Получение данных в системах множественного доступа с частотным разделением

Получение данных в системах множественного доступа с частотным разделением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной заявки США № 60/839,954, поданной 23 августа 2006 г., под названием "A METHOD AND APPARATUS FOR ACQUISITION IN FDMA SYSTEMS". Данная заявка полностью включена в данный документ посредством ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Следующее описание, в общем, относится к беспроводной связи, и, в частности, к получению данных ячейки и к последовательностям получения информации ячейки с использованием каналов синхронизации и канала широковещательной передачи.

Уровень техники

Системы беспроводной связи широко развернуты для обеспечения передачи контента, такого как голос, видео, данные и так далее. Эти системы могут представлять собой системы множественного доступа, выполненные с возможностью поддержки передачи данных для множества пользователей путем совместного использования доступных ресурсов системы (например, полосы пропускания и мощности передачи). Примеры таких систем множественного доступа включают в себя системы множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), системы множественного доступа с временным разделением (TDMA), системы множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA) и системы ортогонального множественного доступа с частотным разделением каналов (OFDMA). Но независимо от особенностей множества доступных систем беспроводной связи, в каждой из этих систем терминал или беспроводное устройство после включения должно выполнить получение данных ячейки или поиск ячейки для того, чтобы обеспечить возможность работы. Получение данных ячейки представляет собой процедуру, в результате которой терминал приобретает синхронизацию по времени и частоте с сетью, идентификацию ячейки и дополнительную идентификацию важной для работы информации системы, такой как полоса пропускания системы и конфигурация антенны передатчика ячейки.

В беспроводной системе, такой как система долговременного развития третьего поколения (3G LTE), или система развития универсального наземного радиодоступа (E-UTRA), предпочтительные свойства, обеспечивающие улучшенные характеристики связи, такие как присутствие циклического префикса для уменьшения помех между символами при ортогональном мультиплексировании с частотным разделением, и возможность переключения полосы пропускания в нисходящем канале передачи системы (например, в системе 3G LTE можно использовать множество полос пропускания: 1,25 МГц, 1,6 МГц, 2,5 МГц, 5 МГц, 5 МГц, 10 МГц, 15 МГц и 20 МГц), привели к возникновению уникальных сложностей во время первоначального получения данных ячейки. Помимо синхронизации времени, а именно, детектирования границы символа, границы интервала 0,5 мс; границы подкадра 1 мс; границы полурадиокадра 5 мс и границы полного радиокадра 10 мс; и временного интервала передачи широковещательной передачи 40 мс; и синхронизации частоты, в результате чего получают частоту нисходящего канала передачи данных так, что ее можно использовать как опорную частоту для передачи по восходящей линии; существуют такие сложности, как определение полосы пропускания, которую требуется использовать для получения данных ячейки, физических каналов, которые требуется использовать во время получения данных ячейки, и, что еще более важно, информации, которую требуется передавать по этим каналам во время получения данных ячейки. В то время как много работы было посвящено решению каждой из этих проблем, сообщество до настоящего времени лишь в минимальной степени согласилось согласовать протокол получения данных ячейки, который был бы быстрым, надежным и потреблял бы минимальные ресурсы. Поэтому существует потребность в протоколах получения данных ячейки с характеристиками последней.

Раскрытие изобретения

Ниже представлено упрощенное краткое описание изобретения для обеспечения понимания основ некоторых аспектов раскрытых вариантов осуществления. Данное краткое описание не представляет собой широкий обзор и не предназначено ни для идентификации ключевых или критических элементов, ни для ограничения объема таких вариантов осуществления. Его назначение состоит в том, чтобы представить в упрощенной форме некоторые концепции описанных вариантов осуществления в качестве вступления для более подробного описания изобретения, которое приведено ниже.

В соответствии с одним аспектом устройство, которое работает в среде беспроводной передачи данных, содержит процессор, выполненный с возможностью приема кодовой последовательности в основном канале синхронизации, в которой передают, по меньшей мере, одно из длительности циклического префикса, части кода идентификации ячейки, обозначения полосы пропускания канала широковещательной передачи, и которая способствует детектированию границы символа мультиплексирования с ортогональным частотным разделением, детектированию границы интервала и детектированию границы подкадра; и запоминающее устройство, соединенное с процессором, для хранения данных.

