Назначение шаблона контрольного сигнала, адаптированное к характеристикам канала для системы связи множественного доступа с ортогональным частотным разделением

Назначение шаблона контрольного сигнала, адаптированное к характеристикам канала для системы связи множественного доступа с ортогональным частотным разделением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

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

Уровень техники

Система связи с множественным доступом с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA) использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM). OFDM является технологией модуляции с многими несущими, которая разделяет полную ширину полосы пропускания системы на многочисленные (N) ортогональные частотные поднесущие. Эти поднесущие также могут называться тонами, элементами разрешения и частотными каналами. Каждая поднесущая может модулироваться данными. Вплоть до N символов модуляции могут отправляться по N суммарным поднесущим в каждом периоде символа OFDM. Эти символы модуляции преобразуются во временную область с помощью N-точечного обратного быстрого преобразования Фурье (обратного БПФ, IFFT) для формирования преобразованных символов, которые содержат N символов псевдошумовой последовательности или отсчетов временной области.

В системе связи со скачкообразной перестройкой частоты данные передаются на разных частотных поднесущих в разных временных интервалах, которые могут указываться ссылкой как «периоды скачкообразной перестройки». Эти частотные поднесущие могут быть предусмотрены мультиплексированием с ортогональным частотным разделением каналов, другими технологиями модуляции со многими несущими или некоторыми другими конструкциями. При скачкообразной перестройке частоты передача данных скачкообразно перестраивается с поднесущей на поднесущую псевдослучайным образом. Это скачкообразная перестройка обеспечивает частотное разнесение и предоставляет передаче данных возможность лучше противостоять отрицательным воздействиям тракта, таким как узкополосные помехи, преднамеренные помехи, замирание и так далее.

Система OFDMA может одновременно поддерживать многочисленные мобильные станции. Для системы OFDMA со скачкообразной перестройкой частоты передача данных для заданной мобильной станции может отправляться по каналу «потока обмена», который ассоциативно связан с отдельной последовательностью скачкообразной перестройки частоты (FH). Эта последовательность FH указывает отдельную поднесущую, чтобы использовать для передачи данных в каждом периоде скачкообразной перестройки. Многочисленные передачи данных для многочисленных мобильных станций могут отправляться одновременно по многочисленным каналам потока обмена, которые ассоциативно связаны с разными последовательностями FH. Последовательности FH могут быть определены, чтобы быть ортогональными одна другой, так что только один канал потока обмена и соответственно только одна передача данных использует каждую поднесущую в каждом периоде скачкообразной перестройки. Посредством использования ортогональных последовательностей FH многочисленные передачи данных, в целом, не создают помеху одна другой наряду с использованием преимуществ частотного разнесения.

Точная оценка беспроводного канала между передатчиком и приемником обычно необходима для того, чтобы восстанавливать данные, отправленные через беспроводный канал. Оценка канала типично выполняется посредством отправки контрольного сигнала с передатчика и измерения контрольного сигнала на приемнике. Контрольный сигнал составлен из контрольных символов, которые известны априори обоим, передатчику 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 указываемая ссылкой как передача «обратной линии связи», во время периода скачкообразной перестройки выделяется под передачу контрольных символов. Как правило, количество контрольных символов определяет качество оценки канала и отсюда эксплуатационный показатель частоты появления ошибки пакета. Однако использование контрольных символов является причиной снижения эффективной скорости передачи данных передачи, которая может быть достигнута. То есть в то время как большая ширина полосы пропускания назначается контрольной информации, меньшая ширина полосы пропускания становится доступной для передачи данных.

Одним из типов системы FH-OFDMA является система с блокированными скачкообразными перестройками, где многочисленные мобильные станции назначены на непрерывную группу частот и периодов символов. В такой системе важно, чтобы контрольная информация надежно принималась с мобильной станции наряду с одновременным уменьшением ширины полосы пропускания, которая выделяется под контрольную информацию, поскольку блок содержит ограниченное количество символов и тонов, имеющихся в распоряжении для использования ради передачи как контрольных сигналов, так и данных.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В варианте осуществления шаблоны контрольных символов предусмотрены для контрольных символов, передаваемых с мобильной станции или базовой станции. Шаблон предусматривает улучшенный прием и демодуляцию передаваемых контрольных символов. Выбор шаблонов контрольного сигнала может быть основан на избирательности по частоте пользователя и частотно-избирательного порогового значения.

