Передача и прием сигналов восходящей линии связи с использованием оптимизированной кодовой таблицы ранга 3

Передача и прием сигналов восходящей линии связи с использованием оптимизированной кодовой таблицы ранга 3

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к беспроводной системе мобильной связи и более конкретно к системе связи, основанной на схеме с множеством входов/множеством выходов (MIMO).

Уровень техники

Термин «технология MIMO» является сокращенным наименованием технологии с множеством входов/множеством выходов. Технология MIMO использует множество передающих (Тх) антенн и множество приемных (Rx) антенн для повышения эффективности передачи и приема (Tx/Rx) данных. Другими словами, технология MIMO позволяет использовать на передающей стороне или на приемной стороне беспроводной системы связи множество антенн (именуемой далее многоантенной системой), так что может быть повышена пропускная способность или производительность. В целях удобства описания термин «MIMO» может также трактоваться как многоантенная технология.

Более конкретно, технология MIMO не ограничивается каналом единственной антенны для приема сообщения. Вместо этого технология MIMO собирает множество фрагментов данных, принимаемых через множество антенн, объединяет собранные фрагменты данных и комплектует полные данные. В результате технология MIMO может повысить скорость передачи данных в пределах заданной зоны сотовой связи или же может увеличить покрываемую системой зону, обеспечивая при этом определенную скорость передачи данных. С учетом этого технология MIMO может быть широко использована применительно к терминалам мобильной связи, ретрансляторам, и т.п. технология MIMO может расширить диапазон передачи данных, что позволит превысить ограниченное число передаваемых данных системой мобильной связи.

На фиг.1 показана блок-схема, представляющая в общем виде систему связи MIMO.

На фиг.1 число передающих (Тх) антенн в передатчике равно N_T, а число приемных (Rx) антенн в приемнике равно N_R. При этом пропускная способность канала в системе связи MIMO, когда и передатчик и приемник используют множество антенн, выше, чем в другом случае, когда только передатчик или приемник использует множество антенн. Теоретическая пропускная способность канала в системе связи MIMO увеличивается пропорционально числу антенн. Поэтому скорость передачи данных и частотная эффективность значительно возрастают. При условии, что максимальная скорость передачи данных, приобретенная при использовании единственной антенны, установлена равной (R₀), скорость передачи данных, приобретенная при использовании множества антенн, теоретически может возрасти в заданном размере, который соответствует скорости передачи данных (R₀) для одной антенны, умноженный на коэффициент увеличения R_i. Коэффициент увеличения (R_i) может быть представлен нижеследующим уравнением 1:

[Уравнение 1]

Например, если система MIMO использует четыре передающие (Тх) антенны и четыре приемные (Rx) антенны, то система MIMO теоретически может приобрести высокую скорость передачи данных, которая в четыре раза превышает такую скорость в системе с единственной антенной. После того как упомянутое выше теоретическое увеличение пропускной способности системы MIMO было продемонстрировано в середине 1990-х годов, многие разработчики начали проводить интенсивное исследование разнообразных технологий, которые могут существенно повысить скорость передачи данных, используя теоретическое увеличение пропускной способности. Некоторые из упомянутых выше технологий были отображены в разнообразных стандартах беспроводной связи, например, относящихся к мобильной связи третьего поколения или беспроводным локальным сетям следующего поколения и т.п. Упомянутая выше технология MIMO может быть причислена к схеме пространственного разнесения (называемой также схемой с разнесенной передачей) и к схеме пространственного объединения. Схема пространственного разнесения повышает надежность передачи, используя разные каналы прохождения сигналов. Схема пространственного объединения одновременно передает множество символов данных через множество передающих (Тх) антенн, так что это повышает скорость передачи данных. Кроме того, недавно было также разработано сочетание схемы пространственного разнесения со схемой пространственного объединения с целью правильного извлечения преимуществ этих двух схем.

