Устройство и способ кодирования с использованием сокращенной кодовой книги с адаптивной установкой в исходное положение

Устройство и способ кодирования с использованием сокращенной кодовой книги с адаптивной установкой в исходное положение

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящая заявка относится к системам и способам кодирования, используя сокращенную кодовую книгу с адаптивной установкой в исходное положение, например, для использования в системах беспроводной связи.

ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В документе с описанием системы IEEE 802.16m-08/003M от 15-го апреля 2008 года, говорится, что:

Этот стандарт [802.16m] изменяет спецификацию беспроводной связи MAN-OFDMA IEEE 802.16, чтобы обеспечить новый радиоинтерфейс для работы в лицензируемых полосах частот. Это соответствует требованиям сотового уровня IMT следующего поколения мобильных сетей. Это изменение также поддерживает существующее беспроводное оборудование MAN-QFDMA.

При этом стандарт преследует следующую цель:

i. Цель настоящего стандарта состоит в том, чтобы обеспечить повышение производительности, необходимое для поддержки будущих усовершенствованных услуг и приложений, таких как описаны в отчете ITU-R M.2072 Международного союза электросвязи (ITU).

Коммуникационная среда, обеспечивающая обратную связь при множественном входе - множественном выходе (MIMO), доказала свои преимущества. В ранних системах, в которых использовалась обратную связь, весовые коэффициенты создавались в приемнике MIMO на основе условия канала. Кодовое слово передавалось обратно с приемника MIM0 на передатчик, который применяет весовые коэффициенты к соответствующим сигналам, передаваемым с различных антенн передатчика MIMO. Весовые коэффициенты обеспечивают эффективное предискажение передаваемых сигналов, чтобы вызвать обратный эффект в канале передачи. Соответственно, сигналы, полученные в антеннах приемника MIMO, будут близки тем, которые будут приняты, через свободный канал невзвешивания. К сожалению, условия канала часто, если не постоянно, изменяются, и весовые коэффициенты, представляющие условия канала, являются информационно емкими. В свете ограниченной полосы пропускания, доступной для обратной связи, обеспечение весовых коэффициентов для изменения условий канала стало невыполнимым.

Чтобы уменьшить полосу пропускания, требуемую для обеспечения обратной связи для канала MIMO, разработчики разработали кодовые книги, которые хранятся в передатчике MIMO и в приемнике MIMO. Кодовые книги включают кодовые слова, которые указывают на предопределенные весовые коэффициенты (которые могут включать информацию об амплитуде и фазе). Эти предопределенные весовые коэффициенты конфигурируются, чтобы покрыть диапазон возможных условий канала через постоянное число дискретных весовых коэффициентов. Каждое из кодовых слов в кодовой книге связано с индексом кодового слова. В процессе работы приемник MIMO будет систематически определять условия канала и выбирать наиболее подходящее кодовое слово в зависимости от условий канала. Вместо того чтобы посылать кодовое слово, которое включает весовые коэффициенты, приемник MIMO передает индекс кодового слова передатчику MIMO по соответствующему каналу обратной связи. Передатчик MIMO получит индекс кодового слова, извлечет весовые коэффициенты соответствующего кодового слова и применит эти весовые коэффициенты к сигналам, которые будут переданы от различных передающих антенн.

Число кодовых слов в кодовой книге влияет на полосу пропускания, требуемую для обратной связи и улучшения производительности, связанное с использованием обратной связи. К сожалению, по мере увеличения числа кодовых слов полоса пропускания, требуемая для возврата индекса кодового слова передатчику MIMO от приемника MIMO, увеличивается. Совместное использование кодовых книг и обеспечение индекса кодового слова вместо множества весовых коэффициентов в качестве обратной связи обеспечивает улучшение производительности по сравнению с системами, использующими все весовые коэффициенты в виде обратной связи.

Фигуры 7-13 настоящей заявки соответствуют фигурам 1-7 IEEE 802.16m-08/003r1.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цели и признаки настоящей заявки станут очевидными для обычных специалистов из анализа следующего описания определенных примеров воплощения изобретения со ссылками на сопроводительные чертежи и приложения.

