Генерирование сигналов с использованием предварительного кодирования на основе фазового сдвига

Генерирование сигналов с использованием предварительного кодирования на основе фазового сдвига

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Раскрытие изобретения

Техническое решение

[1] Это изобретение относится к генерированию сигналов с использованием предварительного кодирования на основе фазового сдвига.

[2] Известные технологии беспроводного доступа на основе многих несущих не адекватно поддерживают системы подвижной связи с различным типом антенных структур.

[3] Современные изобретатели признали известные недостатки, относящиеся к известным технологиям передачи/приема со многими антеннами на основе многих несущих. На основе такого понимания были разработаны последующие признаки.

[4] Предлагается схема предварительного кодирования на основе фазового сдвига, используемая на передающей стороне и на приемной стороне, которая имеет меньшую сложность, чем схемы пространственно-временного кодирования, которая может поддерживать различные коэффициенты пространственного мультиплексирования, при поддержании известных достоинств схемы разнесения с фазовым сдвигом, которая менее чувствительна к изменениям канала, чем схемы предварительного кодирования, и для которой требуется только кодовая книга небольшого объема. В частности, матрица, используемая для выполнения предварительного кодирования на основе фазового сдвига, может быть более легко расширена и реализована в соответствии с любыми изменениями в используемом числе антенн.

[5] На Фигуре 1 показана типовая структура системы со многими входами и многими выходами (MIMO), использующей мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM).

[6] На Фигуре 2 показана типовая структура передающей стороны для системы со многими антеннами, использующей способ разнесения с циклической задержкой.

[7] На Фигуре 3 показана типовая структура передающей стороны для системы со многими антеннами, использующей способ разнесения с фазовым сдвигом.

[8] На Фигуре 4 показаны графики, на которых показаны примеры двух видов способов разнесения с фазовым сдвигом.

[9] На Фигуре 5 показана примерная структура передающей стороны для системы со многими антеннами, использующей способ предварительного кодирования.

[10] На Фигуре 6 показан пример процедуры выполнения способа разнесения с фазовым сдвигом в системе, имеющей 4 антенны с коэффициентом пространственного мультиплексирования равным 2.

[11] На Фигуре 7 показан пример того, как способ предварительного кодирования на основе фазового сдвига применяется к системе на фигуре 6.

[12] На Фигуре 8 показан пример матрицы предварительного кодирования, используемой в способе предварительного кодирования на основе фазового сдвига для системы на фигуре 7.

[13] На Фигуре 9 показан пример блок-схемы приемопередающего устройства, поддерживающего способ предварительного кодирования на основе фазового сдвига.

[14] На Фигуре 10 показана типовая блок-схема передающего модуля с использованием мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM) с единственным кодовым словом (SCW) в составе блока радиосвязи на фигуре 9.

[15] На Фигуре 11 по казана типовая блок-схема передающего модуля с использованием мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM) с множественным кодовым словом (MCW) в составе блока радиосвязи на фигуре 9.

[16] На Фигуре 12 изображен график (изменение усредненного BLER - частота появления блоков с ошибками в зависимости от SNR - отношение сигнал/шум), на котором показано сравнение различий в характеристиках, когда способ предварительного кодирования с фазовым сдвигом (PSP) в соответствии с настоящим изобретением и способ пространственного мультиплексирования (SM) известного уровня техники применяются соответственно к приемнику ML (максимального правдоподобия) и приемнику MMSE (минимума среднеквадратической ошибки).

[17] На Фигурах 13 и 14 изображены графики, на которых показано сравнение различий в характеристиках согласно скорости кодирования для способа предварительного кодирования на основе фазового сдвига в соответствии с настоящим изобретением и для способа пространственного мультиплексирования известного из уровня техники, применяемых к приемнику MMSE (минимума среднеквадратической ошибки) для среды канала с замираниями для пешехода (PedA-«ITU Pedestrian А») и среда канала с замираниями для типичных городских условий (TU-Typical Urban).