Вместе с технологией MIMO многими компаниями или разработчиками было проведено исследование разнообразных связанных с технологий MIMO, например исследование теории информации, связанной с расчетом пропускной способности MIMO при разных условиях работы канала или условиях множественного доступа, исследование по измерению радиочастотного (RF) канала и моделированию системы MIMO, и исследование технологии пространственно-временной обработки сигналов для повышения надежности передачи и скорости передачи данных.

В системе, соответствующей стандарту долгосрочного развития по проекту партнерства третьего поколения (3GPP LTE), упомянутая MIMO схема применима только к передаче сигналов нисходящей связи в системе 3GPP LTE. Технология MIMO может быть также расширена применительно к передаче сигналов восходящей линии связи. В этом случае должна быть изменена структура передатчика с целью внедрения технологии MIMO, так что характеристики, определяющие отношение пиковой мощности к средней мощности (PAPR) или кубический показатель (СМ), могут ухудшиться. Поэтому нужна новая технология, способная обеспечить эффективное применение схемы MIMO к передаче сигналов восходящей линии связи.

При этом соответствующее число матриц предварительного кодирования выбирается из кодовой таблицы для использования в передаче по восходящей линии связи ранга 3, и в то же время в кодовой таблице необходимо максимизировать хордальное расстояние между матрицами предварительного кодирования.

Раскрытие изобретения

Соответственно настоящее изобретение направлено на передачу сигналов восходящей линии связи и способ, использующий кодовую таблицу ранга 3, который по существу устраняет одну или более проблем, связанных с ограничениями или недостатками предшествующего уровня техники.

Дополнительные преимущества, задачи и признаки изобретения будут изложены частично в последующем описании, а частично станут очевидными для специалистов в данной области техники при рассмотрении нижеследующего или же могут быть узнаны из практической реализации изобретения. Задачи и другие преимущества изобретения могут быть реализованы структурой, конкретно указанной в его письменном описании и формуле изобретения, а также на прилагаемых чертежах.

Для того чтобы добиться решения этих задач и других преимуществ и в соответствии с целью изобретения, изложенной и подробно описанной здесь, способ управления пользовательским оборудованием (UE) для передачи сигналов восходящей линии связи через четыре антенны включает в себя отображение сигналов восходящей линии связи по трем уровням; выполнение расширения с дискретным преобразованием Фурье (DFT) по каждому из сигналов на трех уровнях, предварительное кодирование DFT-расширенных сигналов на трех уровнях, используя конкретную матрицу предварительного кодирования, выбранную из заранее сохраненной кодовой таблицы, выполнение заданного процесса построения символа множественного доступа с частотным разделением с одной несущей (SC-FDMA) исходя из предварительно кодированных сигналов и передачу SC-FDMA символа в узел В, то есть в узел В через четыре антенны, причем заранее сохраненная кодовая таблица состоит из 6 групп матриц предварительного кодирования вида:

(где Х - комплексная переменная, имеющая амплитуду 1). Каждая из матриц предварительного кодирования в кодовой таблице может быть умножена на заданную постоянную. Однако эта постоянная в целях удобства не обсуждается в этом документе.

Заранее сохраненная кодовая таблица может включать в себя две матрицы предварительного кодирования, выбранные из каждой из 6 групп матриц предварительного кодирования. Заранее сохраненная кодовая таблица может включать в себя две матрицы предварительного кодирования, выбранные из каждой из 6 групп матриц предварительного кодирования, причем величины Х в каждой из 6 групп матриц предварительного кодирования имеют разность фаз в 180° в комплексной плоскости. Заранее сохраненная кодовая таблица может включать в себя одну матрицу предварительного кодирования, имеющую значение Х равное 1 в каждой из 6 групп матриц предварительного кодирования, и другую матрицу предварительного кодирования, имеющую значение Х равное -1 в каждой из 6 групп матриц предварительного кодирования.

