Способ передачи с разнесением для систем связи с множеством входов и множеством выходов, которые используют ортогонально частотное уплотнение

Способ передачи с разнесением для систем связи с множеством входов и множеством выходов, которые используют ортогонально частотное уплотнение

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к передаче данных и, более конкретно, к способам, предназначенным для передачи данных с использованием нескольких режимов передачи с разнесением в системах с MIMO OFDM (ОЧУ с МВхМВых, ортогонально частотным уплотнением с множеством входов и множеством выходов).

Уровень техники

Системы беспроводной связи широко используются, чтобы обеспечить различные типы связи, такие как речь, пакетные данные и т.д. Эти системы могут быть системами множественного доступа, которые могут поддерживать связь с множеством пользователей либо последовательно, либо одновременно. Это достигается с помощью разделения имеющихся системных ресурсов, которые в количественной форме могут быть выражены с помощью общей имеющейся рабочей полосы частот и мощности передачи.

Система множественного доступа может включать в себя несколько пунктов доступа (или базовых станций), которые взаимодействуют с несколькими пользовательскими терминалами. Каждый пункт доступа может быть оснащен одной или множеством антенн, предназначенных для передачи и приема данных. Подобным образом каждый терминал может быть оснащен одной или множеством антенн.

Передача между данным пунктом доступа и данным терминалом может отличаться числом антенн, используемых для передачи и приема данных. В частности, пара пункт доступа и терминал могут рассматриваться как (1) система с множеством входов и множеством выходов (МВхМВых), если для передачи данных используется множество (N_T) передающих и множество (N_R) принимающих антенн, (2) система с множеством входов и одним выходом (MISO, МВхОВых), если используется множество передающих антенн и одна принимающая антенна, (3) система с одним входом и множеством выходов (SIMO, ОВхМВых), если используется одна передающая антенна и множество принимающих антенн, или (4) система с одним входом и одним выходом (SISO, ОВхОВых), если используется одна передающая антенна и одна принимающая антенна.

Для системы с МВхМВых канал с МВхМВых, сформированный с помощью N_T передающих и N_R принимающих антенн, может быть разделен на N_S независимых каналов с N_S ≤ min (N_T, N_R). Каждый из N_S независимых каналов также упоминается как пространственный подканал канала с МВхМВых и соответствует некоторому измерению. Система с МВхМВых может обеспечить улучшенную эффективность (например, повышенную пропускную способность передачи и/или бóльшую надежность), если используются дополнительные измерения, созданные с помощью множества передающих и принимающих антенн. Для системы с МВхОВых для передачи данных доступен только один пространственный подканал. Однако множество передающих антенн может быть использовано для того, чтобы передавать данные некоторым способом, чтобы повысить вероятность правильного приема приемником.

Пространственные подканалы широкополосной системы могут сталкиваться с различными состояниями каналов из-за различных факторов, таких как замирание и множество маршрутов. Следовательно, каждый пространственный подканал может испытывать частотное избирательное замирание, которое отличается разными коэффициентами усиления каналов на разных частотах общей полосы частот системы. Хорошо известно, что частотное избирательное замирание вызывает межсимвольные помехи (ISI, МП), которые являются явлением, при котором каждый символ в принятом сигнале действует как искажение для следующих символов в принятом сигнале. Искажение МП ухудшает производительность с помощью влияния на способность правильно обнаруживать принятые символы.

Чтобы побороть частотное избирательное замирание, может быть использовано ортогональное частотное уплотнение (OFDM, ОЧУ), чтобы эффективно разделить общую полосу частот системы на несколько поддиапазонов (N_F), которые также могут быть упомянуты как поддиапазоны ОЧУ, частотные элементы кодированного сигнала или частотные подканалы. Каждый поддиапазон связан с соответствующей поднесущей, на которой могут быть модулированы данные. Для каждого интервала времени, который может зависеть от полосы частот одного поддиапазона, символ модуляции может быть передан в каждом из N_F поддиапазонов.

Для системы множественного доступа данный пункт доступа может взаимодействовать с терминалами, имеющими различное число антенн, в разные моменты времени. Кроме того, характеристики каналов связи между пунктом доступа и терминалами обычно изменяются от терминала к терминалу и дополнительно могут изменяться во времени, особенно для мобильных терминалов. Тогда могут требоваться разные схемы передачи для разных терминалов в зависимости от их функциональных возможностей и требований.