[18] На Фигурах 15-17 изображены графики, на которых показано сравнение различий в характеристиках, когда способ предварительного кодирования на основе фазового сдвига в соответствии с настоящим изобретение и способ пространственного мультиплексирования, известный из уровня техники, применяются к системе, использующей одиночное кодовое слово (SCW) и множественное кодовое слово (MCW) в среде канала с замираниями для пешехода (PedA) и в среде канала с замираниями для типичных городских условий (TU).

[19] На Фигуре 18 изображен график, на котором показано сравнение различий в характеристиках в тех случаях, где способ пространственного разнесения + способ разнесения с циклической задержкой, и способ предварительного кодирования на основе фазового сдвига способ + способ разнесения с циклической задержкой в соответствии с настоящим изобретением применяются к набору кодирования и модулирования (MCS) в среде канала с плоскими замираниями.

[20] На Фигуре 19 показана типовая общая структура генерирования сигнала основной полосы пропускания нисходящего канала в соответствии с настоящим изобретением.

[21] Информационные услуги связи стали более популярными и с введением различных мультимедийных услуг и высококачественного обслуживания существует повышенный спрос на улучшенные услуги беспроводной (радио) связи. Для того чтобы активно удовлетворить такие потребности, пропускная способность и надежность передачи данных системы связи должны быть увеличены. Для увеличения пропускной способность связи в беспроводной (радио) среде связи, один способ необходим, чтобы снова найти пригодную для использования полосу частот и другой способ, чтобы повысить эффективность использования имеющихся ресурсов. В качестве примера последнего способа, в последнее время привлекают внимание и активно развиваются технологии передачи/приема (приемопередачи) со множеством антенн, в соответствии с чем множество антенн предоставляются на приемопередатчике для того, чтобы получить выигрыш от разнесения путем дополнительного обеспечения пространственной области для использования ресурсов или увеличения пропускной способности передачи путем передачи данных параллельно через каждую антенну.

[22] Среди таких технологий передачи и приема со многими антеннами в качестве примера можно привести систему со многими входами и многими выходами (MIMO) на основе мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM), общая структура которой будет сейчас пояснена со ссылкой на Фигуру 1.

[23] На передающей стороне (или передатчике), канальный кодер 101 служит для цели уменьшения влияния канала или шума присоединением повторяющихся битов к битам данных передачи. Устройство отображения 103 заменяет информацию битов данных на информацию символов данных. Последовательно/параллельный преобразователь 105 заменяет последовательные входные данные на параллельные выходные данные с целью обработки упомянутых символов данных в MIMO. На приемной стороне (или приемнике) декодер 109 для многих антенн, последовательно/параллельный преобразователь 111, устройство обратного отображения 113 и канальный декодер 115 выполняют операции, обратные по отношению к тем, которые выполняют кодер 107 для многих антенн, параллельно/последовательный преобразователь 105, устройство отображения 103 и канальный кодер 10 передающей стороны, рассмотренные выше.

[24] В системе мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM) со многими антеннами различные технологии необходимы для увеличения надежности передачи. Например, могут применяться технологии пространственно-временного кодирования (STC), технологии разнесения с циклической задержкой (CDD), технологии выбора антенн (AS), технологии переключения антенн (АН), технологии пространственного мультиплексирования (SM), технологии формирования лучей (BF), технологии предварительного кодирования и т.п. Среди этих технологий некоторые будут рассмотрены более подробно дальше.

[25] Способ пространственно-временного кодирования (STC) для среды со многими антеннами относится к непрерывной (последовательной) передаче одного и того же сигнала, но, в случае повторных передач, передача выполняется через разные антенны для того, чтобы обеспечить выигрыш от пространственного разнесения. Следующая матрица представляет собой наиболее фундаментальный пространственно-временной код, который используется в системе с двумя передающими антеннами.

[26]

[27] В приведенной выше матрице строки представляют антенны, и столбцы представляют временные интервалы (слоты).