Согласно одной цели настоящего изобретения оно обеспечивает способ, содержащий: относительное множество кодовых слов полной кодовой книги и множество подмножеств кодового слова, причем каждое подмножество кодового слова содержит соответствующее множество кодовых слов полной кодовой книги; при этом выполняются следующие операции: определение лучшего кодового слова из полной кодовой книги; адаптивный выбор подмножества кодовых слов из множества кодовых слов как текущего подмножества кодовых слов на основе порогового критерия между (а) самым последним выбранным текущим подмножеством кодовых слов и (b) другим подмножеством кодовых слов, которое содержит лучшее кодовое слово из полной кодовой книги; адаптивный выбор результатов изменений в текущем подмножестве кодовых слов, передавая индикацию текущего подмножества кодовых слов; передачу индекса кодового слова в пределах текущего подмножества кодовых слов из множества кодовых слов.

Согласно другой цели настоящего изобретения оно обеспечивает устройство, содержащее: приемник, связанный с множеством антенн; передатчик, связанный с множеством антенн, и память, содержащую подмножества кодовых слов; селектор подмножества, основанный на пороговом критерии, который инициирует устройство на выполнение способа, содержащего: относительно множества кодовых слов полной кодовой книги и множества подмножеств кодового слова, каждое подмножество кодовых слов содержит соответствующее множество кодовых слов полной кодовой книги; при этом выполняются следующие операции: определение лучшего кодового слова из полной кодовой книги; адаптивный выбор подмножества кодовых слов из множества кодовых слов как текущего подмножества кодовых слов, выбирая на основе порогового критерия между (а) самым последним выбранным текущим подмножеством кодовых слов и (b) другим подмножеством кодовых слов, которое содержит лучшее кодовое слово из полной кодовой книги; адаптивный выбор результатов изменений в текущем подмножестве кодовых слов с передачей индикации текущего подмножества кодовых слов; передачу индекса кодового слова в текущее подмножество кодовых слов множества подмножества кодовых слов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Ниже описываются примеры воплощения настоящего изобретения со ссылками на приложенные чертежи, на которых:

Фигура 1 - блок-схема универсальной сотовой системы связи;

Фигура 2 - блок-схема примерной базовой станции, которая могла бы быть использована для реализации некоторых примеров воплощения настоящего изобретения;

Фигура 3 - блок-схема примерного беспроводного терминала, который мог бы быть использован для реализации некоторых примеров воплощения настоящего изобретения;

Фигура 4 - блок-схема примерной ретрансляционной станции, которая могла бы быть использована для реализации некоторых примеров воплощения настоящего изобретения;

Фигура 5 - блок-схема логического построения примерной архитектуры передатчика OFDM, которая могла бы быть использована для реализации некоторых примеров воплощения настоящего изобретения;

Фигура 6 - блок-схема логического построения примерной архитектуры приемника OFDM, которая могла бы быть использована для реализации некоторых примеров воплощения настоящего изобретения;

Фигура 7 представляет собой фигуру 1 IEEE 802. 16m-08/003r1 как пример общей сетевой архитектуры;

Фигура 8 представляет собой фигуру 2 IEEE 802. 16m-08/003r1 как пример общей сетевой архитектуры ретрансляционной станции;

Фигура 9 представляет собой фигуру 3 IEEE 802. 16m-08/003r1 как эталонная модель системы;

Фигура 10 представляет собой фигуру 4 IEEE 802.16m-08/003r1, структура протокола 802.16m IEEE;

Фигура 11 представляет собой фигуру 5 IEEE 802, плоскость обработки потока данных 16m 08/003r1 MS/ES, IEEE 802;

Фигура 12 представляет собой фигуру 6 IEEE 802, плоскость управления потока данных 16m 08/003r1 MS/ES, IEEE 802;

Фигура 13 представляет собой фигуру 7 IEEE 802.16m-08/003r1 - схематическое представление архитектуры основного протокола для поддержки систему с несколькими несущими, и соответствующее фигуре 7 документа IEEE 802.16m-08/003r1.

