Керування променем і формування променя для широкосмугових мвмв/мвов-систем

1. Спосіб обробки даних для передачі по широкосмуговому багатовходовому каналу, який містить одержання вектора керування для кожного з множини піддіапазонів, при цьому кожний вектор керування включає в себе множину елементів для множини передавальних антен, причому додатково вектор керування селективно сформований для виконування формування променя або керування променем з використанням блока керування променем/формування променя; і попереднє перетворення символів модуляції, що підлягають передачі у кожному піддіапазоні, з використанням вектора керування для піддіапазону. 2. Спосіб за п. 1, в якому кожний вектор керування реалізовує керування променем для відповідного піддіапазону. 3. Спосіб за п. 1, в якому елементи кожного вектора керування мають однакову амплітуду. 4. Спосіб за п. 1, в якому кожний вектор керування реалізовує формування променя для відповідного піддіапазону. 5. Спосіб за п. 1, що додатково містить: одержання множини значень коефіцієнтів масштабування для множини піддіапазонів і масштабування символів модуляції для кожного піддіапазону з використанням значення коефіцієнта масштабування для піддіапазону. 6. Спосіб за п. 5, в якому значення коефіцієнтів масштабування для піддіапазонів визначаються на 2 (19) 1 3 87969 4 гональним частотним розділенням (МОЧР), що 25. Передавальний блок у системі зв'язку з мномістить: жиною входів, яка виконує мультиплексування з одержання вектора керування для кожного з мноортогональним частотним розділенням (МОЧР), жини піддіапазонів, при цьому кожний вектор керущо містить: вання включає в себе множину елементів для процесор даних передачі, що забезпечує кодуванмножини передавальних антен, причому додатконя і модуляцію даних на основі загальної схеми во вектор керування селективно сформований для кодування і модуляції для забезпечення символів виконування формування променя або керування модуляції; і променем з використанням блока керування пропросторовий процесор передачі, що забезпечує менем/формування променя; одержання вектора керування для кожного з мноодержання множини значень коефіцієнтів масштажини піддіапазонів, при цьому кожний вектор керубування для множини піддіапазонів; вання включає в себе множину елементів для масштабування символів модуляції, що підлягамножини передавальних антен, ють передачі у кожному піддіапазоні, з викорисодержання множини значень коефіцієнтів масштатанням значення коефіцієнта масштабування для бування для множини піддіапазонів, піддіапазону; масштабування символів модуляції, що підлягапопереднє перетворення масштабованих символів ють передачі у кожному піддіапазоні, з викорисмодуляції для кожного піддіапазону з використантанням значення коефіцієнта масштабування для ням вектора керування для піддіапазону і піддіапазону, формування потоку попередньо перетворених попереднє перетворення масштабованих символів символів для кожної передавальної антени. модуляції для кожного піддіапазону з використан19. Спосіб за п. 18, в якому кожний вектор керуням вектора керування для піддіапазону і вання реалізовує керування променем для відповидачу попередньо перетворених символів для відного піддіапазону. передачі за допомогою єдиної власної моди бага20. Спосіб за п. 18, в якому значення коефіцієнтів товходового каналу, причому додатково вектор масштабування для піддіапазонів визначаються на керування селективно сформований для виконуоснові селективної інверсії каналів. вання формування променя або керування проме21. Передавальний блок у системі зв'язку з мнонем з використанням блока керування промежиною входів, який містить процесор даних перенем/формування променя. дачі, що забезпечує кодування і модуляцію даних 26. Пристрій обробки даних для передачі по багана основі однієї або більше схем кодування і мотовходовому каналу, що містить: дуляції для забезпечення символів модуляції; і засіб для одержання вектора керування для кожпросторовий процесор передачі, що забезпечує ного з множини піддіапазонів, при цьому кожний одержання вектора керування для кожного з мновектор керування включає в себе множину елемежини піддіапазонів, попереднє перетворення симнтів для множини передавальних антен, причому волів модуляції, що підлягають передачі у кожнододатково вектор керування селективно сформому піддіапазоні, з використанням вектора ваний для виконування формування променя або керування для піддіапазону і видачу попередньо керування променем з використанням блока керуперетворених символів для передачі за допомовання променем/формування променя; і гою єдиної власної моди багатовходового каналу, і засіб для попереднього перетворення символів причому додатково вектор керування селективно модуляції, що підлягають передачі, у кожному підсформований для виконування формування продіапазоні, з використанням вектора керування для меня або керування променем з використанням піддіапазону. блока керування променем/формування променя. 27. Пристрій за п. 26, що додатково містить: 22. Передавальний блок за п. 21, в якому простозасіб для одержання коефіцієнтів підсилення для ровий процесор передачі додатково забезпечує піддіапазонів, що забезпечуються векторами керурозподіл повної передаваної потужності по мновання; жині піддіапазонів. засіб для розподілу всієї передаваної потужності 23. Передавальний блок за п. 22, в якому простопо піддіапазонах, засновуючись щонайменше часровий процесор передачі додатково забезпечує тково на коефіцієнтах посилення; визначення значення коефіцієнтів масштабування засіб для визначення значень коефіцієнтів масшдля кожного піддіапазону на основі потужності табування для піддіапазонів на основі передавапередачі, розподіленої на піддіапазон, і для масшних потужностей, розподілених по піддіапазонах; і табування символів модуляції для кожного піддіазасіб для масштабування символів модуляції для пазону з використанням значення коефіцієнта макожного піддіапазону з використанням значення сштабування для піддіапазону. коефіцієнта масштабування для піддіапазону. 