Способ выбора демодулятора mimo-ofdm в зависимости от формата пакета

Способ выбора демодулятора mimo-ofdm в зависимости от формата пакета

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной заявки США № 60/761,566, поданной 23 января 2006 года и озаглавленной «Выбор демодулятора MIMO-OFDM в зависимости от формата пакета», которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.

Область техники

Настоящее описание относится в целом к беспроводной связи и более конкретно к выбору желательной схемы демодуляции в системе приемника.

Предшествующий уровень техники

Системы беспроводной связи широко распространены для предоставления коммуникационного контента различных типов, такого как речь, данные и т.д. Системы могут представлять собой системы множественного доступа, которые могут поддерживать связь с множеством пользователей посредством совместного использования располагаемых ресурсов системы (например, ширины полосы и мощности передачи). Примеры таких систем множественного доступа включают в себя системы множественного доступа с кодовым разделением (CDMA), системы множественного доступа с временным разделением (ТDMA), системы множественного доступа с частотным разделением (FDMA) и системы множественного доступа с ортогональным частотным разделением (OFDMA).

В принципе, системы беспроводной связи множественного доступа могут одновременно поддерживать связь для множества беспроводных терминалов. Соответствующие терминалы осуществляют связь с одной или более базовыми станциями посредством передач по прямой и обратной линиям связи. Прямая (или нисходящая) линия связи относится к линии связи от базовых станций к терминалам, а обратная (или восходящая) линия связи относится к линии связи от терминалов к базовым станциям. Эта линия связи может быть установлена посредством системы с одним входом и одним выходом, с множеством входов и одним выходом и с множеством входов и множеством выходов (MIMO).

Система MIMO использует множество (N_T) передающих антенн и множество (N_R) приемных антенн для передачи данных. Канал MIMO, образованный N_T передающими и N_R приемными антеннами, может быть разложен на N_S независимых каналов, которые также называются пространственными каналами, где N_S≤min {N_T, N_R}. Каждый из N_S независимых каналов соответствует одной размерности. Система MIMO может обеспечивать повышенную эффективность (например, более высокую пропускную способность и/или большую надежность), если используются дополнительные размерности, созданные множеством передающих и приемных антенн.

Система MIMO поддерживает дуплексные системы с временным разделением (TDD) и частотным разделением (FDD). В системе TDD передачи прямой и обратной линий связи находятся в одной и той же частотной области, так что принцип взаимности позволяет оценивать канал прямой линии связи исходя из канала обратной линии связи. Это позволяет пункту доступа извлекать усиление формирования передающей диаграммы направленности по прямой линии связи, когда множество антенн доступны в пункте доступа.

Наиболее популярная архитектура приемника MIMO-OFDM представляет собой линейный пространственный корректор минимальной среднеквадратичной ошибки (MMSE). Однако недавно разработанное сферическое декодирование списка (LSD) существенно снижает вероятность ошибок декодирования MIMO, особенно если канальная кодовая скорость (отношение числа битов, входящих в кодер сигнала, к числу битов, выходящих из кодера сигнала) высока, порядок модуляции (который представляет число (кодированных) битов, передаваемых с использованием символа модуляции) низок и число кандидатов в списке велико ценой повышения сложности приемника. Чтобы снизить сложность, была предложена упрощенная версия LSD, называемая QRM-MLD с квадрантным методом детектирования. Согласно анализу сложности (в терминах количества умножений) QRM-MLD с 20-30 кандидатами имеет сложность, сопоставимую со сложностью пространственного корректора MMSE для 4 передающих и 4 приемных антенн. Более того, сложность QRM-MLD увеличивается пропорционально количеству кандидатов.

LSD может применяться для различных целей. Во-первых, LSD может повысить характеристику пропускной способности приемника MIMO, основанного на одном кодовом слове (SCW) (т.е. высокопроизводительного приложения SCW MIMO). Во-вторых, LSD может минимизировать потерю пропускной способности приемника MIMO, основанного на множестве кодовых слов (МCW), когда приемник не использует последовательную компенсацию помех (SIC) (например, низкоуровневого приложения MIMO-МCW). Действительно, когда требования к памяти и операционная сложность приемника SIC, реализованного с операциями HARQ, являются довольно проблематичными, LSD было бы весьма полезным, если бы оно могло достичь производительности, по пропускной способности сопоставимой с приемником SIC при умеренном количестве кандидатов. В технике существует потребность в оптимальной схеме демодуляции в свете характеристик формата передачи (например, кодовой скорости и порядка модуляции) принимаемых данных.

