Скачкообразная перестройка частоты пилот-тонов

Скачкообразная перестройка частоты пилот-тонов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Запрос приоритета по разделу 35 §119 Свода законов США

Настоящей заявкой на патент испрашивается приоритет по временной заявке № 60/800,677, озаглавленной «Frequency Hopping of Pilot Tones in a MIMO/OFDM System», поданной 15 мая 2006 г. и переуступленной правопреемнику, которая полностью содержится в данном документе по ссылке.

Уровень техники

I. Область техники

Данное раскрытие относится к области мультиплексированной связи, а более конкретно - к системам и способам для улучшения производительности систем с множеством входов и множеством выходов («MIMO») путем изменения частоты пилот-тонов MIMO.

II. Уровень техники

Стандарт IEEE 802.11n беспроводной связи, который, как ожидают, будет завершен в середине 2007 г., внедряет мультиплексирование с множеством входов и множеством выходов (MIMO) в технологию мультиплексирования с ортогональным делением частот (OFDM), принятую в предыдущих версиях стандарта 802.11. Системы MIMO имеют преимущество в значительно улучшенной пропускной способности и/или увеличенной надежности по сравнению с системами без мультиплексирования.

Вместо передачи одного преобразованного в последовательный вид потока данных от одной передающей антенны на одну приемную антенну система MIMO делит поток данных на множество уникальных потоков, которые модулируются и передаются параллельно в то же самое время в том же самом частотном канале, каждый поток передается по его собственной пространственно отделенной антенной цепочке. На приемной стороне одна или более цепочек антенн приемника MIMO принимает линейную комбинацию множества потоков передаваемых данных, определяемых множеством трасс, которые могут использоваться каждой отдельной передачей. Потоки данных затем отделяются для обработки, как описано более подробно ниже.

Вообще система MIMO использует множество передающих антенн и множество приемных антенн для передачи данных. Канал MIMO, сформированный с помощью N_T передающих и N_R приемных антенн, можно раскладывать на N_S собственных мод, соответствующих независимым виртуальным каналам, где N_S≤min {N_T, N_R}.

В системе беспроводной связи данные, которые будут передавать, сначала модулируются на радиочастотный (РЧ) несущий сигнал с тем, чтобы генерировать модулированный РЧ сигнал, который более подходит для передачи по беспроводному каналу. Для системы MIMO, может создаваться и передаваться одновременно от N_T передающих антенн до N_T модулированных РЧ сигналов. Передаваемые модулированные РЧ сигналы могут достигать N_R приемных антенн через ряд трасс распространения в беспроводном канале. Зависимость принимаемых сигналов от передаваемых сигналов можно описать следующим образом:

SR=HST+n,

(1)

где S_R - комплексный вектор из N_R компонентов, соответствующих сигналам, принимаемым каждой из N_R приемных антенн; S_T - комплексный вектор из N_T компонентов, соответствующих сигналам, передаваемым каждой из N_T передающих антенн; H - матрица N_R х N_T компоненты которой представляют комплексные коэффициенты, которые описывают амплитуду сигнала от каждой передающей антенны, принимаемого каждой приемной антенной; n - вектор, представляющий шумы, принимаемые каждой приемной антенной.

Характеристики трасс распространения обычно со временем изменяются из-за ряда факторов, таких, например, как затухание, многолучевое распространение и внешние помехи. Следовательно, передаваемые модулированные РЧ сигналы могут находиться под влиянием различных условий канала (например, различных эффектов затухания и многолучевого распространения) и могут быть связаны с различными комплексными коэффициентами усиления и отношениями сигнал-шум (SNR). В уравнении (1) эти характеристики закодированы в матрице H.

Для достижения высокой производительности часто необходимо охарактеризовать отклик беспроводного канала. Отклик канала можно характеризовать такими параметрами, как спектральная плотность шумов, отношение сигнал-шум, скорость передачи битов или другие параметры производительности. Передатчику, возможно, потребуется знать отклик канала, например, для выполнения пространственной обработки для передачи данных на приемник, как описано ниже. Точно так же приемнику, возможно, потребуется знать отклик канала для выполнения пространственной обработки принимаемых сигналов для восстановления передаваемых данных.