24. Передавальний блок за п. 21, в якому кожний вектор керування реалізовує керування променем для відповідного піддіапазону. Даний винахід відноситься до передачі даних, більш конкретно, до способів керування променем і формування променя для широкосмугових сис 5 87969 6 тем з множиною входів і множиною виходів або з МВМВ-систем) може бути реалізована з викорисмножиною входів і одним виходом (МВМВ/МВОВ). танням керування променем або формування Система зв'язку з множиною входів і множипроменя. Для широкосмугової МВМВ/МВОВною виходів (МВМВ) використовує для передачі системи керування променем або формування даних множину (NT) передавальних антен і множипроменя виконується для кожного піддіапазону, ну (NR) приймальних антен. МВМВ-канал, що фоякий вибирається для використання для передачі рмується за допомогою NT передавальних і NR даних на основі вектора керування, одержаного приймальних антен, може розбиватися на Ns недля цього піддіапазону. Керування променем або формування променя може також виконуватися у залежних каналів, причому Ns£min{NT, NR}. Кожний поєднанні з конкретною схемою розподілу потужз Ns незалежних каналів також називається просності, яка розподіляє всю передавану потужність торовим підканалом або власною модою МВМВ по піддіапазонах. каналу. У варіанті здійснення забезпечується спосіб Система зв'язку з множиною входів і одним обробки даних для передачі на єдиній власній мовиходом (МВОВ) використовує множину (NT) переді багатовходового каналу (тобто МВМВ- або давальних антен і єдину (NR) приймальну антену МВОВ-йаналу). Відповідно до цього способу векдля передачі даних. МВОВ канал, що формується тор керування одержують для кожного з ряду підNT передавальними антенами і єдиною приймальдіапазонів. Кожний вектор керування включає в ною антеною, включає в себе єдиний просторовий себе NT елементів для NT передавальних антен. В підканал або власну моду. Однак множина перезалежності від того, як визначаються вектори кедавальних антен може бути використана для зарування, керування променем або формування безпечення рознесення при передачі або для випроменя може бути виконане для кожного піддіаконання формування променя або керування пазону. променем для передачі даних. Вся передавана потужність розподіляється по Для широкосмугової системи мультиплексупіддіапазонах на основі конкретної схеми розподівання з ортогональним частотним розділенням лу потужності (наприклад, повної інверсії каналів, (МОЧР) може використовуватися для ефективного селективної інверсії каналів, потокового наповненрозділення всієї ширини смуги системи на ряд (NF) ня або рівномірного розподілу, які описані нижче). ортогональних піддіапазонів, які також називаютьМасштабу вальне значення потім одержують для ся частотними елементами розрізнення або підкакожного піддіапазону на основі передаваної потуналами. При використанні МОЧР кожний піддіапажності, що розподіляється по піддіапазонах. зол зв'язується з відповідною піднесучою, яку Дані, що підлягають передачі, кодуються і моможуть модулювати дані. Для МВМВ/МВОВдулюються на основі однієї або більше схем кодусистеми, яка використовує МОЧР (тобто вання і модуляції для забезпечення символів моМВМВ/МВОВ-МОЧР-система), кожний піддіапазон дуляції. Символи модуляції, що підлягають кожного просторового підканалу може розглядатипередачі у кожному піддіапазоні, потім масштабуся як незалежний передавальний канал. ються за допомогою масштабувального значення У просторових підканалах широкосмугової піддіапазону, і масштабовані символи модуляції МВМВ/МВОВ-системи можуть виникати різні стани потім заздалегідь перетворюються за допомогою каналу, обумовлені різними факторами, такими як вектора керування піддіапазону. Потім для кожної ослаблення і багатопроменеве поширення. Кожпередавальної антени формується потік заздалений просторовий підканал може піддаватися часгідь перетворених символів, і цей потік потім обтотно-селективному ослабленню, що характеризуробляється для генерування модульованого сигється різними канальними посиленнями на різних налу, придатного для передачі відповідною частотах повної ширини смуги системи. Результапередавальною антеною. том цього можуть бути різні співвідношення сигРізні аспекти і варіанти здійснення винаходу нал-шум (С/Ш) на різних частотах кожного простоописані нижче більш детально. Винахід, крім того, рового підканалу. Більш того, умови у каналі забезпечує способи, програмні коди, цифрові сигможуть погіршуватися до рівня, де більшість з нальні процесори, передавальні блоки і приймапросторових каналів сильно погіршені. У таких льні блоки, та інші пристрої і елементи, які втілюумовах поліпшені робочі показники можуть бути ють різні аспекти, варіанти здійснення і ознаки забезпечені з використанням тільки найкращого винаходу, як описано нижче більш детально. просторового підканалу для передачі даних. Ознаки, суть і переваги даного винаходу поясТому у техніці є необхідність у методах обробнюються у докладному описі, викладеному нижче з ки даних для передачі по єдиному просторовому посиланнями на креслення, на яких однакові попідканалу, який гарантований канальними умовасилальні позиції означають ідентичні елементи по ми. всьому опису і на яких представлено наступне: Забезпечені способи передачі даних по єдиФіг.1 - графічна ілюстрація результатів розному просторовому підканалу (або власній моді) у кладання власного значення для ряду піддіапазоширокосмуговій системі з множиною входів, яка нів у МВМВ-МОЧР-системі; може бути