Сущность изобретения

Ниже представлена упрощенная сущность одного или более аспектов, чтобы обеспечить базовое понимание таких аспектов. Эта сущность изобретения не является всеобъемлющим описанием всех мыслимых аспектов и не призвана идентифицировать ключевые или критические элементы всех аспектов или очерчивать объем каких-либо или всех аспектов. Ее единственной целью является представить некоторые принципы одного или более аспектов в упрощенной форме в качестве вступления к более детальному описанию, приведенному ниже.

В соответствии с одним аспектом способ связи содержит прием формата пакета, который будет использоваться для демодуляции, и выбор либо пространственного корректора минимальной среднеквадратичной ошибки (MMSE), либо сферического декодера списка (LSD), на основе принятого пакетного формата.

В другом аспекте устройство содержит приемный компонент, который принимает формат пакета, который будет использоваться для демодуляции, компонент анализа, который определяет оптимальную одну из множества схем демодуляции, основываясь, по меньшей мере, частично на формате пакета; и компонент демодуляции, который использует оптимальную схему демодуляции.

Согласно другому аспекту машиночитаемый носитель содержит сохраненные на нем исполняемые компьютером инструкции для выполнения следующих действий: прием формата пакета, который будет использоваться для демодуляции, и выбор либо пространственного корректора MMSE, либо сферического декодера списка (LSD), на основе принятого пакетного формата.

Согласно другому аспекту процессор содержит сохраненные на нем исполняемые компьютером инструкции для выполнения следующих действий: прием формата пакета, который будет использоваться для демодуляции, и выбор либо пространственного корректора MMSE, либо сферического декодера списка (LSD), на основе принятого пакетного формата.

Согласно еще одному аспекту устройство содержит средство для приема пакета данных на мобильном устройстве и средство для выбора подходящего демодулятора, основываясь, по меньшей мере, частично на информации формата принятого пакета данных.

Для достижения вышеуказанных и связанных с ними целей один или более аспекты содержат признаки, полностью описанные ниже и, в частности, представленные в формуле изобретения. Последующее описание и приложенные чертежи излагают в деталях некоторые иллюстративные аспекты упомянутых одного или более аспектов. Эти аспекты являются, однако, показательными всего лишь для некоторых возможных путей, которыми могут быть использованы принципы различных аспектов, причем описанные аспекты предназначены для включения в себя всех таких аспектов и их эквивалентов.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - иллюстрация системы беспроводной связи множественного доступа согласно одному варианту осуществления.

Фиг.2 - блок-схема иллюстративной системы связи.

Фиг.3 - иллюстрация приведенной для примера системы, которая осуществляет выбор подходящей схемы демодуляции пакетов в среде беспроводной связи.

Фиг.4 - другая иллюстрация приведенной для примера системы, которая осуществляет выбор подходящей схемы демодуляции пакетов в среде беспроводной связи.

Фиг.5 - другая иллюстрация приведенной для примера системы, которая осуществляет выбор подходящей схемы демодуляции пакетов в среде беспроводной связи.

Фиг.6 - таблица, которая описывает нумерологию и распределение ресурсов для моделирования пропускной способности линии связи.

Фиг.7 - другая таблица, которая описывает нумерологию и распределение ресурсов для моделирования пропускной способности линии связи.

Фиг.8 - таблица, которая описывает таблицу форматов схемы модуляции и кодирования (MCS), используемую для адаптивной модуляции и кодирования каждой из множества антенн в системе MIMO.

Фиг.9 - примерный график, который сравнивает характеристики пропускной способности с различными схемами приемника-демодулятора.

Фиг.10 - примерный график, который сравнивает характеристики пропускной способности с различными схемами приемника-демодулятора.

Фиг.11 - примерный график, который сравнивает характеристики пропускной способности с различными схемами приемника-демодулятора.

Фиг.12 - примерный график, который сравнивает характеристики пропускной способности с различными схемами приемника-демодулятора.