Следовательно, в данной области техники имеется потребность в способах, предназначенных для передачи данных с использованием нескольких режимов передачи с разнесением, в зависимости от функциональной возможности устройства приемника и состояний канала.

Раскрытие изобретения

В настоящей заявке предоставлены способы, предназначенные для передачи данных некоторым способом, чтобы повысить надежность передачи данных. Система с ОЧУ с МВхМВых может быть сконструирована таким образом, чтобы поддерживать несколько режимов работы для передачи данных. Эти режимы передачи могут включать в себя режимы с разнесением, которые могут использоваться, чтобы достичь более высокой надежности для определенной передачи данных (например, для служебных каналов, плохих состояний каналов и т.д.). Режимы передачи с разнесением пытаются достичь разнесения передачи с помощью установления ортогональности между множеством сигналов, переданных из множества передающих антенн. Ортогональность между переданными сигналами может быть получена по частоте, во времени, в пространстве или любой их комбинации. Режимы передачи также могут включать в себя режимы передачи с пространственным мультиплексированием и режимы передачи с управлением лучом, которые могут быть использованы, чтобы достичь более высоких скоростей передачи при определенных благоприятных состояниях канала.

В варианте осуществления представлен способ, предназначенный для обработки данных для передачи (например, с ОЧУ с МВхМВых) в системе беспроводной связи. В соответствии со способом выбирают конкретный режим с разнесением передачи из некоторого числа возможных режимов передачи. Каждый режим с разнесением передачи передает с избыточностью данные во времени, по частоте, в пространстве или их комбинации. Каждый поток данных кодируют и модулируют на основании схем кодирования и модуляции, выбранных для потока данных, чтобы предоставить символы модуляции. Символы модуляции для каждого потока данных дополнительно обрабатывают на основании выбранного режима с разнесением передачи, чтобы предоставить символы передачи. Для ОЧУ символы передачи для всех потоков данных дополнительно модулируют с помощью ОЧУ, чтобы предоставить поток символов передачи для каждой одной или более передающих антенн, используемых для передачи данных. Пилот-символы также могут быть мультиплексированы с символами модуляции с использованием частотного уплотнения (FDM, ЧУ), временного мультиплексирования (TDM, ВМ), кодового уплотнения (CDM, КУ) или любой их комбинации.

Режимы передачи могут включать в себя, например, (1) режим передачи с разнесением по частоте, который передает с избыточностью символы модуляции через множество поддиапазонов ОЧУ, (2) режим передачи с разнесением Уолша, который передает каждый символ модуляции через N_T периодов символов ОЧУ, где N_T - число передающих антенн, используемых для передачи данных, (3) режим передачи с пространственно-временным разнесением передачи (STTD, ПВРП), который передает символы модуляции через множество периодов символов ОЧУ и множество передающих антенн, и (4) режим передачи Уолша-ПВРП, который передает символы модуляции с использованием комбинации разнесения Уолша и ПВРП. Для режимов передачи с разнесением Уолша и Уолша-ПВРП одни и те же символы модуляции могут быть переданы с избыточностью через все передающие антенны или разные символы модуляции могут быть переданы через разные передающие антенны.

Каждый поток данных может быть предназначен для служебного канала или адресован для конкретного устройства приемника. Скорость данных для каждого потока данных, заданного пользователем, может регулироваться на основании функциональных возможностей передачи устройства приемника. Символы передачи для каждого потока данных передают в соответствующих группах одного или более поддиапазонов.

В другом варианте осуществления представлен способ, предназначенный для обработки передачи данных в приемнике системы беспроводной связи. В соответствии с этим способом сначала определяют конкретный режим с разнесением передачи, используемый для каждого одного или более восстанавливаемых потоков данных. Режим с разнесением передачи, используемый для каждого потока данных, выбирают из некоторого числа возможных режимов передачи. Затем принятые символы для каждого потока данных обрабатывают на основании режима передачи с разнесением, использованного для потока данных, чтобы обеспечить восстановленные символы, которые являются оценками символов модуляции, переданных из передатчика, для потока данных. Восстановленные символы для каждого потока данных дополнительно демодулируют и декодируют, чтобы предоставить декодированные данные для потока данных.