МВМВ- або МВОВ-системою (тобто Фіг.2 - блок-схема передавальної системи і МВМВ-МОЧР- або МВОВ-МОЧР-системою). Дані приймальної системи у МВМВ-МОЧР-системі; способи можуть використовуватися для забезпеФіг.3 - блок-схема передавального блока у чення поліпшених робочих показників при несприскладі передавальної системи; ятливих канальних умовах. Передача даних на єдиній власній моді (звичайно найкращій або основній власній моді для 7 87969 8 Фіг.4 - блок-схема блока масштабування сигозначає сполучену перестановку H(k ) . Розкланалу, блока керування променем і мультиплексора дання по власних значеннях кореляційної матриці у складі передавального блока передачі; і R(k ) може бути виражене як: Фіг.5 - блок-схема способу обробки даних для передачі на єдиній власній моді багатовходового R(k ) = E(k )D(k )EH (k ), для k Î {1, ..., NF), (2) каналу, що використовує керування променем або де E(k ) є (NT х NT) одиничною матрицею, стоформування променя. Описані нижче способи керування променем і впці якої є власними векторами матриці R(k); і формування променя можуть бути використані у D(k ) є (NT х NT) діагональною матрицею з різних широкосмугових МВМВ/МВОВ-системах елементами на діагоналі, що відповідають власзв'язку. Для ясності, дані способи описані конкретним значенням матриці R(k ) . но для МВМВ-МОЧР-системи, яка ефективно розділяє повну ширину смуги системи на NF ортогоОдинична матриця може бути записана через нальних піддіапазонів. її властивість MH M= I . Модель для МВМВ-МОЧР-системи може бути Розкладання по власних значеннях може бути виражена як: також здійснене за допомогою розкладання по Y(k ) = H(k )x(k ) + n(k ) , для kÎ {1, …, NF}, (1) сингулярних значеннях, як відомо з рівня техніки. де Y(k ) є вектором з NR елементів, {yi(k)} для і Діагональна матриця D(k ) для кожного піддіає {1, ..., NR}, для символів, прийнятих NR приймапазону містить не від'ємні дійсні значення вздовж льними антенами для k-ого піддіапазону (тобто діагоналі і нулі у всіх інших позиціях.Дані діагона«прийнятий» вектор); льні елементи називаються власними значеннями x(k ) є вектором з NT елементів, (xi(k)} для j є R(k ) і відносяться до комплексних коефіцієнтів {1, ..., NT}, для символів, переданих NT передавапосилення для незалежних каналів (або власних льними антенами для k-ого піддіапазону (тобто мод) МВМВ-каналу для k-ого піддіапазону. Оскіль«переданий» вектор); ки число незалежних каналів дорівнює Ns£min{NT, H(k ) є (NR х NT) матрицею канального відгуку з NR} для МВМВ-системи з NT передавальними і NR елементами {hij(k)} для і є {1,..., NR} і j є {1, ..., NT}, приймальними антенами, то є Ns ненульових влаякі є комплексними коефіцієнтами посилення від сних значень матриці R(k ) . Власні значення матNT передавальних антен до NR приймальних антен риці R(k ) позначаються як {li (k)} для і={1,..., NF} і для k-ого піддіапазону; і n(k) є адитивним білим Гауссівським шумом k={1,..., NF}. (AWGN) для k-ого піддіапазону з нульовим середДля МВМВ-МОЧР-системи розкладання по нім значенням і коваріаційною матрицею власних значеннях може бути виконане незалежно 2 для матриці H(k ) канальних відгуків для кожного L n s 2 I, де I є одиничною матрицею і s є дис= піддіапазону для визначення Ns власних мод для персією шуму. цього піддіапазону. Ns власних значень для кожної Для простоти, кожний піддіапазон передбачадіагональної матриці D(k ) , для k є {1, ..., NF}, моється неселективним по частоті (тобто з плоским жуть бути упорядковані так, що частотним відгуком по всьому піддіапазону). У да{l1(k)³l2(k)³...³lNs(k)}, де l1(k) є найбільшим власному випадку канальний відгук hij(k) для кожного передавального каналу може бути представлений ним значенням і lNs(k) -найменшим власним знаєдиним комплексним значенням, а елементи матченням для k-ого піддіапазону. Фіг. 1 графічно ілюструє результати розклариці H(k ) канального відгуку є скалярними велидання по власних значеннях для NF піддіапазонів у чинами. Також для простоти, дисперсія шуму пеМВМВ-МОЧР-системі. Показаний набір діагональредбачається постійною по всіх передавальних них матриць D(k ) для k={1, ..., NF}, впорядкований каналах. Для дуплексних систем з часовим розділенням (ДЧР) прямі і зворотні лінії зв'язку спільно по осі 110, яка представляє розмірність частоти. використовують одну і ту ж ширину смуги системи, Власні значення {li(k)} для і={1, ..., Ns} кожної маті кожний піддіапазон може передбачатися таким, риці D(k ) розташовуються вздовж діагоналі матщо володіє взаємністю. Якщо H(k ) представляє риці. Вісь 112 може, таким чином, розглядатися як матрицю канальних відгуків від антенної решітки А представлення просторового вимірювання, і-а до антенної решітки В, то властивість взаємності власна мода для всіх піддіапазонів (або просто каналу означає, що зв'язок від решітки В до решітвласна мода і) пов'язана з набором елементів, {li(k)} для k={1,..., NF}, який вказує частотний відгук H (k ) . ки А визначається за допомогою H по NF піддіапазонах для цієї власної моди. Набір Матриця H(k ) канальних відгуків для кожного елементів {li(k)} для кожної власної моди показапіддіапазону може бути «діагоналізована» для ний затемненими прямокутниками вздовж пунктиодержання Ns незалежних каналів для даного підрної лінії 114. Кожний затемнений прямокутник на діапазону. Це може бути досягнуте за допомогою Фіг.1 представляє канал передачі. Для кожної влаздійснення розкладання по власних значеннях сної моди, яка піддається частотно-селективному ослабленню, елементи {li(k)} для цієї власної мокореляційної матриці для H(k ) , яка визначається ди можуть бути різними для різних значень k. співвідношенням R(k ) = HH (k )H(k ), де HH (k ) 9 87969 10 Якщо власні значення у кожній діагональній e1(k ) = [ e1,1(k ) e12 (k ) ... e1, N (k )]T kÎ{1, …, , T матриці D(k ) відсортовані у порядку спадання, то NF}, (3) власна мода 1 (яка також називається основною де «т» означає транспонування. власною модою) буде включати в себе найбільше Попереднє перетворення у передавачі для вивласне значення у кожній матриці, а власна мода конання формування променя для кожного піддіаNs буде включати в себе найменше власне знапазону може бути виражене як: чення у кожній матриці. При несприятливих канальних умовах більx(k ) = P(k ) e1(k )s(k ) для kÎ {1, ..., NF), (4) шість власних мод можуть бути сильно спотворені. де s(k) є символом модуляції, що підлягає пеУ цих ситуаціях поліпшені робочі показники моредачі у k-ому піддіапазоні; жуть бути досягнуті використанням тільки найкраP(k ) є масштабувальним значенням, яке щої власної моди (тобто основної власної моди) одержують на основі передаваної потужності Р(k), для передачі даних. виділеної k-ому піддіапазону; і Модель для МВОВ-МОЧР-системи може бути виражена як: x (k) є вектором передачі з NT заздалегідь пеY(k ) = h(k )x(k ) + n(k ) , для k Î{1, ..., N }, ретвореними символами для k-ого піддіапазону. F Як показано у рівнянні (4), спосіб формування де у(к) означає символ, прийнятий у k-ому підпроменя генерує один вектор x (k) передачі для діапазоні; кожного піддіапазону на основі власного вектора x(k ) є вектором з NT елементів для символів, переданих NT передавальними антенами для к-ого e1 (k) для основної власної моди. Оскільки елемепіддіапазону; нти власного вектора e1 (k) можуть мати різні веh(k ) є (1 х NT) вектором канальних відгуків зі личини, то елементи вектора x (k) передачі москладовими {hj(k)} для j є {1, ..., NT}, які є комплексжуть також мати різні величини. ними коефіцієнтами посилення від NT передаваДля кожної і-ої передавальної антени NF зальних антен до єдиної приймальної антени для кздалегідь перетворених символів, що підлягають ого піддіапазону; і передачі в NF піддіапазонах в n-ому періоді симn(k) є адитивним білим Гауссівським шумом волу, мультиплексуються у вектор хі(n) (передачі (AWGN) для k-ого піддіапазону. для однієї антени), який може бути виражений як: Для MBMB- і MBOB-систем передача даних на єдиній власній моді може бути досягнута за допоx i (n) = [e1 i (1)~(1) e1,i (2)~(2)...e1,i (NF )~(NF )] T для і s s , s могою керування променем або формування проÎ {1, ..., NT), меня, як описано нижче. де ~ (k) є масштабованим символом модуляції s 1. Формування променя Метод формування променя забезпечує переі визначається як ~ (k)= P(k ) s(k). s дачу даних на єдиній (тобто основній) власній моді Таким чином, для МВОВ-МОЧР-системи форза допомогою попереднього перетворення симвомування променя здійснюється для кожного підділів модуляції власним вектором для цієї власної апазону з використанням вектора керування, одемоди. Для МВМО-МОЧР-системи формування ржаного для даного піддіапазону. Якщо канальне променя виконується для кожного піддіапазону з розкладання виконується над вектором h (k) канавикористанням власного вектора, одержаного для цього піддіапазону. льних відгуків, то результатом буде одна власна мода (тобто одне ненульове значення для матриці У рівнянні (2) одинична матриця E(k ) містить D (k)) і один вектор керування. Цей вектор керуNT стовпців для NT власних векторів, тобто E(k ) = [e1(k ) e 2 (k ) ... e NT (k )]. Власні вектори також називаються векторами керування. Кожний власний вектор пов'язаний з відповідною власною модою і власним значенням діагональної матриці D(k ) (тобто власний вектор e i (k ) пов'язаний з власним значенням l (k ) для піддіапазону (k). i Якщо власні значення D(k ) відсортовані у порядку спадання, як описано вище, власні вектори E(k ) також переупорядковуються відповідним чином. Після сортування/переупорядковування власний вектор e (k ) відповідає найбільшому власному 1 значенню l (k ) і є власним вектором для основ1 ної власної моди для k-ого піддіапазону. Цей власний вектор e1(k ) включає в себе NT елементів для NT передавальних антен і може бути виражений як: вання буде дорівнювати h* (k). Формування променя для МВОВ може бути здійснене, як показано у рівнянні (4). 2. Керування променем Спосіб керування променем передає дані на основній власній моді за допомогою попереднього перетворення символів модуляції «нормованим» вектором керування для цієї власної моди. Керування променем також здійснюється для кожного піддіапазону для МВМВ-МОЧР-системи. Як вказано вище, елементи кожного власного вектора e1(k ) для к є {1, ..., NF} для основної власної моди можуть мати різні величини. Тому вектори x i (n ) для і є {1, ..., NT} передачі для однієї антени можуть мати різні величини. Якщо передавана потужність для кожної передавальної антени обмежується (наприклад, через обмеження для підсилювачів потужності), то спосіб формування 11 87969 12 променя може не повністю використати всю потуде D(k) є коефіцієнтом посилення керування жність, доступну для кожної антени. променем для k-ого піддіапазону, який може бути Спосіб керування променем використовує виражений як: тільки фазову інформацію з власних векторів D(k)= ~ H (k )HH (k )H(k )~(k ) і (8) e e e1(k ) для к є {1, ..., NF} і нормує кожний вектор ( є шумом AWGN з нульовим середнім n(k ) керування передачею так, що всі NT елементів значенням і дисперсією шуму s2D(k). мають рівні величини. Нормований вектор керуОдержане співвідношення сигнал-шум для kвання ~(k ) для k-ого піддіапазону може бути виe ого піддіапазону з використанням керування проражений як: менем може бути виражене як: ~(k ) = [ Ae jq 1 (k ) Ae jq 2 (k ) ... Ae jq NT (k ) ] T , (5а) P(k )D(k ) e , для kÎ{1, …, NF} (9) Ybc (k ) = де А є константою (тобто А=1); і s2 Спектральна ефективність для k-го піддіапаq i (k ) є фазою для k-ого піддіапазону і-ої пезону може бути обчислена на основі безперервної, редавальної