[28] Такая технология пространственно-временного кодирования имеет некоторые недостатки. Например, соответственно разные виды пространственно-временных кодов требуются в соответствии с тем, как меняется структура антенн, передающая сторона и приемная сторона имеют повышенную сложность, поскольку символы данных повторно передаются в течение множества временных интервалов для того, чтобы обеспечить пространственное разнесение, и имеют соответственно худшие характеристики по сравнению с характеристиками других систем с замкнутым контуром, поскольку данные передаются без использования информации обратной связи. Табл. 1 ниже показывает необходимость в соответственно разных пространственно-временных кодах в зависимости от структуры антенн.

[29] Табл.1

[Табл.1]
Схема пространственно-временного кодирования (STC)	Коэффициент пространственного мультиплексирования	Число передающих антенн
	1	2
	2	2
	2	2
	1	4
	1	4
	2	4

[30] Разнесение с циклической задержкой (CDD) представляет собой способ, в котором выигрыш частотного разнесения обеспечивается на приемной стороне использованием антенн для того, чтобы, соответственно, передавать сигналы с разными задержками или разными амплитудами при передаче сигналов OFDM (сигналов мультиплексирования с ортогональным частотным разделением) в системе, имеющей много приемопередающих антенн.

[31] На Фигуре 2 показана общая структура передающей стороны системы со многими антеннами, использующей способ разнесения с циклической задержкой.

[32] После разделения и доставки символов OFDM на каждую антенну с помощью последовательно/параллельного преобразователя и кодера для многих антенн, обратное быстрое преобразование Фурье (IFFT) для изменения сигнала в частотной области в сигнал во временной области и циклический префикс (СР) для минимизации взаимодействия между каналами добавляются и передаются на приемную сторону. Здесь упомянутая последовательность данных, доставляемых на первую антенну, передается на приемную сторону как есть (т.е. без каких-либо изменений), в то время как последовательность данных, передаваемых другими передающими антеннами, задерживается путем циклического сдвига по сравнению с первой антенной.

[33] При этом, когда такая схема разнесения с циклической задержкой реализуется в частотной области, циклическая задержка может быть математически выражена как произведение фазовых последовательностей.

[34] А именно, как можно увидеть на Фигуре 3, конкретная фазовая последовательность (например, фазовая последовательность «1» ~ фазовая последовательность «М»), которая была задана различной для каждой антенны, умножается на каждую последовательность данных в частотной области, и после выполнения обработки с использованием IFFT (обратное быстрое преобразование Фурье), и таковой может передаваться на приемную сторону. Это называется, как схема разнесения с фазовым сдвигом.

[35] При использовании способа разнесения с фазовым сдвигом канал с плоскими замираниями может быть изменен на канал с выбором частоты канала, и выигрыш частотного разнесения или выигрыш частотного планирования может быть получен в соответствии с образцом циклической задержки.

[36] А именно, как можно увидеть на Фигуре 4, в схеме разнесения с фазовым сдвигом, когда генерируется фазовая последовательность путем использования относительно большого значения для отсчета циклической задержки, поскольку период изменения фазы укорачивается (уменьшается), частотная селективность увеличивается, и в результате канальные коды могут использовать выигрыш частотного разнесения. Такое обычно используется в так называемых системах с разомкнутым контуром.

[37] Также, когда используется небольшое значение циклической задержки, период изменения фазы удлиняется (увеличивается), и, используя это, в системе с замкнутым контуром ресурсы распределяются на наиболее хорошую область канала, такую, что выигрыш частотного планирования может быть получен. А именно, как можно увидеть на Фигуре 4, в схеме разнесения с фазовым сдвигом, когда для генерирования фазовой последовательности используется относительное небольшое значение циклической задержки, то это приводит к увеличению амплитуды в некоторых областях поднесущих (частот) канала с плоскими замираниями, в то время как амплитуда поднесущих в других областях канала уменьшается. В таком случае, для системы множественного доступа с ортогональным частотным мультиплексированием (OFDMA), которая обслуживает многих пользователей, когда сигнал передается посредством поднесущей, имеющей в канале увеличенную амплитуду для пользователя, отношение сигнал/шум может быть увеличено.