Заранее сохраненная кодовая таблица может включать в себя следующие 12 матриц предварительного кодирования:

,

.

В другом аспекте настоящего изобретения пользовательское оборудование (UE) для передачи сигналов восходящей линии связи через множество антенн включает в себя четыре антенны для передачи и приема сигналов, память для хранения кодовой таблицы, используемой для передачи сигналов трех уровней через четыре антенны, и процессор, соединенный с множеством антенн и памятью таким образом, чтобы обрабатывать передачу сигналов восходящей линии связи, причем этот процессор включает в себя устройство отображения в уровни для отображения сигналов восходящей линии связи в три уровня, модуль дискретного преобразования Фурье (DFT) для выполнения DFT-расширения сигналов по каждому из трех уровней, предкодер для предварительного кодирования DFT-расширенных сигналов трех уровней, принятых от модуля DFT, с использованием конкретной матрицы предварительного кодирования, выбранной из заранее сохраненной кодовой таблицы, и передающий модуль для выполнения заданного процесса построения символа множественного доступа с частотным разделением с одной несущей (SC-FDMA) исходя из предварительно кодированных сигналов, и передачи обработанных сигналов в узел В через четыре антенны, причем заранее сохраненная кодовая таблица состоит из 6 групп матриц предварительного кодирования вида:

(где Х - комплексная переменная, имеющая амплитуду 1).

Память может хранить в виде кодовой таблицы по две матрицы предварительного кодирования из каждой из 6 групп матриц предварительного кодирования. Память может хранить в виде кодовой таблицы две матрицы предварительного кодирования, в которых величины Х в каждой из 6 групп матриц предварительного кодирования имеют разность фаз в 180° в комплексной плоскости. Память может хранить в виде кодовой таблицы одну матрицу предварительного кодирования, имеющую значение Х равное 1, в каждой из 6 групп матриц предварительного кодирования, и другую матрицу предварительного кодирования, имеющую значение Х равное -1, в каждой из 6 групп матриц предварительного кодирования.

Память может хранить в виде кодовой таблицы 12 предварительно кодированных матриц вида:

В другом аспекте настоящего изобретения способ управлении узлом В для приема сигналов восходящей линии связи от пользовательского оборудования (UE) включает в себя прием сигналов, передаваемых через четыре антенны и с трех уровней от пользовательского оборудования (UE), и обработку принятых сигналов, используя конкретную матрицу предварительного кодирования, выбранную из заранее сохраненной кодовой таблицы, причем заранее сохраненная кодовая таблица состоит из 6 групп матриц предварительного кодирования вида:

(где Х - комплексная переменная, имеющая амплитуду 1).

Заранее сохраненная кодовая таблица может состоять из 12 следующих матриц предварительного кодирования:

В другом аспекте настоящего изобретения узел В для приема сигналов восходящей линии связи от пользовательского оборудования (UE) включает в себя одну или более антенн для передачи и приема сигналов, память для хранения кодовой таблицы, используемой для приема сигналов с трех уровней, передаваемых UE через четыре антенны UE, и процессор, соединенный с антеннами и памятью таким образом, чтобы обрабатывать прием сигналов восходящей связи, причем этот процессор выполнен с возможностью обработки принятых сигналов, используя конкретную матрицу предварительного кодирования, выбранную из заранее сохраненной кодовой таблицы, причем эта кодовая таблица состоит из 6 групп матриц предварительного кодирования вида:

(где Х - комплексная переменная, имеющая амплитуду 1).

Память может хранить в виде кодовой таблицы 12 следующих матриц предварительного кодирования:

Как было сказано выше, способ передачи и приема сигналов восходящей линии связи согласно вариантам реализации настоящего изобретения может обеспечить передачу и прием, используя вышеупомянутую оптимизированную кодовую таблицу 4Тх ранга 3, передачу сигналов восходящей линии связи, отражая ситуацию в канале за счет отбирания различными путями небольшой доли передаваемых сигналов, и решение проблемы PAPR. Должно быть понятно, что как предшествующее общее описание, так и последующее подробное описание настоящего изобретения являются иллюстративными и пояснительными и направлены на обеспечение дальнейшего объяснения изобретения, описанного в формуле изобретения.

