Системы и способы для улучшенной оценки канала в системах беспроводной связи

Системы и способы для улучшенной оценки канала в системах беспроводной связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Заявление приоритета

Настоящая заявка на патент испрашивает приоритет согласно Предварительной заявке № 60/883090 под названием "Method for Enhanced Channel Estimation in Wireless Communication Systems," поданной 2 января 2007 г., переуступленной правопреемнику настоящей заявки и включенной в настоящий документ посредством ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Данное раскрытие относится к области мультиплексированной связи и более конкретно к системам и способам, предназначенным для улучшения рабочих характеристик систем с множеством входов и множеством выходов (MIMO) путем улучшения оценки канала.

Описание предшествующего уровня техники

Стандарт IEEE 802.11n беспроводной связи, который, как ожидается, будет закончен в конце 2008 г., включает в себя мультиплексирование с множеством входов и множеством выходов (MIMO) в технологии мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM), принятой предыдущей версией стандарта 802.11. Системы MIMO имеют преимущество существенно улучшенной пропускной способности и/или повышенной надежности по сравнению с не мультиплексированными системами.

Вместо передачи одиночного преобразованного в последовательную форму потока данных из одной передающей антенны в одну приемную антенну система MIMO разделяет поток данных на множество потоков данных, которые модулируют и передают параллельно и одновременно в одном и том же частотном канале, например, используя множество передающих антенн. На конце приема одна или больше цепочек приемных антенн MIMO принимают линейную комбинацию множества передаваемых потоков данных, определенных по множеству путей, по которым может осуществляться каждая отдельная передача. Потоки данных затем обрабатывают, как более подробно описано ниже.

Обычно в системах MIMO используется множество передающих антенн и множество приемных антенн для передачи данных. Канал MIMO, сформированный из N_T передающих и N_R приемных антенн, может поддерживать вплоть до NS потоков данных, где Ns≤min {N_T, N_R}.

В системе беспроводной связи данные, предназначенные для передачи, вначале модулируют на несущие сигналы радиочастоты (RF) для генерации RF модулированного сигнала, который больше подходит для передачи по беспроводному каналу передачи данных. Обычно в системах MIMO может быть сгенерировано вплоть до N_T RF модулированных сигналов и передано одновременно из N_T передающих антенн. Переданные RF модулированные сигналы могут поступать в N_R приемных антенн через множество путей распространения в канале беспроводной передачи данных. Взаимозависимость между принимаемыми сигналами и передаваемыми сигналами может быть описана следующим образом:

yk=HkT[sk]+nk, k=0, 1,..., Nf-1

(Уравнение 1)

где индекс k идентифицирует поднесущую, и N _f представляет количество поднесущих; y_k представляет комплексный вектор N _R компонентов, соответствующих сигналам, принятым каждой из N _R приемных антенн; s_k представляет вектор символа, представляющий поток данных источника; H _k представляет матрицу N _R×N _T, компоненты которой представляют комплексный коэффициент усиления канала; и n _k представляет вектор, представляющий шумы, принимаемые каждой приемной антенной. T[s _k] представляет пространственную обработку передатчика, которая отображает вектор s _k символа на N _T передающих антенн. (В представленных здесь описаниях используются следующие условные обозначения, если только не указано другое: жирными заглавными буквами обозначены матрицы; жирными строчными буквами обозначены векторы; и буквы, представленные курсивом, представляют скалярные величины).

Характеристики путей распространения обычно изменяются с течением времени из-за множества факторов, таких как, например, затухание, многолучевое распространение и внешние помехи. Вследствие этого, на передаваемые RF модулированные сигналы могут воздействовать различные условия канала (например, различная степень влияния затухания и многолучевого распространения), и они могут быть ассоциированы с различными комплексными коэффициентами усиления и значениями отношения сигнал-шум (SNR). В уравнении (1) эти характеристики кодированы в матрице H _k отклика канала.