Различные аспекты и варианты осуществления изобретения описаны более подробно ниже. Изобретение дополнительно представляет способы, блоки передатчика, блоки приемника, терминалы, пункты доступа, системы и признаки изобретения, как описано более подробно ниже.

Краткое описание чертежей

Признаки, сущность и преимущества настоящего изобретения станут более понятными из подробного описания, приведенного ниже, взятого совместно с чертежами, на которых одинаковые ссылочные символы соответственно указаны по всем чертежам и на которых:

фиг.1 представляет схему системы множественного доступа, которая поддерживает несколько пользователей;

фиг.2 представляет блок-схему варианта осуществления пункта доступа и двух терминалов;

фиг.3 представляет блок-схему блока передатчика;

фиг.4 представляет блок-схему процессора разнесения ТХ, ПЕРЕД, который может быть использован, чтобы реализовать схему с разнесением по частоте;

фиг.5 представляет блок-схему процессора разнесения ПЕРЕД, который может быть использован, чтобы реализовать схему разнесения Уолша;

фиг.6 представляет блок-схему процессора разнесения ПЕРЕД, который может быть использован, чтобы реализовать схему ПВРП;

фиг.7 представляет блок-схему процессора разнесения ПЕРЕД, который может быть использован, чтобы реализовать схему повторенного Уолша-ПВРП;

фиг.8 представляет блок-схему процессора разнесения ПЕРЕД, который может быть использован, чтобы реализовать схему неповторенного Уолша-ПВРП;

фиг.9 представляет блок-схему блока приемника;

фиг.10 представляет блок-схему процессора разнесения RX, ПРИЕМ;

фиг.11 представляет блок-схему процессора антенны ПРИЕМ в процессоре разнесения ПРИЕМ, и которая может быть использована для схемы разнесения Уолша; и

фиг.12 представляет блок-схему процессора поддиапазона ПРИЕМ в процессоре антенны приемника, и которая может быть использована для схем повторенного и неповторенного Уолша-ПВРП.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления

Фиг.1 представляет схему системы 100 множественного доступа, которая поддерживает несколько пользователей. Система 100 включает в себя один или более пунктов 104 доступа (АР, ПД), которые взаимодействуют с некоторым числом терминалов (Т, Т) 106 (для простоты на фиг.1 изображен только один пункт доступа). Пункт доступа также может быть упомянут как базовая станция, UTRAN, или некоторая другая терминология. Терминал также может быть упомянут как микротелефонная трубка, подвижная станция, дистанционная станция, пользовательское оборудование (UE, ПО) или некоторая другая терминология. Каждый терминал 106 может одновременно взаимодействовать с множеством пунктов 104 доступа, когда находится в состоянии мягкой передачи обслуживания (если мягкая передача обслуживания поддерживается системой).

В варианте осуществления каждый пункт 104 доступа использует множество антенн и представляет (1) множество входов (MI, МВх) для передачи по прямой линии связи из пункта доступа в терминал и (2) множество выходов (МО, МВых) для передачи по обратной линии связи из терминала в пункт доступа. Множество из одного или более терминалов 106, взаимодействующих с данным пунктом доступа, совместно представляет множество выходов для передачи по прямой линии связи и множество входов для передачи по обратной линии связи.

Каждый пункт доступа может взаимодействовать с одним или множеством терминалов 106 либо одновременно, либо последовательно через множество антенн, имеющихся в пункте доступа, и одну или множество антенн, имеющихся в каждом терминале. Терминалы, не находящиеся в активной связи, могут принимать пилот-сигналы и/или другую сигнальную информацию из пункта доступа, как изображено с помощью пунктирных линий для терминалов 106е-106h на фиг.1.

Для прямой линии связи пункт доступа использует N_T антенн, и каждый терминал использует 1 или N_R антенн для приема одного или более потоков данных из пункта доступа. В целом N_R может быть разным для разных терминалов с множеством антенн и может быть любым целым числом. Канал МВхМВых, сформированный с помощью N_T передающих антенн и N_R принимающих антенн, может быть разбит на N_S независимых каналов с N_S ≤ min {N_T, N_R}. Каждый такой независимый канал также упоминается как пространственный подканал канала с МВхМВых. Терминалы, одновременно принимающие передачи данных приямой линии связи, необязательно должны быть оснащены одинаковым числом принимающих антенн.