Фиг.13 - таблица, которая описывает наиболее часто используемые схемы модуляции и кодирования для передачи данных.

Фиг.14 - иллюстрация приведенного для примера способа, который облегчает демодуляцию принятого пакета данных в соответствии с форматом передачи пакета данных.

Фиг.15 - другая иллюстрация приведенного для примера метода, который облегчает демодуляцию принятого пакета данных в соответствии с форматом передачи пакета данных.

Фиг.16 - блок-схема системы, которая облегчает демодуляцию принятого пакета данных в соответствии с форматом передачи пакета данных.

Фиг.17 - иллюстрация системы, которая обеспечивает связь в других секторах в соответствии с одним или более аспектами, представленными здесь.

Фиг.18 - иллюстрация системы, которая обеспечивает обработку передач обратной линии связи в необслуживающем секторе терминала в соответствии с одним или более аспектами, представленными здесь.

Фиг.19 - иллюстрация среды беспроводной связи, которая может быть использована с различными системами и способами, описанными здесь.

Ссылка А является презентацией, относящейся к аспектам, описанным здесь, и данная ссылка образует часть настоящей спецификации.

Детальное описание

Различные варианты описаны далее со ссылкой на чертежи, где одинаковые ссылочные позиции использованы для обозначения подобных элементов на всех чертежах. В последующем описании, в целях пояснения, изложены различные конкретные детали, чтобы обеспечить глубокое понимание одного или более вариантов осуществления. Однако может быть очевидным, что такие варианты осуществления могут быть реализованы без этих специфических деталей. В других случаях хорошо известные структуры и устройства показаны в форме блок-схемы, чтобы облегчить описание одного или более вариантов осуществления.

Как использовано в этой заявке, термины «компонент», «модуль», «система» и т.п. предназначены для ссылок на относящийся к компьютеру объект, как аппаратные средства, программно-аппаратные средства, комбинация аппаратных средств и программного обеспечения, программное обеспечение, так и исполняемое программное обеспечение. Например, компонент может быть, без ограничения указанным, процессом, исполняемым на процессоре, процессором, объектом, исполнимым файлом, потоком управления, программой и/или компьютером. В качестве иллюстрации, как приложение, исполняющееся на вычислительном устройстве, так и вычислительное устройство могут быть компонентом. Один или более компоненты могут находиться в процессе и/или потоке управления, и компонент может быть локализован на одном компьютере и/или распределен между двумя или более компьютерами. В дополнение, эти компоненты могут исполняться с различных машиночитаемых носителей, имеющих различные структуры данных, сохраненных на них. Компоненты могут осуществлять связь посредством локальных и/или удаленных процессов, например, в соответствии с сигналом, имеющим один или более пакеты данных (например, данные из одного компонента взаимодействуют с другим компонентом в локальной системе, распределенной системе и/или по сети, такой как Интернет, с другими системами с помощью сигнала).

Кроме того, различные варианты осуществления описаны здесь в связи с мобильным устройством. Мобильное устройство может также называться системой, абонентским блоком, абонентской станцией, мобильной станцией, мобильным модулем, удаленной станцией, удаленным терминалом, терминалом доступа, пользовательским терминалом, терминалом, устройством беспроводной связи, пользовательским агентом, пользовательским устройством или пользовательским оборудованием (UE). Мобильное устройство может быть сотовым телефоном, бесшнуровым телефоном, телефоном протокола инициации сессии (SIP), станцией беспроводного локального шлейфа (WLL), персональным цифровым помощником (PDA), портативным устройством с возможностью беспроводного соединения, вычислительным устройством или иным устройством обработки, соединенным с беспроводным модемом. Кроме того, различные варианты осуществления описаны здесь в связи с базовой станцией. Базовая станция может использоваться для осуществления связи с мобильным(и) устройством(ами) и может также упоминаться как пункт доступа, узел В (Node B) или определяться с использованием некоторой другой терминологии.