Краткое описание чертежей

Сопровождающие чертежи, которые включены в настоящий документ для облегчения понимания изобретения и введены в состав и являются частью настоящей заявки, иллюстрируют вариант(ы) реализации изобретения и вместе с описанием служат для пояснения принципа изобретения.

На этих чертежах даны:

ФИГ.1 - концептуальная схема, представляющая типовую систему связи MIMO.

ФИГ.2 - типовая структура передатчика, основанная на технологии MIMO.

ФИГ.3 - подробная блок-схема, представляющая типовую структуру, показанную на фиг.2.

ФИГ.4 - концептуальная схема, представляющая способ предварительного кодирования информации на каждом уровне и передачу предварительно кодированной информации через антенну.

ФИГ.5 - концептуальная блок-схема, представляющая типовую схему SC-FDMA.

ФИГ.6 - концептуальная блок-схема, представляющая способ отображения кодового слова в несколько уровней.

ФИГ.7 - концептуальная блок-схема, представляющая способ выполнения DFT по каждому уровню после выполнения отображения кодового слова в уровень (то есть отображения кодовое слово-уровень), с тем чтобы препятствовать повышению величины СМ для каждой антенны.

ФИГ.8 - концептуальная схема, иллюстрирующая хордальное расстояние.

ФИГ.9 - иллюстрация соотношения хордальных расстояний между 6 группами матриц предварительного кодирования согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.

ФИГ.10 - иллюстрация состояния переменных для обеспечения максимального хордального расстояния в пределах одной и той же группы матрицы предварительного кодирования.

ФИГ.11 - иллюстрация соотношения хордальных расстояний, когда переменная матриц предварительного кодирования, содержащихся в одной и той же группе предварительно кодированных матриц, включает в себя кодовый набор квадратурной фазовой манипуляции (QPS·K).

ФИГ.12 - блок-схема, представляющая типовой узел В и типовое пользовательское оборудование (UE).

ФИГ.13-15 - представление схемы SC-FDMA для передачи сигнала восходящей линии связи в системе 3GPP LTE и схемы OFDMA для передачи сигнала нисходящей связи в системе 3GPP LTE.

ФИГ.16 - представление процессора UE согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

Теперь будут подробно описаны предпочтительные варианты реализации изобретения, примеры которых представлены на сопровождающих чертежах. Там, где возможно, на чертежах будут использованы одни и те же ссылочные позиции, относящиеся к одним и тем же или подобным частям.

Подробное описание, которое будет представлено ниже со ссылками на сопровождающие чертежи, направлено на пояснение приводимых в качестве примера вариантов реализации настоящего изобретения, а не на то, чтобы показать единственные варианты реализации, которые могут быть осуществлены согласно настоящему изобретению. Последующее подробное описание включает в себя специфические детали, чтобы обеспечить полное понимание настоящего изобретения. Однако специалистам в данной области техники будет очевидно, что настоящее изобретение может быть практически осуществлено без таких специфических деталей. Например, последующее описание будет сосредоточено на специфических терминах, однако настоящее изобретение не ограничивается ими, и могут быть использованы любые другие термины, имеющие то же значение. Также, где это возможно, будут использоваться одни и те же ссылочные позиции на всех чертежах для обозначения одних и тех же или подобных частей. Отношение пиковой мощности к средней мощности (PAPR) является параметром, определяющим характеристики формы колебаний. PAPR является относительной величиной, получаемой при делении пиковой амплитуды колебаний на усредненное по времени среднеквадратическое (RMS) значение колебаний. RAPR является безразмерной величиной. В общем случае PAPR сигнала с одной несущей лучше, чем сигнала с многими несущими. Кубический показатель (СМ) является другой относительной величиной для описания характеристики формы колебаний, которая подобна PAPR.