Для прямой линии связи число принимающих антенн в данном терминале может быть больше или равно числу передающих антенн в пункте доступа (т.е. N_R ≥ N_T). Для такого терминала число пространственных подканалов ограничено числом передающих антенн в пункте доступа. Каждый терминал с множеством антенн взаимодействует с пунктом доступа через соответствующий канал МВхМВых, сформированный с помощью N_T передающих антенн пункта доступа и его собственными N_R антеннами. Однако, даже если выбрано множество терминалов с множеством антенн для одновременной передачи данных прямой линии связи, имеется только N_S пространственных подканалов, независимо от числа терминалов, принимающих передачу прямой линии связи.

Для прямой линии связи число принимающих антенн в данном терминале также может быть меньше, чем число передающих антенн в пункте доступа (т.е. N_R < N_T). Например, терминал с МВхОВых оснащен одной принимающей антенной (N_R = 1) для передачи данных прямой линии связи. Тогда пункт доступа может использовать разнесение, управление лучом, множественный доступ с пространственным разделением (SDMA, МДПР) или некоторые другие способы передачи, чтобы одновременно взаимодействовать с одним или множеством терминалов с МВхМВых.

Для обратной линии связи каждый терминал может использовать одну антенну или множество антенн для передачи данных обратной линии связи. Каждый терминал также может использовать все или только подмножество своих имеющихся антенн для передачи обратной линии связи. В любой данный момент N_T передающих антенн для обратной линии связи сформированы с помощью всех антенн, используемых одним или более активными терминалами. Тогда канал с МВхМВых формируется с помощью N_T передающих антенн из всех активных терминалов и N_R принимающих антенн пункта доступа. Число пространственных подканалов ограничено числом передающих антенн, которое обычно ограничено числом принимающих антенн в пункте доступа (т.е. N_S ≤ min {N_T, N_R}).

Фиг.2 представляет блок-схему варианта осуществления пункта 104 доступа и двух терминалов. В прямой линии связи в пункте 104 доступа различные типы данных трафика, такие как данные, заданные пользователем из источника 208 данных, сигнальные данные и т.д., подаются в процессор 210 данных передачи (TX, ПЕРЕД). Затем процессор 210 форматирует и кодирует данные трафика на основании одной или более схем кодирования, чтобы предоставить закодированные данные. Затем закодированные данные перемежают и дополнительно модулируют (т.е. отображают в символы) на основании одной или более схем модуляции, чтобы предоставить символы модуляции (т.е. модулированные данные). Скорость данных, кодирование, перемежение и отображение в символы могут быть определены с помощью управляющих сигналов, предоставленных с помощью контроллера 230 и планировщика 234. Обработка с помощью процессора 210 данных ПЕРЕД описана более подробно ниже.

Процессор 220 передачи затем принимает и обрабатывает символы модуляции и пилот-данные, чтобы предоставить символы передачи. Пилот-данные обычно являются известными данными, обработанными, вообще говоря, известным способом. В конкретном варианте осуществления обработка с помощью процессора 220 передачи включает в себя (1) обработку символов модуляции на основании одного или более режимов передачи, выбранных для использования для передачи данных, в терминалы, чтобы предоставить символы передачи, и (2) обработку с помощью ОЧУ символов передачи, чтобы предоставить символы передачи. Обработка с помощью процессора 220 передачи описана более подробно ниже.

Процессор 220 передачи подает N_T потоков символов передачи в N_T передатчиков (TMTR, ПЕРЕДАТ) 222а-222t, причем для передачи данных используется один передатчик для каждой антенны. Каждый передатчик 222 преобразует свой поток символов передачи в один или более аналоговых сигналов и дополнительно обрабатывает (например, усиливает, фильтрует и преобразует с повышением частоты) аналоговые сигналы, чтобы сгенерировать соответствующий модулированный сигнал прямой линии связи, подходящий для передачи через беспроводной канал связи. Каждый модулированный сигнал прямой линии связи затем передается через соответствующую антенну 224 в терминалы.