антени, яка визначається як: монотонно зростаючої логарифмічної функції для æ ö , пропускної здатності наступним чином: -1ç Im{ e1 i (k )} ÷ (5b) q i (k ) = Ðe1 i (k ) = tan , ç Re{ e1 i (k )} ÷ Cbs(k) = lоg2(1 + Ybs(k)) для kÎ{1, ..., NF}. (10) , è ø Спектральна ефективність визначається в Як показано у рівнянні (5b), фазу кожного елеодиницях біт/секунда на Герц (бс/Гц). Середня мента у векторі Jf(k) одержують з відповідного (усереднена) спектральна ефективність для NF елемента власного вектора e (k ) (тобто qi(k) одепіддіапазонів МВМВ-МОЧР-системи може потім 1 бути виражена як: ржують з e1,i(k)). Попереднє перетворення у передавачі для виNF конання керування променем для кожного піддіаå C bs (k ) пазону може бути виражене як: k =1 , (11) Cbs = NF x(k ) = P(k ) ~(k )s(k ) для k Î {1, ..., NF} (6) e Подібні ж обчислення можуть бути виконані Як показано у рівняннях (5а) і (5b), елементи для способу формування променя. нормованого вектора керування ~(k ) для кожного e Для МВОВ-МОЧР-системи керування промепіддіапазону мають однакові величини, але, можнем також виконується для кожного піддіапазону з ливо, різні фази. Спосіб керування променем гевикористанням нормованого вектора керування, нерує один вектор x(k ) передачі для кожного підодержаного для даного піддіапазону. Нормований вектор керування для МВОВ може бути одержаний діапазону з елементами x(k ) , що мають одну і ту таким же способом, що і описаний вище для норж величину, але, можливо, різні фази. мованого вектора керування ~(k ) для основної e Як описано вище, для і-ої передавальної антени NF заздалегідь перетворених символів, що власної моди (тобто з використанням фази вектопідлягають передачі в NF піддіапазонах в n-ому ра керування). Керування променем для МВОВ періоді символу, мультиплексуються у вектор може бути виконане, як показано у рівнянні (6). 3. Розподіл потужності для піддіапазонів x i (n) передачі для однієї антени. Оскільки кожний Якщо вся передавана потужність для всіх NT вектор x i (n) передачі для і є {1, ..., NT} включає в передавальних антен обмежена конкретним знасебе один і той же набір масштабованих символів ченням Ptotal тоді спосіб формування променя момодуляції (але, можливо, з різними фазами), то же забезпечити кращі результати, ніж спосіб керувся доступна для кожної антени потужність перевання променем. Це пояснюється тим, що вся дачі може бути повністю використана. передавана потужність може бути більш оптимаУ приймачі для одержання оцінки символу s(k) льно розподілена по NT передавальних антенах на модуляції прийнятий вектор y(k ) для кожного підоснові власних векторів e (k ) для основної влас1 діапазону може бути заздалегідь помножений (або ної моди. Однак, якщо передавана потужність, доступна для кожної передавальної антени, обме«перетворений») на ~ H (k )HH (k ) (якщо було викоe жена (наприклад, до Ptotal/NT), то спосіб керування променем, ймовірно, забезпечить кращі результанане керування променем) або на e H (k )HH (k ) 1 ти, ніж спосіб формування променя. Це поясню(якщо було виконане формування променя). Якщо ється тим, що спосіб керування променем може виконувалося керування променем, то перетвобільш повно використовувати всю потужність, дорення для одержання оцінки s (k) символу може ˆ ступну для кожної передавальної антени. бути виражене як: У будь-якому випадку вся передавана потужність Ptotal може бути розподілена по NT передаваH ˆ s(k ) = ~ (k )HH (k )y(k ) e льних антенах і NF піддіапазонах з використанням різних схем розподілу потужності. Дані схеми ~H (k )HH (k )H(k )~(k )s(k ) + ~H (k )HH (k )n(k ) (7) e e = P(k ) e включають в себе схеми (1) повної інверсії канаˆ лів, (2) селективної інверсії каналів, (3) рівномірно= P(k )D(k )s(k ) + n(k ), го розподілу і (4) «потокового наповнення» або «потокового розливання» потужності, що розподі 13 87969 14 ляється. Для ясності, кожна з цих схем конкретно 2 P(k )D(k ) a P bPtotal (16) D(k ) P(k )D(k ) Y(k ) = = = = k total описується нижче для способу керування проме2 2 D(k ) 2 N T NF s 2 s s NT NF s нем. Вся прийнята потужність сигналу Рrx може по4. Повна канальна інверсія каналів тім бути визначена як: Якщо однакова кількість передаваної потужноNF N сті використовується для кожного піддіапазону, bPtotal F Prx = å P(k )D(k ) 2 = тоді керування променем може привести до різних å D(k ). N T NF співвідношень С/Ш для NF піддіапазонів. Для макk =1 k =1 Вся передавана потужність Ptotal розподіляєтьсимізації спектральної ефективності потім можуть ся по піддіапазонах так, щоб у них досягалися рівбути використані різні схеми кодування і модуляції ні С/Ш сигналів, що приймаються (тобто С/Ш сигдля кожного піддіапазону в залежності від співвідналів, що приймаються, для кожного піддіапазону ношення С/Ш, що досягається для піддіапазону. не є функцією k), як показано у рівнянні (16). Це Однак індивідуальне кодування і модуляція для далі дає можливість використовувати загальну кожного піддіапазону може значно збільшити схему кодування і модуляції для всіх піддіапазонів складність передавача і приймача. З іншого боку, при задоволенні обмежень потужності для кожної якщо одна і та ж схема кодування і модуляції виантени. користовується для всіх піддіапазонів, то можуть Для досягнення приблизної рівності С/Ш сигмати місце значні зміни у коефіцієнтах помилок налів, що приймаються, для всіх NF піддіапазонів для NF піддіапазонів, в залежності від змін у співсхема повної інверсії каналів забезпечує розподіл відношеннях С/Ш сигналів, що приймаються. більшої передаваної потужності для гірших піддіаПовна інверсія каналів може бути використана пазонів з низькими коефіцієнтами посилення. для ефективного «інвертування» піддіапазонів так, Оскільки потужність на антену обмежена величищоб співвідношення С/Ш сигналів, що