Схема LTE-Advanced может реализовать технологию MIMO, используя множественный доступ с частотным разделением с одной несущей (SC-FDMA), с тем, чтобы обеспечить превосходный параметр СМ. При использовании обычного предварительного кодирования сигнал, включающий в себя информацию, соответствующую нескольким уровням, мультиплексируется и передается через единственную антенну, так что сигнал, переданный через эту антенну, может рассматриваться как некий сигнал с многими несущими. PAPR ассоциируется с динамическим диапазоном, который должен быть поддержан усилителем мощности передатчика, а СМ является другой величиной, которая может быть использована в качестве замены PAPR.

На фиг.2 показана типовая структура передатчика, основанная на технологии MIMO.

На фиг.2 одно или более кодовых слов отображаются в множество уровней. В этом случае отображаемая информация отображается в каждую физическую антенну процессом предварительного кодирования и затем передается через каждую физическую антенну.

На фиг.3 показана подробная блок-схема, представляющая основанный на технологии MIMO передатчик, изображенный на фиг.2.

Термин «кодовое слово» указывает на то, что биты контроля циклическим избыточным кодом (CRC) приложены к информационным данным и затем кодированы особым способом кодирования. Существует множество способов кодирования, например турбокод, сверточный код с нейтрализацией «хвостов» (tail-biting convolution code), и т.п. Каждое кодовое слово отображается в один или более уровней (то есть в один или более виртуальных уровней), а общее число отображенных уровней равно рангу. Другими словами, если ранг передачи равен 3, общее число уровней передачи также устанавливается равным 3. Информация, отображаемая в каждый уровень, предварительно кодируется. В этом случае информационные данные, отображаемые в каждый уровень, отображаются в физический уровень через процесс предварительного кодирования (здесь термин «уровень» означает виртуальный уровень, насколько именно он определяет физический уровень). Информация передается в каждую антенну через каждый физический уровень. С учетом того, что никакого конкретного пояснения не приведено на фиг.3, предварительное кодирование выполняется в частотном домене, и используется схема передачи информации OFDM применительно к информации, отображаемой в физический уровень. Информация, отображаемая в физический уровень, отображается в конкретный частотный домен и затем подвергается обратному быстрому преобразованию Фурье (IFFT). После этого результату IFFT придается циклический префикс (СР). Затем информация передается в каждую антенну через радиочастотную (RF) цепочку.

Процесс предварительного кодирования может выполняться матричным умножением. В каждой из матриц число строк равно числу физических уровней (то есть числу антенн), а число столбцов определяет ранг. Ранг равен числу уровней, так что число столбцов равно числу уровней. В приведенном ниже уравнении 2 информация, отображенная в уровень (то есть в виртуальный уровень), обозначается через х₁ и х₂, каждый элемент p_ij (4 х 2) матрицы является весом, используемым для кодирования. y₁, y₂, y₃ и y₄ означают информацию, отображаемую в физические уровни и передаваемую через соответствующие антенны с использованием отдельных OFDM передающих схем:

[Уравнение 2]

В последующем описании виртуальный уровень будет именоваться «уровнем» в тех рамках, в которых такое использование этого термина не приведет к недоразумению. Операция отображения сигнала виртуального уровня в физический уровень будет рассматриваться здесь как операция непосредственного отображения уровня в антенну.

Способ предварительного кодирования может быть в общем подразделен на два способа, а именно способ широкополосного предварительного кодирования и способ предварительного кодирования на участке полосы частот.

Способ широкополосного предварительного кодирования заключается в следующем. Согласно способу широкополосного предварительного кодирования, когда предварительное кодирование выполняется в частотном домене, одна и та же матрица предварительного кодирования применяется ко всей информации, передаваемой в частотный домен.