В каждом терминале 106 модулированные сигналы прямой линии связи из множества передающих антенн пункта доступа принимаются с помощью одной или множества антенн 252, имеющихся в терминале. Принятый сигнал из каждой антенны 252 подается в соответствующий приемник (RCVR, ПРИЕМН) 254. Каждый приемник 254 обрабатывает (например, фильтрует, усиливает и преобразует с понижением частоты) свой принятый сигнал и дополнительно преобразует в цифровой вид обработанный сигнал, чтобы предоставить соответствующий поток выборок.

Затем процессор 260 приема принимает и обрабатывает потоки выборок из всех приемников 254, чтобы предоставить восстановленные символы (т.е. демодулированные данные). В конкретном варианте осуществления обработка с помощью процессора 260 приема включает в себя (1) обработку с помощью ОЧУ принятых символов передачи, чтобы предоставить принятые символы, и (2) обработку принятых символов на основании выбранного режима (режимов) передачи, чтобы получить восстановленные символы. Восстановленные символы являются оценками символов модуляции, переданных пунктом доступа. Обработка с помощью процессора 260 приема описана более подробно ниже.

Процессор 262 приема (ПРИЕМ) данных выполняет операции обратного отображения символов, удаления перемежения и декодирует восстановленные символы, чтобы получить данные, заданные пользователем, и сигнальную информацию, переданные по прямой линии связи для терминала. Обработка с помощью процессора 260 приема и процессора 262 данных ПРИЕМ является дополняющей к обработке, выполняемой с помощью процессора 220 передачи и процессора 210 данных ПЕРЕД, соответственно, в пункте доступа.

В обратной линии связи в терминале 106 различные типы данных трафика, такие как данные, заданные пользователем, из источника 276 данных, сигнальная информация и т.д., подаются в процессор 278 данных ПЕРЕД данных. Процессор 278 кодирует разные типы данных трафика в соответствии с их соответствующими схемами кодирования, чтобы предоставить закодированные данные, и дополнительно перемежает закодированные данные. Затем модулятор 280 отображает символы перемежеванных данных, чтобы предоставить модулированные данные, которые подаются в один или более передатчиков 254. ОЧУ может использоваться или может не использоваться для передачи данных обратной линии связи в зависимости от конструкции системы. Каждый передатчик 254 обрабатывает принятый модулированный сигнал, чтобы сгенерировать соответствующий модулированный сигнал обратной линии связи, который затем передается через связанную антенну 252 в пункт доступа.

В пункте 104 доступа модулированные сигналы обратной линии связи из одного или более терминалов принимаются с помощью антенн 224. Принятый сигнал из каждой антенны 224 подается в приемник 222, который обрабатывает принятый сигнал и преобразует его в цифровой вид, чтобы предоставить соответствующий поток выборок. Затем потоки выборок из всех приемников 222 обрабатываются с помощью демодулятора 240 и дополнительно декодируются (если необходимо) с помощью процессора 242 данных ПРИЕМ, чтобы восстановить данные, переданные терминалами.

Контроллеры 230 и 270 управляют операцией в пункте доступа и терминале соответственно. Памяти 232 и 272 обеспечивают запоминание программных кодов и данных, используемых контроллерами 230 и 270 соответственно. Планировщик 234 планирует передачу данных по прямой линии связи (и, возможно, обратной линии связи) для терминалов.

Для ясности разные схемы разнесения передачи конкретно описаны ниже для передачи прямой линии связи. Эти схемы также могут быть использованы для передачи обратной линии связи, и это находится в рамках объема изобретения. Также для ясности в следующем описании индекс “i” используется в качестве индекса для приемных антенн, индекс “j” используется в качестве индекса для передающих антенн, а индекс “k” используется в качестве индекса для поддиапазонов в системе с ОЧУ с МВхМВых.

Блок передатчика

Фиг.3 представляет блок-схему блока 300 передатчика, который является вариантом осуществления части передатчика пункта 104 доступа. Блок 300 передатчика включает в себя (1) процессор 210а данных ПЕРЕД, который принимает и обрабатывает данные трафика и пилот-данные, чтобы предоставить символы модуляции, и (2) процессор 220а передачи, который дополнительно обрабатывает символы модуляции, чтобы предоставить N_T потоков символов передачи для N_T передающих антенн. Процессор 210а данных ПЕРЕД и процессор 220а передачи являются одним вариантом осуществления процессора 210а данных ПЕРЕД и процессора 220а передачи, соответственно, на фиг.2.