Во многих системах беспроводной связи один или более опорных сигналов, известных как пилот-тоны, передаются передатчиком для того, чтобы помочь приемнику выполнять ряд функций. Приемник может использовать пилот-тоны для оценки отклика канала, а также для других функций, включающих в себя синхронизацию и захват частоты, демодуляцию данных и другие. Вообще, один или более пилот-тонов передаются с параметрами, которые известны приемнику. Путем сравнения амплитуды и фазы принимаемого пилот-тона с известными параметрами передачи пилот-тона процессор приема может вычислять параметры канала, что позволяет ему компенсировать шумы и ошибки в передаваемом потоке данных. Использование пилот-тонов обсуждается дополнительно в патенте США №6,928,062, озаглавленном «Uplink pilot and signaling transmission in wireless communication systems», содержание которого представлено для справки.

Сущность изобретения

В одном из вариантов осуществления обеспечен способ увеличения поддиапазона пилот-тона в системе связи, при этом способ содержит прием индикатора и увеличение поддиапазона пилот-тона в ответ на получение индикатора. В другом варианте осуществления увеличение поддиапазона пилот-тона включает в себя увеличение поддиапазона на заранее заданный интервал. В еще одном варианте осуществления система связи включает в себя передатчик и приемник, и индикатор принимают с помощью передатчика от приемника.

В дополнительном варианте осуществления обеспечен способ передачи множества блоков данных, причем каждый из множества блоков данных включает в себя пилот-тон, при этом способ содержит передачу первого блока данных, пилот-тон которого ассоциирован с первым поддиапазоном, и передачу последующего блока данных, причем пилот-тон последующего блока данных ассоциирован с увеличенным поддиапазоном. В еще одном варианте осуществления увеличенный поддиапазон последующего блока данных является поддиапазоном первого блока данных, увеличенным на заранее заданный интервал. В еще одном варианте осуществления способ дополнительно содержит последовательную передачу дальнейших последующих блоков данных, причем пилот-тон каждого дальнейшего последующего блока данных ассоциирован с дополнительно увеличенным поддиапазоном. В еще одном варианте осуществления дополнительно увеличенный поддиапазон каждого дальнейшего последующего блока данных является поддиапазоном, ассоциированным с ранее переданным блоком данных, увеличенным на заранее заданный интервал. В еще одном варианте осуществления множество блоков данных передают через беспроводную систему MIMO/OFDM.

В дополнительном варианте осуществления обеспечен способ передачи множества блоков данных, каждый блок данных включает в себя пилот-тон, при этом способ содержит передачу первого блока данных, пилот-тон которого назначен для первого поддиапазона, определение того, выполняется ли условие скачкообразной перестройки частоты пилот-тона, и передачу последующего блока данных, причем если условие скачкообразной перестройки частоты пилот-тона не выполняется, то пилот-тон последующего блока данных ассоциируется с первым поддиапазоном, а если условие скачкообразной перестройки частоты пилот-тона выполняется, то пилот-тон последующего блока данных связывают с увеличенным поддиапазоном. В еще одном варианте осуществления увеличенный поддиапазон является поддиапазоном пилот-тона предыдущего блока данных, увеличенным на заранее заданный интервал. В еще одном варианте осуществления определение того, выполняется ли условие скачкообразной перестройки частоты пилот-тона, дополнительно содержит определение параметра канала. В еще одном варианте осуществления определение того, выполняется ли условие скачкообразной перестройки частоты пилот-тона, дополнительно содержит определение того, соответствует ли параметр канала пороговому условию. В дополнительном варианте осуществления каждый из множества блоков данных дополнительно содержит идентификатор последовательности. В еще одном варианте осуществления определение того, выполняется ли условие скачкообразной перестройки частоты пилот-тона, дополнительно содержит прием индикатора от приемника.