приймаютьною Ptotal/NT, тo кращим піддіапазонам з вищими ся, для всіх піддіапазонів були приблизно рівними. коефіцієнтами посилення виділено менше переРозподіл потужності може бути виконаний при тодаваної потужності. Це може привести до зниженму обмеженні, що вся потужність, розподілена по ня загальної спектральної ефективності системи. всіх піддіапазонах для кожної передавальної антеОднак повна інверсія каналів може спростити прони, обмежена величиною Pant=Ptotal/NT. цес обробки у приймачі, оскільки характеристика Для повної інверсії каналів величина передаспільного каналу є ефективно плоскою, і вирівнюваної потужності Р(k), що розподіляється для кожвання прийнятого сигналу не потрібне. ного піддіапазону, може бути виражена як: 5. Селективна інверсія каналів a k Ptotal для kÎ{1, …, NF}, (12) P(k ) = Схема селективної інверсії каналів розподіляє N t NF всю передавану потужність Ptotal так, що у піддіаде ak є коефіцієнтом масштабування, що випазонах, вибраних для використання, досягаються користовується для розподілу потужності відповідприблизно рівні співвідношення С/Ш сигналів, що но до повної інверсії каналів. Коефіцієнт масштаприймаються. Це може виконуватися за допомобування для k-ого піддіапазону може бути гою вибору спочатку всіх або тільки піднабору з NF виражений як: піддіапазонів, що використовуються для передачі b даних. Вибір каналів може приводити до виклю, (13) ak = чення піддіапазонів з низьким співвідношенням D(k ) С/Ш, яке стало нижче визначеного порога. Цей де b є коефіцієнтом нормування, який може поріг може бути вибраний для максимізації спектбути виражений як: ральної ефективності, як описано нижче. Вся пе1 редавана потужність Ptotal потім розподіляється (14) b= NF тільки по вибраних піддіапазонах і так, щоб відпо-1 відні їм співвідношення С/Ш сигналів, що приймаå D(k ) ються, були приблизно рівними. k =1 Як показано у рівняннях (12) і (13) вся переда~ Коефіцієнти масштабування a k , що викорисвана потужність Ptotal розподіляється нерівномірно товуються для розподілу потужності за допомогою по NF піддіапазонах на основі коефіцієнтів масшсхеми селективної інверсії каналів можуть бути табування ak для k є {1, ..., NF}, які обернено провиражені як: порційні коефіцієнтам D(k) посилення керування ì ~ променем. Коефіцієнти масштабування ak забезï b ~ ak = í , якщо D(k ) > rL avg, інакше (17) печують, що співвідношення С/Ш сигналів, що ï D(k ) -1 приймаються, для всіх піддіапазонів приблизно î рівні. Прийнята потужність Prx(k) сигналу для кожде r є значенням, що використовується для ного піддіапазону може бути визначена як: встановлення порогу, Lavg є середнім значенням ~ a k P total D(k ) 2 bPtotal D(k ) коефіцієнта посилення і b є коефіцієнтом норму, Prx (k ) = P(k )D(k ) 2 = вання. N T NF N T NF ~ для kÎ{1, …, NF} (15) Коефіцієнт нормування b подібний до b у рівПотужність шуму задається за допомогою нянні (14), але обчислюється тільки для вибраних s2D(k). Співвідношення g(k) сигнал-шум для піддіпіддіапазонів і може бути виражений як: апазону k потім визначається як: 15 87969 16 ефективності переглядається і визначається най~ 1 b= , (18) більше значення С(l). Значення l, визначене як -1 D(k ) å lmах, що відповідає найбільшому С(l), є потім чисD(k ) ³ rL avg лом піддіапазонів, яке приводить до максимальної спектральної ефективності для оцінюваних умов у Середнє значення коефіцієнта посилення Lavg каналах. може бути обчислене як: Значення r може потім бути обчислене як: NF G( l max ) å D(k ) , (23) r= k =1 L avg L avg = . (19) NF де Lavg визначається, як показано у рівнянні Як показано у рівнянні (17), конкретний піддіа(19). Поріг r Lavg може бути встановлений таким, пазон вибирається для використання, якщо його що дорівнює D(lmax), який є коефіцієнтом посикоефіцієнт посилення керування променем більлення найгіршого піддіапазону у групі піддіапазоше, ніж поріг, або дорівнює порогу (тобто нів, яка максимізує спектральну ефективність. Поріг, що використовується для вибору каналів, D(k ) ³ rLavg . Оскільки передавана потужність не також може бути встановлений на основі деякого розподіляється по піддіапазонах з коефіцієнтами іншого критерію. посилення нижче порогу, то може бути досягнута Співвідношення С/Ш сигналів, що приймаютьвища спектральна ефективність. Для піддіапазося, для всіх вибраних піддіапазонів можуть бути нів, вибраних для використання, вся передавана зроблені приблизно рівними шляхом нерівномірнопотужність Ptotal розподіляється по цих піддіапазого розподілу повної передаваної потужності Ptotal ~ , нах на основі їх коефіцієнтів масштабування a k по цих піддіапазонах. Рівні співвідношення С/Ш аналогічно тому, як показано у рівнянні (15), так сигналів, що приймаються, дозволять використощо прийнята потужність сигналу для кожного вибвувати одну швидкість передачі даних і загальну раного піддіапазону визначається як схему кодування і модуляції для всіх вибраних ~ піддіапазонів, що значно знизило б складність як bPtotalD(k ) / NT NF , і всі вибрані піддіапазони мадля передавача, так і для приймача. ють приблизно рівні співвідношення С/Ш сигналів, Схеми повної і селективної інверсії каналів дещо приймаються. тально описані у заявках на патент США Поріг, що використовується для вибору піддіа№09/860,274, поданій 17 травня 2001, пазонів, може бути встановлений на основі різних №09/881,610, поданій 14 червня 2001, і № критеріїв. Поріг, який максимізує спектральну ефе09/829,379, поданій 26 червня 2001 на «Спосіб і ктивність, може бути визначений наступним чином. пристрій обробки даних для передачі у багатокаСпочатку коефіцієнти посилення D(k) для всіх NF нальній системі зв'язку з використанням селективпіддіапазонів ранжуються і упорядковуються у поної інверсії каналів», які передані правовласнику рядку спадання у списку G(l), для