В конкретном варианте осуществления, изображенном на фиг.3, процессор 210а данных ПЕРЕД включает в себя кодер 312, перемежитель 314 канала и элемент 316 отображения символов. Кодер 312 принимает и кодирует данные трафика (т.е. информационные биты) на основании одной или более схем кодирования, чтобы предоставить закодированные биты. Кодирование увеличивает надежность передачи данных.

В варианте осуществления данные, заданные пользователем, для каждого терминала и данные для каждого служебного канала могут рассматриваться как отдельные потоки данных. Служебные каналы могут включать в себя широковещательные, пейджинговые и другие общие каналы, предназначенные для приема всеми антеннами. Множество потоков данных также может быть послано в данный терминал. Каждый поток данных может быть закодирован независимо на основании конкретной схемы кодирования, выбранной для этого потока данных. Следовательно, некоторое число независимо закодированных потоков данных может быть обеспечено с помощью кодера 312 для разных служебных каналов и терминалов.

Конкретная схема кодирования, используемая для каждого потока данных, определяется с помощью управляющего сигнала кодирования из контроллера 230. Схема кодирования для каждого терминала может быть выбрана, например, на основании информации обратной связи, принятой из терминала. Каждая схема кодирования может включать в себя любую комбинацию кодов прямого нахождения ошибок (FED, ПНО) (например, код контроля циклическим избыточным кодом (CRC, КЦИК) и кодов прямого исправления ошибок (FEC, ПИО) (например, сверточный код, турбокод, блочный код и т.д.). Схема кодирования также может обозначать полное отсутствие кодирования. Для каждого потока данных также могут быть использованы двоичные коды или коды, основанные на решетках. Кроме того, со сверточными и турбокодами может быть использовано прокалывание, чтобы регулировать скорость кода. Более конкретно, прокалывание может быть использовано, чтобы увеличить скорость кода выше базовой скорости кода.

В конкретном варианте осуществления данные для каждого потока данных сначала разделяют на кадры (или пакеты). Для каждого кадра данные могут быть использованы таким образом, чтобы сгенерировать множество битов КЦИК для кадра, которые затем присоединяют к данным. Затем данные и биты КЦИК для каждого кадра кодируют либо с помощью сверточного кода, либо с помощью турбокода, чтобы сгенерировать закодированные данные для кадра.

Перемежитель 314 канала принимает и перемежает закодированные биты на основании одной или более схем перемежения. В этом случае каждый независимо закодированный поток данных мог бы быть перемежеван отдельно. Перемежение обеспечивает разнесение во времени для закодированных битов, позволяет каждому потоку данных быть переданным на основании среднего SNR (ОСШ (отношение сигнал/шум)) поддиапазонов и пространственных подканалов, использованных для потока данных, борется против затухания и дополнительно удаляет корреляцию между закодированными битами, использованными, чтобы сформировать каждый символ модуляции.

С ОЧУ перемежитель канала может быть предназначен для того, чтобы распределять закодированные данные для каждого потока данных через множество поддиапазонов одного символа ОЧУ или, возможно, через множество символов ОЧУ. Задачей перемежителя канала является рандомизировать закодированные данные таким образом, чтобы уменьшилась вероятность искажения последовательных закодированных битов каналом связи. Когда интервал перемежения для данного потока данных охватывает один символ ОЧУ, закодированные биты для потока данных произвольно распределяются по поддиапазонам, использованным для потока данных, чтобы использовать разнесение частоты. Когда интервал перемежения охватывает множество символов ОЧУ, закодированные биты произвольно распределяются по поддиапазонам, несущим данные интервалу перемежения с множеством символов, чтобы использовать как разнесение частоты, так и разнесение во времени. Для беспроводной локальной сети (WLAN, БЛС) разнесение во времени, реализованное с помощью перемежения через множество символов ОЧУ, может быть незначительным, если минимальное ожидаемое когерентное время когеренции канала связи во много раз больше, чем интервал перемежения.