В дополнительных вариантах осуществления предложены схемы для улучшения возможности мультиплексировать контрольные символы без 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 интервалах в системе OFDM.

В дополнительных вариантах осуществления предложены схемы для снижения смещения или помех для контрольных символов, передаваемых с разных мобильных станций в смежных сотах на одних и тех же частотах и в одних и тех же временных интервалах в системе OFDM.

В других вариантах осуществлении предложены способы для изменения шаблонов контрольных символов. К тому же предусмотрены другие способы дополнительных вариантов осуществления для формирования контрольных символов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Признаки, сущность и преимущества настоящих вариантов осуществления могут становиться более очевидными из подробного описания, изложенного ниже, когда рассматриваются в соединении с чертежами, на которых одинаковые символы соответственно совпадают на всем протяжении, и 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 блочную диаграмму схемы назначения контрольного сигнала согласно варианту осуществления;

фиг.3B иллюстрирует блочную диаграмму схемы назначения контрольного сигнала согласно еще одному варианту осуществления;

фиг.3C-3E иллюстрируют блочные диаграммы схем назначения контрольного сигнала согласно дополнительным вариантам осуществления;

фиг.4A иллюстрирует схему скремблирования контрольных символов согласно варианту осуществления;

фиг.4B иллюстрирует схему скремблирования контрольных символов согласно еще одному варианту осуществления;

фиг.5 иллюстрирует базовую станцию с многочисленными секторами 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 многими входами и многими выходами;

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

фиг.9 иллюстрирует блок-схему последовательности операций способа изменения шаблонов контрольных символов согласно варианту осуществления; и

фиг.10 иллюстрирует блок-схему последовательности операций способа выбора шаблона контрольного сигнала.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Со ссылкой на фиг.1 проиллюстрирована система беспроводной связи множественного доступа согласно варианту осуществления. Базовая станция 100 включает в себя многочисленные группы антенн 102, 104 и 106, каждая из которых включает в себя одну или более антенн. На фиг.1 единственная антенна показана для каждой группы антенн 102, 104 и 106, однако многочисленные антенны могут использоваться для каждой группы антенн, которая соответствует сектору базовой станции 100. Мобильная станция 108 находится на связи с антенной 104, где 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 находится на связи с антенной 106, где 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 поддержания связи, часто указывается ссылкой как сектор базовой станции. В варианте осуществления группы антенн 102, 104 и 106, каждая из которых предназначена для поддержания 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 поддержания связи с терминалами и также может указываться ссылкой как точка доступа, узел Б или некоторой другой терминологией. Мобильная станция также может называться мобильной станцией, пользовательским оборудованием (UE), устройством беспроводной связи, терминалом, терминалом доступа или некоторой другой терминологией.

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 скачкообразной перестройкой 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 скачкообразной перестройки, например, область 202 скачкообразной перестройки символов - группе мобильных станций для поддержания связи по обратной линии связи. В пределах каждой области скачкообразной перестройки назначение символов может рандомизироваться для снижения потенциально возможных помех и обеспечения частотного разнесения против отрицательных воздействий тракта.

Каждая область 202 скачкообразной перестройки включает в себя символы 204, которые назначены одной или более мобильных станций, которые находятся на связи с сектором базовой станции и назначены на область скачкообразной перестройки. В других вариантах осуществления каждая область скачкообразной перестройки назначается одной или более мобильных станций. Во время каждого периода скачкообразной перестройки местоположение области 202 скачкообразной перестройки в пределах T периодов символов и S поднесущих изменяется согласно последовательности скачкообразной перестройки. В дополнение назначение символов 204 для отдельных мобильных станций в пределах области 202 скачкообразной перестройки может изменяться для каждого периода скачкообразной перестройки.