В дополнительном варианте осуществления представлено устройство, сконфигурированное для передачи множества блоков данных, при этом устройство содержит выход, приспособленный для связи, по меньшей мере, с одной антенной, и блок передатчика, связанный с выходом и выполненный с возможностью генерировать блоки данных, которые будут последовательно обеспечивать на выход, причем каждый из блоков данных включает в себя пилот-тон и причем блок передатчика дополнительно выполнен с возможностью назначать пилот-тон первого блока данных для первого поддиапазона и назначать пилот-тон каждого последующего блока данных для увеличенного поддиапазона. В еще одном варианте осуществления увеличенный поддиапазон каждого последующего блока данных является поддиапазоном предыдущего блока данных, увеличенным на фиксированный интервал. В дополнительном варианте осуществления каждый из множества блоков данных дополнительно содержит идентификатор последовательности. В еще одном варианте осуществления каждый из множества блоков данных является пакетом данных. В еще одном варианте осуществления каждый из множества блоков данных является «пачкой». В еще одном варианте осуществления каждый из множества блоков данных является протокольным блоком данных.

В дополнительном варианте осуществления представлено устройство, сконфигурированное для передачи множества блоков данных, при этом устройство содержит, по меньшей мере, один выход, приспособленный для связи, по меньшей мере, с одной антенной, и блок передатчика, связанный с выходом и выполненный с возможностью генерировать блоки данных, которые будут последовательно обеспечивать на выход, каждый из блоков данных включает в себя пилот-тон, причем блок передатчика дополнительно выполнен с возможностью назначать пилот-тон первого блока данных для первого поддиапазона, определять, выполняется ли условие скачкообразной перестройки частоты пилот-тона, и, если условие скачкообразной перестройки частоты пилот-тона выполняется, то назначать пилот-тон каждого из последующего блока данных для увеличенного поддиапазона. В еще одном варианте осуществления увеличенный поддиапазон каждого последующего блока данных является поддиапазоном предыдущего блока данных, увеличенным на заранее заданный интервал. В еще одном варианте осуществления блок передатчика выполнен с возможностью назначать пилот-тон каждого последующего блока данных для первого поддиапазона, если условие скачкообразной перестройки частоты пилот-тона не выполняется. В еще одном варианте осуществления блок передатчика дополнительно выполнен с возможностью определять параметр канала. В еще одном варианте осуществления блок передатчика дополнительно выполнен с возможностью определять, соответствует ли параметр канала пороговому условию.

В дополнительном варианте осуществления представлено устройство, сконфигурированное для обработки принимаемых блоков данных, причем принимаемый блок данных содержит идентификатор последовательности и пилот-тон, назначенный для поддиапазона, при этом устройство содержит, по меньшей мере, один вход, приспособленный для связи, по меньшей мере, с одной антенной, и блок приемника, связанный с входом, причем блок приемника конфигурируют для приема блока данных из входа, определения идентификатора последовательности блока данных и определения поддиапазона, назначенного для пилот-тона принятого блока данных, основываясь на идентификаторе последовательности блока данных. В еще одном варианте осуществления блок приемника дополнительно конфигурируют для определения поддиапазона, назначенного для пилот-тона принятого блока путем увеличения поддиапазона, назначенного для ранее принятого блока данных. В еще одном варианте осуществления поддиапазон, назначенный для ранее принятого блока данных, увеличивают на интервал, который основан на идентификаторе последовательности блока данных.

В дополнительном варианте осуществления представлено устройство, сконфигурированное для выбора поддиапазона, который будет назначен для пилот-тона, при этом устройство содержит средство для определения параметра канала и средство для выбора поддиапазона, который будет назначен для пилот-тона, основываясь на параметре канала и поддиапазоне, ранее назначенноом для пилот-тона. В еще одном варианте осуществления устройство дополнительно содержит средство определения того, соответствует ли параметр канала пороговому условию, и средство для увеличения поддиапазона, ранее назначенного для пилот-тона, на заранее заданный интервал, и выбора увеличенного поддиапазона в качестве поддиапазона, который будет назначен для пилот-тона, если параметр канала не соответствует пороговому условию. В еще одном варианте осуществления параметром канала является отношение сигнал-шум. В еще одном варианте осуществления параметром канала является частота ошибочных битов.

В дополнительном варианте осуществления описан машиночитаемый носитель, несущий команды для выполнения способа посредством одного или более процессоров, при этом команды содержат команды для определения параметра канала и команды для выбора поддиапазона, который будет назначен для пилот-тона, основываясь на параметре канала и поддиапазоне, ранее назначенном для пилот-тона.