Для получения хороших рабочих характеристик часто необходимо характеризовать отклик H _k беспроводного канала. Отклик канала может быть описан с помощью таких параметров, как спектральный шум, отношение сигнал-шум, скорость передачи битов или другие параметры рабочих характеристик. Для передатчика может потребоваться знать отклик канала, например, для того, чтобы выполнить пространственную обработку для передачи данных для приемника, как описано ниже. Аналогично, в приемнике может потребоваться знать отклик канала для выполнения пространственной обработки принимаемых сигналов для восстановления передаваемых данных.

Раскрытие изобретения

Здесь раскрыты способы и устройство для увеличения оценки отклика канала в системе беспроводной связи. В одном варианте осуществления способ оптимизированной оценки канала в системе связи включает в себя: выбирают выбранный канал среди одного или больше каналов в системе связи; определяют для выбранного канала исходную оценку канала; преобразуют исходную оценку канала в исходную оценку импульсного отклика во временной области, содержащую последовательность выборок; выбирают последовательность выборок из последовательности выборок; генерируют усеченную оценку импульсного отклика во временной области путем установления в ноль выборок в исходной оценке импульсного отклика во временной области, которые не находятся среди выбранной последовательностью выборок; рассчитывают взвешенную оценку импульсного отклика во временной области, используя усеченную оценку импульсного отклика во временной области для выбранного канала; и рассчитывают оценку канала максимального правдоподобия для выбранного канала путем преобразования в частотную область взвешенной оценки импульсного отклика во временной области. В варианте, выбор подпоследовательности выборок дополнительно включает в себя: определяют длительность отклика канала; выбирают в качестве последовательности выборок оптимизированную последовательность выборок из исходной оценки импульсного отклика во временной области, в котором оптимизированная последовательность выборок имеет длительность, равную длительности отклика канала, и ее выбирают для максимизации энергии в оптимизированной последовательности выборок. В дополнительном варианте, определение длительности отклика канала дополнительно включает в себя: принимают длительность отклика канала в качестве входных данных. В еще одном дополнительном варианте определение длительности отклика канала дополнительно включает в себя: выбирают длительность отклика канала из набора предварительно заданных значений. В еще одном дополнительном варианте выбор длительности отклика канала из набора предварительно заданных значений длительности дополнительно включает в себя для каждого значения в наборе предварительно заданных значений оптимизированную подпоследовательность, в котором оптимизированная подпоследовательность представляет собой подпоследовательность длительностью, равной этому значению, причем оптимизированную подпоследовательность выбирают для максимизации суммы энергий всех выборок в пределах этой подпоследовательности, энергия которых превышает пороговое значение; и выбирают в качестве длительности отклика канала значение из набора предварительно заданных значений, соответствующая оптимизированная подпоследовательность которого имеет наибольшую энергию. В еще одном дополнительном варианте выбранное значение представляет собой наименьшее значение, соответствующая оптимизированная подпоследовательность которого имеет наибольшую энергию. В еще одном дополнительном варианте способ дополнительно включает в себя: применяют циклический сдвиг к оценке канала максимального правдоподобия. В еще одном варианте, система связи дополнительно включает в себя одну или больше передающих антенн. В еще одном дополнительном варианте система связи включает в себя одну или больше приемных антенн. В еще одном дополнительном варианте каждый канал в системе связи соответствует паре передачи-приема одной из передающих антенн и одной из приемных антенн, способ, дополнительно содержащий: повторяют для каждого канала в системе связи все этапы от выбора выбранного канала до расчета оценки канала максимального правдоподобия для выбранного канала. В еще одном дополнительном варианте каждый канал в системе связи соответствует паре потока-приема одного из множества потоков данных и одной из приемных антенн, причем способ дополнительно содержит: повторяют для каждого канала в системе связи, все этапы от выбора выбранного канала до расчета оценки канала максимального правдоподобия для выбранного канала.