Элемент 316 отображения символов принимает и отображает перемежеванные данные в соответствии с одной или более схемами модуляции, чтобы предоставить символы модуляции. Для каждого потока данных может быть использована конкретная схема модуляции. Отображение символов для каждого потока данных может быть выполнено с помощью группировки множеств q_m закодированных и перемежеванных битов, чтобы сформировать символы данных (каждый из которых может быть недвоичной величиной), и отображения каждого символа данных в точку в совокупность сигналов, соответствующую схеме модуляции, выбранной для использования для этого потока данных. Выбранная схема модуляции может быть QPSK (КФМ (квадратурная фазовая манипуляция)), M-PSK (М-ФМ (многоуровневая фазовая манипуляция)), M-QAM (М-КАМ (многоуровневая квадратурная амплитудная манипуляция)) или некоторой другой схемой модуляции. Каждая точка отображенного сигнала является комплексной величиной и соответствует символу модуляции размерности M_m, где M_m соответствует конкретной схеме модуляции, выбранной для потока данных m, и M_m = . Элемент 316 отображения символов предоставляет поток символов модуляции для каждого потока данных. Потоки символов модуляции для всех потоков данных совместно изображены как поток символов модуляции s(n) на фиг.3.

Таблица 1 перечисляет различные схемы кодирования и модуляции, которые могут быть использованы, чтобы достичь диапазона спектральных эффективностей (или скоростей бита) с использованием сверточного кода или турбокода. Каждая скорость бита (в единице бит/сек/Герц или бит/с/Гц) может быть достигнута с использованием конкретной комбинации скорости кода и схемы модуляции. Например, скорость бита, равная одной второй, может быть достигнута с использованием скорости кода, равной 1/2, и модуляции BPSK (ДФМ (дифференциальная фазовая манипуляция)), скорость бита, равная единице, может быть достигнута с использованием скорости кода, равной 1/2, и модуляции КФМ, и т.д.

В таблице 1 ДФМ, КФМ, 16-КАМ и 64-КАМ используются для перечисленных скоростей бита. Другие схемы модуляции, такие как ДФМ, 8-ФМ, 32 КАМ, 128-КАМ и т.д., также могут быть использованы и находятся в рамках объема изобретения. ДФМ (двоичная фазовая манипуляция) может быть использована, когда трудно отслеживать канал связи, так как указатель когерентности не требуется в приемнике, чтобы демодулировать модулированный сигнал ДФМ. Для ДФМ модуляция может быть выполнена на основе поддиапазона, и схема модуляции, используемая для каждого поддиапазона, может быть выбрана независимо.

		Таблица 1
Сверточный код		Турбокод
Эффективность (бит/с/Гц)	Скорость кода	Модуляция		Эффективность (бит/с/Гц)	Скорость кода	Модуляция
0,5	1/2	ДФМ		0,5	1/2	ДФМ
1,0	1/2	КФМ		1,0	1/2	КФМ
1,5	3/4	КФМ		1,5	3/4	КФМ
2,0	1/2	16-КАМ		2,0	1/2	16-КАМ
2,67	2/3	16-КАМ		2,5	5/8	16-КАМ
3,0	3/4	16-КАМ		3,0	3/4	16-КАМ
3,5	7/8	16-КАМ		3,5	7/12	64-КАМ
4,0	2/3	64-КАМ		4,0	2/3	64-КАМ
4,5	3/4	64-КАМ		4,5	3/4	64-КАМ
5,0	5/6	64-КАМ		5,0	5/6	64-КАМ

Также могут быть использованы другие комбинации скоростей кода и схем модуляции, чтобы достичь различных скоростей бита, и это также находится в рамках объема изобретения.

В конкретном варианте осуществления, изображенном на фиг.3, процессор 220а передачи включает в себя процессор 320 разнесения ПЕРЕД и N_T модуляторов ОЧУ. Каждый модулятор ОЧУ включает в себя блок 330 обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT, ОБПФ) и генератор 332 циклического префикса. Процессор 320 разнесения ПЕРЕД принимает и обрабатывает символы модуляции из процессора 210а данных ПЕРЕД в соответствии с одним или более выбранными режимами передачи, чтобы предоставить символы передачи.

В варианте осуществления процессор 320 разнесения ПЕРЕД дополнительно принимает и мультиплексирует пилот-символы (т.е. пилот-данные) с символами передачи с использованием частотного уплотнения (ЧУ) в подмножестве имеющихся поддиапазонов. Примерная реализация схемы передачи пилот-сигнала ЧУ изображена в таблице 2. В этой реализации имеются 64 поддиапазона для системы с ОЧУ с МВхМВых, индексы поддиапазонов ±7 и ±21 используются для передачи пилот-сигнала. В альтернативных вариантах осуществления пилот-символы могут быть мультиплексированы с символами передачи, например, с использованием временного мультиплексирования (ВМ), кодового уплотнения (КУ) и любой комбинации ЧУ, ВМ и КУ.