В дополнительном варианте осуществления представлено устройство, сконфигурированное для передачи множества блоков данных, в котором каждый из множества блоков данных включает в себя пилот-тон, при этом устройство содержит средство для передачи первого блока данных, причем пилот-тон первого блока данных назначают для первого поддиапазона, средство для определения того, выполняется ли условие скачкообразной перестройки частоты пилот-тона, и средство для передачи последующего блока данных, причем если условие скачкообразной перестройки частоты пилот-тона не выполняется, то пилот-тон последующего блока данных ассоциируют с первым поддиапазоном, а если условие скачкообразной перестройки частоты пилот-тона выполняется, то пилот-тон последующего блока ассоциируют с увеличенным поддиапазоном. В еще одном варианте осуществления увеличенный поддиапазон является поддиапазоном предыдущего блока данных, увеличенным на заранее заданный интервал. В еще одном варианте осуществления средство для определения того, выполняется ли условие скачкообразной перестройки частоты пилот-тона, дополнительно содержит средство для определения параметра канала. В еще одном варианте осуществления средство для определения того, выполняется ли условие скачкообразной перестройки частоты пилот-тона, дополнительно содержит средство для определения того, соответствует ли параметр канала пороговому условию. В еще одном варианте осуществления средство для определения того, выполняется ли условие скачкообразной перестройки частоты пилот-тона, дополнительно содержит средство для приема индикатора от приемника.

В дополнительном варианте осуществления представлен машиночитаемый носитель, несущий команды для выполнения способа посредством одного или более процессоров, при этом команды содержат команды для передачи первого блока данных, включающего в себя пилот-тон, назначенный для первого поддиапазона, команды для определения того, выполняется ли условие скачкообразной перестройки частоты пилот-тона, и команды для передачи последующего блока данных, включающего в себя второй пилот-тон, причем если условие скачкообразной перестройки частоты пилот-тона не выполняется, то второй пилот-тон ассоциируют с первым поддиапазоном, а если условие скачкообразной перестройки частоты пилот-тона выполняется, то второй пилот-тон ассоциируют с увеличенным поддиапазоном.

В дополнительном варианте осуществления представлено устройство, сконфигурированное для обработки принятого блока данных, принятый блок данных содержит идентификатор последовательности и пилот-тон, ассоциируемый с поддиапазоном, при этом устройство содержит средство для определения идентификатора последовательности блока данных и средство для определения поддиапазона, связанного с пилот-тоном принятого блока данных, основываясь на идентификаторе последовательности блока данных. В еще одном варианте осуществления средство для определения поддиапазона, назначенного для пилот-тона принятого блока данных, дополнительно содержит средство для увеличения на некоторый интервал поддиапазона, связанного с ранее принятым блоком данных, причем данный интервал основан на идентификаторе последовательности блока данных. В еще одном варианте осуществления представлен машиночитаемый носитель, несущий команды для выполнения способа, при этом команды содержат команды для определения идентификатора последовательности блока данных и команды для определения поддиапазона, связанного с пилот-тоном принятого блока данных, основываясь на идентификаторе последовательности блока данных.

Краткое описание чертежей

Примерные варианты осуществления систем и способов согласно настоящему раскрытию можно будет понять в отношении сопроводительных чертежей, которые начерчены не в масштабе. На чертежах каждый идентичный или почти идентичный компонент, который показан на различных фигурах, представлен одинаковым указателем. Для ясности не каждый компонент может быть помечен на каждом чертеже.

Особенности и характер настоящего раскрытия станут более очевидными из сформулированного ниже подробного описания при его рассмотрении вместе с чертежами, на которых одинаковые позиционные обозначения идентифицируют соответствующие части по всему документу.

Фиг. 1 - схематический чертеж беспроводной сети.

Фиг. 2 - структурная схема передающей станции и приемной станции.

Фиг. 3 - схематическое представление скачкообразной перестройки частоты пилот-тона по поддиапазонам.

Фиг. 4 - схематическое представление варианта осуществления устройства для выбора поддиапазона для пилот-тона.

Фиг. 5 - схематическое представление варианта осуществления устройства для передачи блоков данных, которые включают в себя пилот-тоны.