В дополнительном варианте осуществления устройство для оптимизации оценки канала в системе связи включает в себя приемную антенну; приемник, выполненный с возможностью принимать сигнал из приемной антенны; модуль исходного оценщика канала, выполненный с возможностью выбора выбранного канала среди одного или больше каналов в системе связи и определения для выбранного канала исходной оценки канала на основе принятого сигнала; модуль преобразования, выполненный с возможностью преобразования исходной оценки канала в исходную оценку импульсного отклика, содержащую последовательность выборок; модуль фильтрации, выполненный с возможностью выбора подпоследовательности выборок из последовательности выборок и генерации усеченной оценки исходного импульсного отклика путем установки в ноль выборок в исходной оценке импульсного отклика, которые не находятся среди выбранной последовательностью выборок; и модуль оценки канала максимального правдоподобия, выполненный с возможностью расчета взвешенной оценки импульсного отклика во временной области с использованием усеченной оценки импульсного отклика во временной области для выбранного канала и для расчета оценки канала максимального правдоподобия для выбранного канала путем преобразования взвешенной оценки импульсного отклика в частотную область. В варианте модуль фильтрации дополнительно выполнен с возможностью определения длительности отклика канала и выбора в качестве подпоследовательности выборок оптимизированной последовательности выборок из исходной оценки импульсного отклика во временной области, в котором оптимизированная последовательность выборок имеет длительность, равную длительности отклика канала, и ее выбирают для максимизации энергии в оптимизированной последовательности выборок. В дополнительном варианте модуль фильтрации дополнительно выполнен с возможностью приема длительности отклика канала в качестве входных данных. В еще одном дополнительном варианте модуль фильтрации дополнительно выполнен с возможностью выбора длительности отклика канала из набора предварительно заданных значений. В еще одном дополнительном варианте модуль фильтрации выполнен с возможностью поиска для каждого значения в наборе предварительно заданных значений оптимизированной подпоследовательности, в котором оптимизированная подпоследовательность представляет собой подпоследовательность с длительностью, равной этому значению, оптимизированную подпоследовательность выбирают для максимизации суммы энергий всех выборок в пределах этой последовательности, энергия которых превышает пороговое значение; и для выбора в качестве длительности отклика канала значения из набора предварительно заданных значений, соответствующая оптимизированная подпоследовательность которого имеет наибольшую энергию. В еще одном дополнительном варианте выбранное значение представляет собой наименьшее значение, соответствующая оптимизированная последовательность которого имеет наибольшую энергию. В еще одном дополнительном варианте приемная антенна представляет собой одну из множества приемных антенн. В еще одном дополнительном варианте каждый канал в системе связи соответствует паре передачи-приема из передающей антенны и приемной антенны. В еще одном дополнительном варианте каждый канал в системе связи соответствует паре потока-приема из потока данных и приемной антенны.