Фигура 14 - блок-схема системы MIMО;

Фигура 15 - табличное представление ряда кодовых слов и соответствующих индексов кодового слова;

Фигура 16 - табличное представление кодовых слов и связанных подмножеств кодовых слов;

Фигура 17 - табличное представление подмножества кодовых слов;

Фигура 18 - блок-схема способа передачи индексов кодового слова;

Фигуры 19 и 20 - блок-схемы двух способов передачи индексов кодового слова;

Фигура 21 - блок-схема способа получения индексов кодового слова; и

Фигура 22 - блок-схема приемника.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

На фигуре 1 показан центр управления базовой станцией (BSC) 10, который управляет беспроводной связью в пределах множества ячеек 12, которые обслуживаются соответствующими базовыми станциями (BS) 14. В некоторых конфигурациях каждая ячейка дополнительно делится на множество секторов или зон 13 (не показаны). В целом, каждая базовая станция 14 облегчает связь с мобильными станциями (MS), используя схему цифровой модуляции при ортогональном частотном уплотнении каналов (OFDM) и/или беспроводные терминалы 16, которые в пределах ячейки 12 связаны с соответствующей базовой станцией 14. Перемещение мобильных станций 16 относительно базовых станций 14 приводит к существенным изменениям условий работы канала. Как показано на чертеже, базовые станции 14 и мобильные станции 16 могут включать многократные антенны, чтобы обеспечить пространственное разнесение каналов при связи. В некоторых конфигурациях ретрансляционные станции 15 могут облегчить связь между базовыми станциями 14 и мобильными станциями 16. Мобильные станции 16 могут быть перенаправлены от любой из ячеек 12 к другой ячейке 12 сектора или зоны 13 (не показано), к базовой станции 14 или к ретрансляционной станции 15. В некоторых конфигурациях базовые станции 14 связаны друг с другом и с другой сетью, такой как базовая сеть или Интернет (не показаны) по транспортной сети связи 11. В некоторых конфигурациях центр управления базовой станцией 10 не является необходимым.

На фигуре 2 приведен пример базовой станции 14. Базовая станция 14 обычно включает систему управления 20, групповой процессор 22, передатчик 24, приемник 26, многократные передающие антенны 28 и сетевой интерфейс 30. Приемник 26 получает радиочастотные сигналы, переносящие информацию от одной или нескольких удаленных передатчиков мобильных станций 16 (показаны на фигуре 3) и ретрансляционных станций 15 (показаны на фигуре 4). Малошумящий усилитель и фильтр (не показаны) могут быть использованы для усиления сигнала и удаления широкополосных помех из полученного сигнала для его последующей обработки. Схема преобразования с понижением частоты и оцифровки (не показана) затем преобразует полученный отфильтрованный сигнал с понижением частоты до сигнала промежуточной или групповой частоты, который затем оцифровывается в один или несколько цифровых потоков.

Групповой процессор 22 обрабатывает оцифрованные потоки, чтобы извлечь информационные биты или биты данных, переданные в принятом сигнале. Эта обработка обычно включает операции демодуляции, декодирования и исправления ошибок. Групповой процессор 22 обычно реализуется в виде одного или нескольких процессоров цифровых сигналов (DSP) или специализированных интегральных схем (ASIC). Затем информация передается через беспроводную сеть и сетевой интерфейс 30 или передается на другую мобильную станцию 16, обслуживаемую базовой станцией 14, либо прямо, либо с помощью одной из ретрансляционных станций 15.

На стороне передачи групповой процессор 22 получает оцифрованные данные, которые могут представлять собой речь, данные или управляющую информацию, от сетевого интерфейса 30 под управлением системы управления 20 и формирует кодированные данные для передачи. Кодированные данные поступают на передатчик 24, где они модулируются одним или несколькими сигналами несущей, имеющими требуемую частоту или частоты передачи. Усилитель мощности (не показан) усиливает модулированные сигналы несущей до уровня, подходящего для передачи, и передает модулированные сигналы несущей передающим антеннам 28 через соответствующую цепь (не показана). Модуляция и обработка сигналов описываются ниже более подробно.

На фигуре 3 представлен пример мобильного терминала 16. Так же как и базовая станция 14, мобильный терминал 16 включает систему управления 32, групповой процессор 34, передатчик 36, приемник 38, многократные приемные антенны 40 и пользовательский интерфейс 42. Приемник 38 получает радиочастотные сигналы, переносящие информацию от одного или несколько базовых станций 14 и от ретрансляционных станций 15. Малошумящий усилитель и фильтр (не показаны) могут использоваться для усиления сигнала и удаления широкополосных помех из сигнала для его последующей обработки. Схема преобразования с понижением частоты и оцифровки (не показана) затем преобразует полученный отфильтрованный сигнал с понижением частоты в сигнал промежуточной или групповой частоты, который затем оцифровывается в один или несколько цифровых потоков.