Последовательность скачкообразной перестройки может псевдослучайным образом, случайным образом или согласно предопределенной последовательности выбирать местоположение области 202 скачкообразной перестройки для каждого периода скачкообразной перестройки. Последовательности скачкообразной перестройки для разных секторов одной и той же базовой станции спроектированы ортогональными одна другой, чтобы избежать «внутрисотовых» помех между мобильными станциями, поддерживающими связь с одной и той же базовой станцией. Кроме того, последовательности скачкообразной перестройки для каждой базовой станции могут быть превдослучайными по отношению к последовательностям скачкообразной перестройки для близлежащих базовых станций. Это может помочь рандомизировать «межсотовые» помехи среди мобильных станций на связи с разными базовыми станциями.

В случае связи по обратной линии связи некоторые из символов 204 области 202 скачкообразной перестройки назначаются контрольным символам, которые передаются с мобильных станций на базовую станцию. Назначение контрольных символов 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 скачкообразной перестройки, могут быть разделены благодаря многочисленным приемным антеннам 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, соответственные каналы обратной линии связи должны точно оцениваться. Поэтому может быть желательным, чтобы контрольные символы в обратной линии связи давали возможность разделения сигнатур контрольного сигнала разных мобильных станций на каждой приемной антенне в пределах сектора, для того чтобы впоследствии применять многоантенную обработку к контрольным символам, принятым с разных мобильных станций.

Блочная скачкообразная перестройка может использоваться для обеих, прямой линии связи и обратной линии связи, или только для обратной линии связи в зависимости от системы. Должно быть отмечено, что, несмотря на то что фиг.2 изображает область 200 скачкообразной перестройки, имеющей протяженность в семь периодов символов, протяженность области 200 скачкообразной перестройки может быть любой требуемой величины, может изменяться по размеру между периодами скачкообразной перестройки или между разными областями скачкообразной перестройки в заданном периоде скачкообразной перестройки.

Должно быть отмечено, что, несмотря на то что вариант осуществления по фиг.2 описан относительно использования блочной скачкообразной перестройки, размещению блока необязательно изменяться между следующими друг за другом периодами скачкообразной перестройки или совсем.

Со ссылкой на фиг.3A и 3B проиллюстрированы блочные диаграммы схем назначения контрольного сигнала согласно нескольким вариантам осуществления. Области 300 и 320 скачкообразной перестройки определены T периодами символа по S поднесущим или тонам. Область 300 скачкообразной перестройки включает в себя контрольные символы 302, а область 320 скачкообразной перестройки включает в себя контрольные символы 322 с оставшимися периодами символов и комбинациями тонов, имеющимися в распоряжении для символов данных и других символов. В варианте осуществления размещения контрольных символов для каждой из областей скачкообразной перестройки, то есть группы N_S смежных тонов на N_T следующих друг за другом символах OFDM, должны содержать контрольные тоны, размещенные рядом с границами области скачкообразной перестройки. Это большей частью происходит потому, 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 скачкообразной перестройки по времени и частоте, предоставляет информацию касательно канальных условий, которая достаточна для оценки канала для 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, одночлен нулевого порядка разложения Тейлора и линейную составляющую, одночлен первого порядка разложения Тейлора, канала на временном и частотном диапазоне канала. Обычно точность оценки постоянной составляющей является независимой от размещения контрольного сигнала. Точность оценки линейной составляющей, как правило, предпочтительно достигается с помощью контрольных тонов на границах области скачкообразной перестройки.