Фиг. 6A - схематическое представление варианта осуществления устройства для оценки того, существует ли условие скачкообразной перестройки частоты пилот-тона.

Фиг. 6B - схематическое представление другого варианта осуществления устройства для оценки, существует ли условие скачкообразной перестройки частоты пилот-тона.

Фиг. 7 - схематическое представление варианта осуществления устройства для определения поддиапазона, назначенного для пилот-тона принимаемого блока данных.

Подробное описание

Слово «примерный» в данном документе означает «служить примером или иллюстрацией». Любой вариант осуществления или конструкция, описанные в данной работе как «примерный», не обязательно следует рассматривать как предпочтительный или преимущественный по сравнению с другими вариантами осуществления или конструкциями.

Эффективность пилот-тонов ограничена шумами и помехами. Они могут ухудшать опорную функцию пилот-тонов, вводя ложные компоненты в амплитуду и фазу принимаемых пилот-тонов. Для сохранения целостности пилот-тонов от шумов и помех описана методика для увеличивающейся скачкообразной перестройки частоты пилот-тонов. Используя способ раскрытия в системе OFDM/MIMO, частоту пилот-тонов можно скачкообразно перестраивать по диапазону частот, если шумы или помехи от других систем начинают ухудшать производительность системы.

Фиг. 1 показывает примерную беспроводную сеть 100 с точкой 110 доступа и одним или более пользовательских терминалов 120. Точка 110 доступа является в общем случае фиксированной станцией, которая осуществляет связь с пользовательскими терминалами, такими как базовая станция или подсистема базовых приемопередающих станций (BTS). Пользовательские терминалы 120 могут быть фиксированными или подвижными станциями (SТА), беспроводными устройствами или любым другим пользовательским оборудованием (UE). Пользовательские терминалы 120 могут осуществлять связь с точкой 110доступа. Альтернативно, пользовательский терминал 120 может также осуществлять одноранговую связь с другим пользовательским терминалом 120. В примерном варианте осуществления точка 110 доступа является беспроводной станцией, а пользовательские терминалы 120 являются одним или большим количеством компьютеров, оборудованными беспроводными сетевыми адаптерами. В альтернативном примерном варианте осуществления точка 110 доступа является станцией сотовой связи, а пользовательские терминалы 120 являются одним или большим количеством мобильных телефонов, пейджеров или других устройств связи. Специалисты в данной области техники знают другие системы, которые могут быть представлены в общем случае, как показано на фиг. 1.

Точка 110 доступа может быть оборудована одной антенной 112 или множеством антенн 112 для передачи и приема данных. Точно так же каждый пользовательский терминал 120 может также быть оборудован одной антенной 112 или множеством антенн 112 для передачи и приема данных. В примерном варианте осуществления, показанном на фиг. 1, точка доступа 110 оборудована множеством (например, двумя или четырьмя) антеннами 112, каждый из пользовательских терминалов 120a и 120d оборудован одной антенной 112, и каждый из пользовательских терминалов 120b и 120c оборудован множеством антенн 112. Вообще, может использоваться любое количество антенн 112; не требуется, чтобы пользовательские терминалы 120 имели одинаковое количество антенн 112 или чтобы у них было то же самое количество антенн 112, как в точке 110 доступа.

Каждый из пользовательских терминалов 120 и точка 110 доступа в беспроводной сети 100 включает в себя либо передающую станцию, или приемную станцию, или и ту, и другую. Фиг. 2 показывает структурную схему примерной передающей станции 210 и примерной приемной станции 250. В варианте осуществления, показанном на фиг. 2, передающая станция 210 оборудована одной антенной 234, а приемная станция 250 оборудована множеством (например, N_R=2) антенн 252a-r. Вообще, и передающая станция 210, и приемная станция 250 могут иметь множество антенн; в системах MIMO передающая станция 210 и приемная станция 250 обычно обе имеют множество антенн.

Обращаясь снова к фиг. 2, в передающей станции 210 исходный кодер 220 кодирует необработанные данные, такие как голосовые данные, видеоданные или любые другие данные, которые можно передавать по беспроводной сети. Кодирование обычно основано на любой из широкого разнообразия схем исходного кодирования, известных из предшествующего уровня техники, таких как усовершенствованный кодек с переменной скоростью кодирования (EVRC) для голоса, кодер H.324 для видеоданных и множество других известных схем кодирования. Выбор схемы исходного кодирования зависит от конечного применения беспроводной сети.

