Способ преобразования уровней и способ передачи данных для системы mimo

Способ преобразования уровней и способ передачи данных для системы mimo

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системе связи со многими входами-выходами (MIMO) и, более конкретно, к способу отображения комбинации между ключевым словом и уровнем в системе связи MIMO, способу преобразования уровней и способу передачи данных с использованием перечисленных способов.

Уровень техники

Далее здесь будет подробно описана традиционная технология MIMO.

Коротко, технология MIMO является сокращением названия технологии Multi-Input Multi-Output (со многими входами-выходами). Технология MIMO использует многочисленные передающие (Tx) антенны и многочисленные приемные (Rx) антенны для повышения эффективности Tx/Rx-данных, тогда как на традиционном уровне техники обычно использовались одиночная передающая (Tx) антенна и одиночная приемная (Rx) антенна. Другими словами, технология MIMO позволяет передатчику или приемнику системы беспроводной связи использовать многочисленные антенны (здесь далее упоминаются как мультиантенна), с тем чтобы пропускная способность или характеристики могли быть улучшены. Для удобства описания термин "MIMO" может также рассматриваться как мультиантенная технология.

Более подробно, технология MIMO не зависит от одиночного пути распространения до антенны, чтобы принять полное единое сообщение, она собирает множество фрагментов данных, принятых через несколько антенн, и комплектует полные данные. В результате технология MIMO может увеличивать скорость передачи данных при заданном состоянии канала или может улучшать характеристики системы при конкретной скорости передачи данных.

Технология мобильной связи следующего поколения требует более высокой скорости передачи данных, чем при традиционной технологии мобильной связи, поэтому, как ожидается, эффективная технология MIMO является необходимой предпосылкой для технологии мобильной связи следующего поколения. В такой ситуации технология связи MIMO является технологией мобильной связи следующего поколения, которая может применяться к терминалам мобильной связи или к базовым станциям и может расширить диапазон дальности передачи данных и тем самым превысить объем передачи данных других систем мобильной связи, ограниченный из-за множества ограничивающих ситуаций.

Среди множества технологий, способных повысить эффективность передачи данных, технология MIMO может значительно увеличить величину пропускной способности канала связи и характеристик Tx/Rx без выделения дополнительных частот или дополнительного повышения мощности. Благодаря этим техническим преимуществам большинство компаний или разработчиков обратили самое серьезное внимание на эту технологию MIMO.

На фиг.1 показана блок-схема традиционной системы связи MIMO.

Со ссылкой на фиг.1, если количество передающих (Tx) антенн увеличивается до N_T и в то же время количество приемных (Rx) антенн увеличивается до N_R, то теоретическая пропускная способность канала в системе связи MIMO увеличивается пропорционально количеству антенн, так что скорость передачи и эффективность использования частоты могут значительно увеличиваться.

В этом случае скорость передачи, приобретаемая за счет увеличения пропускной способности канала, равна результату перемножения максимальной скорости передачи (Ro), получаемой при использовании одиночной антенны, и приращения скорости (Ri), и теоретически может увеличиваться. Приращение скорости (Ri) может быть представлено следующим уравнением 1:

Уравнение 1

Например, при условии, что система MIMO использует четыре Tx-антенны и четыре Rx-антенны, такая система MIMO может теоретически приобрести высокую скорость передачи, которая в четыре раза выше, чем скорость передачи для системы с одиночными антеннами.

После того, как в середине 1990-х годов было продемонстрировано вышеупомянутое теоретическое увеличение пропускной способности системы MIMO, многие разработчики ведут интенсивные исследования по многочисленным технологиям, способным существенно увеличить скорость передачи данных, используя теоретическое увеличение пропускной способности. Некоторые из них были отражены в многочисленных стандартах беспроводной связи, например для мобильной связи третьего поколения или беспроводной локальной сети (LAN) следующего поколения и т.д.

Многими компаниями или разработчиками были проведены обширные исследования в отношении разнообразных, связанных с MIMO, технологий, например исследование по теории информации, связанное с вычислением пропускной способности канала связи MIMO при различных состояниях канала или в среде многостанционного доступа, исследование по измерению и моделированию каналов беспроводной связи системы MIMO и исследование по технологии пространственно-временной обработки сигнала.