Контрольные символы 302 и 322 скомпонованы в непрерывные кластеры 304, 306, 308 и 310 (фиг.3A), и 324, 326, 328 и 330 (фиг.3B) контрольных символов. В варианте осуществления каждый кластер 304, 306, 308 и 310 (фиг.3A), и 324, 326, 328 и 330 (фиг.3B) в пределах области скачкообразной перестройки имеет фиксированное количество, а зачастую одинаковое количество контрольных символов в пределах заданной области скачкообразной перестройки. Использование кластеров 304, 306, 308 и 310 (фиг.3A), и 324, 326, 328 и 330 (фиг.3B) смежных контрольных символов в варианте осуществления может учитывать воздействие помех многих пользователей, вызванных помехами между несущими, которые вытекают из высоких доплеровского сдвига и/или разбросов задержек символа. Кроме того, если контрольные символы с мобильных станций, планируемых в одной и той же области скачкообразной перестройки, 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 скачкообразной перестройки, 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 контрольные символы размещены исключительно на границах области скачкообразной перестройки, может иметь место ухудшение в точности оценки канала и систематическая погрешность в оценке помех. Отсюда, как изображено на фиг.3A и 3B, контрольные символы помещены вплотную к границам области скачкообразной перестройки, однако избегая ситуации, где все контрольные символы находятся на границах области скачкообразной перестройки.

Со ссылкой на фиг.3A область 300 скачкообразной перестройки составлена из контрольных символов 302. В случае каналов скорее с резко выраженной избирательностью по частоте, чем избирательностью по времени, контрольные символы 302 размещены в непрерывных кластерах 304, 306, 308 и 310 контрольных символов, причем каждый кластер 304, 306, 308 и 310 контрольных символов охватывает многочисленные периоды символов и один частотный тон. Частотный тон предпочтительно выбирается близкорасположенным к границам частотного диапазона области 300 скачкообразной перестройки, однако не точно на границе. В варианте осуществления по фиг.3A никакие из контрольных символов 302 в заданном кластере не находятся на граничных частотных тонах, и в каждом кластере только контрольный символ может быть в граничном периоде символа.

Одно из разумных объяснений за «горизонтальной» формой непрерывных кластеров контрольных символов из контрольных символов 302 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.

Должно быть отмечено, что один или более контрольных символов в каждом кластере, в варианте осуществления по фиг.3A, могут быть на ином тоне, нежели один или более контрольных символов в другом кластере. Например, кластер 304 может быть на тоне S, а кластер 306 может быть на тоне S-1.

Со ссылкой на фиг.3B в случае каналов скорее с резко выраженной избирательностью по времени, чем избирательностью по частоте, контрольные символы 322 скомпонованы в кластерах 324, 326, 328 и 330 смежных контрольных символов, каждый из которых охватывает многочисленные частотные тоны, но содержит один и тот же период символа области 320 скачкообразной перестройки. Символы OFDM на границах области 320 скачкообразной перестройки, те, которые обладают максимальным тоном, например, тоном S или минимальным тоном, например, тоном 1, частотного диапазона, который определяет S поднесущих, могут быть включены в качестве части контрольных символов, поскольку могут быть контрольные символы 322, которые находятся на границах области 320 скачкообразной перестройки. Однако в варианте осуществления, показанном на фиг.3B, только один контрольный символ 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).

Должно быть отмечено, что один или более контрольных символов в каждом кластере, в варианте осуществления по фиг.3B, могут быть назначены на другой период символа, нежели один или более контрольных символов 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 контрольных 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 скачкообразной перестройки. Симметрия кластеров относительно центра области скачкообразной перестройки может обеспечивать улучшенную совместную оценку канала, что касается временной и частотной характеристик канала.

Должно быть отмечено, что, несмотря на то что фиг.3A и 3B изображают четыре кластера контрольных символов на область скачкообразной перестройки, меньший или больший объем кластеров может использоваться в каждой области скачкообразной перестройки. Кроме того, количество контрольных символов на кластер контрольных символов также может изменяться. Суммарное количество контрольных символов и кластеров контрольных символов является функцией количества контрольных символов, 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 необязательно иметь одинаковое количество контрольных символов. Количество мобильных станций, которые могут мультиплексироваться на одиночной области скачкообразной перестройки, в варианте осуществления, может быть равным количеству контрольных символов в области скачкообразной перестройки.