Исходный кодер 220 может также генерировать данные трафика. Процессор 230 передачи принимает данные трафика от исходного кодера 220, обрабатывает данные трафика в соответствии со скоростью передачи данных, выбранной для передачи, и обеспечивает выходные элементарные сигналы. Блок передатчика (TMTR) 232 обрабатывает выходные элементарные сигналы с тем, чтобы генерировать модулированный сигнал. Обработка посредством блока передатчика 232 может включать в себя цифроаналоговое преобразование, усиление, фильтрацию и преобразование с повышением частоты. Модулированный сигнал, сгенерированный блоком передатчика, затем передают через антенну 234. В случае блока передатчика 232 с множеством антенн, обработка посредством блока передатчика может также включать в себя мультиплексирование выходного сигнала для передачи через множество антенн.

В приемной станции 250 N_R антенн 252a-252r принимают переданный сигнал (или, если блок передатчика 232 включал в себя множество передающих антенн и передавал мультиплексированный сигнал, каждая из антенн 252a-252r принимает линейную комбинацию сигналов, переданных каждой из передающих антенн). Каждая антенна 252 обеспечивает принятый сигнал к соответствующему блоку приемника (RCVR) 254. Каждый блок приемника 254 обрабатывает свой принятый сигнал. В примерном варианте осуществления каждый из блоков приемника 254 обрабатывает сигнал через цифровую дискретизацию, обеспечивая поток входных выборок на процессор 260 приема. Процессор 260 приема обрабатывает входные выборки от всех R блоков приемника 254a-254r способом, обратным обработке, выполняемой посредством процессора 230 передачи, и обеспечивает выходные данные, которые являются статистической оценкой содержимого данных трафика, передаваемых передающей станцией 210. Исходный декодер 270 обрабатывает выходные данные способом, обратным обработке, выполняемой исходным кодером 220 и, обеспечивает декодированные данных с помощью других компонентов.

В примерном варианте осуществления контроллеры 240 и 280 управляют работой блоков обработки в передающей станции 210 и приемной станции 250, соответственно. Передающая станция 210 и приемная станция 250 могут также включать в себя запоминающие устройства 242 и 282, которые хранят данные и/или программные коды, используемые контроллерами 240 и 280, соответственно.

Обработка сигналов в системах мультиплексирования с ортогональным делением частот (OFDM)

Использование схемы OFDM эффективно делит всю полосу пропускания системы на множество (N_F) ортогональных поддиапазонов. Эти ортогональные поддиапазоны иногда упоминаются как тоны, элементы разрешения по частоте или частотные подканалы. С помощью OFDM каждый поддиапазон ассоциируют с соответствующей поднесущей, на которую можно модулировать данные. Для системы MIMO-OFDM каждый поддиапазон можно ассоциировать с рядом собственных мод, и каждую собственную моду каждого поддиапазона можно рассматривать в качестве независимого канала передачи.

Как отмечено ранее, системы MIMO-OFDM используют пилот-тоны для оценки отклика канала, синхронизации и захвата частоты, демодуляции данных или других функций. В примерной системе MIMO-OFDM эти пилот-тоны структурируют следующим образом.

Полосу пропускания системы MIMO-OFDM делят на N_F ортогональных поддиапазонов. Вообще, количество ортогональных поддиапазонов зависит от количества антенн на передающей и приемной сторонах системы MIMO. В примерном варианте осуществления N_F равно 64, но в некоторых вариантах осуществления описанные методики можно легко применять вообще к системам MIMO, работающим с любым количеством ортогональных поддиапазонов, а также к другим структурам поддиапазонов OFDM.

Пилот-тоны передают в заранее заданном количестве поддиапазонов. Количество поддиапазонов OFDM и промежуток между ними можно выбирать для оптимизации равновесия между оценкой улучшенного канала и возрастанием непроизводительных потерь, или потерей эффективной полосы пропускания, что является результатом резервирования некоторых поддиапазонов для пилот-тонов. В примерном варианте осуществления, где N_F=64, можно использовать, например, четыре пилот-тона, обеспечивая достаточно много данных для оценки производительности канала, не жертвуя слишком большой полосой пропускания данных.