l є {1, ..., NF}, даної заявки і включені у даний опис за допомогою так, що G(l)=max{D(k)} і G(NF)=min{D(k)}. Послідопосилання. вність В(l) потім визначається наступним чином: 6. Потокове наповнення -1 Схема потокового наповнення може бути виæ l ö користана для оптимального розподілу повної педля lÎ{1, …, NF} (20) B(l ) = ç å (G(i) -1 ÷ ç ÷ редаваної потужності по піддіапазонах так, що è i =1 ø повна спектральна ефективність максимізується ~ В(l) є списком b , якщо використовуються l при тому обмеженні, що вся передавана потужнайкращих піддіапазонів. ність обмежується до Ptotal. Схема потокового наСпіввідношення С/Ш сигналів, що приймаютьповнення розподіляє потужність по NF піддіапазося, по всіх вибраних піддіапазонах при виборі l нах так, що піддіапазони зі зростаючими найкращих піддіапазонів для використання визнакоефіцієнтами посилення одержують зростаючі чається як: частки повної передаваної потужності. Передавана потужність, виділена для даного піддіапазону, B(l )Ptotal (21) ˆ g(l ) = визначається співвідношенням С/Ш сигналів, що 2N s T приймаються, піддіапазону, яке залежить від коеВідповідно до рівняння (21), вся передавана фіцієнта посилення піддіапазону, як показано у потужність Ptotal розподілена по l найкращих піддірівнянні (9) для способу керування променем. апазонах так, що у них досягаються однакові співСхема потокового наповнення може виділяти нувідношення С/Ш сигналів, що приймаються. льову передавану потужність для піддіапазонів з Якщо вибирається l найкращих піддіапазонів досить низькими співвідношеннями С/Ш сигналів, для використання, то повна спектральна ефективщо приймаються. ність для цих піддіапазонів визначається як: Процедура здійснення потокового наповнення відома з рівня техніки і не описується тут. Потокоˆ g (l)) (22) C(l)=llog2(1+ ве наповнення описане, наприклад, у роботі Спектральна ефективність С(l) може бути об"Information Theory and Reliable Communication", by числена для кожного значення l, для l є {1, ..., NF}, Robert G. Gallager, John Wiley & Sons, 1968, яка і збережена у вигляді матриці. Після обчислення включена у даний опис за допомогою посилання. всіх NF значень С(l) для NF можливих комбінацій Результатом потокового наповнення є конкретний вибраних піддіапазонів матриця спектральної розподіл Pw(k) передаваної потужності для кожно 17 87969 18 го з NF піддіапазонів. Розподіл потужності потокобочих показників приблизно на 2,5 дБ у порівнянні вим наповненням виконується так, що задовользі способом формування променя. Це значне поняється наступна умова: ліпшення може бути віднесене до того факту, що у способі керуванняпроменем використовується вся NF доступна потужність, чого немає у випадку спосоPtotal = å Pw (k ). (24) бу формування променя. При досить низькому k =1 співвідношенні С/Ш сигналів, що приймаються (яке На основі розподілу передаваної потужності дорівнює -1 дБ для визначеної конфігурації систеPw(k) для k={1, ..., NF}, де Pw(k) може дорівнювати ми, використаної при моделюванні), спосіб керунулю для одного або більше піддіапазонів, співвання променем може забезпечити поліпшені ровідношення С/Ш сигналів, що приймаються, кожнобочі показники у порівнянні зі способом, в якому го піддіапазону може бути виражене як: дані передаються з використанням всіх власних Pw (k )D(k ) мод і вся передавана потужність розподіляється , для kÎ {1, ..., NF}. (25) g w (k ) = по цих власних модах. Це пояснюється тим, що s2 при досить низьких співвідношеннях С/Ш сигналів, Спектральна ефективність С для кожного підщо приймаються, тільки декілька власних мод є діапазону може потім бути обчислена, як показано «активними», і кращі робочі показники можуть бути у рівнянні (10), і усереднене значення спектральдосягнуті за рахунок виділення всієї передаваної ної ефективності для всіх NF піддіапазонів може потужності найкращій власній моді. Для способу бути обчислене, як показано у рівнянні (11). керування променем селективна інверсія каналів Розподіл потужності потоковим наповненням забезпечує кращі робочі показники, ніж повна інзвичайно приводить до різних співвідношень С/Ш версія каналів при низьких співвідношеннях С/Ш сигналів, що приймаються, піддіапазонів, для яких сигналів, що приймаються, і коли оцінки МВМВвиділені ненульові потужності передачі. Різні схеканалу є зашумленими. Відповідно до результатів ми кодування і модуляції можуть потім бути викомоделювання, при низьких співвідношеннях С/Ш ристані для вибраних піддіапазонів на основі відсигналів, що приймаються, керування променем з повідних їм співвідношень С/Ш сигналів, що селективною інверсією каналів є кращим вибором приймаються. для використання, ніж інші схеми передачі МВМВ. 7. Рівномірний розподіл потужності 8. Система Схема рівномірного розподілу розподіляє поНа Фіг.2 представлена блок-схема варіанту вну передавану потужність Ptotal рівномірно по всіх здійснення передавальної системи 210 і приймаNF піддіапазонах. Передавана потужність Pu(k), льної системи 250 у МВМВ-МОЧР-системі 200. виділена для кожного піддіапазону, може бути виУ передавальній системі 210 дані трафіку ражена як: (тобто інформаційні біти) з джерела 212 даних P передаються у процесор 214 даних передачі, який Pu (k ) = total для kÎ {1, ..., NF} (26) кодує, перемежовує і модулює дані для забезпеNT NF чення символів модуляції. Просторовий процесор Рівномірний розподіл потужності може також 220 передачі далі обробляє символи модуляції приводити до різних співвідношень С/Ш сигналів, для забезпечення заздалегідь перетворених симщо приймаються, NF піддіапазонів. Різні схеми волів, які потім мультиплексуються з пілотними кодування і модуляції можуть потім бути викориссимволами і подаються в NT МОЧР-модуляторів з тані для цих піддіапазонів на основі відповідних їм 222а по 222t, по одному модулятору