Вышеупомянутая технология MIMO может быть разделена на два типа: схема с пространственным разнесением и схема с пространственным мультиплексированием. Схема с пространственным разнесением повышает надежность передачи, используя символы, проходящие по каналу различными путями. Схема с пространственным мультиплексированием одновременно передает множество символов данных через множество Tx-антенн, так чтобы тем самым увеличить скорость передачи данных. Кроме того, недавно была также разработана комбинация схемы с пространственным разнесением и схемы с пространственным мультиплексированием, чтобы должным образом воспользоваться уникальными преимуществами обеих схем.

Подробности схемы с пространственным разнесением, схемы с пространственным мультиплексированием и их комбинации будут описаны здесь далее.

Сначала здесь далее будет описана схема с пространственным разнесением. Вообще говоря, схема с пространственным разнесением делится на два типа: схема с пространственно-временным блочным кодированием и схема с пространственно-временным треллис-кодированием, которая может одновременно использовать выгоду от разнесения и выгоду от кодирования. В целом, характеристика улучшения коэффициента ошибок по символам (BER) и степень свободы генерации кода в схеме с пространственно-временным треллис-кодированием превосходят характеристики схемы пространственно-временного блочного кодирования, принимая во внимание, что сложность вычислений в схеме с пространственно-временным блочным кодированием выше, чем в схеме с пространственно-временным треллис-кодированием.

Упомянутый выше выигрыш от пространственного разнесения соответствует произведению или результату перемножения количества (N_T) Tx-антенн и количества (N_R) Rx-антенн, что обозначается как N_T×N_R.

Следующей дальше здесь будет описана схема с пространственным мультиплексированием. Схема с пространственным мультиплексированием выполняется с возможностью передачи различных потоков данных через отдельные Tx-антенны. В этом случае приемник может неизбежно создавать взаимные помехи между фрагментами данных, одновременно передаваемыми передатчиком. Приемник удаляет эти взаимные помехи из принятых данных, используя соответствующий способ обработки сигналов, так что он может принять желаемые данные, не имеющими никаких помех. Для удаления шума или помехи из принятых данных могут использоваться приемник с максимальной вероятностью, ZF-приемник (с обращением в ноль незначащих коэффициентов), MMSE-приемник (с минимальной среднеквадратичной погрешностью), D-BLAST или V-BLAST. В частности, если передатчик может распознавать канальную информацию, то для полного удаления помехи может использоваться схема по способу сингулярного разложения (SVD).

В-третьих, далее здесь будет описана комбинация схемы с пространственным разнесением и схемы с пространственным мультиплексированием. При условии, что выигрыш получается только за счет пространственного разнесения, выигрыш за счет улучшения характеристик постепенно снижается пропорционально увеличению порядка разнесения. В результате многие компании или разработчики интенсивно исследовали множество схем, способных получить оба вышеупомянутых выигрыша одновременно при решении упомянутых выше проблем, например схема с двойным STTD и схема с пространственно-временным BICM (STBICM).

Далее будет подробно описано математическое моделирование способа связи для использования в вышеупомянутой системе MIMO.

Во-первых, как можно видеть на фиг.1, принимается, что существует N_T Tx-антенн и N_R Rx-антенн.

В случае сигнала передачи (Tx), максимальное количество фрагментов информации передачи равно N_T при условии, что используются N_T Tx-антенн, так чтобы сигнал Tx мог быть представлен конкретным вектором, показанным в следующем уравнении 2:

Уравнение 2

Индивидуальные фрагменты передаваемой информации () могут иметь различные мощности передачи. В этом случае, если индивидуальные мощности передачи обозначаются (), передаваемая информация, обладающая регулируемой мощностью передачи, может быть представлена конкретным вектором, показанным в следующем уравнении 3:

Уравнение 3

В уравнении 3, использующем диагональную матрицу мощностей передачи P, может быть представлена следующим уравнением 4:

Уравнение 4

Информационный вектор , имеющий регулируемую мощность передачи, умножается на весовую матрицу (W), так, чтобы конфигурировались N_T сигналов

() передачи (Tx), которые должны быть фактически переданы. В этом случае весовая матрица выполняется с возможностью должного распределения Tx-информации по отдельным антеннам в соответствии с ситуациями с Tx-каналами. Упомянутые выше Tx-сигналы () могут быть представлены следующим уравнением 5, использующим вектор (x):

Уравнение 5

В уравнении 5 w_ij - вес между i-ой Tx-антенной и j-ой Tx-информацией, и W - матрица, указывающая вес w_ij. Матрица W называется весовой матрицей или матрицей предварительного кодирования.