[38] Однако, несмотря на некоторые достоинства рассмотренной выше схемы разнесения с циклической задержкой или схемы разнесения с фазовым сдвигом, поскольку коэффициент пространственного мультиплексирования равен 1, скорость передачи данных не может быть увеличена как это хочется.

[39] Схема предварительного кодирования может включать способ предварительного кодирования на основе кодовой книги, используемый в системе с замкнутым контуром, когда имеет место конечное (или ограниченное) количество информации обратной связи, и может включать способ выполнения обратной связи после квантования информации о канале. Здесь, предварительное кодирование на основе кодовой книги имеет отношение к получению выигрыша в отношении сигнал/шум (SNR) путем передачи по обратной связи на передающую сторону индекса матрицы предварительного кодирования, который уже известен как на передающей стороне, так и на приемной стороне.

[40] Фигура 5 изображает типовую структуру приемопередающей стороны системы со многими антеннами, использующей предварительное кодирование на основе кодовой книги. Здесь, передающая сторона и приемная сторона соответственно имеют конечную матрицу предварительного кодирования «P₁~P_L», и на приемной стороне информация о канале используется для передачи по обратной связи индекса «I» оптимальной матрицы предварительного кодирования, в то время как на передающей стороне, матрица предварительного кодирования, соответствующая передаваемому по обратной связи индексу, применяется к данным, предназначенным для передачи «x₁~x_Mt».

[41] Такая схема предварительного кодирования на основе кодовой книги выгодна в том, что возможна эффективная передача данных из-за передачи индекса по обратной связи. Однако, из-за необходимости устойчивого (стабильного) канала, такое предварительное кодирование на основе кодовой книги может не полностью подходить для мобильной среды с резкими изменениями канала. Также, некоторые потери в скорости передачи по восходящей линии связи могут происходить из-за служебных данных обратной связи для индекса матрицы предварительного кодирования. Дополнительно, поскольку кодовая книга необходима как на передающей стороне, так и на приемной стороне, может потребоваться использование увеличенной памяти.

[42] Современные изобретатели признают по меньшей мере рассмотренные выше проблемы в современной передаче данных, приеме и технологиях обработки для системы со многими антеннами. На основе такого понимания следующие особенности были разработаны, чтобы обратить внимание и/или решить такие проблемы.

[43] Настоящее описание имеет отношение и заявляет преимущество приоритета предварительной заявки США №60/803,340 (подана 26 мая 2006), патентной заявки Республики Корея №10-2006-0065303 (подана 12 июля 2006), и патентной заявки Республики Корея №10-2006-0097216 (подана 2 октября 2006), содержание которых специально включено в него.

[44] Настоящее изобретение связано со способом предварительного кодирования на основе фазового сдвига для системы со многими антеннами, использующей множество поднесущих, а также способом обобщенного предварительного кодирования на основе фазового сдвига и приемопередающим устройством, поддерживающим их.

[45] Дальше, способ предварительного кодирования на основе фазового сдвига будет пояснен по отношению к системе с 2 антеннами и системе с 4 антеннами, и будет рассмотрен способ формирования матрицы обобщенного предварительного кодирования на основе фазового сдвига для расширенного использования для системы с числом (физических или виртуальных) антенн, равным N.