Более того, различные аспекты или признаки, описанные здесь, могут быть реализованы как способ, устройство или изделие (продукт производства) с использованием стандартных методов программирования и/или проектирования. Термин «продукт производства», как он использован здесь, предназначен для включения в себя компьютерной программы, к которой может осуществляться доступ с любого машиночитаемого устройства, носителя или среды. Машиночитаемые среды могут включать в себя, без ограничения указанным, магнитные запоминающие устройства (например, жесткий диск, дискета, магнитные полоски и т.д.), оптические диски (например, компакт-диск (CD), цифровой многофункциональный диск (DVD) и т.д.), смарт-карты, устройства флеш-памяти (стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EPROM), плата, stick (карта памяти), key drive (миниатюрное ЗУ, вставляемое в компьютер, для переноса данных между машинами) и т.д.). Дополнительно, различные среды для хранения, описанные здесь, могут представлять одно или более устройства и/или другие машиночитаемые среды для хранения информации. Термин «машиночитаемая среда (носитель)» может включать в себя, без ограничения указанным, беспроводные каналы и различные другие среды, способные хранить, содержать и/или переносить инструкции и/или данные.

На фиг.1 представлена система беспроводной связи множественного доступа в соответствии с одним вариантом осуществления. Пункт доступа (АР) 100 включает в себя группы из множества антенн, одну, включающую 104 и 106, другую, включающую 108 и 110, и еще одну, включающую 112 и 114. Согласно фиг.1 только две антенны показаны для каждой группы антенн, однако для каждой группы антенн может использоваться больше или меньше антенн. Терминал доступа (АТ) 116 осуществляет связь с антеннами 112 и 114, где антенны 112 и 114 передают информацию к терминалу 116 доступа по прямой линии 120 и принимают информацию от терминала 116 доступа по обратной линии 118. Терминал 122 доступа осуществляет связь с антеннами 106 и 108, где антенны 106 и 108 передают информацию к терминалу 122 доступа по прямой линии 126 и принимают информацию от терминала 122 доступа по обратной линии 124. В системе FDD линии 118, 120, 124 и 126 связи могут использовать различную частоту для связи. Например, прямая линия 120 может использовать частоту, отличающуюся от той, которая используется обратной линией 118.

Каждая группа антенн и/или область, в которой они предназначены для осуществления связи, часто упоминается как сектор пункта доступа. В одном варианте осуществления каждая из групп антенн предназначена для осуществления связи с терминалами доступа в секторе области, покрываемой пунктом 100 доступа.

При осуществлении связи по прямым линиям 120 и 126 передающие антенны пункта 100 доступа используют формирование диаграммы направленности для улучшения отношения сигнал/шум прямых линий для различных терминалов 116 и 124 доступа. Также пункт доступа, использующий формирование диаграммы направленности антенн для передачи к терминалам доступа, рассредоточенным случайным образом в его области покрытия, вызывает меньше помех терминалам доступа в смежных ячейках, чем пункт доступа, передающий через одну антенну ко всем своим терминалам доступа. Пункт доступа может быть стационарной станцией, используемой для связи с терминалами, и может также определяться как узел доступа, узел В (Node B) или с использованием некоторой другой терминологии. Терминал доступа может определяться как терминал доступа, пользовательское оборудование (UE), устройство беспроводной связи, терминал или с использованием некоторой другой терминологии.

На фиг.2 показана блок-схема системы 210 передатчика (также известной как пункт доступа) и системы 250 приемника (также известной как терминал доступа) в системе 200 MIMO. В системе 210 передатчика данные трафика для ряда потоков данных предоставляются от источника 212 данных на процессор 214 данных передачи (ТХ). В одном варианте осуществления каждый поток данных передается через соответствующую передающую антенну. Процессор 214 ТХ-данных форматирует, кодирует и перемежает данные трафика для каждого потока данных на основе конкретной схемы кодирования, выбранной для этого потока данных, чтобы предоставить кодированные данные. Кодированные данные для каждого потока данных могут быть мультиплексированы с пилотными данными с использованием методов OFDM. Пилотные данные в типовом случае являются известным шаблоном данных, который обрабатывается известным способом и может использоваться в системе приемника для оценивания отклика канала. Мультиплексированные пилотные и кодированные данные для каждого потока данных затем модулируются (например, отображаются на символы) на основе конкретной схемы модуляции (например, BPSK (двоичная фазовая манипуляция), QSPK (квадратурная фазовая манипуляция), M-PSK (М-ичная фазовая манипуляция) или M-QAM (М-ичная квадратурная амплитудная модуляция)), выбранной для этого потока данных, для предоставления символов модуляции. Скорость данных, кодирование и модуляция для каждого потока данных могут быть определены инструкциями, выполняемыми процессором 230.