Групповой процессор 34 обрабатывает оцифрованные потоки, чтобы извлечь информационные биты или биты данных, переданные в сигнале. Эта обработка обычно включает операции демодуляции, декодирования и исправления ошибок. Групповой процессор 34 обычно реализуется в одном или нескольких процессорах цифровых сигналов (DSP) и в специализированных интегральных схемах (ASIC).

При передаче групповой процессор 34 получает оцифрованные данные, которые могут представлять собой речь, видео, данные или управляющую информацию, из системы управления 32 в кодированном виде. Кодированные данные поступают к передатчику 136, который используется модулятором для модулирования одного или нескольких сигналов несущей в требуемую частоту или частоты передачи. Усилитель мощности (не показан) усиливает модулированные сигналы несущей до уровня, подходящего для передачи, и передает модулированный сигнал несущей антеннам 130 через согласующую цепь (не показана). Как известно специалистам в данной области, могут использоваться различные способы модуляции и обработки для передачи сигнала между мобильными станциями 16 и базовыми станциями 14 непосредственно или через ретрансляционную станцию.

При модуляции OFDM полоса передачи делится на множество ортогональных несущих. Каждая несущая модулируется согласно передаваемым цифровым данным. Поскольку OFDM делит полосу передачи на множество несущих, полоса пропускания на одну несущую уменьшается и время модуляции на несущую увеличивается. Поскольку множество несущих передается параллельно, скорость передачи цифровых данных, или символов, на любой данной несущей ниже, чем когда используется одиночная несущая.

Модуляция OFDM включает использование быстрого обратного преобразования Фурье (IFFT) передаваемой информации. При демодуляции на принятом сигнале выполняется быстрое преобразование Фурье (FFT), чтобы восстановить переданную информацию. Практически IFFT и FFT обеспечиваются цифровой обработкой сигналов, включающей обратное дискретное преобразование Фурье (IDFT) и дискретное преобразование Фурье (DFT) соответственно. Таким образом, типичный признак модуляции OFDM заключается в том, что ортогональные несущие формируются для многократных полос в пределах канала передачи. Модулируемые сигналы являются цифровыми сигналами, имеющими относительно низкую скорость передачи и способными к удержанию в пределах их соответствующих полос. Отдельные несущие не модулируются непосредственно цифровыми сигналами. Вместо этого все несущие модулируются сразу обработкой IFFT.

При работе OFDM предпочтительно используется по меньшей мере для передачи сигналов по нисходящей линии связи от базовых станций 14 к мобильным станциям 16. Каждая из базовых станций 14 имеет "n" передающих антенн 28 (n>=1) и каждая из мобильных станций 16 имеет "m" приемных антенн 40 (m>=1). Отметим, что соответствующие антенны могут использоваться для приема и передачи с помощью соответствующих дуплексеров или переключателей и называются так только для ясности изложения.

Когда используются ретрансляционные станции 15, OFDM предпочтительно используется для передачи сигналов по нисходящей линии связи от базовых станций 14 к ретрансляционным станциям и от ретрансляционных станций к мобильным станциям 16.

На фигуре 4 показана примерная ретрансляционная станция 15. Аналогично базовым станциям 14 и мобильным станциям 16, ретрансляционная станция 15 имеет систему управления 132, групповой процессор 134, передатчик 136, приемник 138, многократные антенны 130 и ретранслятор 142. Ретранслятор 142 позволяет ретрансляционной станции 15 установить связь между одной из базовых станций 14 и одной из мобильных станций 16. Приемник 138 получает радиочастотные сигналы, переносящие информацию от одной или нескольких базовых станций 14 и мобильных станций 16. Малошумящий усилитель и фильтр (не показаны) могут быть использованы для усиления сигнала и удаления широкополосной помехи из сигнала, предназначенного для последующей обработки. Преобразование с понижением частоты и схема оцифровки (не показаны) преобразуют полученный отфильтрованный сигнал с понижением частоты до сигнала промежуточной или групповой частоты, и указанный сигнал затем оцифровывается в один или несколько цифровых потоков.