Ряд факторов может способствовать чередованию фаз на символе OFDM, таких как время выборки символа или фазовый шум местных генераторов. Такое чередование фаз может способствовать ошибке в принятыом сигнале. При использовании пилот-тонов, алгоритмы обработки или цепи в приемнике могут оценивать это чередование фаз из пилот-тонов, которые передают с известными параметрами, и исправлять тоны данных соответствующим образом. Поэтому правильное и точное измерение информации фазы в пилот-тонах очень важно для производительности всей системы. Любые помехи для пилот-тонов (особенно помехи, которые вводят сдвиги фаз, которые также не присутствуют в тонах данных) могут значительно ухудшать производительность системы, поскольку слежение за фазой в тонах данных может быть потеряно. Когда ложные сдвиги фаз присутствуют в пилот-тонах, обработка в приемнике может вносить избыточную корректировку в тоны данных или исправлять сдвиги фаз, который не присутствует в тонах данных.

Для решения проблем узкополосных помех, которые могут вносить ошибки фазы в пилот-тоны, варианты осуществления настоящего раскрытия обеспечивают методики для скачкообразной перестройки частоты пилот-тонов с приращением. В системе OFDM-MIMO через использование раскрытых методик пилот-тоны могут скачкообразно перестраивать позиции в диапазоне частот, когда наблюдаются помехи или любой другой источник ухудшения отклика канала, которые ухудшают производительность системы.

Фиг. 3 схематично показывает скачкообразную перестройку частоты пилот-тона в примерной системе OFDM-MIMO, имеющей N_F поддиапазонов. Поднесущая, соответствующая каждому поддиапазону, представлена на фиг. 3 вертикальной линией в схематично представленном спектре частот канала. Поднесущие можно указывать с помощью индекса k, находящегося в диапазоне от 1 до N_F. В любой момент времени некоторые из поддиапазонов зарезервированы для использования в качестве пилот-тонов, в то время как поднесущие в других поддиапазонах можно модулировать для переноса передаваемых данных или другой информации системы. В некоторый момент времени t=t₀, в примерном варианте осуществления, показанном на фиг. 3, поддиапазон k=1 и каждый восьмой поддиапазон после него определяются как пилот-тоны, обозначенные пунктирной линией и буквой P над этими поддиапазонами. Снова подразумевается, что это является просто примером и описанные методики можно применять к любому количеству пилот-тонов, размещенных в любом месте в пределах канала, с любым необходимым промежутком.

Когда помехи и/или фазовый шум в пилот-тонах ухудшают эффективность системы, система может «скачкообразно перестраивать частоту» пилот-тонов, переназначая роль пилот-тона другим поддиапазонам из первоначально назначенных. (Запускающие условия, при которых система может скачкообразно перестраивать частоту пилот-тонов, обсуждаются ниже). На фиг. 3, например, в момент времени t=t₁, система продвинула пилот-тоны на один поддиапазон. Таким образом, в варианте осуществления, показанном на фиг. 3, в момент времени t=t₁, пилот-тоны назначают для поддиапазонов k=2, 10 и т.д. Точно так же, когда система снова продвигает пилот-тоны в некоторый более поздний момент времени t=t₂, пилот-тоны можно назначать для поддиапазонов k=3, 11 и т.д., как показано на фиг. 3. В примерном варианте осуществления, если самому высокому частотному поддиапазону k=N_F определен пилот-тон, то, когда система скачкообразно перестроит или продвинет частоту пилот-тоны, назначение «вернется» к самой низкочастотной части канала; т.е. поддиапазон k=1 будет определяться в качестве пилот-тона.