[46]

[47] Способ предварительного кодирования на основе фазового сдвига

[48] Матрица (Р) предварительного кодирования на основе фазового сдвига, предложенная здесь, может быть в общем представлена следующим образом:

[491 [Уравнение 1]

[50] Здесь, , i=1, …, N_t, j=1, …,R относятся к множественным комплексным весовым значениям, определяемым индексом k поднесущих, N_t относится к количеству (физическому или виртуальному) передающих антенн и R относится к коэффициенту пространственного мультиплексирования. Если матрица (Р) предварительного кодирования на основе фазового сдвига используется в случае схемы с физическими антеннами, то N_t может быть номером антенного порта. Означенный индекс k поднесущей может быть заменен индексом ресурса, включающим индекс суб-полосы. Однако если матрица (Р) используется в случае схемы с виртуальными антеннами, N_t может быть коэффициентом пространственного мультиплексирования (т.е. R). Здесь множественные комплексные весовые значения могут быть разными согласно символу OFDM, умножаемому для антенны, и согласно соответствующему индексу поднесущей. Множественное комплексное весовое значение может быть определено в соответствии с, по меньшей мере, одним из следующего: условия канала и существует ли информация обратной связи или нет.

[51] Матрица предварительного кодирования (Р) по уравнению 1 может быть унитарной матрицей для уменьшения потерь в пропускной способности канала системы со многими антеннами. Здесь, чтобы принять во внимание условия для формирования унитарной матрицы, пропускная способность канала системы со многими антеннами может быть выражена следующим математическим уравнением:

[52] [Уравнение 2]

[53] Здесь Н - матрица канала системы со многими антеннами, имеющая размерность N_r×N_t, и N_r указывает полное число приемных антенн. Если матрица (Р) предварительного кодирования на основе фазового сдвига применяется в упомянутом выше уравнении 2, может быть получено следующее:

[541 [Уравнение 3]

[55] Как показано в уравнении 3, для минимизации потерь в канале, требуется, чтобы матрица PP^H была единичной матрицей, таким образом матрица (Р) предварительного кодирования на основе фазового сдвига должна быть унитарной матрицей, такой, как следующая:

[56] [Уравнение 4]

PP^H=I_Nt

[57] Для того, чтобы матрица (F) предварительного кодирования на основе фазового сдвига была унитарной матрицей, должны выполняться два условия. А именно, должны одновременно выполняться ограничение степени и ограничение ортогональности. Здесь, ограничение степени относится к тому, чтобы величина каждого столбца упомянутой матрицы была равной единице (1), и ограничение ортогональности относится к формированию матрицы, чтобы удовлетворялись ортогональные характеристики между каждым столбцом упомянутой матрицы. Упомянутые выше условия могут быть выражены математически следующим образом:

[58] [Уравнение 5]

[Уравнение 6]

[59] Как иллюстративный вариант осуществления, будет представлено обобщенное уравнение для матрицы предварительного кодирования на основе фазового сдвига размерностью 2×2, и будет исследовано математическое выражение для удовлетворения рассмотренным выше двум условиям.

Уравнение 7 показывает обобщенное выражение матрицы предварительного кодирования на основе фазового сдвига, имеющей коэффициент пространственного разнесения, равный 2, и имеющей две передающие антенны.

[60] [Уравнение 7]

[61] Здесь α_i, β_i (i=1, 2) - действительные числа, θ_j (j=1, 2, 3, 4) - фазовые значения, и k - индекс поднесущей сигнала OFDM (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением).

[62] В уравнении 7, соотношение между фазовыми значения θ_i (i=1, …, 4) частотной области и значением циклической задержки τ_i (i=1, …, 4) во временной области выражается следующим образом:

[63]

[64] где N_fft обозначает число поднесущих сигнала OFDM.

[65] Специалистам в данной области техники понятно, что описание до этих пор может быть модифицировано и изменено различными путями без выхода из технических рамок настоящего изобретения. Соответственно, технические рамки не должны ограничиваться рассмотренными в подробном описании, но должны охватываться объемом формулы изобретения. Для того, чтобы реализовать такую матрицу предварительного кодирования, как унитарную матрицу, должны удовлетворяться ограничение степени по уравнению 8 и ограничение ортогональности по уравнению 9.