В дополнение, несмотря на то что фиг.3A и 3B изображают кластеры контрольных символов, предназначенных для каналов, либо обладающих избирательностью по частоте, либо избирательностью по времени, шаблон контрольного 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 контрольного 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 контрольного сигнала, выбранный, чтобы использоваться, может быть основан на условиях, по которым оптимизируется канал. Например, для каналов, которые могут испытывать высокоскоростное перемещение, например, относящееся к средствам передвижения, мобильных станций, может быть предпочтительным избирательный по времени шаблон контрольного сигнала, тогда как для низкоскоростных перемещений мобильной станции, например, пешеходов, может использоваться избирательный по частоте шаблон контрольного сигнала. В другом варианте осуществления шаблон контрольного сигнала может выбираться на основании канальных условий, решений, принимаемых через предопределенное количество периодов скачкообразной перестройки.

Со ссылкой на фиг.3C-3E изображены дополнительные шаблоны контрольного сигнала. На фиг.3C изображен блок в качестве содержащего шаблон контрольного сигнала, подобный таковому по фиг.3B, за исключением того, что есть большее количество кластеров, например 9, и изменился размер блока. Дополнительные контрольные сигналы могут использоваться для улучшения свойств оценки канала. Должно быть отмечено, что количество кластеров и контрольных сигналов на кластер может меняться в зависимости от измеренной скорости пользователя, например, пользователь с большей скоростью может иметь в распоряжении большее количество кластеров и/или контрольных сигналов на кластер, чем пользователь с меньшей скоростью.

На фиг.3D включен в состав шаблон контрольных сигналов с дополнительными контрольными сигналами для избирательных по частоте условий. Это может быть полезным для пользователей с высоко избирательными по частоте каналами, которые, по определенным аспектам, могут выявляться на основании оценок разброса задержек по пользователям. К тому же статистических показателях канала по прошествии времени для информации о секторе или соте, или сеансах пользователя для расчета специфичного соте, сектору или пользователю порогового значения, чтобы переключаться на эти шаблоны с дополнительными контрольными символами. Дополнительные контрольные сигналы могут быть вполне полезны благодаря колебаниям частоты и многолучевому распространению, которые будут меняться вследствие разных канальных условий на разных частотах, например, для подвижных пользователей или других, имеющих большую избирательность по частоте.

На фиг.3E изображены кластеры контрольных сигналов для мобильных станций с многими входами и многими выходами (MIMO), которые являются многочисленными передающими уровнями. Каждая передающая антенна, здесь имеют место четыре, включает в себя контрольные символы в кластере. Поэтому, если используются менее, чем все антенны, то меньшее количество контрольных сигналов может быть включено в каждый кластер.

Со ссылкой на фиг.4A и 4B проиллюстрированы схемы распределения контрольных сигналов согласно дополнительным вариантам осуществления. На фиг.4A области 400 скачкообразной перестройки включают в себя контрольные символы 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 скачкообразной перестройки, где многочисленные мобильные станции предусматривают перекрывающиеся контрольные символы, контрольные символы разных мобильных станций должны мультиплексироваться таким способом, в одном и том же периоде и тоне символа OFDM, с тем чтобы контрольные символы были по существу ортогональными, когда принимаются на антеннах кластера базовой станции.

На фиг.4A каждый из контрольных символов 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 многочисленным мобильным станциям области 400 скачкообразной перестройки, то есть каждый период символа включает в себя многочисленные контрольные символы, по некоторому количеству из разных мобильных станций. Каждый из контрольных символов в кластере контрольных символов, например кластере 402, 404, 406 и 408, формируется и передается таким способом, что приемник контрольных символов в кластере, например базовая станция, может принимать их так, что они являются ортогональными по отношению к контрольным символам от каждой другой мобильной станции в том же самом кластере. Это может осуществляться применением предопределенного фазового сдвига, например, скалярной функции для мультиплицирования, каждого из отсчетов, составляющих контрольные символы, передаваемые 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 контрольные символы каждого кластера были ортогональны контрольным символам каждого кластера области скачкообразной перестройки. Это может обеспечиваться таким же образом, как обеспечивается ортогональность для контрольных символов в пределах каждого кластера из другой мобильной станции, посредством использования разной последовательности скалярных функций для контрольных символов каждой мобильной станции в каждом кластере контрольных символов. Математическое определение ортогональности может быть произведено посредством выбора последовательности скалярных кратных для каждого из контрольных символов для конкретного кластера по конкретной мобильной станции, вектор которых является ортогональным, например, скалярное произведение является нулевым, что касается вектора, представляющего последовательность скалярных кратных, используемых для контрольных символов 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 контрольных символов по каждому из кластеров, равно количеству контрольных символов, которые предусмотрены на кластер контрольных символов.