На фиг.4 показана концептуальная схема, представляющая способ предварительного кодирования информации на каждом уровне и передачи предварительно кодированной информации через антенну.

Обращаясь к фиг.4, можно понять, что информация, соответствующая множеству уровней, предварительно кодируется, расширяясь при этом в соответствии с поднесущими каждого частотного домена, и предварительно кодированная информация передается через каждую антенну. Все матрицы 'Р' предварительного кодирования в способе широкополосного предварительного кодирования равны друг другу.

Способ предварительного кодирования на участке полосы частот обеспечивается расширением способа широкополосного предварительного кодирования. Способ предварительного кодирования на участке полосы частот применяет разные матрицы предварительного кодирования к каждой поднесущей, не применяя одну и ту же матрицу предварительного кодирования ко всем поднесущим. Другими словами, в соответствии со способом предварительного кодирования на участке полосы частот матрица 'Р' предварительного кодирования используется в конкретной поднесущей, а другая матрица 'М' предварительного кодирования используется в остальных поднесущих, отличающихся от этой конкретной поднесущей. При этом значения элементов матрицы 'Р' предварительного кодирования отличаются от значений элементов другой матрицы 'М' предварительного кодирования.

Передача сигналов восходящей линии связи относительно чувствительна по отношению к параметру PAPR или СМ по сравнению с передачей сигналов нисходящей связи. Повышение стоимости усилителя мощности, обусловленное увеличением значений параметра PAPR или СМ, может породить более серьезные проблемы в пользовательском оборудовании (UE). Следовательно, схема SC-FDMA используется для передачи сигналов восходящей линии связи.

На фиг.5 показана концептуальная блок-схема, представляющая типовую схему SC-FDMA.

Как показано на фиг.5, схема OFDM и схема SC-FDMA рассматриваются как в некоторой степени идентичные друг другу, поскольку они преобразуют последовательный сигнал в параллельные сигналы, отображают параллельные сигналы в поднесущие, выполняют процесс IDFT или IFFT на отображенных сигналах, преобразуют IDFT- или IFFT-обработанные сигналы в последовательный сигнал, придают циклический префикс (СР) результирующему последовательному сигналу и передают СР результирующий сигнал через радиочастотный (RF) модуль. Однако в отличие от OFDM схемы, схема SC-FDMA преобразует параллельные сигналы в последовательный сигнал и выполняет расширение DFT по последовательному сигналу, так что она уменьшает влияние последующего процесса IDFT или IFFT и поддерживает характеристику единого сигнала более чем на заданном уровне насколько это возможно.

Между тем, причина, по которой снижается величина СМ при применении схемы MIMO к передаче сигналов восходящей линии связи, является следующей. Если множество сигналов с одной несущей, каждый из которых обладает хорошими СМ характеристиками, одновременно накладываются друг на друга, эти наложенные сигналы могут иметь плохие СМ характеристики. Поэтому если SC-FDMA система мультиплексирует выходную информацию нескольких уровней, используя минимальное число сигналов с одной несущей или один сигнал с одной несущей на одной физической антенне, может генерироваться передаваемый сигнал с хорошей характеристикой СМ.

Процесс отображения кодового слова в уровень может выполняться до предварительного кодирования подлежащей передаче информации. Поскольку схема SC-FDMA обычно используется для режима одной передачи (1Тх), число уровней равно 1. Но если схема SC-FDMA поддерживает схему MIMO, число уровней является множественным, и кодовое слово, состоящее из одного транспортного блока, может быть отображено во множество уровней.

На фиг.6 показана концептуальная блок-схема, представляющая способ отображения кодового слова в несколько уровней.

Как следует из фиг.6, если отображение кодового слова в уровень производится после выполнения процесса DFT для схемы SC-FDMA, значение СМ может быть увеличено. Так что поскольку выходной сигнал блока DFT подвергается обработке другими процессами до поступления в модуль IFFT, то есть поскольку выходной сигнал блока DFT разделяется на два уровня, значение СМ может быть увеличено.