В еще одном дополнительном варианте осуществления машиночитаемый носитель, содержащий инструкции для выполнения способа оптимизации оценки канала в системе связи, включает в себя: выбирают выбранный канал среди одного или больше каналов в системе связи; определяют для выбранного канала исходную оценку канала; преобразуют исходную оценку канала в исходную оценку импульсного отклика во временной области, которая содержит последовательность выборок; выбирают подпоследовательности выборок из последовательности выборок; генерируют усеченную оценку импульсного отклика во временной области путем установки в ноль выборок в исходной оценке импульсного отклика во временной области, которые не находятся в выбранной подпоследовательности выборок; рассчитывают взвешенную оценку импульсного отклика во временной области, используя усеченную оценку импульсного отклика во временной области для выбранного канала; и рассчитывают оценку канала максимального правдоподобия для выбранного канала путем преобразования в частотную область взвешенной оценки импульсного отклика во временной области. В варианте, выбор подпоследовательности выборок дополнительно включает в себя: определяют длительность отклика канала; выбирают в качестве подпоследовательности выборок оптимизированную последовательность выборок из исходной оценки импульсного отклика во временной области, в котором оптимизированная последовательность выборок имеет длительность, равную длительности отклика канала, и ее выбирают для максимизации энергии в оптимизированной последовательности выборок. В дополнительном варианте определение длительности отклика канала дополнительно включает в себя: принимают длительность отклика канала в качестве входных данных. В еще одном дополнительном варианте, определение длительности отклика канала дополнительно включает в себя: выбирают длительность отклика канала из набора предварительно заданных значений. В еще одном дополнительном варианте выбор длительности отклика канала из набора предварительно заданных значений длительности дополнительно включает в себя: для каждого значения в наборе предварительно заданных значений выполняют поиск оптимизированной подпоследовательности, в котором оптимизированная подпоследовательность представляет собой подпоследовательность с длительностью, равной этому значению, оптимизированную последовательность выбирают для максимизации суммы энергий всех выборок в пределах этой подпоследовательности, энергия которых превышает пороговое значение; и выбирают в качестве длительности отклика канала значение из набора предварительно заданных значений, соответствующая оптимизированная подпоследовательность которых имеет наибольшую энергию. В еще одном дополнительном варианте выбранное значение представляет собой наименьшее значение, соответствующая оптимизированная последовательность которого имеет наибольшую энергию. В еще одном варианте способ дополнительно включает в себя: применяют циклический сдвиг к оценке канала максимального правдоподобия. В еще одном дополнительном варианте система связи включает в себя одну или больше передающих антенн. В еще одном дополнительном варианте система связи включает в себя одну или больше приемных антенн. В еще одном дополнительном варианте каждый канал в системе связи соответствует паре передачи-приема одной из передающих антенн и одной из приемных антенн, и способ дополнительно содержит: повторяют для каждого канала в системе связи все этапы от выбора выбранного канала до расчета оценки канала максимального правдоподобия для выбранного канала. В еще одном дополнительном варианте каждый канал в системе связи соответствует паре потока-приема для одного из множества потоков данных и одной из приемных антенн, и в котором способ дополнительно содержит: повторяют, для каждого канала в системе связи все этапы от выбора выбранного канала до расчета оценки канала максимального правдоподобия для выбранного канала.

В еще одном варианте выполнения способ улучшенной оценки канала в системе связи включает в себя: выбирают выбранный канал среди одного или больше каналов в системе связи; определяют для выбранного канала исходную оценку канала, содержащую последовательность выборок в частотной области; определяют наклон фазы исходной оценки канала; генерируют оценку канала с плоской фазой путем удаления наклона фазы из исходной оценки канала и генерируют улучшенную оценку канала для выбранного канала путем применения функции сглаживания для оценки канала с плоской фазой. В варианте определения наклон фазы исходной оценки канала включают в себя: определяют средний наклон фазы по последовательности выборок в частотной области в исходной оценке канала. В другом варианте определение наклона фазы исходной оценки канала включает в себя: определяют средний наклон фазы для каждого канала в системе связи, причем каждый канал содержит пару из одной из, по меньшей мере, одной из передающих антенн и одной из, по меньшей мере, одной приемных антенн. В еще одном варианте применение функции сглаживания для оценки канала с плоской фазой дополнительно включает в себя: рассчитывают взвешенное среднее значение заданного количества расположенных рядом друг с другом выборок из последовательности выборок в частотной области. В еще одном варианте взвешенное среднее значение рассчитывают в соответствии с формулами:

где H _φ (k) представляет собой k-ю выборку из последовательности выборок в частотной области в оценке канала с плоской фазой, H _sm,φ (k) представляет собой взвешенное среднее значение, соответствующее k-й выборке, N представляет собой заданное количество выборок во взвешенном среднем значении, N _f представляет собой общее количество выборок в оценке канала с плоской фазой, и A _i представляет весовые коэффициенты. В еще одном дополнительном варианте, N=3, A _-1=0,25, A ₀=0,5 и А ₁=0,25. В еще одном дополнительном варианте генерация улучшенной оценки канала дополнительно включает в себя: восстанавливают наклон фазы для улучшенной оценки канала. В еще одном варианте генерация улучшенной оценки канала дополнительно включает в себя: вставляют циклический сдвиг в улучшенную оценку канала. В еще одном варианте способ включает в себя: применяют циклический сдвиг в оценке канала максимального правдоподобия. В еще одном варианте система связи включает в себя одну или больше передающих антенн. В еще одном другом варианте система связи включает в себя одну или больше приемных антенн. В еще одном другом варианте каждый канал в системе связи соответствует паре передачи-приема одной из передающих антенн и одной из приемных антенн, способ дополнительно содержит: повторяют для каждого канала в системе связи все этапы от выбора выбранного канала до генерации улучшенной оценки канала для выбранного канала. В еще одном другом варианте каждый канал в системе связи соответствует паре потока-приема для одного из множества потоков данных и одной из приемных антенн, способ дополнительно содержит: повторяют для каждого канала в системе связи все этапы от выбора выбранного канала до генерации улучшенной оценки канала для выбранного канала.

В еще одном варианте осуществления устройство для улучшения оценки канала системы связи включает в себя приемную антенну; приемник, выполненный с возможностью приема сигнала из приемной антенны; модуль исходной оценки канала, выполненный с возможностью выбора канала, соответствующего приемной антенне, и одной из, по меньшей мере, одной из передающих антенн и определения для выбранного канала исходной оценки канала на основе принятого сигнала, причем исходная оценка канала содержит последовательность выборок в частотной области; модуль модификации фазы, выполненный с возможностью определения наклона фазы исходной оценки канала и генерации оценки канала с плоской фазой путем удаления наклона фазы из исходной оценки канала; и модуль сглаживания, выполненный с возможностью генерации улучшенной оценки канала для выбранного канала путем применения функции сглаживания к оценке канала с плоской фазой. В варианте модуль модификации фазы дополнительно выполнен с возможностью определения наклона фазы исходной оценки канала путем определения среднего наклона фазы по последовательности выборок в частотной области в исходной оценке канала. В другом варианте модуль модификации фазы дополнительно выполнен с возможностью определения наклона фазы исходной оценки канала путем определения среднего наклона фазы для каждого канала в системе связи, причем каждый канал содержит пару из одной из, по меньшей мере, одной из передающих антенн и одной из, по меньшей мере, одной приемных антенн. В еще одном другом варианте модуль сглаживания дополнительно выполнен с возможностью расчета взвешенного среднего значения заданного количества расположенных рядом друг с другом выборок из последовательности выборок в частотной области. В еще одном дополнительном варианте взвешенное среднее значение рассчитывают в соответствии с формулами:

где H _φ (k) представляет собой k-ю выборку последовательности выборок в частотной области в оценке канала с плоской фазой, H _sm,φ (k) представляет собой взвешенное среднее значение, соответствующее k-й выборке, N представляет собой заданное количество выборок во взвешенном среднем, N _f представляет собой общее количество выборок в оценке канала с плоской фазой, и A _i представляет собой весовые коэффициенты. В еще одном варианте, N=3, A _-1=0,25, A ₀=0,5 и А ₁=0,25. В еще одном варианте устройство дополнительно включает в себя модуль восстановления фазы, выполненный с возможностью восстановления наклона фазы для улучшенной оценки канала. В еще одном варианте устройство дополнительно включает в себя модуль сдвига, выполненный с возможностью вставки циклического сдвига в оценку канала. В еще одном дополнительном варианте приемная антенна представляет собой одну из множества приемных антенн. В еще одном варианте каждый канал в системе связи соответствует паре передачи-приема для передающей антенны и приемной антенны. В еще одном варианте каждый канал в системе связи соответствует паре потока-приема для потока данных и приемной антенны.