Групповой процессор 134 обрабатывает цифровые потоки, чтобы извлечь информационные биты или биты данных, переданные в сигнале. Эта обработка обычно включает операции демодуляции, декодирования и исправления ошибок. Групповой процессор 134 обычно реализуется в одном или нескольких процессорах цифровых сигналов (DSP) и специализированных интегральных схемах (ASIC).

Для передачи групповой процессор 134 получает оцифрованные данные, которые могут представлять собой речь, видео, данные или управляющую информацию, от системы управления 132 и кодирует эти данные для передачи. Кодированные данные выводятся к передатчику 136, где они используется модулятором, чтобы модулировать один или несколько сигналов несущей на желательной частоте или частотах передачи. Усилитель мощности (не показан) усиливает модулированные сигналы несущей до уровня, подходящего для передачи, и передает модулированный сигнал несущей антеннам 130 через согласующую цепь (не показана). Как известно специалистам в данной области, могут использоваться различные способы модуляции и обработки для передачи сигнала между мобильными станциями 16 и базовыми станциями 14 прямо или косвенно через ретрансляционные станции 15, как описано выше.

На фигуре 5 представлена логическая архитектура передачи OFDM, описание которой приводится ниже. Как показано на фигуре 1, первоначально центр управления базовой станцией 10 посылает данные, которые будут переданы различными мобильными станциями 16 на базовые станции 14, либо прямо, либо с помощью одной из ретрансляционных станций 15. Базовые станции 14 могут использовать индикаторы качества канала (CQI), связанные с мобильными станциями 16, чтобы запланировать данные для передачи и выбрать соответствующее кодирование и модуляцию для передачи запланированных данных. CQI может быть получено непосредственно от мобильных терминалов 16 или определено на базовой станции 14 на основе информации, предоставленной мобильными терминалами 16. В любом случае CQI для каждого из мобильных терминалов 16 является функцией степени, до которой амплитуда (или отклик) канала изменяется в диапазоне частот OFDM.

Запланированные данные 44 представляют собой поток битов, и этот поток скремблирован способом, уменьшающим отношение пикового значения мощности к среднему, связанного с данными, используя логику скремблирования данных 46. Контроль циклическим избыточным кодом (CRC) для скремблированных данных определяется и добавляется к скремблированным данным, используя логику добавления CRC 48. После этого выполняется кодирование канала, используя кодер канала 50, чтобы эффективно добавить избыточность к данным и облегчить восстановление и исправление ошибок на мобильных станциях 16. Кодирование канала для конкретной мобильной станции 16 выполняется на основе CQI, связанного с определенной мобильной станцией. В некоторых реализациях кодер канала 50 использует известные способы турбо кодирования. Кодированные данные затем обрабатываются логикой согласования уровня 52, чтобы компенсировать расширение данных, связанное с кодированием.

Логика перемежителя битов 54 систематически переупорядочивает биты в закодированных данных, чтобы минимизировать потерю последовательных битов данных. Переупорядоченные биты данных систематически отображаются в соответствующие символы в зависимости от выбранной модуляции основной полосы частот логикой отображения 56. Предпочтительно используется квадратурная амплитудная модуляция (QAM) или квадратурная фазовая модуляция (QPSK). Степень модуляции выбирается на основе CQI, связанного с определенной мобильной станцией, как обсуждено выше со ссылкой на фигуры 14-29. Символы могут систематически переупорядочиваться, используя символ логику чередования 58, чтобы дополнительно поддержать целостность переданного сигнала при периодической потере данных, вызванной частотным замиранием.

На данном этапе группы битов были преобразованы в символы, представляющие расположения в амплитудной и фазовой совокупности. Когда требуется пространственное разнесение, блоки символов обрабатываются пространственно-временным блочным кодом (STC) логического кодера 60, который изменяет символы способом, делающим переданные сигналы более стойкими к помехам и легче декодируемыми на мобильных станциях 16. Логический кодер STC 60 обработает входящие символы и обеспечивает "n" выходов, соответствующих числу передающих антенн 28 базовой станции 14. Система управления 20 и/или групповой процессор 22, описанный выше со ссылкой на фигуру 5, обеспечивают управляющий сигнал отображения для управления кодером STC. Предположим, что на данном этапе символы для "n" выходов являются репрезентативными для данных, которые будут переданы и могут быть восстановлены мобильными станциями 16.