На фиг.7 показана концептуальная блок-схема, представляющая способ выполнения DFT по каждому уровню после выполнения отображения кодового слова в уровень (то есть отображения кодовое слово-уровень), с тем чтобы воспрепятствовать увеличению значения СМ для каждой антенны.

Поэтому если число блоков DFT изменяется, расширяясь при этом согласно числу уровней, основанному на ранге, может поддерживаться низкое значение СМ. То есть выходной сигнал DFT блока непосредственно вводится в блок IFFT, не проходя через другие процессы, так что может поддерживаться низкое значение СМ. В случае практической реализации множество уровней могут совместно использовать один блок DFT.

Если множество сигналов уровня передается через единственную антенну за счет применения схемы MIMO к передаче сигналов восходящей линии связи, параметр PAPR или СМ может быть ухудшен. Для того чтобы преодолеть упомянутую проблему, нижеследующие варианты реализации настоящего изобретения предоставят способ составления кодовой таблицы, основанной на матрице предварительного кодирования, посредством которого только сигнал одного уровня передается через одну антенну. Кроме того, принцип составления кодовой таблицы, который включает в себя соответствующее число матриц предварительного кодирования и максимизирует хордальное расстояние между матрицами предварительного кодирования в кодовой таблице, будет подробно описано ниже.

Затем в первую очередь будет рассмотрено хордальное расстояние, а ниже будут подробно описаны кодовая таблица восходящей линии связи (конкретно кодовая таблица для использования применительно к передаче ранга 3 и через 4 антенны) и способ передачи и приема сигнала с использованием этой кодовой таблицы.

Один вариант реализации настоящего изобретения обеспечивает способ создания кодовой таблицы 4Тх ранга 3, используя 6 матриц предварительного кодирования, показанных в следующей таблице 1. Эквивалентные матрицы предварительного кодирования, показанные в таблице 1, генерируют одно и то же значение отношения сигнала к помехам и шуму (SINR), задаваемое состоянием канала. В следующих вариантах реализации полагается, что отображение кодового слова в уровень (называемое также отображением кодовое слово-уровень) для использования в передаче ранга 3 выполняется, как показано на фиг.3. То есть полагается, что кодовое слово 1 отображается в уровень 1, а кодовое слово 2 равным образом отображается в уровень 2 и уровень 3 в единицах символа.

Матрица предварительного кодирования для использования в реальной передаче и приеме сигналов восходящей линии связи сконфигурирована в умножающем формате, в котором каждая матрица предварительного кодирования, показанная в таблице 1, умножается на конкретную постоянную. В последующем описании постоянная, на которую умножается матрица предварительного кодирования, будет опускаться для удобства описания, в иных случаях эта постоянная упоминается.

В то же время можно показать, что перестановка конкретных столбцов не влияет на характеристику SINR. Например, хотя матрица [C1, C2, C3] предварительного кодирования модифицирована в другую матрицу [C1, C3, C2] предварительного кодирования, такая модификация рассматривается просто как перестановка кодового слова и не вносит изменения в общую сумму результирующих значений SINR. В последующем описании будет описана только «общая форма кодовой таблицы» в каждой из 6 групп матриц предварительного кодирования, показанных в таблице 1, а эквивалентные матрицы предварительного кодирования не будут обсуждаться.

С другой стороны, кодовая таблица, показанная в таблице 1, может включать в себя множество матриц предварительного кодирования в соответствии со значениями Х матриц предварительного кодирования. Если значение Х является любым одним из значений кодового набора QPSK (таким как 1,-1, j и -j), могут быть получены следующие группы матриц предварительного кодирования, представленные в таблице 2:

Из таблицы 2 следует, что параметр Х каждой матрицы предварительного кодирования определяется выражением X_∈{±1, ±j}.