В соответствии с аспектом устройство, которое работает в среде беспроводной передачи данных, содержит процессор, выполненный с возможностью передачи кодовой последовательности в основном канале синхронизации, в которой передают, по меньшей мере, одно из длительности циклического префикса, части кода идентификации ячейки, обозначения полосы пропускания канала широковещательной передачи, и которая способствует детектированию границы символа мультиплексирования с ортогональным частотным разделением, детектированию границы интервала и детектированию границы подкадра; и запоминающее устройство, соединенное с процессором, для хранения данных.

В соответствии с одним аспектом устройство, которое работает в среде беспроводной передачи данных с множественным доступом с ортогональным частотным разделением, содержит множество компонентов детектирования, которые одновременно получают информацию о множестве ячеек в множестве интервалов поднесущей; процессор, выполненный с возможностью обработки информации о множестве ячеек; и запоминающее устройство, соединенное с процессором, для хранения данных.

В соответствии с аспектом устройство, которое работает в среде беспроводной передачи данных, содержит средство приема кодовой последовательности символов основного канала синхронизации, в которой передают, по меньшей мере, одно из длительности циклического префикса, части кода идентификации ячейки, обозначения полосы пропускания канала широковещательной передачи, и которая способствует детектированию границы символа мультиплексирования с ортогональным частотным разделением, детектированию границы интервала и детектированию границы подкадра; и средство приема одной или более кодовых последовательностей символов вторичного канала синхронизации, с помощью которых передают, по меньшей мере, одно из границы радиокадра, части или всего кода идентификации ячейки и обозначения полосы пропускания канала широковещательной передачи.

В соответствии с аспектом машиночитаемый носитель, содержащий инструкции, которые, при выполнении их машиной, обеспечивают выполнение устройством операций, включающих в себя: принимают кодовую последовательность символов основного канала синхронизации, в которой передают, по меньшей мере, одно из длительности циклического префикса, части кода идентификации ячейки, обозначения полосы пропускания канала широковещательной передачи, и которая способствует детектированию границы символа мультиплексирования с ортогональным частотным разделением, детектированию границы интервала и детектированию границы подкадра; принимают одну или более кодовых последовательностей символов вторичного канала синхронизации, с помощью которых передают, по меньшей мере, одно из границы радиокадра, части или всего кода идентификации ячейки, и обозначения полосы пропускания канала широковещательной передачи; и принимают кодовую последовательность символов канала широковещательной передачи, которая переносит, по меньшей мере, одно из распределения интервалов времени циклического префикса и полосы пропускания беспроводной системы.

В соответствии с аспектом машиночитаемый носитель содержит инструкции, которые, при выполнении их машиной, обеспечивают выполнение устройством операций, включающих в себя: передают в полосе 1,25 МГц кодовую последовательность символов основного канала синхронизации, в которой передают, по меньшей мере, одно из длительности циклического префикса, части кода идентификации ячейки, обозначения полосы пропускания канала широковещательной передачи, и которая способствует детектированию границы символа мультиплексирования с ортогональным частотным разделением, детектированию границы интервала и детектированию границы подкадра; и передают в полосе 1,25 МГц одну или более кодовых последовательностей символов вторичного канала синхронизации, с помощью которых передают, по меньшей мере, одно из границы радиокадра, части или всего кода идентификации ячейки, и обозначения полосы пропускания канала широковещательной передачи.