Символы модуляции для всех потоков данных затем предоставляются процессору 220 TX MIMO, который может дополнительно обрабатывать символы модуляции (например, для OFDM). Процессор 220 TX MIMO затем подает N_T потоков символов модуляции на N_T передатчиков 222а - 222t. В некоторых вариантах осуществления процессор 220 TX MIMO применяет веса формирования диаграммы направленности к символам потоков данных и к антенне, из которой символ передается.

Передатчик 222 принимает и обрабатывает соответствующий поток символов для обеспечения одного или более аналоговых сигналов и дополнительно преобразует (например, усиливает, фильтрует и преобразует с повышением частоты) аналоговые сигналы для предоставления модулированного сигнала, пригодного для передачи по каналу MIMO. N_T модулированных сигналов с передатчиков 222а-222t передаются от N_T передающих антенн 224а-224t соответственно. В системе 250 приемника переданные модулированные сигналы принимаются N_R антеннами 252а-252r, и принятый сигнал от каждой антенны 252 подается на соответствующий приемник (RCVR) 254f-254r. Каждый приемник 254 преобразует (например, фильтрует, усиливает и преобразует с понижением частоты) соответствующий принятый сигнал, оцифровывает преобразованный сигнал для получения выборок и дополнительно обрабатывает выборки для обеспечения соответствующего «принятого» потока символов.

Процессор 260 данных приема (RX) затем принимает и обрабатывает N_R принятых потоков символов от N_R приемников 254, основываясь на конкретном методе обработки приемника, чтобы получить N_T «продетектированных» потоков символов. Процессор 260 RX-данных затем демодулирует, обращенно перемежает и декодирует каждый продетектированный поток символов для восстановления данных трафика для потока данных. Обработка процессором 260 RX-данных является комплементарной обработке, выполняемой процессором 220 TX MIMO и процессором 214 ТХ-данных в системе 210 передатчика. Процессор 270 периодически определяет, какую матрицу предварительного кодирования использовать (описано ниже). Процессор формулирует сообщение обратной линии, содержащее часть индекса матрицы и часть значения ранга.

Сообщение обратной линии может содержать различные типы информации относительно линии связи и/или принятого потока данных. Сообщение обратной линии затем обрабатывается процессором 238 ТХ-данных, который также принимает данные трафика для ряда потоков данных от источника 236 данных, модулированных модулятором 280, преобразованных передатчиками 254а - 256r и переданных назад к системе 210 передатчика.

В системе 210 передатчика модулированные сигналы от системы 250 приемника принимаются антеннами 224, преобразуются приемниками 222, демодулируются демодулятором 240 и обрабатываются процессором 242 RX-данных для извлечения сообщения обратной линии, переданного системой 250 приемника. Процессор 230 затем определяет, какую матрицу предварительного кодирования использовать для определения весов формирования диаграммы направленности, и затем обрабатывает извлеченное сообщение.

Рассмотрим фиг.3, где иллюстрируется система 300, которая осуществляет выбор оптимального демодулятора, в зависимости от формата передачи, в соответствии с различными вариантами осуществления, описанными здесь. Принимающий компонент 302, ассоциированный с мобильным терминалом (не показан) состоит из компонента 304 базы данных и компонента 306 демодуляции. Компонент 304 базы данных может определять оптимальную схему демодуляции для последующего использования компонентом 306 демодуляции. Более конкретно, компонент 304 базы данных может определить желательную схему демодуляции, основываясь, по меньшей мере, частично на характеристиках принятых данных. Компонент 306 демодуляции может использовать подходящую схему демодуляции в соответствии с определением в компоненте 304 базы данных. В одном варианте осуществления компонент 306 демодуляции осуществляет выбор между сферическим декодером списка (LSD) и пространственным корректором MMSE. Однако следует иметь в виду, что в системе 300 может быть применена любая схема демодуляции.