В одном из вариантов осуществления скачкообразная перестройка частоты пилот-тона запускается, когда условия в канале опускаются ниже порогового значения. Например, пороговым условием может быть скорость передачи данных, падающая ниже некоторого порогового уровня, фазовый шум, повышающийся выше порогового уровня, отношение сигнал-шум, падающее ниже порогового уровня, частота ошибочных битов, повышающаяся выше порогового уровня, или ухудшение за пороговое значение любого другого параметра канала, который контролируется системой. Другие параметры канала, которые могут контролироваться примерной системой, включают в себя корреляцию, время когерентности каналов, разброс частот и среднеквадратического значения задержки. Пороговое условие можно оценивать путем обработки, которая происходит на передающей стороне, или обработки, которая происходит в приемнике. В одном из вариантов осуществления спектральный шум, отношение сигнал-шум и/или скорость передачи битов контролируют на приемной стороне; на стороне передатчика можно контролировать другие параметры. В вариантах осуществления, в которых пороговое условие оценивают на стороне приемника, после обнаружения порогового условия приемник посылает в передатчик флажковый индикатор, сигнал или другой индикатор. В таких вариантах осуществления передатчик программируют для интерпретации данного индикатора в качестве запроса начать скачкообразную перестройку частоты пилот-тона, и он начинает увеличивать частоту пилот-тона в ответ на прием данного индикатора.

После обнаружения положительного порогового условия передатчик затем увеличивает пилот-тоны на некоторое фиксированное количество N_I поддиапазонов. В варианте осуществления, показанном на фиг. 3, N_I =1, но можно использовать другие значения N_I. В одном варианте осуществления пилот-тоны можно увеличивать один раз (на интервал из N_I поддиапазонов) после обнаружения порогового условия. В другом варианте осуществления система может неоднократно увеличивать пилот-тоны на N_I поддиапазонов, проверяя выполнение порогового условия при каждом увеличении, и прекращать увеличивать пилот-тоны, когда пороговое условие больше не удовлетворяется, т.е. когда один или более контролируемых параметров канала возвратились в требуемые диапазоны. В еще одном варианте осуществления, когда обнаружено пороговое условие, пилот-тоны можно неоднократно увеличивать с каждым последовательным пакетом, или «пачкой», передаваемым передатчиком, возвращая частоту пилот-тонов назад к k=1, когда они увеличиваются за пределы высокочастотного окончания канала. Наконец, в другом варианте осуществления, систему можно программировать, чтобы всегда изменять пилот-тоны, независимо ни от какого порогового условия. Например, такая система может быть запрограммирована для инициации передачи с поддиапазоном k=1, назначенным в качестве пилот-тона, а затем увеличивать пилот-тоны на один поддиапазон с каждым передаваемым пакетом, или «пачкой», возвращаясь назад к k=1, когда пилот-тоны увеличиваются за пределы высокочастотного окончания канала. Скачкообразная перестройка частоты тонов может продолжаться в течение заранее заданного времени или заранее заданного количества кадров, или ее можно прекращать, когда пороговое условие больше не обнаруживают в передатчике или в приемнике. Альтернативно скачкообразную перестройку частоты можно прекращать после обнаружения другого порогового условия или в передатчике, или в приемнике.

В примерном варианте осуществления, когда определяют, что пилот-тоны нужно скачкообразно перестраивать по частоте, все тоны в символе OFDM сдвигают на N_I поддиапазонов. Таким образом, например (ссылаясь снова на фиг. 3), в момент времени t=t₀ поддиапазон k=1 определяется для пилот-тона, в то время как поддиапазоны k=2-8 переносят данные (то же самое для поддиапазонов с k=9 по k=N_F). После скачкообразной перестройки частоты пилот-тона (с N_I=1) в момент времени t=t₁ поддиапазон k=2 определяют для пилот-тона, а данные, соответствующие данным, ранее передаваемым в поддиапазонах k=2-8, переносят в поддиапазоны k=3-9; то же самое для поддиапазонов с k=1 по k=N_F; данные, соответствующие данным, передаваемым ранее в поддиапазоне k=N_F, переносят в поддиапазоны k=1. Другими словами, когда частота сигналов скачкообразно перестраивается, каждый тон продвигают вперед на N_I поддиапазонов, и тоны, частота которых скачкообразно перестраивается за канал на этот шаг путем приращения, «возвращают» назад, чтобы занять поддиапазоны первых тонов. Альтернативно частоту тонов можно скачкообразно перестраивать в обратном направлении, уменьшая каждый тон на N_I