В соответствии с одним аспектом способ, используемый в системе беспроводной связи, содержит этапы, на которых: принимают кодовую последовательность в основном канале синхронизации (P-SCH), в которой передают, по меньшей мере, одно из длительности циклического префикса, части кода идентификации ячейки, обозначения полосы пропускания канала широковещательной передачи, и которая способствует детектированию границы символа мультиплексирования с ортогональным частотным разделением, детектированию границы интервала и детектированию границы подкадра; принимают одну или более кодовых последовательностей во вторичном канале синхронизации (S-SCH), с помощью которых передают, по меньшей мере, одно из границы радиокадра, части или всего кода идентификации ячейки и обозначения полосы пропускания канала широковещательной передачи; принимают кодовую последовательность в канале широковещательной передачи (BCH), в которой передают, по меньшей мере, одно из распределения интервалов времени циклического префикса, и полосы пропускания беспроводной системы; и обрабатывают кодовые последовательности P-SCH, S-SCH и BCH, и выделяют информацию ячейки, переносимую этими кодовыми последовательностями.

В соответствии с аспектом способ, используемый в системе беспроводной связи, содержит этапы, на которых: передают кодовую последовательность символов основного канала синхронизации, в которой передают, по меньшей мере, одно из длительности циклического префикса, части кода идентификации ячейки, обозначения полосы пропускания канала широковещательной передачи, и которая способствует детектированию границы символа мультиплексирования с ортогональным частотным разделением, детектированию границы интервала и детектированию границы подкадра; передают одну или более кодовых последовательностей символов вторичного канала синхронизации, с помощью которых передают, по меньшей мере, одно из границы радиокадра, части или всего кода идентификации ячейки, и обозначения полосы пропускания канала широковещательной передачи; и передают кодовую последовательность в канале широковещательной передачи, в которой передают, по меньшей мере, одно из распределения интервалов времени циклического префикса и полосы пропускания беспроводной системы.

Для завершения описания представленного выше и соответствующего завершения, один или более вариантов осуществления содержат признаки, полностью описанные ниже и частично указанные в формуле изобретения. Следующее описание и приложенные чертежи подробно представляют некоторые иллюстративные аспекты и обозначают несколько различных способов, в соответствии с которыми могут использоваться принципы вариантов осуществления. Другие преимущества и новые свойства будут понятны из следующего подробного описания изобретения, которое следует рассматривать совместно с чертежами, и раскрываемые варианты осуществления должны включать в себя все такие аспекты и их эквиваленты.

Краткое описание чертежей

На Фиг.1 иллюстрируется система, в которой оборудование пользователя получает информацию ячейки из базовой станции.

На Фиг.2 показана принципиальная схема передатчика и приемника MIMO.

На Фиг.3 показана блок-схема конфигурации MU-MIMO.

На Фиг.4 иллюстрируются конфигурации передачи кодов P-SCH, S-SCH и BCH.

На Фиг.5A и 5B иллюстрируются синхронизация и использование полосы пропускания канала широковещательной передачи.

На Фиг.6 иллюстрируется информация, переносимая в канале синхронизации и в канале широковещательной передачи.

На Фиг.7A, 7B и 7C иллюстрируются последовательности получения данных ячейки.

На Фиг.8A и 8B иллюстрируется передача информации ячейки.

На Фиг.9A, 9B и 9C иллюстрируется система, терминал которой одновременно получает ячейки, которые работают с повторным использованием частоты.

На Фиг.10 показана блок-схема архитектуры системы, в которой терминал одновременно получает данные множества ячеек, работающих с повторным использованием частоты.

На Фиг.11 показана блок-схема последовательности операций методологии получения данных ячейки.

На Фиг.12 показана блок-схема последовательности операций методологии передачи информации синхронизации ячейки.

На Фиг.13A и 13B показана блок-схема последовательности операций методологии передачи и приема, соответственно, информации ячейки, с повторным использованием частоты.

На Фиг.14 представлена примерная система, которая обеспечивает возможность приема последовательности кодов символов основного и вторичного каналов синхронизации в соответствии с одним или более аспектами.

Осуществление изобретения

Различные варианты осуществления будут описаны ниже со ссылкой на чертежи, на которых одинаковые номера ссылочных позиций используются для обозначения одинаковых элементов на всех чертежах. В следующем описании, с целью пояснения, различные специфичные детали представлены для полного понимания одного или более вариантов осуществления. Однако следует понимать, что такой вариант (варианты) осуществления может быть выполнен на практике без этих конкретных деталей. В других случаях хорошо известные структуры и устройства показаны в форме блок-схемы для облегчения описания одного или более вариантов осуществления.