Для настоящего примера предположим, что базовая станция 14 имеет две передающие антенны 28 (n=2), и логический кодер STC 60 обеспечивает два выходных потока символов. Соответственно, каждый из выходных потоков символов, выдаваемый логическим кодером STC 60, передается по соответствующему процессору IFFT 62, показанному отдельно для простоты понимания. Специалисты в данной области понимают, что для такой обработки цифровых сигналов можно использовать один или несколько процессоров. Каждый процессор 62 IFFT будет предпочтительно работать на символах, обеспеченных для этой цели, чтобы выполнить преобразование Фурье. Выход процессора IFFT 62 обеспечивает символы во временном интервале. Символы во временном интервале группируются во фреймы, каждый из которых связан с префиксом префиксной вставкой 64. Каждый из результирующих сигналов преобразуется с повышением частоты в цифровой области в промежуточную частоту и преобразуется в аналоговый сигнал с соответствующим цифровым преобразованием с повышением частоты (DUC) и цифроаналоговую схему преобразования (D/A) 66. Полученные аналоговые сигналы затем одновременно модулируются на требуемой радиочастоте (RF), усиливаются и передаются через схему RF 68 и передающие антенны 28 на одну из мобильных станций 16. Отметим, что среди поднесущих разнесены пилот-сигналы, известные от одной из намеченных мобильных станций 16. Мобильные станции 16, которые подробно обсуждены ниже, будут использовать пилот-сигналы для оценки канала.

Обратимся теперь к фигуре 6, иллюстрирующей прием переданных сигналов одной из мобильных станций 16 либо непосредственно от одной из базовых станций 14, либо с помощью ретрансляционной станции 15. По прибытии переданных сигналов на каждую из приемных антенн 40 мобильной станции 16 эти сигналы демодулируются и усиливаются соответствующей схемой RF 70. Для ясности подробно описывается только один из этих двух путей получения сигналов. Аналого-цифровой преобразователь и схема преобразования с понижением частоты (A/D) 72 оцифровывают и преобразуют аналоговый сигнал с понижением частоты для последующей цифровой обработки. Результирующий оцифрованный сигнал может использоваться автоматической схемой управления усилением (AGC) 74 для регулирования усиления усилителей в схеме RF 70 на основе уровня полученного сигнала.

Первоначально оцифрованный сигнал обеспечивается для логики синхронизации 76, выполняющей функцию грубой синхронизации 78 для буферизации нескольких символов OFDM и вычисления автокорреляции между двумя последовательными символами OFDM. Полученный указатель времени, соответствующий максимуму результата корреляции, определяет окно поиска точной синхронизации, которое используется функцией точной синхронизации 80 для определения стартовой позиции кадров на основе заголовков. Выход функции точной синхронизации 80 облегчает сбор кадров логикой цикловой синхронизации 84. Надлежащая цикловая синхронизация важна для того, чтобы последующая обработка FFT обеспечивала точное преобразование от временного интервала до частотной области. Алгоритм точной синхронизации основан на корреляции между полученными пилот-сигналами, переносимыми заголовками, и местной копией известных плотных данных. После цикловой синхронизации префикс символа OFDM удаляется логикой удаления префикса 86, и результирующие выборки передаются функции сдвига/исправления частоты 88, которая компенсирует системный сдвиг частоты, вызванный рассогласованием гетеродинов передатчика и приемника. Предпочтительно логика синхронизации 76 включает функцию оценки сдвига частоты и времени 82, которая использует заголовки для оценки сдвига частоты и сдвига времени в переданном сигнале и обеспечивает эти оценки для функции сдвига/исправления частоты 88, чтобы должным образом обработать символы OFDM.

На данном этапе символы OFDM во временном интервале готовы к преобразованию в частотной области функцией обработки FFT 90. Результатом является ряд символов частотной области, которые передаются функции обработки 92. Функция обработки 92 извлекает рассеянные пилот-сигналы, используя функцию 94 для извлечения рассеянных пилот-сигналов, определяет оценку канала на основе извлеченных пилот-сигналов, используя функцию оценки канала 96, и обеспечивает отклик канала для всех поднесущих, используя функцию реконструкции канала 98. Чтобы определить отклик канала для каждой из поднесущих, пилот-сигнал, в основном, состоит из множества опорных символов, которые рассеиваются среди символов данных по всем поднесущим OFDM по времени и частоте в известном шаблоне. Далее на фигуре 6 логика обработки сравнивает полученные опорные символы с опорными символами, которые ожидаются в определенных поднесущих в определенное время, для определения отклика канала для поднесущих, в которых были переданы опорные символы. Результаты интерполируются, чтобы оценить отклик канала для большинства, если не для всех, остающихся поднесущих, для которых не были обеспечены опорные символы. Фактические и интерполированные отклики канала используются для оценки полного отклика канала, который включает отклики канала для большинства, если не всех, поднесущих в канале OFDM.