В еще одном варианте осуществления машиночитаемый носитель, содержащий инструкции для выполнения способа улучшенной оценки канала в системе связи, причем способ включает в себя: выбирают выбранный канал среди одного или больше каналов в системе связи; определяют для выбранного канала исходную оценку канала, содержащую последовательность из выборок в частотной области; определяют наклон фазы исходной оценки канала; генерируют оценку канала с плоской фазой путем удаления наклона фазы из исходной оценки канала и генерируют улучшенную оценку канала для выбранного канала путем применения функции сглаживания к оценке канала с плоской фазой. В варианте определение наклона фазы исходной оценки канала содержит: определяют средний наклон фазы для последовательности выборок в частотной области в исходной оценке канала. В другом варианте определение наклона фазы исходной оценки канала включает в себя: определяют средний наклон фазы для каждого канала в системе связи, причем каждый канал содержит пару из одной из, по меньшей мере, одной передающей антенны и одной из, по меньшей мере, одной приемной антенны. В еще одном варианте применение функции сглаживания к оценке канала с плоской фазой дополнительно включает в себя: рассчитывают взвешенное среднее значение заданного количества расположенных рядом друг с другом выборок для последовательности выборок. В еще одном дополнительном варианте взвешенное среднее значение рассчитывают в соответствии с формулами

где H _φ (k) представляет собой k-ю выборку последовательности выборок в частотной области в оценке канала с плоской фазой, H _sm , _φ (k) представляет собой среднее взвешенное значение, соответствующее k-й выборке, N представляет собой заданное количество выборок в среднем взвешенном значении, N _f представляет собой общее количество выборок в оценке канала плоской фазой и A _i представляет собой весовые коэффициенты. В еще одном дополнительном варианте N=3, A _-1=0,25, A ₀=0,5 и А ₁=0,25. В еще одном варианте генерация улучшенной оценки канала дополнительно включает в себя: восстанавливают наклон фазы для улучшенной оценки канала. В еще одном варианте генерация улучшенной оценки канала дополнительно включает в себя: вставляют циклический сдвиг в оценку канала. В еще другом варианте система связи включает в себя одну или больше передающих антенн. В еще одном дополнительном варианте система связи включает в себя одну или больше приемных антенн. В еще одном дополнительном варианте каждый канал в системе связи соответствует паре передачи-приема одной из передающих антенн и одной из приемных антенн, и способ дополнительно включает в себя: повторяют для каждого канала в системе связи все этапы от выбора выбранного канала до генерации улучшенной оценки канала для выбранного канала. В еще одном дополнительном варианте каждый канал в системе связи соответствует паре потока-приема одного из множества потоков данных и одной из приемных антенн, и способ дополнительно включает в себя: повторяют для каждого канала в системе связи все этапы от выбора выбранного канала до генерации улучшенной оценки канала для выбранного канала.

Краткое описание чертежей

Примерные варианты осуществления систем и способов в соответствии с настоящим изобретением будут понятны со ссылкой на приложенные чертежи, которые вычерчены без сохранения масштаба. На чертежах каждый идентичный или почти идентичный компонент, который представлен на различных чертежах, обозначен одинаковыми номерами ссылочных позиций. Для ясности не каждый компонент может быть помечен на каждом чертеже. На чертежах:

свойства и суть настоящего изобретения будут более понятны из подробного описания изобретения, представленного ниже, которое следует рассматривать совместно с чертежами, на которых одинаковыми номерами ссылочных позиций обозначены соответствующие одинаковые детали на всех чертежах.

На фиг. 1 показана схема примерной беспроводной сети.

На фиг. 2 показана блок-схема примерной передающей станции и приемной станции.

На фиг. 3 показана блок-схема последовательности операций примерного способа расчета оценки канала максимального правдоподобия.

На фиг. 4 показана блок-схема последовательности операций примерного способа выбора длительности N_h импульсного отклика.

На фиг. 5 показана блок-схема примерной системы, предназначенной для расчета оценки канала максимального правдоподобия.