Используемое в данном описании слово "примерный" обозначает применение в качестве примера, отдельного случая или иллюстрации. Любой аспект или конструкция, описанные здесь как "примерные", следует рассматривать как предпочтительные или преимущественные по сравнению с другими аспектам или конструкциями. Использование слова "примерный" скорее предназначено для представления концепции в конкретном виде.

Кроме того, термин "или" предназначен для обозначения включительного "или", а не исключительного "или". Таким образом, если только не будет указано другое, или это не будет понятно из контекста, "в X применяют A или B" обозначает любые естественные включающие в себя перестановки. Таким образом, условия, если в X применяют A; в X применяют B; или в X применяют как A, так и B, затем "в X применяют A или B" удовлетворяются в любом из предыдущих случаев. Кроме того, артикли "a" и "an", используемые в данной заявке и в приложенной формуле изобретения, обычно следует рассматривать, как обозначающее "один или более", если только другое не будет указано, или из контекста не будет понятно, что требуется использовать единственную форму.

Используемые в данной заявке термины "компонент", "модуль", "система" и т.п. предназначены для обозначения относящегося к компьютеру объекта, выраженного либо в виде аппаратных средств, встроенного программного обеспечения, или в виде комбинации аппаратных средств и программного обеспечения, программных средств или программного обеспечения, или исполнительного программного обеспечения. Например, компонент может представлять собой, но не ограничивается этим, обработку, выполняемую процессором, процессор, объект, исполнительный файл, поток осуществления, программу и/или компьютер. В качестве иллюстрации, как приложение, работающее в вычислительном устройстве, так и само вычислительное устройство, могут представлять собой компонент. Один или более компонентов могут находиться в пределах процесса и/или потока обработки, и компоненты могут быть локализованы в одном компьютере и/или могут быть распределены между двумя или более компьютерами. Кроме того, эти компоненты могут быть выполнены со считыванием с различных считываемых компьютером носителей информации, имеющих различные структуры данных, сохраненные в них. Компоненты могут связываться с использованием локальных и/или удаленных процессов, таких как в соответствии с сигналом, имеющим один или более пакетов данных (например, данных одного компонента, взаимодействующего с другим компонентом в локальной системе, распределенной системе и/или по сети, такой как Интернет, с другими системами, с использованием сигнала).

Кроме того, различные варианты осуществления описаны здесь совместно с мобильным устройством. Мобильное устройство также может быть названо системой, модулем абонента, станцией абонента, мобильной станцией, мобильным устройством, удаленной станцией, удаленным терминалом, терминалом доступа, терминалом пользователя, терминалом, устройством беспроводной связи, агентом пользователя, устройством пользователя или оборудованием пользователя (UE). Мобильное устройство может представлять собой сотовый телефон, беспроводный телефон, телефон Протокола инициирования сеанса (SIP), беспроводную станцию с местной линией радиосвязи (WLL), карманный персональный компьютер (PDA), портативное устройство, имеющее возможность беспроводного соединения, вычислительное устройство или другое вычислительное устройство, подключенное к беспроводному модему. Кроме того, различные варианты осуществления описаны здесь в отношении базовой станции. Базовую станцию можно использовать для связи с мобильным устройством (устройствами), и она также может называться точкой доступа, узлом B или может быть названа с использованием некоторой другой терминологии.

Используемое здесь слово "процессор" может относится к классической архитектуре или квантовому компьютеру. Классическая архитектура содержит, но без ограничений, одноядерные процессоры; одиночные процессоры с возможностью осуществления многопотокового программного обеспечения; многоядерные процессоры; многоядерные процессоры с возможностью осуществления многопотокового программного обеспечения; многоядерные процессоры с аппаратной технологией многопотокового осуществления; параллельные платформы; и параллельные платформы с распределенной совместно используемой памятью. Кроме того, процессором может называться специализированная интегральная микросхема (ASIC). Архитектура квантового компьютера может быть основана на квантовых битах, воплощенных в стробируемых или самособирающихся квантовых точках, платформах ядерного магнитного резонанса, сверхпроводящих переходах Джозефсона и т.д. В процессорах может использоваться наноархитектура, такая как, но без ограничений, молекулярные транзисторы и транзисторы на основе квантовой точки, переключатели и логические элементы, для оптимизации использования пространства или улучшения рабочих характеристик оборудования пользователя.