Упомянутый выше Tx-сигнал (x) может рассматриваться различными способами, соответствующими двум случаям, то есть первому случаю, в котором используется пространственное разнесение, и второму случаю, в котором используется пространственное мультиплексирование.

В случае использования пространственного мультиплексирования различные сигналы мультиплексируются и мультиплексированные сигналы передаются в место назначения, так чтобы элементы информационного вектора (s) имели разные значения. В противном случае, в случае использования пространственного разнесения, тот же самый сигнал периодически передается по каналу несколькими путями, так чтобы элементы информационного вектора (s) имели одно и то же значение.

Разумеется, может также рассматриваться комбинация схемы с пространственным мультиплексированием и схемы с пространственным разнесением. Другими словами, один и тот же сигнал передается через три Tx-антенны в соответствии со схемой с пространственным разнесением, а остальные сигналы пространственно мультиплексируются и затем передаются в место назначения.

Далее, если используются N_R Rx-антенн, Rx-сигналы () отдельных антенн могут быть представлены конкретным вектором (y), показанным в следующем уравнении 6:

Уравнение 6

Если в системе связи MIMO предусмотрено моделирование каналов, отдельные каналы могут иметь отличие друг от друга в соответствии с индексами Tx/Rx-антенн. Конкретный канал от Tx-антенны (j) до Rx-антенны (i) обозначается h_ij. В этом случае следует отметить, что первый индекс канала h_ij указывает индекс Rx-антенны, а второй индекс означает индекс Tx-антенны.

Несколько каналов связываются так, что они отображаются в форме вектора или матрицы. Пример вектора приводится ниже.

На фиг.2 показаны каналы от N_T Tx-антенн до Rx-антенны (i).

Со ссылкой на фиг.2, каналы от N_T Tx-антенн до Rx-антенны (i) могут быть представлены следующим уравнением 7:

Уравнение 7

Если все каналы от N_T Tx-антенн до N_R Rx-антенн обозначены матрицей, составленной в уравнении 7, получается следующее уравнение 8:

Уравнение 8

В реальный канал добавляется аддитивный гауссов белый шум (AWGN), который прошел канальную матрицу H, показанную в уравнении 8. AWGN (), добавленный к каждой из N_R Rx-антенн, может быть представлен конкретным вектором, показанным в следующем уравнении 9:

Уравнение 9

С помощью упомянутого выше способа моделирования Tx-сигнала, Rx-сигнала и каналов, содержащих AWGN, каждая система связи MIMO может быть представлена следующим уравнением 10:

Уравнение 10

Упомянутое выше описание раскрыло, что система связи MIMO применяется к одиночному пользователю. Однако система связи MIMO может также применяться к нескольким пользователям, так что она может воспользоваться многопользовательским разнесением. Подробное описание многопользовательского разнесения будет приведено здесь далее.

Затухание канала является главной причиной ухудшения характеристик системы беспроводной связи. Значение усиления в канале изменяется в зависимости от времени, частоты и пространства. Чем ниже значение усиления в канале, тем более низкими характеристиками он обладает. Репрезентативным способом решения упомянутой выше проблемы затухания является разнесение. Это разнесение использует тот факт, что существует низкая вероятность, что все независимые каналы имеют низкие значения усиления. Самые разные способы, связанные с разнесением, могут применяться к настоящему изобретению и упомянутое выше многопользовательское разнесение рассматривается как один из них.

Если в соте присутствуют несколько пользователей, значения усиления в каналах отдельных пользователей являются стохастически независимыми друг от друга, так что вероятность, что все пользователи имеют низкое значение усиления, очень низкая. Если узел B имеет достаточную мощность передачи (Tx) и в соте присутствуют несколько пользователей, предпочтительно, чтобы все каналы были выделены конкретному пользователю, имеющему самое высокое значение усиления канала, чтобы в соответствии с теорией информации максимизировать общую пропускную способность канала. Многопользовательское разнесение может быть классифицировано на три вида разнесения, то есть временное многопользовательское разнесение, частотное многопользовательское разнесение и пространственное многопользовательское разнесение.

Временное многопользовательское разнесение выполняется с возможностью выделения канала конкретному пользователю, имеющему наивысшее значение усиления, когда ситуация в канале изменяется во времени.

Частотное многопользовательское разнесение выполняется с возможностью выделения конкретному пользователю поднесущей частоты(-от) в каждой полосе частот в частотной системе с мультинесущими, такой как система мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM).