На фиг. 6 показана блок-схема последовательности операций примерного способа расчета сглаженной оценки канала.

На фиг. 7 показана блок-схема примерной системы, предназначенной для расчета сглаженной оценки канала.

Осуществление изобретения

Данное изобретение не ограничено его применением с деталями конструкции и компоновками компонентов, представленными в следующем описании или показанными на чертежах. Изобретение может быть выполнено в других вариантах воплощения и может использоваться на практике или осуществляться различными способами. Кроме того, формулировки и терминология используются здесь с целью описания, и их не следует рассматривать как ограничение. Использование выражений "включающий в себя", "содержащий" или "имеющий", "заключающий в себя", "вовлекающий" и их вариации здесь означают, как охватывающие пункты, перечисленные после них и их эквиваленты, так и дополнительные элементы. Слово "примерный" используется здесь для обозначения "используемый в качестве примера, случая или иллюстрации". Любой вариант воплощения или конструкция, описанные здесь как "примерные", не обязательно следует рассматривать как предпочтительные или преимущественные по сравнению с другими вариантами воплощения или конструкциями.

Примерная система MIMO

На фиг. 1 показана примерная беспроводная сеть 100 с точкой 110 доступа (AP) и одной или больше станциями (STA) 120. Точка 110 доступа обычно представляет собой станцию, например, стационарную станцию, которая связана со станциями, такими как базовая станция или базовая подсистема приемопередатчика (BTS), узел или другая точка доступа. Точка 110 доступа может соединяться с сетью 130 передачи данных и может связываться с другими устройствами через сеть 130 передачи данных.

Станции 120 могут представлять собой любое устройство, которое может связываться с другой станцией через беспроводную среду. Станцию также можно вызывать терминалом доступа, терминалом пользователя, мобильной станцией, мобильным устройством, удаленной станцией, оборудованием пользователя, устройством пользователя, агентом пользователя, станцией абонента, модулем абонента или другими аналогичными устройствами, и она может содержать некоторые или все функции терминала. В примерных вариантах воплощения станция представляет собой один или больше из сотового телефона, беспроводного телефона, телефона Протокола инициирования сеанса (SIP), станции с беспроводным локальным шлейфом (WLL), портативного устройства, беспроводного устройства, карманного персонального компьютера (PDA), переносного компьютера, вычислительного устройства, карты беспроводного модема, мультимедийного устройства (например, HDTV (телевизор высокой четкости), плеер DVD (универсальный цифровой диск), беспроводный громкоговоритель, камера, записывающая видеокамера, веб-камера и т.д.) или другое устройство пользователя. Станции 120 могут связываться с точкой 110 доступа. В качестве альтернативы, станция 120 также может осуществлять обмен данными с другой станцией 120 как с равнозначным узлом. В любом случае, любая станция 120 может включать в себя или может выполнять функции передатчика, приемника или обоих этих устройств.

В примерном варианте осуществления точка 110 доступа представляет собой коммутатор беспроводной сети, и станция 120 представляет собой один или больше компьютеров, оборудованных адаптерами беспроводной сети. В альтернативном примерном варианте осуществления точка 110 доступа представляет собой станцию сотовой связи, и станция 120 представляет собой один или больше из сотовых телефонов, пейджеров или других устройств связи. Для специалиста в данной области техники будут понятны другие системы, которые могут быть представлены, в общем, как показано на фиг. 1.

Точка 110 доступа может быть оборудована одной антенной 112 или множеством антенн 112 для передачи и приема данных. Аналогично, каждая станция 120 также может быть оборудована одной антенной 112 или множеством антенн 112 для передачи и приема данных. В примерном варианте осуществления, показанном на фиг. 1, точка 110 доступа оборудована множеством (например, двумя или четырьмя) антенн 112, каждая станция 120a и 120b оборудована одной антенной 112, и станция 120c оборудована множеством антенн 112. В общем, можно использовать любое количество антенн 112; при этом нет необходимости, чтобы станции 120 имели одинаковое количество антенн 112, такое же, как и в других станциях, или, чтобы они имели такое же количество антенн 112, как и в точке 110 доступа.