Согласно фиг.4 система 400 содержит принимающий компонент 402. В примерном варианте осуществления принимающий компонент 402 может быть системой MIMO-OFDM, однако следует иметь в виду, что любая архитектура приемника может использоваться в системе 400. Принимающий компонент 402 содержит компонент 404 базы данных. Компонент 404 базы данных может дополнительно содержать компонент 406 анализа и компонент 408 логического вывода. В одном варианте осуществления компонент 406 анализа может использовать таблицы преобразования для определения соответствующего демодулятора, который должен быть применен, основываясь на характеристиках принятого сигнала. Более конкретно, например, таблицы преобразования, которые хранят данные, относящиеся к формату передачи (например, кодовую скорость и порядок модуляции), сопоставляются с характеристиками формата передачи принятых данных, чтобы определить, следует ли использовать демодулятор MMSE или LSD. Альтернативно, например, компонент 408 логического вывода может быть использован для того, чтобы определить подходящий демодулятор, который должен быть использован, если компонент 406 анализа не может выполнить такое определение. В одном варианте осуществления компонент 408 логического вывода может использовать классификатор(ы) любого подходящего типа, включая, например, априорные, основанные на правилах, классификаторы и классификаторы, основанные на модели вероятностной зависимости, для определения подходящей схемы демодуляции. Дальнейшие примеры систем классификаторов включают в себя классификаторы экспертных систем, примитивные байесовские классификаторы, классификаторы максимума правдоподобия, классификаторы нейронных сетей, классификаторы вспомогательной векторной машины (SVM), классификаторы статистической модели языка и классификаторы дерева решений.

Согласно фиг.5 система 500 содержит компонент 502 приемника. В соответствии с примерным вариантом осуществления компонент 502 приемника может быть системой приемника MIMO-OFDM. Однако должно быть понятно, что в системе 500 может быть использована любая система приемника. Компонент 502 приемника содержит компонент 504 демодулятора. Понятно, что компонент 504 демодулятора может использовать любую схему демодуляции. В примерном варианте осуществления компонент 504 демодулятора использует один из LSD 506 и пространственного корректора 508 MMSE, основываясь, по меньшей мере, частично на характеристиках формата передачи принятых данных. Далее описана приведенная для примера стратегия выбора демодулятора в приемнике MIMO-OFDM, когда имеется четыре передающих и четыре приемных антенны, что предполагает, что максимально допустимое число кандидатов (то есть сложность) для LSD равно 64.

Если кодовая скорость равна или больше чем 2/3, то LSD значительно превосходит пространственный корректор MMSE. Использовать LSD с 64 кандидатами для всех порядков модуляции. Иначе, если кодовая скорость между 1\2 и 2/3, то использовать LSD с 64 кандидатами для 16QAM и более низких порядков модуляции и использовать пространственный корректор MMSE для 64QAM. Иначе (т.е. кодовая скорость <1/2), если используется модуляция QPSK, использовать LSD с 64 кандидатами. Иначе, если эффективность MMSE сопоставима или лучше, чем у LSD, то использовать пространственный корректор MMSE.

После 2-й передачи (например, повторной передачи) кодовая скорость, вероятно, достаточно низка для использования только пространственного корректора MMSE. Как отмечено выше, число кандидатов может настраиваться в операции LSD, если необходимо. Кроме того, в системе MIMO-OFDM с 2 передающими и 2 приемными антеннами число кандидатов может быть сокращено более агрессивно (например, 32). Ниже приведено обсуждение относительно избирательного проектирования демодулятора с оптимизацией посредством моделирования.

Далее со ссылкой на фиг.5, если определяется, что желательно использование схемы модуляции LSD, то компонент 502 приемника может дополнительно избирательным образом определить число кандидатов (например, сложность) в зависимости от кодовой скорости и порядка модуляции и числа уровней или передающих антенн.