[66] [Уравнение 8]

[67] [Уравнение 9]

[68] Здесь, верхний индекс (*) обозначает комплексное сопряженное число. Например, матрица предварительного кодирования на основе фазового сдвига размерностью 2х2, которая удовлетворяет упомянутым выше уравнениям 7-9, может быть представлена следующим образом:

[69] [Уравнение 10]

[70] Здесь, θ₂ и θ₃ взаимосвязаны, как показано в уравнении 11, в связи с ограничениями ортогональности.

[71] [Уравнение 11]

kθ₃=-kθ₂+π

[72] Матрица предварительного кодирования может храниться в форме так называемой кодовой книги (или в некотором эквивалентном типе схемы предварительного кодирования и т.п.) в памяти (или другом типе устройства хранения) на передающей стороне и приемной стороне. Такая кодовая книга может включать различные типы матриц предварительного кодирования, сформированные, соответственно, путем использования конечного числа разных значений θ₂. Также, значение θ₂ может быть подходящим образом задано в соответствии со средой канала, рангом передачи, шириной полосы системы и существует или нет информация обратной связи, и путем задания относительного небольшого значения θ₂ (например, 2 отсчета циклической задержки), если используется информация обратной связи, или путем задания относительно большого значения θ₂ (например, N_fft/N_t отсчетов циклической задержки), если информация обратной связи не используется, может быть получен большой выигрыш от частотного разнесения.

[73] Даже когда матрица предварительного кодирования на основе фазового сдвига, такая, как в уравнении 7, сформирована, могут иметь место ситуации, где в соответствии со средой канала коэффициент пространственного мультиплексирования должен устанавливаться небольшим по сравнению с действительным числом антенн. В таком случае, в матрице предварительного кодирования на основе фазового сдвига, формируемой упомянутым выше способом, определенное число столбцов, соответствующее текущему коэффициенту пространственного мультиплексирования (т.е. коэффициенту пространственного мультиплексирования, который был уменьшен), может быть выбрано для повторного генерирования новой матрицы предварительного кодирования на основе фазового сдвига. А именно, когда изменяется коэффициент пространственного мультиплексирования, не всегда требуется формировать новую матрицу предварительного кодирования, применимую к соответствующей системе. Вместо этого, изначально сформированная матрица предварительного кодирования на основе фазового сдвига может применяться как есть (т.е. без каких-либо изменений), но один или несколько отдельных столбцов соответствующей матрицы могут быть выбраны для преобразования матрицы предварительного кодирования.

[74] В качестве одного такого примера, матрица предварительного кодирования из упомянутого выше уравнения 10 предполагает, что система со многими антеннами имеет 2 передающие антенны с коэффициентом пространственного мультиплексирования, равным 2, но могут быть некоторые ситуации, когда коэффициент пространственного мультиплексирования может в реальности быть уменьшен до 1 по некоторой особой причине. В таком случае, предварительное кодирование может быть выполнено выбором отдельного столбца из матрицы упомянутого выше уравнения 10, и если выбирается второй столбец, матрица предварительного кодирования на основе фазового сдвига будет такая, как показано ниже в уравнении 12, и она становится такой же, что и схема разнесения с циклической задержкой для двух передающих антенн в традиционной технике.

[75] [Уравнение 12]

[76] Здесь, в этом примере предполагается система, имеющая 2 передающие антенны, но такая схема может также быть распространена для применения к системам с 4 (или более) антеннами. А именно, после генерирования матрицы предварительного кодирования на основе фазового сдвига для случая с 4 передающими антеннами, предварительное кодирование может быть выполнено после выбора одного или нескольких отдельных столбцов в соответствии с изменениями коэффициента пространственного мультиплексирования.

[77]

[78] Например, на Фигуре 6 показан случай, где известное пространственное мультиплексирование и разнесение с циклической задержкой в соответствии с предшествующим уровнем техники применяются к системе со многими антеннами, имеющей 4 передающие антенны и с коэффициентом пространственного мультиплексирования, равным 2, в то время как на Фигуре 7 показан случай, где матрица предварительного кодирования на основе фазового сдвига из уравнения 10 применяется к похожей системе со многими антеннами.