В данном описании термин "запоминающее устройство" относится к хранилищам данных, хранилищам алгоритма и другим хранилищам информации, таким как, но без ограничений, хранилища изображения, хранилища цифровой музыки и видеоизображений, таблицы и базы данных. Следует понимать, что компоненты памяти, описанные здесь, могут представлять собой, либо энергозависимое запоминающее устройство или энергонезависимое запоминающее устройство, или могут включать в себя как энергозависимое, так и энергонезависимое запоминающее устройство. В качестве иллюстрации, и не для ограничения, энергонезависимое запоминающее устройство может включать в себя постоянное запоминающее устройство (ROM), программируемое ПЗУ (PROM), электрически программируемое ПЗУ (EPROM), электрически стираемое ПЗУ (EEPROM), или память типа флэш. Энергозависимое запоминающее устройство может включать в себя оперативное запоминающее устройство (RAM), которое действует как память внешнего кэша. В качестве иллюстрации, а не для ограничений, ОЗУ доступно в множестве форм, таких как синхронное ОЗУ (SRAM), динамическое ОЗУ (DRAM), синхронное DRAM (SDRAM), SDRAM c удвоенной скоростью обмена (DDR SDRAM), улучшенное SDRAM (ESDRAM), DRAM Synchlink (SLDRAM), и RAM с шиной прямого резидентного доступа (DRRAM). Кроме того, раскрытые компоненты запоминающих устройств представленных здесь систем и/или способов предназначены для содержания, без ограничения, этих и других соответствующих типов запоминающих устройств.

Кроме того, описанные здесь различные аспекты или свойства могут быть воплощены как способ, устройство или изделие с использованием стандартных программ и/или инженерных технологий. Используемый здесь термин "изделие" предназначен для охвата компьютерных программ, доступ к которым можно осуществлять из любого устройства, считываемого компьютером, несущей или среды. Например, считываемые компьютером носители могут включать в себя, но без ограничений, магнитные устройства-накопители (например, жесткий диск, гибкий диск, магнитные ленты и т.д.), оптические диски (например, компакт-диск (CD), цифровой универсальный диск (DVD) и т.д.), карты c микропроцессорами и устройства типа флэш-памяти (например, EPROM, карта памяти типа memory stick, накопитель-ключ и т.д.). Кроме того, различные накопители информации, описанные здесь, могут представлять собой одно или более устройств и/или других считываемых устройством носителей, предназначенных для сохранения информации. Термин "машиночитаемый носитель" может включать в себя, но без ограничений, беспроводные каналы и различные другие среды, позволяющие сохранять, содержать и/или переносить инструкцию (инструкции) и/или данные.

Ниже описаны системы и способы, предназначенные для получения данных ячейки на основе кодовых последовательностей, передаваемых по основному каналу синхронизации (P-SCH), вторичному каналу синхронизации (S-SCH) и каналу широковещательной передачи (BCH). Подробно представлена информация, переносимая P-SCH, S-SCH, BCH, и последовательности, в которых переносят информацию. Кроме того, описана передача информации получения данных ячейки, а также получение данных множества ячеек, когда беспроводная система работает с повторным использованием частоты.