Если ситуация в канале медленно изменяется во времени в другой системе, которая не использует мультинесущую, пользователь, имеющий наивысшее значение усиления в канале, будет монополизировать канал на длительный период времени и другие пользователи не будут иметь возможности связи друг с другом. В этом случае для использования многопользовательского разнесения существует необходимость стимулирования изменения канала.

Далее, пространственное многопользовательское разнесение использует различные значения усиления в каналах пользователей в соответствии с типами пространства. Примером осуществления пространственного многопользовательского разнесения является способ случайного формирования луча (RBF). Этот способ RBF осуществляет формирование диаграммы направленности луча с заданным весом, используя многочисленные антенны (то есть мультиантенну), чтобы стимулировать изменение канала, и использует упомянутое выше пространственное многопользовательское разнесение.

Многопользовательская схема MIMO, использующая многопользовательское разнесение в виде мультиантенной схемы, будет здесь далее описана подробно.

В соответствии с многопользовательской мультиантенной схемой количество пользователей и количество антенн каждого пользователя при передаче/приеме могут комбинироваться друг с другом различными способами.

Многопользовательская схема MIMO классифицируется на способ с нисходящей линией связи (то есть способ прямой линии связи) и способ с восходящей линией связи (то есть способ обратной линии связи) и здесь далее будут подробно описаны способы с нисходящей линией связи и восходящей линией связи. В этом случае нисходящая линия связи указывает, что сигнал передается от узла В на несколько оборудований (UE) пользователей, а восходящая линия связи указывает, что несколько UE передают сигнал к узлу B.

Нисходящая линия связи в системе MIMO может обычно делиться на два вида способов приема сигналов: первый способ приема позволяет отдельному пользователю (то есть одиночному UE) принимать желаемый сигнал через все N_R антенн, и второй способ приема позволяет каждому из N_R UE принимать полезный сигнал через одну антенну. Если требуется, для настоящего изобретения может быть доступна комбинация первого и второго способов приема. Другими словами, некоторые UE могут использовать одиночную Rx-антенну или некоторые другие UE могут использовать три Rx-антенны. Следует отметить, что общее количество Rx-антенн во всех комбинациях поддерживается равным N_R. Этот случай обычно называют широковещательным каналом (BC) MIMO или множественным доступом с пространственным разделением (SDMA).

Восходящая линия связи в системе MIMO может обычно быть разделена на два вида способов передачи сигналов: первый способ передачи позволяет одиночному UE передавать желаемый сигнал через N_T антенн, и второй способ передачи позволяет каждому из N_T UE передавать желаемый сигнал через одиночную антенну. Если требуется, для настоящего изобретения может быть также доступна комбинация первого и второго способов передачи. Другими словами, некоторые UE могут использовать одиночную Tx-антенну или некоторые другие UE могут использовать три Tx-антенны. Следует отметить, что общее количество Tx-антенн во всех комбинациях поддерживается равным N_T. Этот случай обычно называют каналом множественного доступа (MAC) MIMO. Восходящая линия связи и нисходящая линия связи симметричны друг другу, так что способ использования одной из них может также использоваться для другой.

Для удобства описания и лучшего понимания настоящего изобретения, хотя последующее описание будет, в основном, описывать BC MIMO, следует отметить, что способ настоящего изобретения используется также для MAC MIMO.

На фиг.3A показана концептуальная схема, представляющая систему связи MIMO с одиночным пользователем. На фиг.3B показана концептуальная схема, демонстрирующая многопользовательскую систему связи MIMO.

Для удобства описания фиг.3A и 3B предполагают использование нисходящей линии связи.

Система связи MIMO с одиночным пользователем, показанная на фиг.3A, содержит передатчик (то есть узел B), оснащенный многочисленными антеннами (то есть мультиантенной), и приемник (то есть UE), оснащенный многочисленными антеннами. В этом случае, если сигнал (x), который должен быть передан от передатчика, умножается на весовой вектор (W) и умноженный результирующий сигнал передается через мультиантенну, настоящее изобретение может приобретать максимальную пропускную способность канала при условии, что информация канала должным образом распознается.

