, для создания модуляционных символов. Скорость передачи данных, кодирование и модуляция для каждого потока данных могут быть определены посредством исполняемых команд, поданных процессором 430. В некоторых вариантах осуществления изобретения количество параллельных пространственных потоков может изменяться в соответствии с информацией о ранге, переданной от абонента.

Модуляционные символы для всех потоков данных затем подают в процессор 446 передаваемых данных MIMO, который может выполнять дополнительную обработку модуляционных символов (например, МОРЧ). Затем процессор 446 передаваемых данных MIMO подает N _T потоков символов в N _T передатчиков (ПРД) 422a-422t. В определенных вариантах осуществления изобретения процессор 446 передаваемых данных MIMO применяет весовые коэффициенты для формирования диаграммы направленности антенны к символам потоков данных на основании сведений об абоненте, которому передают символы, и об антенне, из которой передают символ, полученных из этой информации абонента об отклике канала.

Каждый передатчик 422 принимает и обрабатывает соответствующий поток символов, создавая один или большее количество аналоговых сигналов, и, кроме того, осуществляет предварительное формирование (например, усиление, фильтрацию и преобразование с повышением частоты) аналоговых сигналов, создавая модулированный сигнал, пригодный для передачи по каналу системы MIMO. Затем производят передачу N _T модулированных сигналов из передатчиков 422a-422t через N _T соответствующих антенн 424a-424t.

В системе 420 приемника переданные модулированные сигналы принимают посредством N _R антенн 452a-452r, и принятый сигнал из каждой антенны 452 подают в соответствующий приемник (ПРМ) 454a-454r. Каждый приемник 454 осуществляет предварительное формирование (например, фильтрацию, усиление и преобразование с понижением частоты) соответствующего принятого сигнала, преобразовывает предварительное сформированный сигнал в цифровую форму, создавая выборки, и производит дальнейшую обработку выборок для создания соответствующего "принятого" потока символов.

Затем процессор 460 принятых данных (RX) получает и обрабатывает N _R принятых потоков символов из N _R приемников 454a-454r на основании конкретного способа обработки в приемнике для получения номера ранга "обнаруженных" потоков символов. Более подробное описание обработки, выполняемой процессором 460 принятых данных, приведено ниже. Каждый обнаруженный поток символов содержит символы, которые представляют собой оценочные значения модуляционных символов, переданных для соответствующего потока данных. Затем процессор 460 принятых данных выполняет демодуляцию, обращение перемежения и декодирование каждого обнаруженного потока символов для восстановления данных трафика для потока данных, которые подают в приемник 464 данных для хранения и/или дополнительной обработки. Обработка, выполняемая процессором 460 принятых данных, является взаимодополняющей для той обработки, которая выполнена процессором 446 передаваемых данных MIMO и процессором 444 данных передачи в системе 410 передатчика.

Оценка отклика канала, сгенерированная процессором 460 принятых данных, может использоваться для выполнения пространственной, пространственно/временной обработки в приемнике, для регулировки уровней мощности, для изменения степени или алгоритмов модуляции или для иных действий. Кроме того, процессор 460 принятых данных может оценивать значения отношения "сигнал - смесь помехи с шумом" (ОСШ) для обнаруженных потоков символов и, возможно, другие характеристики канала, и подавать эти величины в процессор 470. Процессор 460 принятых данных или процессор 470 могут дополнительно вычислять оценочное значение "эффективного" ОСШ для системы. Затем процессор 470 предоставляет оценочную информацию о канале (ОИК), которая может содержать информацию различных типов относительно линии связи и/или принятого потока данных. Например, ОИК может содержать только рабочее значение ОСШ. Затем выполняют обработку ОИК процессором 478 данных передачи, который также получает из источника 476 данных данные трафика для нескольких потоков данных, подвергнутые модуляции посредством модулятора 480, подвергнутые предварительному формированию передатчиками 454a-454r и переданные обратно в систему 410 передатчика.

В системе передатчика 410 модулированные сигналы из системы 450 приемника принимают посредством антенн 424, выполняют их предварительное формирование приемниками 422, их демодуляцию посредством демодулятора 490 и их обработку процессором 492 принятых данных для восстановления ОИК, переданной из системы приемника, и подают данные в приемник 494 данных для хранения и/или дополнительной обработки. Переданную ОИК затем подают в процессор 430 и используют (1) для определения скорости передачи данных и алгоритмов кодирования и модуляции, которые следует использовать для потоков данных, и (2) для генерации различных средств управления для процессора 444 данных передачи, и для процессора 446 передаваемых данных MIMO.

Следует отметить, что передатчик 410 осуществляет передачу множества потоков символов в множество приемников, например, в множество терминалов доступа, в то время как приемник 420 осуществляет передачу одного потока данных в одну структуру, например, в узел доступа, таким образом, учитывают изображенные на чертеже отличающиеся каналы приема и передачи. Однако обоими передатчиками могут являться передатчики с множеством входов и множеством выходов, что, следовательно, делает прием и передачу идентичными.

В приемнике могут использоваться различные способы обработки для обработки N _R принятых сигналов с целью обнаружения N _T переданных потоков символов. Эти способы обработки в приемнике могут быть классифицированы на две основные категории (i) способы пространственной и пространственно-временной обработки в приемнике (которые также именуют способами выравнивания); и (ii) способ обработки в приемнике путем "последовательного обнуления/выравнивания и подавления помех" (который также именуют способом обработки в приемнике путем "последовательного подавления помех" или "последовательного подавления").

Канал системы MIMO, сформированный посредством N _T передающих и N _R приемных антенн, может быть разложен на N _S независимых каналов, где N _S≤min{N _T,N _R}. Каждые N _S независимых каналов могут также именоваться пространственным подканалом (или каналом передачи) канала системы с множеством входов и множеством выходов и соответствуют размерности.

Для канала системы MIMO полного ранга, где N _S=N _T≤N _R, независимый поток данных может быть передан с каждой из N _T передающих антенн. Переданные потоки данных могут иметь различные состояния канала (например, различные эффекты замирания и многолучевого распространения), и в них могут быть достигнуты различные значения отношения "сигнал - смесь помехи с шумом" (ОСШ) для заданной величины мощности передачи. Кроме того, в тех случаях, когда в приемнике используется последовательная обработка по подавлению помех для восстановления переданных потоков данных, могут быть достигнуты различные значения ОСШ для потоков данных в зависимости от конкретного порядка, в котором производят восстановление потоков данных. Следовательно, могут поддерживаться различные скорости передачи данных для различных потоков данных в зависимости от достигнутых для них значений ОСШ. Так как с течением времени состояния канала обычно изменяются, то скорость передачи данных, поддерживаемая каждым потоком данных, также