На Фиг.1 показана система 100, в которой оборудование 120 пользователя получает информацию ячейки из базовой станции 140 через кодовые последовательности, переданные в основном канале 162 синхронизации (P-SCH), вторичном канале 164 синхронизации (S-SCH) и в канале 166 широковещательной передачи (BCH) через нисходящий канал 160. Оборудование 120 пользователя может содержать компонент 122 детектирования, процессор 124 и запоминающее устройство 126. Базовая станция 140 может содержать компонент 142 генератора последовательности, процессор 144 и запоминающее устройство 146. Компонент 142 генератора последовательности генерирует кодовые последовательности, которые могут содержать информацию поиска ячейки, такую как полоса пропускания системы, конфигурация антенны в базовой станции 140 (см. ниже), идентификацию (ID, ИД) ячейки и т.д. Последовательности имеют длину N-символов, количество битов в символе зависит от используемой совокупности модуляции (например, BPSK (двоичная фазовая манипуляция), QPSK, (квадратурная фазовая манипуляция), 16-QAM (16-позиционная квадратурная амплитудная модуляция), 64-QAM (64-позиционная квадратурная амплитудная модуляция)). Последовательности могут представлять собой псевдослучайные коды [например, Золотой код, код Уолша-Адамара, М-последовательности (последовательности максимальной длины), и псевдошумовые последовательности] или обобщенную последовательность с модуляцией, аналогичной линейной частотной модуляцией (например, Задоффа-Чу). При множественном доступе с ортогональным частотным разделением (OFDMA) поток информации отображают на набор из М частотных поднесущих, каждая с диапазоном частоты Δν/M, где Δν представляет собой полосу пропускания системы (например, 1,25 МГц, 2,5 МГц, 5 МГц, 10 МГц, 15 МГц, 20 МГц). Поднесущие типично представляют собой ортогональные тоны. Компонент 150 последовательно-параллельного (S/P) преобразования анализирует последовательность длиной N-символов, разделяя ее на кадры по n символов, и отображает эти n символов на М поднесущих. (Следует отметить, что компонент 150 S/P также может постоянно находиться в компоненте 144 генератора последовательности вместо использования отдельного компонента, как показано на Фиг.1). Компонент 152 дискретного обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT) генерирует представление времени символов в параллельных кадрах. (Следует понимать, что компонент 152 также может представлять собой интегральную часть процессора 142). После применения IFFT циклический префикс (CP) добавляют к началу символов в области времени в каждом переданном радиоподкадре. CP вводят как защитный интервал для предотвращения взаимных помех между символами (ISI) и взаимных помех между несущими (ICI). Параллельно-последовательный преобразователь (не показан) генерирует поток символов в области времени для каждой последовательности, генерируемой компонентом 142 генератора последовательности, и эти потоки передают по нисходящему каналу 160. Кодовые последовательности для P-SCH 162, S-SCH 164 и BCH 166 генерируют и передают.

Базовая станция 140 также может содержать компонент 148 искусственного интеллекта (AI). Термин "интеллект" относится к способности рассуждений или заключений, например, заключений о текущем или будущем состоянии системы, на основе существующей информации о системе. Искусственный интеллект можно использовать для идентификации специфичного контекста или действия, или для генерирования распределения вероятности специфичных состояний системы без вмешательства человека. Искусственный интеллект основан на применении передовых математических алгоритмов, например, деревьев принятия решения, нейронных сетей, регрессионного анализа, кластерного анализа, генетического алгоритма и подкрепленного обучения для установки доступных данных (информации) о системе. В частности, компонент 148 AI позволяет использовать одну из множества методологий для обучения на основе данных, с последующим выводом на основе моделей, построенных таким образом, например, скрытых моделей Маркова (HMM) и родственных моделей зависимостей, составляющих прототип более общих вероятностных графических моделей, таких как Байесовы сети, например, сформированные по результатам поиска структуры, используя оценку или аппроксимацию Байесовой модели, линейные классификаторы, такие как поддерживающие векторные машины (SVM), нелинейные классификаторы, такие как методы, называемые методологиями "нейронной сети", методологии нечеткой логики и другие подходы, которые выполняют объединение данных, и т.д.), в соответствии с воплощением различных автоматизированных аспектов, описанных ниже.