[79] В соответствии с Фиг.6, 1-я последовательность (S₁) и 2-я последовательность (S₂) передаются на 1-ю и 3-ю антенну, и 1-я последовательность (s₁e^jΘ1) и 2-я последовательность (s₂e^jkΘ1), фазы которых были сдвинуты с использованием фазовой последовательности e^jkΘ1, передаются на 2-ю антенну и 4-ю антенну. Соответственно, может быть понятно, что итоговый коэффициент пространственного мультиплексирования равен 2.

[80] С другой стороны, в соответствии с Фигурой 7, последовательность s₁+s₂e^jkΘ2 передается на 1-ю антенну, последовательность s₁e^jΘ1+s₂e^jk(Θ1-Θ2) передается на 2-ю антенну, последовательность s₁e^jkΘ3+s₂ передается на 3-ю антенну и последовательность s₁e^jk(Θ1+Θ3)+s₂e^jkΘ1 передается на 4-ю антенну. По сравнению с системой на Фигуре 6, преимущество упомянутого способа предварительного кодирования может быть получено, и поскольку циклическая задержка (или фазовый сдвиг) может быть выполнена для 4 антенн с применением унитарной (однородной) матрицы предварительного кодирования, преимущество схемы разнесения с циклической задержкой может быть также получено.

[81] В качестве одного из примеров, рассмотренные выше матрицы предварительного кодирования на основе фазового сдвига с разными коэффициентами пространственного мультиплексирования по отношению к системе с 2 антеннами и системе с 4 антеннами могут быть резюмированы следующим образом.

[82]

[83] Здесь θ_j (j=1, 2, 3) - фазовые углы в соответствии со значением

циклической задержки, и k - индекс поднесущей OFDM (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением). В упомянутой выше Табл. 2, каждая матрица предварительного кодирования для четырех ситуаций может быть получена использованием отдельной части матрицы предварительного кодирования для системы со многими антеннами, имеющей 4 антенны, с коэффициентом пространственного мультиплексирования, равным 2 (как можно увидеть на Фигуре 8). Соответственно, каждая матрица предварительного кодирования для таких четырех ситуаций не требует отдельного представления в кодовой книге, поэтому ресурсы памяти на передающей стороне и приемной стороне могут быть сохранены.

[84] Обращаясь к Таблице 2, следует отметить, что когда формируется подходящая матрица предварительного кодирования на основе фазового сдвига в соответствии с измененным коэффициентом пространственного мультиплексирования, может быть добавлен новый столбец, который удовлетворяет ограничению ортогональности относительно других столбцов.

[85]

[86] Способ обобщенного предварительного кодирования на основе фазового сдвига

[87] До сих пор были пояснены процедуры формирования матрицы предварительного кодирования на основе фазового сдвига, когда имеется 4 передающих антенны, с коэффициентом пространственного мультиплексирования, равным 2, но упомянутый способ предварительного кодирования на основе фазового сдвига в соответствии с настоящим изобретением может быть расширен на систему, имеющую N_t антенн (здесь, N_t является натуральным числом 2 или больше) с коэффициентом пространственного мультиплексирования R (здесь, R является натуральным числом 1 или больше). Это может быть получено путем использования того же способа, описанного ранее, и может быть обобщено, как представлено в следующем уравнении 13.

[88] [Уравнение 13]

[89] Здесь, на правой стороне от символа равенства (=), диагональная матрица фазового сдвига комбинируется с унитарной матрицей (U), используемой для конкретной задачи, которая удовлетворяет следующему условию:

Умножением диагональной матрицы фазового сдвига и некоторой унитарной матрицы, может быть получено предварительное кодирование на основе фазового сдвига, которое удовлетворяет как ограничению степени, так и ограничению ортогональности.