Символы частотной области и информация о реконструкции канала, которые получены из откликов канала для каждого приемного тракта, передаются в декодер STC 100, который обеспечивает декодирование STC на обоих приемных трактах, чтобы восстановить переданные символы. Информация о реконструкции канала обеспечивает информацию о коррекции декодеру STC 100, достаточную, чтобы удалить эффекты канала передачи при обработке соответствующих символов частотной области.

Восстановленные символы перемещаются назад в определенном порядке, используя логику 102 дечередования символа, который соответствует логике 58 чередования символа передатчика. Дечередующиеся символы затем демодулируются или передаются в соответствующий поток битов 104. Биты затем дечередуются, используя логику дечередования 106, которая соответствует логике 54 чередования битов архитектуры передатчика. Дечередующиеся биты затем обрабатываются логикой рассогласования уровня 108 и передаются логике декодера канала 110, чтобы восстановить первоначально скремблированные данные и контрольную сумму CRC. Соответственно, логика CRC 112 удаляет контрольную сумму CRC, проверяет скремблированные данные обычным образом и передает их логике дескремблирования 114 для дескремблирования, используя известный код дескремблирования базовой станции, чтобы получить первоначально переданные данные как данные 116.

Параллельно с восстановлением данных 116 идентификатор CQI или по меньшей мере информация, достаточная, для создания CQI в каждой из базовых станций 14, определяется и передается на каждую из базовых станций. Как отмечено выше, CQI может быть функцией отношения несущей к помехе (CR), так же как степенью, до которой отклик канала изменяется через различные поднесущие в частотном диапазоне OFDM. Для этого примера воплощения усиление канала для каждой поднесущей в частотном диапазоне OFDM, используемом для передачи информации, сравнивается относительно друг друга для определения степени, до которой усиление канала изменяется в частотном диапазоне OFDM. Хотя известно много способов измерения степени изменения, любой способ должен вычислить стандартное отклонение усиления канала для каждой поднесущей по всему диапазону частот OFDM, используемому для передачи данных. В некоторых примерах воплощения ретрансляционная станция может работать с разделением времени, используя только одно радиоустройство или альтернативно включать множество радиоустройств.

На фигурах 1-6 представлен один конкретный пример системы связи, которая может быть использована в примерных воплощениях настоящего изобретения. Следует понимать, что примеры воплощения изобретения могут быть реализованы с системами связи, имеющими архитектуру, которая отличается от конкретного примера, но которая работает способом, не противоречащим описанным здесь вариантам воплощения изобретения.

Фигуры 7-13 настоящего изобретения соответствуют фигурам 1-7 IEEE 802.16m-08/003r1.

Описание этих фигур в IEEE 802. 16m-08/003r1 включено здесь в качестве ссылки.

Описанные ниже примеры воплощения предоставляют специалистам в данной области необходимую информацию, чтобы осуществить изобретение на практике, и иллюстрируют лучший способ осуществления изобретения. После чтения следующего описания со ссылками на сопроводительные чертежи специалисты в данной области поймут концепции изобретения и другие цели изобретения, подробно не описанные здесь. Следует понимать, что эти концепции и цели изобретения находятся в пределах контекста изобретения и приложенной формулы изобретения.

Примеры воплощения настоящего изобретения могут в некоторых случаях быть использованы для улучшения производительности системы связи с множественным входом - множественным выходом (MIMO). Как показано на фигуре 14, передатчик MIMO 202 имеет множество передающих антенн 204, от которых сигналы MIMO передаются по каналу передачи MIMO к приемнику MIMO 206. Сигналы MIMO могут быть кодированы пространственно-временными сигналами (STC), которые определяются как пространственно-разнесенные сигналы или пространственно-мультиплексированные сигналы. Как таковые сигналы, переданные от различных передающих антенн 204, могут быть теми же самыми или различными сигналами. Сигналы MIMO передаются в приемник MIMO от множества приемных антенн 208.