В оборудовании 120 пользователя компонент 122 детектирования, который может содержать коррелятор 128 и компонент быстрого преобразования Фурье, детектирует коды P-SCH 162, S-SCH 164 и BCH 166 и получает данные ячейки, что позволяет оборудованию 120 пользователя связываться с базовой станцией 140. Результаты детектирования и информация, передаваемые с помощью кодов P-SCH, кодов S-SCH и кодов BCH, в соответствии с аспектами настоящей заявки, представлены более подробно ниже.

На Фиг.2 показана блок-схема варианта осуществления системы 210 передатчика (например, базовой станции 140) и системы 250 приемника (например, оборудования 120 пользователя) в системе с множеством входов и множеством выходов (MIMO), которая может обеспечивать передачу данных в секторе, в среде беспроводной передачи данных, в соответствии с одним или более представленными здесь аспектами. В системе 210 передатчика данные трафика для множества потоков данных могут быть предоставлены из источника 212 данных в процессор 214 данных передачи (TX). В одном варианте осуществления каждый поток данных передают через соответствующую передающую антенну. Процессор 214 данных TX форматирует, кодирует и выполняет перемежение данных трафика для каждого потока данных на основе определенной схемы кодирования, выбранной для этого потока данных, для предоставления кодированных данных. Кодированные данные для каждого потока данных могут быть мультиплексированы с пилотными данными, используя технологию OFDM. Пилотные данные обычно представляют собой известную структуру данных, которую обрабатывают известным способом, и которую можно использовать в системе приемника для оценки отклика канала. Мультиплексированные пилотные и кодированные данные для каждого потока данных затем модулируют (например, выполняют отображение символа) на основе определенной схемы модуляции [например, двоичная фазовая модуляция (BPSK), квадратурная фазовая модуляция (QPSK), множественная фазовая модуляция (М-PSK), или квадратурная амплитудная модуляция m-того порядка (М-QAM)], выбранной для этого потока данных, для предоставления символов модуляции. Скорость передачи данных, кодирование и модуляция для каждого потока данных могут быть определены по инструкциям, выполняемым процессором 230.

Символы модуляции для всех потоков данных затем предоставляют в процессор 220 TX MIMO, который может дополнительно обработать символы модуляции (например, OFDM). Процессор 220 TX MIMO затем представляет N_T потоков модуляции в N_T передатчиков (TMTR) 222a - 222t. В некоторых вариантах осуществления процессор 220 TX MIMO применяет взвешивание для формирования луча (или предварительного кодирования) к символам потоков данных и к антенне, через которую передают этот символ. Каждый передатчик 222 принимает и обрабатывает соответствующий поток символов для получения одного или более аналоговых сигналов, и дополнительно осуществляет обработку (например, усиливает, фильтрует и преобразует с повышением частоты) аналоговые сигналы для получения модулированного сигнала, пригодного для передачи через канал MIMO. N_T модулированных сигналов из передатчиков 222_A - 222_T затем передают из N_T антенн 224_l - 224_T соответственно. В системе 250 приемника переданные модулированные сигналы принимают, используя N_R антенн 252₁ - 252_R, и принятый сигнал от каждой антенны 252 передают в соответствующий приемник (RCVR) 254_А - 254_R. Каждый приемник 254 выполняет предварительную обработку (например, фильтрует, усиливает и преобразует с понижением частоты) соответствующего принятого сигнала, преобразует в цифровую форму сигнал после предварительной обработки для получения выборок и дополнительно обрабатывает выборки для получения соответствующего "принятого" потока символов.

Процессор 260 данных RX затем принимает и обрабатывает N_R принятых потоков символа из приемников 254 N_R на основе конкретной технологии обработки приемника для получения N_T "детектированных" потоков символов. Процессор 260 данных RX затем демодулирует, устраняет перемежение и декодирует каждый детектированный поток символов для восстановления данных трафика для потока данных. Обработка, выполняемая процессором 260 данных RX, представляет собой взаимодополняющую обработку для обработки, выполненной процессором 220 TX MIMO и процессором 214 данных TX в системе 210 передатчика. Процессор 270 периодически определяет, какую матрицу предварительного кодирования требуется использовать (описана ниже). Процессор 270 демодулирует сообщение обратного канала передачи данных, содержащего участок индекса матрицы и участок значения ранга. Сообщение, передаваемое по обратному каналу передачи данных, может содержать различные типы информации, относящиеся к каналу передачи данных или принятому каналу данных, или их комбинации. Сообщение обратного канала передачи данных затем обрабатывают с помощью процессора 238 TX, который также принимает данные трафика для множества потоков данных из источника 236 данных, модулированных модулятором 280, предварительно обработанных в передатчиках 254_A - 254_R, и передает обратно в систему 210 передатчика.