Процессор 320 разнесения ПЕРЕД подает один поток символов передачи в каждый модулятор ОЧУ. Обработка с помощью процессора 320 разнесения ПЕРЕД описана более подробно ниже.

Каждый модулятор ОЧУ принимает соответствующий поток x_j(n) символов передачи x_j(n). В каждом модуляторе ОЧУ блок 330 ОБПФ группирует каждое множество из N_F символов передачи в поток x_j(n), чтобы сформировать соответствующий вектор символов, и преобразует вектор символов в его представление во временной области (которое упоминается как символ ОЧУ) с использованием обратного быстрого преобразования Фурье.

Для каждого символа ОЧУ генератор 332 циклического префикса повторяет часть символа ОЧУ, чтобы сформировать соответствующий символ передачи. Циклический префикс гарантирует, что символ передачи сохраняет свое свойство ортогональности при наличии распространения многомаршрутной задержки, таким образом улучшая эффективность против вредных эффектов, таких как дисперсия канала, вызванных частотным избирательным замиранием. Фиксированный или регулируемый циклический префикс может быть использован для каждого символа ОЧУ. В качестве конкретного примера регулируемого циклического префикса система может иметь полосу частот, равную 20 МГц, период элементарной посылки, равный 50 нсек, и 64 поддиапазона. Для этой системы каждый символ ОЧУ имел бы длительность, равную 3,2 мксек (или 64×50 нсек). Циклический префикс для каждого символа ОЧУ может иметь минимальную длительность, равную 4 элементарным посылкам (200 нсек), и максимальную длительность, равную 16 элементарным посылкам (800 нсек), с приращением, равным 4 элементарным посылкам (200 нсек). Каждый символ передачи тогда имел бы длительность, находящуюся в диапазоне от 3,4 мксек до 4,0 мксек, для циклического префикса от 200 нсек до 800 нсек соответственно.

Генератор 332 циклического префикса в каждом модуляторе ОЧУ подает поток символов передачи в связанный передатчик 222. Каждый передатчик 222 принимает и обрабатывает соответствующий поток символов передачи, чтобы сгенерировать модулированный сигнал прямой линии связи, который затем передается из связанной антенны 224.

Кодирование и модуляция для системы с ОЧУ с МВхМВых описаны более подробно в следующих заявках на патент США:

заявка на патент США, серийный № 09/993087, озаглавленная “Система связи множественного доступа с множеством входов, множеством выходов (МВхМВых)”, зарегистрированная 6 ноября 2001 г.;

заявка на патент США, серийный № 09/854235, озаглавленная “Способ и устройство, предназначенные для обработки данных в системе связи с множеством входов, множеством выходов (МВхМВых), с использованием информации о состоянии канала”, зарегистрированная 11 мая 2001 г.;

заявки на патент США, серийные №№ 09/826481 и 09/956449, обе озаглавленные “Способ и устройство, предназначенные для использования информации о состоянии канала в беспроводной системе связи”, соответственно зарегистрированные 23 марта 2001 г. и 18 сентября 2001 г.;

заявка на патент США, серийный № 09/776075, озаглавленная “Схема кодирования для беспроводной системы связи”, зарегистрированная 1 февраля 2001 г.; и

заявка на патент США, серийный № 09/532492, озаглавленная “Система связи высокой эффективности, высокой производительности, использующая модуляцию с множеством несущих”, зарегистрированная 30 марта 2000 г.

Права на все эти заявки на патент переданы владельцу настоящей заявки, и эти заявки на патент включены в настоящее описание в качестве ссылки.

Система с ОЧУ с МВхМВых может быть сконструирована таким образом, чтобы поддерживать несколько режимов работы для передачи данных. Эти режимы передачи включают в себя режимы передачи с разнесением, режимы передачи с пространственным мультиплексированием и режимы передачи с управлением лучом.

Режимы пространственного мультиплексирования и управления лучом могут быть использованы, чтобы достичь более высоких скоростей бита при определ