В замкнутом цикле MIMO (CL-MIMO) матрица канала определяется в приемнике, таком как мобильный терминал, и она квантуется в кодовое слово в предопределенной кодовой книге, причем индекс кодового слова возвращается к передатчику базовой станции. Такая кодовая книга С, показанная на фигуре 15, обеспечивается в передатчике MIMO 202, так же как и в приемнике MIMO 206. Кодовая книга С будет включать М кодовых слов c_i, где i - уникальный индекс кодового слова для каждого кодового слова с_i. Индекс является просто любым идентификатором кодового слова. Вместо того чтобы передавать само кодовое слово, может быть передан индекс кодового слова и, предполагая, что оба конца передачи знают о связи между кодовыми словами и индексами, исходное кодовое слово может быть восстановлено.

Предлагаемый подход состоит в том, чтобы уменьшить количество сигналов, необходимых для передачи индексов кодового слова с приемника на передатчик. Этот подход основан на ожидании, что каждый раз, когда определяется матрица канала и выбирается новое кодовое слово из определенного кодового слова, матрица канала и связанное с ней кодовое слово будут примерно соответствовать предыдущей матрице канала и связанному кодовому слову. Однако следует понимать, что описанные здесь подходы могут быть использованы для передачи и других типов информации.

В последующих подробных примерах предполагается, что индексы являются просто целыми числами и что передаются двоичные представления индексов, но также могут использоваться и другие формы для индексов. В этом примере имеется 64 кодовых слова Cj (M=64), и индексы кодового слова являются просто целыми числами i в диапазоне от нуля до М-1.

В некоторых примерах воплощения каждое кодовое слово определяет весовые коэффициенты, применимые к сигналам MIMO, и может соответствовать матрицам канала или векторам, чтобы применяться в сигналах MIMO до передачи от соответствующих антенн 204 передатчика MIMO 202. В некоторых примерах воплощения каждое кодовое слово определяет предварительное кодирование, примененное в передатчике MIMO 202.

Обратимся теперь к фигуре 16, на которой описан способ выполнения операций, например, приемником MIMO. Способ выполняется на основе множества кодовых слов полной кодовой книги и множества подмножеств кодового слова, при этом каждое подмножество кодовых слов содержит соответствующее множество кодовых слов полной кодовой книги. Стадии 500, 504, 506 выполняются для каждого множества периодов, каждый из которых может, например, относиться к соответствующему каналу обратной связи MIMO.

Лучшее кодовое слово из полной кодовой книги определяется на стадии 500. Затем на стадии 502 подмножество кодовых слов адаптивно выбирается из множества подмножеств кодовых слов как текущее подмножество кодовых слов по выбору на основе порогового критерия между (а) самым последним выбранным текущим подмножеством кодовых слов и (b) другим подмножеством кодовых слов, которое содержит лучшее кодовое слово из полной кодовой книги. На стадии 504 осуществляется адаптивный выбор результатов изменений в текущем подмножестве кодовых слов и передается индикация текущего подмножества кодовых слов. На стадии 506 передается индекс кодового слова в текущее подмножество кодовых слов из множества кодовых слов.

В некоторых примерах воплощения адаптивный выбор включает определение, принадлежит ли лучшее кодовое слово из полной кодовой книги также последнему выбранному подмножеству кодовых слов, и если это так, выбирается самое последнее выбранное подмножество кодовых слов как текущее подмножество кодовых слов.

В некоторых примерах воплощения адаптивный выбор дополнительно включает, (произвольно, если лучшее кодовое слово из полной кодовой книги не принадлежит также последнему выбранному подмножеству кодовых слов):

выбор лучшего кодового слова из последнего выбранного подмножества кодовых слов;

если лучшее кодовое слово из последнего выбранного подмножества кодовых слов и лучшее кодовое слово из полной кодовой книги вместе удовлетворяют пороговому критерию, выбирается текущее подмножество кодовых слов как последнее выбранное текущее подмножество кодовых слов; в противном случае выбирается текущее подмножество кодовых слов как подмножество кодовых слов, которое содержит лучшее кодовое слово из полной кодовой книги.

В некоторых примерах воплощения лучшее кодовое слово из последнего в