В системе 210 передатчика модулированные сигналы из системы 250 приемника принимают с помощью антенны 224, подвергают предварительной обработке приемниками 222, демодулируют демодулятором 240 и обрабатывают с помощью процессора 242 данных RX, для выделения сообщения, переданного системой 250 приемника по обратному каналу передачи данных. Процессор 230 затем определяет, какую матрицу предварительного кодирования следует использовать для определения весовых значений при формировании луча, и обрабатывает выделенное сообщение.

Режим работы MIMO с одним пользователем соответствует случаю, в котором система 250 с одним приемником связывается с системой 210 передатчика, как представлено на Фиг.2 и в соответствии с операцией, описанной выше. В такой системе N_T передатчиков 224₁ - 224_T (также известных как антенны TX) и N_R приемников 252₁ - 252_R (также известных как антенны RX) формируют матричный канал (например, канал Рэйли или канал Гаусса) для беспроводной передачи данных. Канал SU-MIMO описывается матрицей N_R × N_T случайных комплексных чисел. Ранг канала равен алгебраическому рангу канала N_R × N_T. При кодировании пространство-время или пространство-частота ранг равен количеству потоков данных или уровней, которые передают через канал. Следует понимать, что ранг, самое большее, равен min{N_T, N_R}. Канал MIMO, сформированный N_T передающими и N_R приемными антеннами, может быть разложен на N_v независимых каналов, которые также называются пространственными каналами, где N_V < min{N_T, N_R}. Каждый из N_V независимых каналов соответствует размерности.

В одном аспекте переданные/принятые с использованием OFDM символы для тона могут быть смоделированы следующим образом:

y(ω)=H(ω)c(ω)+n(ω) (1)

Здесь, y(ω) представляет собой поток принимаемых данных и представляет собой вектор N_R × 1, H (ω) представляет собой отклик канала матрицы N_R × N_T для тона ω (например, преобразование Фурье матрицы h зависимого от времени отклика канала), c(ω) представляет собой вектор выходного символа N_T × 1, и n(ω) представляет собой вектор шумов N_R × 1 (например, аддитивный белый гауссов шум). Предварительное кодирование позволяет преобразовать вектор уровня N_v × 1 в выходной вектор предварительного кодирования N_T × 1. N_v представляет собой фактическое количество потоков данных (уровней), передаваемых передатчиком 210, и N_v может быть запланировано по усмотрению передатчика (например, базовой станцией 140) на основе, по меньшей мере, частично, состояний канала и ранга, который был передан в сообщении терминала. Следует понимать, что c(ω) представляет собой результат, по меньшей мере, одной схемы мультиплексирования и, по меньшей мере, одной схемы предварительного кодирования (или формирования луча), применяемой передатчиком. Кроме того, c(ω) сворачивают с использованием матрицы коэффициента усиления по мощности, которая определяет величину мощности, которую передатчик 210 выделяет для передачи каждого потока N_v данных. Сетевая мощность, используемая при передаче, ограничена сверху регулируемым значением мощности передачи для передатчика в системе беспроводной связи.

В системе 200 (Фиг.2), когда N_T = N_R = 1, система уменьшается до системы с одним входом и одним выходом (SISO), которая может обеспечить передачу данных в секторе в среде беспроводной связи, в соответствии с одним или более аспектами, представленными здесь.

На Фиг.3 иллюстрируется примерная система 300 MIMO с множеством пользователей, в которой три UE 120_P, 120_U и 120_S связываются с базовой станцией 140. Базовая станция имеет N_T антенн TX, и каждое из UE имеет множество антенн RX;