Между тем, многопользовательская система связи MIMO, показанная на фиг.3B, содержит множество систем с многочисленными входами и одиночным выходом (MISO), каждая из которых назначает каждому пользователю одиночную антенну. Следовательно, мультипользователь может максимизировать пропускную способность канала, используя формирование луча при передаче таким же образом, как в системе связи MIMO с одиночным пользователем. В этом случае многопользовательская система связи MIMO должна учитывать не только канальную информацию, но также и помеху, создаваемую каждым пользователем, поэтому это требует более сложной системы, чем система связи MIMO с одиночным пользователем. Следовательно, многопользовательская система связи MIMO должна выбирать весовой вектор, чтобы минимизировать помеху между пользователями в случае использования формирования луча при передаче.

Приведенное выше описание может быть численно описано следующим образом.

Во-первых, здесь далее будет описана среда с одиночным пользователем, то есть система связи MIMO с одиночным пользователем.

При условии, что все передатчики/приемники полностью распознают всю канальную информацию, сингулярное разложение (SVD) H может быть представлено следующим уравнением 11:

Уравнение 11

где "H" - сингулярное разложение, U и V - единичные матрицы, [Σ] - диагональная матрица.

В этом случае, чтобы добиться максимального выигрыша в отношении пропускной способности канала, диагональная матрица V выбирается посредством весовой матрицы W и U^H умножается на принимаемый сигнал (Y). Если результирующий сигнал приемника обозначить , получается следующее уравнение 12:

Уравнение 12

где P - матрица мощностей передачи. Матрица мощностей передачи P может быть определена специальным алгоритмом (известным как алгоритм с созданием избытка информации) для достижения пропускной способности канала. Этот алгоритм с созданием избытка информации является оптимальным способом достижения пропускной способности канала.

Однако для выполнения алгоритма с созданием избытка информации все передатчики/приемники должны полностью знать всю канальную информацию. Поэтому, чтобы использовать алгоритм с созданием избытка информации в многопользовательской среде, каждый из всех пользователей должен знать не только свою канальную информацию, но также и канальную информацию других пользователей. По причине этой проблемы, на деле почти невозможно в многопользовательской системе связи MIMO использовать упомянутый выше алгоритм с созданием избытка информации.

Далее здесь будет описана многопользовательская система связи MIMO.

В этом случае репрезентативным оптимальным способом достижения пропускной способности канала является способ кодирования Dirty Paper Coding (DPC), но этот способ DPC обладает большой сложностью. Также существуют другие оптимальные способы для использования в настоящем изобретении, например способ со случайным формированием диаграммы направленности луча Random BeamForming (RBF) и способ формирования диаграммы направленности луча с обращением в ноль незначащих коэффициентов Zero Forcing BeamForming (ZFBF). Упомянутый выше способ RBF или ZFBF может иметь характеристику, подобную оптимальной характеристике, полученной способом DPC, если количество пользователей в многопользовательской среде увеличивается.

Далее здесь будет описано ключевое слово для использования в системе связи MIMO.

Обычная система связи выполняет кодирование информации передачи для передатчика, используя код с прямым исправлением ошибок, и передает кодированную информацию, так чтобы ошибка, возникшая в канале, могла быть исправлена приемником. Приемник демодулирует принятый (Rx) сигнал и выполняет декодирование кода с прямым исправлением ошибок для демодулированного сигнала, восстанавливая, таким образом, информацию передачи. С помощью процесса декодирования ошибка Rx-сигнала, вызванная каналом, исправляется.

Каждый из всех кодов прямого исправления ошибок имеет ограничение по максимально возможному исправлению при исправлении ошибки канала. Другими словами, если сигнал (Rx) при приеме имеет ошибку, превышающую ограничение для соответствующего кода прямого исправления ошибок, приемник неспособен декодировать Rx-сигнал в информацию, не имеющую никакой ошибки. Поэтому приемник должен определить присутствие или отсутствие ошибки в декодированной информации. Таким образом, требуется специализированный процесс кодирования для выполнения обнаружения ошибок, отдельный от процесса кодирования с прямым исправлением ошибок. Обычно в качестве кода обнаружения ошибок использовался код с циклическим контролем избыточности (CRC).

Способ CRC является примером способа кодирования для выполнения обнаружения ошибок. Обычно информация передачи кодируется по способу CRC и затем к CRC-кодированной информации применяется код прямого исправления ошибок. Одиночный модуль, кодированный с помощью CRC и кода с прямым исправлением ошибок, обычно называется ключевым словом.