Вышеупомянутый способ использования полного множества матриц предварительного кодирования в виде кодовой таблицы 4Тх ранга 3 также может быть применен. Один вариант реализации настоящего изобретения обеспечивает способ составления кодовой таблицы, который включает в себя максимальное хордальное расстояние между матрицами предварительного кодирования, содержащимися в кодовой таблице, используя концепцию хордального расстояния, и в то же время включает в себя оптимизированное число матриц предварительного кодирования.

На фиг.8 показана концептуальная схема, иллюстрирующая хордальное расстояние.

Хордальное расстояние хорошо известно как одна из норм (или стандартов) для сравнения характеристик разнообразных кодовых таблиц. Здесь термин «хордальное» определяет прямую линию между двумя точками, расположенными на окружности. Поэтому в случае двухмерного (2D) пространства хордальное расстояние определяет расстояние между двумя точками, расположенными на окружности круга (например, круга с единичным радиусом), как показано на фиг.8. В общем случае предпочтительно, чтобы кодовая таблица, включающая в себя матрицы предварительного кодирования, каждая из которых имеет длинное хордальное расстояние, включала в себя множество матриц предварительного кодирования, которые будут использоваться при разных состояниях канала.

Существует необходимость в 4Тх кодовой таблице, чтобы учесть четырехмерное хордальное расстояние, так что нижеследующее уравнение 3 может быть использовано как хордальное расстояние для выбора множества кодовой таблицы:

[Уравнение 3]

В уравнении 3 Р определяется как , а Q определяется как где ν_i и u_i (i=1,2,…N, N=4 в случае 4Тх антенн) являются корневыми векторами матриц Р и Q, соответственно. Кроме того, - фробениусова норма матрицы. Вышеупомянутое хордальное расстояние может также определяется следующим уравнением 4:

[Уравнение 4]

где А и В - ортогонально нормированные матрицы для Р и Q, соответственно.

Составление вышеупомянутой кодовой таблицы для 4Тх системы, основанной на четырех передающих антеннах, будет обсуждаться с использованием вышеупомянутой концепции хордального расстояния.

Прежде всего должно быть вычислено хордальное расстояние между 6 группами матриц предварительного кодирования, как описано ниже.

Хордальное расстояние между матрицей Xi предварительного кодирования группы Gr_i матриц предварительного кодирования и матрицей Xj предварительного кодирования группы Gr_j матриц предварительного кодирования зависит от трассы . Эта трасса может отражать расстояние между и . Число случаев, в которых две пары выбираются из упомянутых 6 групп, устанавливается равным относительно высокому числу, например, , так что в последующем описании будет рассматриваться и раскрываться только разность между двумя матрицами предварительного кодирования, выбранными из разных групп. В первую очередь будут рассчитываться нижеследующие величины, как представлено уравнением 5:

[Уравнение 5]

В уравнении 5 Xi является матрицей предварительного кодирования, принадлежащей группе i. Разность между матрицей предварительного кодирования группы 1 и матрицей предварительного кодирования другой группы может быть представлена следующим уравнением 6:

[Уравнение 6]

Разность между матрицей предварительного кодирования группы 2 и матрицей предварительного кодирования другой группы представляется следующим уравнением 7:

[Уравнение 7]

Далее, разность между матрицей предварительного кодирования группы 3 и матрицей предварительного кодирования другой группы представляется следующим уравнением 8:

[Уравнение 8]

Далее, разность между матрицей предварительного кодирования группы 4 и матрицей предварительного кодирования другой группы представляется следующим уравнением 9:

[Уравнение 9]

Наконец, разность между матрицей предварительного кодирования группы 5 и матрицей предварительного кодирования группы 6 представляется следующим уравнением 10:

[Уравнение 10]

Следует отметить, что переменные, показанные в уравнениях с 6 по 10, расположены на единичной окружности. Кроме того, уравнения с 6 по 10 могут быть упрощены, как показано в следующих уравнениях 11 и 12:

[Уравнение 11]