На фиг. 2 показана блок-схема станций 120 и 122 (станция 120 на фиг. 1). Станция 120 оборудована N _T антеннами 920a...t, и станция 122 оборудована N _R антеннами 952a....r. Каждая антенна может представлять собой либо физическую антенну, или антенную решетку.

В примерном варианте осуществления в станции 120 процессор 914 данных передачи (TX) принимает данные трафика из источника 912 данных и другие данные из контроллера 930. Принятые данные могут включать в себя кодированные исходные данные любого типа, такие как голосовые данные, видеоданные или любые другие данные, которые могут быть переданы через беспроводную сеть. Процессор 914 данных TX обрабатывает (например, форматирует, кодирует, выполняет перемежение и отображение символов) данные и генерирует символы данных. Пространственный процессор 916 передачи мультиплексирует пилотные символы с символами данных, выполняет пространственную обработку передатчика по мультиплексированным символам данных и пилотным символам и обеспечивает вплоть до N _T выходных потоков символов, вплоть до t передатчиков (TMTR) 918a...t. Каждый передатчик 918 обрабатывает (например, модулирует, преобразует в аналоговую форму, фильтрует, усиливает и преобразует с повышением частоты) свой выходной поток символов и генерирует модулированный сигнал. Вплоть до N _T модулированных сигналов передатчиков 918a....t передают через антенны 920a...t, соответственно.

В примерном варианте осуществления, в станции 122 N _R антенн 952a...r принимают модулированные сигналы из станции 120, и каждая антенна 952 передает принятый сигнал в соответствующий приемник (RCVR) 954a...r. Каждый приемник 954 обрабатывает (например, фильтрует, усиливает, преобразует с понижением частоты, преобразует в цифровую форму и демодулирует) свой принятый сигнал и предоставляет принятые символы. Пространственный процессор 956 приема (RX) выполняет детектирование принятых символов и предоставляет оценки символов данных. Процессор 958 данных RX дополнительно обрабатывает (например, устраняет перемежение и декодирует) оценки символов данных и предоставляет декодированные данные в потребитель 960 данных.

Для передачи в другом направлении (из станции 122 в станцию 120) в станции 122 данные трафика из источника 962 данных и другие данные из контроллера 970 обрабатывают с помощью процессора 964 данных TX, мультиплексируют с пилотными символами и выполняют пространственную обработку с помощью пространственного процессора 966 TX, и дополнительно обрабатывают с использованием, вплоть до N _R передатчиков 954a...r для генерации, вплоть до N _R модулированных сигналов, которые передают через антенны 952a...r. В станции 120 модулированные сигналы из станции 122 принимают с помощью N _T антенн 920a...t, обрабатывают с помощью, вплоть до N _T приемников 918a...t, пространственно обрабатывают с помощью пространственного процессора 922 RX и дополнительно обрабатывают с помощью процессора 924 данных RX для восстановления данных, переданных станцией 122.

Контроллеры/процессоры 930 и 970 управляют работой в станциях 120 и 122, соответственно. Запоминающие устройства 932 и 972 сохраняют данные и программные коды для станций 120 и 122, соответственно.

Сигналы MIMO-OFDM

Как отмечено выше, в системе MIMO-OFDM с N _T передающими антеннами и N _R приемными антеннами принимаемый сигнал с эквивалентной полосой пропускания может быть представлен (в поднесущей k) с помощью:

(Уравнение 1)

где y _k представляет собой вектор приема N _R-го элемента, H _k представляет собой матрицу N _R ×N _T канала MIMO, n _k представляет собой N _R-й элемент вектора аддитивного белого гауссова шума (AWGN), и T[s _k] представляет собой преобразование N _S элемента вектора переданного символа моду