Между тем, если несколько модулей информации передачи перекрываются и затем принимаются, можно ожидать, что настоящее изобретение улучшит характеристики, используя приемник с подавлением помех. В упомянутой выше ситуации имеется множество случаев, когда информация нескольких передач перекрывается и затем принимается, например случай, при котором используется технология MIMO, случай, при котором используется многопользовательская технология обнаружения, и случай, при котором используется мультикодовая технология. Ниже приводится краткое описание структуры с подавлением помехи.

В соответствии со структурой, использующей подавление помехи, после того, как первая информация демодулирована/декодирована из полного принимаемого сигнала, в котором несколько фрагментов информации перекрываются, информация, связанная с первой информацией, удаляется из полного принимаемого сигнала. Второй сигнал демодулируется/декодируется, используя результирующий сигнал, не имеющий первой информации, удаленной из принимаемого сигнала. Третий сигнал демодулируется/декодируется, используя результирующий сигнал, не имеющий первой и второй информации, удаленной из принятого сначала сигнала. Четвертый сигнал или другой сигнал после четвертого сигнала повторяют вышеупомянутые процессы так, что четвертый или другой сигнал демодулируется/декодируется. Таким образом, упомянутый выше способ непрерывного удаления демодулированного/декодированного сигнала из принятого сигнала для улучшения характеристики последующего процесса демодуляции/декодирования называется способом последовательного подавления помехи, Successive Interference Cancellation (схема SIC).

Для использования упомянутого выше способа подавления помехи, такого как схема SIC, демодулированный/декодированный сигнал, удаленный из принятого сигнала, не должен иметь ошибки. При возникновении какой-либо ошибки в демодулированном/декодированном сигнале происходит распространение ошибки, так что на все демодулированные/декодированные сигналы непрерывно оказывается отрицательное влияние.

Упомянутая выше технология подавления помехи может также применяться к технологии MIMO. Если несколько фрагментов передаваемой информации перекрываются/передаются через многочисленные антенны, требуется упомянутая выше технология подавления помехи. Другими словами, при использовании технологии с пространственным мультиплексированием обнаруживается каждая переданная информация и в это же самое время может использоваться технология подавления помехи.

Однако, как описано выше, чтобы минимизировать распространение ошибки, вызванное подавлением помехи, предпочтительно, чтобы помеха удалялась выборочно после определения присутствия или отсутствия ошибки в демодулированном/декодированном сигнале. Репрезентативным способом определения присутствия или отсутствия ошибки в каждой информации передачи является упомянутый выше способ циклического контроля избыточности (CRC). Модуль отличительной информации, обработанной кодированием с использованием CRC, называется ключевым словом. Поэтому более репрезентативным случаем для использования технологии подавления помехи является конкретный случай, в котором используются несколько фрагментов информации передачи и несколько ключевых слов.

Между тем, количество строк и столбцов в канальной матрице H, указывающей состояние канала, определяется количеством Tx/Rx-антенн. В канальной матрице H количество строк равно количеству (N_R) Rx-антенн, а количество столбцов равен количеству (N_T) Tx-антенн. То есть канальная матрица H обозначается как матрица N_R×N_T.

В целом, ранг матрицы определяется меньшим числом из числа строк и числа столбцов, где строки и столбцы независимы друг от друга. Поэтому ранг матрицы не может быть выше количества строк или столбцов. Ранг канальной матрицы H может быть представлен следующим уравнением 13:

Уравнение 13

Другое определение вышеупомянутого ранга может быть дано через количество собственных значений, отличных от "0", когда матрица раскладывается по собственным значениям. Точно так же, если матрица обрабатывается с использованием SVD, ранг может также быть определен количеством сингулярных значений, отличных от "0". Поэтому физический смысл ранга канальной матрицы может истолковываться как максимальное количество времен передачи для данного канала, способного передавать различную информацию.

Для удобства описания принимается, что каждый из различных фрагментов информации, передаваемых по технологии MIMO, является потоком передачи или потоком. Этот поток может также быть назван уровнем, так что количество потоков передачи не может быть выше ранга канала, равного максимальному количеству числу времен передачи канала, способного к передаче различной информации.

Если канальной матрицей является H, то эта канальная матрица H может быть представлена следующим уравнением 14:

Уравнение 14

где "# потоков" является показателем количества потоков.

Между тем, следует отметить, что одиночный поток может передаваться через одну или более антенн.

Способ согласования потока с антенной может быть описан в соответствии с типами технологии MIMO.