[90] Кроме того, матрица предварительного кодирования на основе фазового сдвига может быть сгенерирована умножением одной или нескольких диагональных матриц фазового сдвига и/или одной или нескольких унитарных матриц, которые могут быть получены из информации обратной связи или информации о состоянии канала нисходящей линии связи. В уравнении 13 диагональная матрица фазового сдвига может быть реализована посредством способа циклической задержки во временной области, если k обозначает индекс поднесущей (частоты).

[91] Как пример унитарной матрицы (U), может использоваться конкретная матрица предварительного кодирования для получения выигрыша в отношении сигнал/шум (SNR) и, в частности, если для такой матрицы предварительного кодирования используются коды Уолша, уравнение для генерирования матрицы предварительного кодирования на основе фазового сдвига может быть представлено следующим образом:

[92] [Уравнение 14]

[93] В уравнении 14, предполагается, что система имеет 4 (физические или виртуальные) передающие антенны с коэффициентом пространственного мультиплексирования, равным 4. Здесь, путем соответствующего переформирования унитарной матрицы (U), определенная передающая антенна может быть выбрана (т.е. выбор антенны) и/или может быть возможно регулирование коэффициента пространственного мультиплексирования (т.е. настройка коэффициента).

[94] Следующее уравнение 15 показывает пример, как унитарная матрица (U) может быть переформирована для того, чтобы сгруппировать 2 антенны системы, имеющей 4 антенны.

[95] [Уравнение 15]

[96] Также, следующая Табл. 3 показывает пример способа для переформирования унитарной матрицы (U), чтобы стать подходящей для соответствующего коэффициента мультиплексирования, если коэффициент пространственного мультиплексирования изменяется в соответствии со временем, средой канала, и т.п.

[97] Табл. 3

[Табл.3]

[98] Здесь, в таблице 3 показаны некоторые примеры, где столбец 1, столбцы 1-2, и столбцы 1-4 унитарной матрицы выбирается/выбираются в соответствии с коэффициентом мультиплексирования, но не означает, что этим должны ограничиваться. Например, если коэффициент мультиплексирования равен 1, то может быть выбран один из столбцов от 1-го до 4-го, если коэффициент мультиплексирования равен 2, то могут быть выбраны два отдельных столбца [например, одна пара среди пар (1,2), (2,3), (3,4), (1,3),…, (2,4) столбцов], и если коэффициент мультиплексирования равен 4, то могут т быть выбраны все столбцы.

[99] Альтернативно, унитарная матрица (U) может быть также представлена в формате кодовой книги на передающей стороне и приемной стороне. В таком случае, передающая сторона принимает информацию об индексе этой кодовой книги как обратную связь от приемной стороны, затем подходящая унитарная матрица (т.е. унитарная матрица предварительного кодирования в кодовой книге), соответствующая индексу, выбирается из ее кодовой книги, и затем упомянутое выше уравнение 13 используется для формирования матрицы предварительного кодирования на основе фазового сдвига.

[100]

[101] Приемопередающая аппаратура, поддерживающая способ предварительного кодирования на основе фазового сдвига

[102] На Фигуре 9 показана блок-схема типичной структуры для приемопередающего устройства, которое поддерживает способ предварительного кодирования на основе фазового сдвига упомянутых вариантов осуществления настоящего изобретения. Этот типичный вариант осуществления приемопередающего устройства предполагает, что, как описано выше, унитарная матрица (U) для формирования матрицы предварительного кодирования на основе фазового сдвига представлена в формате кодовой книги, но не означает, что этим должны ограничиваться.

[103] Приемопередающее устройство может содержать входной блок (901), используемый для выбора требуемой функции или информации приема, блок (903) дисплея, используемый, чтобы показывать различную информацию при пользовании приемопередающим устройством, блок (905) памяти, используемый для хранения различных программ, необходимых для работы приемопередающего устройства, и данных, предназначенных для передачи на приемную сторону, блок (907) радио (беспроводной) связи, используемый для приема сигнала и передачи данных на приемную сторону, блок (909) голосовой обработки, используемый, чтобы преобразовать и усилить оцифрованные голосовы