Таблицы настроек моделирования на фиг.6 и 7 описывают нумерологию и распределение ресурсов для моделирования пропускной способности линии связи. Конфигурации передатчика, канала и приемника следующие:

- 2×2 (2 уровня) и 4×4 (4 уровня) антенная конфигурация для MIMO;

- MCW-MIMO (PRAP w/полный CQI, инкрементный CQI и множественное ACK) и SCW-MIMO (BLAST);

- архитектура приемника - линейный MMSE и QRM-MLD для SCW-MIMO (BLAST), MMSE-SIC для WCW-MIMO (PRAP);

- структура FDM пилот-сигнала N-кратным частотно-временным распределением, где N - число передающих антенн (N=1, 2, 4);

- тона пилот-сигнала и данных равномерно распределены по всему диапазону;

- ограниченные по полосе белые помехи и шум;

- GSM TU канал - 3 км/ч, 30 км/ч;

- оценивание канала - оценивание MMSE;

- длина функции оценки канала - 15 символов OFDM;

- задержка обратной связи CQI - 2 TTI;

- частота обратной связи CQI - однократно на TTI;

- число параллельных процессов H-ARQ - 6;

- максимальное число повторных передач - 4 (включая первую передачу);

- адаптивное управление H-ARQ BLER - 20% целевого BLER после первой передачи.

На фиг.8 показана таблица, которая описывает таблицу форматов схемы модуляции и кодирования (MCS), используемую для адаптивной модуляции и кодирования каждой передающей антенны, которая состоит из 32 элементов записи. Таким образом, 5 битов выделены для описания полного индикатора качества канала (CQI) как для передач множества кодовых слов с множеством входов и множеством выходов (MCW-MIMO), так и для передач одиночного кодового слова с множеством входов и множеством выходов (SCW-MIMO), причем MCW-MIMO управляет форматом передачи каждого уровня индивидуально, в то время как SCW-MIMO управляет общим форматом передачи, который применяется ко всем уровням. Для инкрементного описания CQI для MCW-MIMO было выделено 3 бита (для перекрытия от 0 дБ до 7 дБ). Отметим, что пакеты, которые используют затененные форматы MCS, являются недекодируемыми, ввиду ограниченного порядка модуляции (максимум равен 6 соответственно 64QAM) по первой передаче, но обеспечивают точную гранулярность скорости данных во взаимосвязи с операцией гибридного автоматического запроса (H-ARQ), поэтому максимальная спектральная эффективность ограничена до 21 Мб/с на передающую антенну при моделировании.

На фиг.9-12 приведены соответствующие графики сравнения характеристик пропускной способности MCW-MIMO с приемником с последовательной компенсацией помех методом минимальной среднеквадратичной ошибки (MMSE-SIC) (MIMO высокого уровня), SCW-MIMO с линейным приемником MMSE (MIMO низкого уровня) и SCW-MIMO с приемником LSD. Количество кандидатов LSD установлено на 64. Как можно видеть на всех графиках, характеристика пропускной способности приемника LSD сопоставима с соответствующей характеристикой приемника MMSE-SIC в низкой и высокой геометрии, но хуже в средней геометрии (в окрестности 15 дБ). В частности, в 4×4 MIMO приемник LSD с 64 кандидатами имеет даже худшую характеристику, чем линейный приемник MMSE, и сопоставимая пропускная способность была достигнута только с использованием 256 кандидатов, что требует в 10 раз более высокой сложности, чем у приемника MMSE.

Со ссылкой на фиг.13 становится ясно, что низкая характеристика приемника LSD проявляется, когда кодовая скорость ниже чем 1/2 и модуляция соответствует 64 QAM, что также было показано при оценивании эффективности BLER с фиксированной скоростью данных (см. кодовую скорость и порядок модуляции, соответствующие геометрии 15 дБ.) С другой стороны, LSD становится очень эффективным, когда кодовая скорость высока или порядок модуляции низок.

Различные методологии в соответствии с настоящим изобретением будут описаны далее с помощью последовательности действий. Должно быть понятно, что настоящее изобретение не ограничено порядком действий, так как некоторые действия могут в соответствии с настоящим изобретением осуществляться в отличающихся порядках и/или одновременно с другими действиями по сравнению с тем, что показано и описано здесь. Например, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что способ может быть представлен, альтернативным образом, как последовательность взаимосвязанных состояний, например, как на диаграмме состояний. Кроме того, не все проиллюстрированные действия могут потребоваться для реализации способа в соответствии с настоящим изобретением.