В случае, когда одиночный поток передается через несколько антенн, такой случай может рассматриваться как схема с пространственным разнесением. В случае, когда несколько потоков передаются через несколько антенн, такой случай может рассматриваться как схема с пространственным мультиплексированием. Разумеется, может быть также сделана доступной гибридная схема между схемой с пространственным разнесением и схемой с пространственным мультиплексированием.

Далее здесь подробно будет описана зависимость между ключевым словом и потоком в системе связи MIMO.

На фиг.4 показана блок-схема, иллюстрирующая зависимость между ключевым словом и потоком в системе связи MIMO.

Существует множество способов согласования ключевого слова с потоком. При общем способе из числа различных способов генерируется ключевое слово(-а), разрешается каждому ключевому слову ввести модуль преобразования между ключевым словом и потоком, ключевое слово, принятое от модуля преобразования между ключевым словом и потоком, согласуется с потоком(-ами) и поток передается к модулю преобразования между потоком и антенной, так чтобы поток был передан через Tx-антенну.

Часть, предназначенная для определения комбинации между ключевым словом и потоком, обозначена на фиг.4 полужирной сплошной линией.

В идеале, зависимость между ключевым словом и потоком может быть свободно определена. Одиночное ключевое слово может быть разделено по нескольким потокам, так чтобы разделенные потоки были переданы в место назначения. Несколько ключевых слов последовательно объединяются в один поток, так чтобы этот поток, в том числе ключевые слова, мог быть передан в место назначения.

Однако упомянутое выше последовательное объединение нескольких ключевых слов может рассматриваться как своего рода заранее определенный процесс кодирования, так что настоящее изобретение предполагает, что одиночное ключевое слово согласуется с одним или более потоками реально значимой комбинации. Однако, при условии, что несколько потоков различаются друг от друга, не отходя от объема или сущности настоящего изобретения, настоящее изобретение может также применяться к различающимся потокам.

Поэтому для удобства описания настоящее изобретение предполагает, что одиночное ключевое слово согласуется с одним или более потоками. Поэтому, если вся информация кодируется и затем передается в место назначения, может быть получено следующее уравнение 15:

Уравнение 15

где "# ключевых слов" является количеством ключевых слов, и "# потоков" является количеством потоков.

В заключение, приведенные выше уравнения 13-15 могут быть представлены следующим уравнением 16:

Уравнение 16

С помощью уравнения 16 можно признать следующий факт. Другими словами, если количество Tx/Rx-антенн ограничено, то максимальное количество потоков также ограничено. Если количество ключевых слов ограничено, то минимальное количество потоков также ограничено.

С помощью приведенной выше зависимости между ключевым словом и потоком, если количество антенн ограничено, максимальное количество ключевых слов или потоков ограничено, так что ограниченное количество ключевых слов может комбинироваться с ограниченным количеством потоков.

Приведенная выше комбинация между ключевым словом и потоком требуется как для восходящей линии связи, так и для нисходящей линии связи.

Например, принимается, что технология MIMO применяется к нисходящей линии связи. В этом случае приемник должен быть заранее правильно информирован о комбинации, которая используется для упомянутой выше передачи информации из числа всех комбинаций между ключевым словом и потоком, так чтобы процесс демодуляции/декодирования информации мог быть правильно выполнен.

Также, если управляющая информация управления передается по восходящей линии связи, предпочтительная комбинация из числа различных комбинаций между ключевым словом и потоком должна также распознаваться приемником. Более подробно, для осуществления технологии MIMO передатчик должен распознать информацию о канале и состоянии приемника, так чтобы приемник сообщал различную управляющую информацию через восходящую линию связи.

Например, приемник учитывает множество состояний приемника (например, измеренное состояние канала или буфера) и должен сообщить предпочтительную комбинацию между ключевым словом и потоком, индикатор качества канала (CQI), соответствующий этой предпочтительной комбинации, и индекс матрицы предварительного кодирования (PMI), соответствующий ей же. Разумеется, содержание подробной управляющей информации может определяться по-разному, в зависимости от типа использованной технологии MIMO. Однако упомянутый выше факт, в котором приемник должен информировать восходящую линию связи о предпочтительной комбинации между ключевым словом и потоком, остается неизменным.

В качестве другого примера, если технология MIMO применяется к восходящей линии связи, то, в отличие от приведенного выше описания примера, только линия передачи меняется на другую линию, а остальные факты, отличные от