В вариантах осуществления по фиг.4A и 4B q-ый пользователь из Q работающих с перекрытием пользователей, 1≤q≤Q, использует последовательность S размера N_P, где N_P - суммарное количество контрольных тонов (на фиг.4A и 4B, N_P=12):

(1)

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

(2)

имеет полный столбцевой ранг. Должно быть отмечено, в вышеприведенных матрицах выражения (2), Q≤N_P. То есть количество работающих с перекрытием мобильных станций не должно превышать количество суммарных контрольных символов в области скачкообразной перестройки.

На основании приведенного выше любой набор последовательностей Q с полным рангом 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

(3)

где H_k - комплексный коэффициент усиления канала, соответствующий k-ому контрольному символу, 1≤k≤N_p. В неизменном по времени и частоте канале (H₁=H₂=...=H_Np) условие (3) снижает требование взаимно ортогональных последовательностей:

(4)

навязывание этого условия для любых возможных реализаций канала из типичного набора каналов может быть неосуществимым. Фактически выражение (3) может удовлетворяться, когда канал демонстрирует ограниченную избирательность по времени и частоте, каковое является случаем пешеходных каналов с относительно небольшим разбросом задержек. Однако условия могут быть существенно отличными в относящихся к средствам передвижения каналах и/или каналах со значительным разбросом задержек, в силу этого имеющих следствием ухудшение эксплуатационных показателей.

Как обсуждено по фиг.3A и 3B, шаблоны распределения контрольных сигналов состоят из нескольких кластеров контрольных символов, размещенных около границ области скачкообразной перестройки, где каждый кластер является непрерывным по времени (фиг.3A) и/или частоте (фиг.3B). Впоследствии изменения канала внутри каждого кластера в целом ограничены благодаря непрерывной природе контрольных символов по времени и частоте и непрерывности канала по времени и частоте. Отсюда создание разных последовательностей, ортогональных на каждом кластере, предоставляет условию (3) возможность удовлетворяться. 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 быть некоторые межсимвольные помехи. Отсюда может быть достаточна приближенная ортогональность, с некоторой потерей эксплуатационных показателей, изменяющихся по времени и/или частоте каналов, если Q>N_C.

В варианте осуществления набор расчетных параметров для каждой последовательности скалярных функций S=[S,...S_Q] может быть определен согласно:

* Любые две последовательности ортогональны на полном наборе контрольных символов, тем самым удовлетворяя

(5)

* Являющиеся результатом группы N_C последовательностей являются такими, что любые последовательности в пределах группы взаимно ортогональны на любом кластере контрольных сигналов:

(6)

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

где M_C обозначает суммарное количество кластеров размера N_C, так что количество контрольных сигналов N_P=M_CN_C.

В варианте осуществления последовательности S=[S₁…S_Q] созданы с использованием экспоненциальных функций, с тем чтобы одинаковая энергия на символ выдавалась каждой последовательностью. Кроме того, в этом варианте осуществления группы из N_C последовательностей могут быть сделаны взаимно ортогональными в пределах каждого кластера, невзирая на размер кластера, поскольку экспоненты не ограничены конкретными кратными числами, и с последовательностями, используемыми в каждом другом кластере по всем из контрольных символов, 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 (ДПФ, DFT) N×N.

(7)

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

(8)

где обозначает блок матрицы, охваченный столбцами с 1 по Q исходной матрицы. Более общая форма S может быть дана посредством

(9)

где U - произвольная унитарная матрица N_C×N_C (U*U=I_Np), а V - произвольная унитарная матрица M_C×M_C (V*V=I_Mc).

В варианте осуществления количество мобильных станций, которые могут поддерживаться,