Со ссылкой на фиг.14 иллюстрируется способ 1400, который облегчает демодуляцию модулированного сигнала в системе беспроводной связи. Способ 1400 начинается на этапе 1402 и 1404, модулированный сигнал принимается в одной или более мобильных системах. На этапе 1406 модулированный сигнал обрабатывается посредством процедур преобразования, таких как фильтрация, усиление и понижающее преобразование принятого сигнала. Преобразованный сигнал затем оцифровывается для получения выборок и обрабатывается для получения соответствующего потока символов. На этапе 1408, в одной или более мобильных системах, характеристики модулированного сигнала анализируются на этапе 1410, подходящая схема демодуляции (например, LSD или пространственный корректор MMSE) выбирается, основываясь, по меньшей мере, частично на характеристиках формата передачи (например, кодовой скорости и/или порядке модуляции). Это определение может включать в себя анализ затрат и выгод. Затраты могут измеряться посредством таких факторов, как потребление мощности, вероятность ошибок декодирования, затраты, ассоциированные со сложностью приемника, и потери в характеристике пропускной способности, основываясь на том, используется ли одиночное кодовое слово или множество кодовых слов. Выгода может измеряться посредством таких факторов, как снижение вероятности ошибок декодирования, оптимизация характеристики пропускной способности и предотвращение увеличения сложности приемника. Может приниматься решение на основе вероятностного анализа относительно того, где переход инициируется, если уровень достоверности высокий, и не инициируется, если уровень достоверности низкий. Как обсуждено выше, основанные на AI методы (включая системы машинного обучения) могут быть использованы в связи с таким определением или логическим выводом. Альтернативно, может использоваться более простой, основанный на правилах, процесс, где если определенные условия удовлетворены, то происходит переход между схемами демодуляции, а если нет, то переход не инициируется.

Со ссылкой на фиг.15 описывается способ 1500, который облегчает демодуляцию модулированного сигнала в системе беспроводной связи. Способ 1500 начинается на этапе 1502, и модулированный сигнал принимается в одной или более мобильных системах на этапе 1504. На этапе 1506 модулированный сигнал обрабатывается посредством процедур преобразования, таких как фильтрация, усиление и понижающее преобразование принятого сигнала. Преобразованный сигнал затем оцифровывается для получения выборок и обрабатывается для получения соответствующего потока символов. На этапе 1508 анализируются характеристики формата передачи принятого модулированного сигнала. В частности, если определяется, что кодовая скорость сигнала превышает первое пороговое значение (например, две трети), способ 1500 переходит к этапу 1510. На этапе 1510 способ 1500 использует LSD для демодуляции принятого модулированного сигнала. Однако если кодовая скорость не превышает первое пороговое значение на этапе 1508, то способ 1500 переходит к этапу 1512. На этапе 1512, если определено, что кодовая скорость модулированного сигнала находится в пределах второго порога (например, больше чем одна вторая и меньше чем две трети), что находится ниже, чем первое пороговое значение (например, две трети), то способ 1500 переходит к этапу 1514. На этапе 1514, если определено, что порядок модуляции низкий (например, 16QAM), то используется LSD для демодуляции принятого модулированного сигнала на этапе 1510. С другой стороны, для сигнала с высоким порядком модуляции (например, 64QAM) используется пространственный корректор MMSE для демодуляции сигнала, принятого на этапе 1516. Если результат определения на этапе 1512 соответствует «НЕТ», то способ 1500 переходит к этапу 1518. На этапе 1518 выполняется определение относительно того, использована ли квадратурная фазовая манипуляция (QPSK). Если определение на этапе 1518 соответствует «ДА», то способ 1500 переходит к этапу 1510, где используется LSD для демодуляции принятого модулированного сигнала на этапе 1510. Противоположно этому, если определение на этапе 1518 соответствует «НЕТ», то способ 1500 переходит к этапу 1516, где используется пространственный корректор MMSE для демодуляции модулированного сигнала.

На фиг.16 иллюстрируется система 1600, которая облегчает выбор оптимального демодулятора. Система 1600 может включать в себя модуль 1602 для приема пакета данных в мобильном устройстве. Понятно, что мобильное устройство может быть сотовым телефоном, бесшнуровым телефоном, телефоном протокола инициации сессии (SIP), станцией беспроводного локального шлейфа (WLL), персональным цифровым помощником (PDA), портативным устройством с возможностью беспроводного соединения, вычислительным устройством или иным устройством обработки, соединенным с беспроводным модемом. Система 1600 также может содержать модуль 1604 для выбора подходящего демод