для кожної співвідношень С/Ш сигналів, що приймаються. передавальної антени. Кожний МОЧР-модулятор Якщо МВМВ-система має більший порядок розне222 обробляє відповідний потік заздалегідь пересення, то схеми повної і селективної інверсії канатворених символів для генерації промодульованолів забезпечують менше переваг у порівнянні зі го сигналу, який потім передається відповідною схемою рівномірної потужності. Якщо МВМВантеною 224. система має більший порядок рознесення, то NF У приймальній системі 250 промодульовані синайбільших власних значень для NF піддіапазонів гнали, передані NT антенами з 224а по 224t, принавряд чи змінюються у широких межах. У цьому ймаються NR антенами з 252а по 252r. Прийнятий випадку робочі показники схем повної або селексигнал з кожної антени 252 подається на відповідтивної інверсії каналів будуть аналогічні робочим ний МОЧР-демодулятор 254. Кожний МОЧРпоказникам схеми рівномірного розподілу потуждемодулятор 254 перетворює (наприклад, фільтності. рує, посилює і перетворює з пониженням частоти) Всю передавану потужність можна також розприйнятий сигнал, оцифровує перетворений сигподіляти по піддіапазонах на основі деяких інших нал для забезпечення вибірок і обробляє вибірки схем розподілу потужності, і це також входить в для забезпечення потоку прийнятих символів. об'єм винаходу. Просторовий процесор 260 прийому потім обробБуло виконане моделювання для (1) способу ляє NR потоків прийнятих символів для забезпекерування променем з трьома різними схемами чення відновлених символів, які є оцінками симворозподілу потужності (повна інверсія каналів, селів модуляції, переданих передавальною лективна інверсія каналів і рівномірний розподіл) і системою. (2) способу формування променя з рівномірним Обробка для зворотного каналу від приймальрозподілом потужності. Якщо передавана потужної системи до передавальної системи може бути ність, доступна для кожної передавальної антени, подібна до обробки для прямого каналу або може обмежена (наприклад, величиною Ptotal/NT), спосіб відрізнятися від неї. Зворотний канал може бути керування променем забезпечує поліпшення ро 19 87969 20 використаний для передачі назад інформації стану печення одиничної матриці E(k ) і діагональної каналу (ІСК) з приймальної системи до передаваматриці D ( k ) , як описано вище. Потім обчислюльної системи. ІСК використовується у передавається набір коефіцієнтів посилення D(k) на основі льній системі для (1) вибору належних швидкостей ˆ передачі даних і схем кодування і модуляції для матриць H (k ) і векторів керування, які можуть яввикористання при передачі даних, (2) виконання ляти собою ~(k ) або e (k ) для k є {1, ..., NF}. Коe 1 керування променем або формування променя і ефіцієнти D(k) посилення видаються у блок 330 (3) розподілу всієї передаваної потужності по підрозподілу потужності, а вектори керування видадіапазонах. ІСК може забезпечуватися у різних ються у блок 350 керування промеформах. Наприклад, при виконанні керування нем/формуванням променя. променем ІСК може включати в себе NT фаз для Блок 330 розподілу потужності розподіляє поNT передавальних антен для кожного піддіапазону, вну передавану потужність по піддіапазонах з вивибраного для використання. користанням будь-якої зі схем розподілу потужноКонтролери 230 і 270 керують роботою пересті, описаних вище. Це приводить до розподілів давальної і приймальної систем, відповідно. Блоки потужності Р(k) для k є {1, ..., NF} для NF піддіапа232 і 272 пам'яті забезпечують зберігання кодів зонів, де Р(k) може бути нулем для одного або програм і даних, що використовуються контролебільше піддіапазонів. Блок 330 розподілу потужнорами 230 і 270, відповідно. Блок-схема передавальної і приймальної сиссті потім видає значення коефіцієнтів P(k ) мастем у системі МВОВ-МОЧР буде подібна до схеми, штабування для піддіапазонів у блок 340 масштапоказаної на Фіг.2. Однак приймальна система бування сигналів. буде включати в себе тільки одну приймальну анБлок-схема передавального блока у МВОВтену і не буде використовувати просторовий проМОЧР-системі подібна до блок-схеми, показаної цесор 260 прийому. на Фіг.3. Однак вектор керування для кожного підНа Фіг.3 представлена блок-схема передаваˆ діапазону визначається на основі вектора h(k ) льного блока 300, який є варіантом здійснення передавача передавальної системи 210 на Фіг.2. ˆ канальних відгуків замість матриці H(k ) канальних У процесорі 214 даних передачі кодер 312 відгуків. приймає і кодує дані трафіку (тобто інформаційні На Фіг.4 представлена блок-схема варіанту біти) відповідно до однієї або більше схем кодуздійснення блока 340а масштабування сигналів, вання для забезпечення кодованих бітів. Канальблока 350а керування променем і мультиплексора ний перемежовувач 314 потім перемежовує кодо360а у передавальному блоці 300, які призначені вані біти на основі однієї або більше схем для здійснення керування променем. У блоці 340а перемежовування для забезпечення часового, масштабування сигналів символи s(k) модуляції просторового і/або частотного рознесення. Еледемультиплексуються демультиплексором 440 на мент 316 відображення символів потім відображає (до) NF підпотоків, по одному підпотоку для кожноперемежовані дані відповідно до однієї або більше го піддіапазону, що використовується для передачі схем модуляції (наприклад, QPSK, M-PSK, M-QAM даних. Кожний підпотік sk символів подається на т.п.) для забезпечення символів модуляції. відповідний помножувач 442. Кодування і модуляція для піддіапазонів моКожний помножувач 442 виконує масштабужуть бути здійснені різними способами. Якщо у вання сигналу для зв'язаного піддіапазону на осприймальній системі співвідношення С/Ш сигналів, що приймаються, піддіапазонів приблизно однаконові значення коефіцієнта P(k ) масштабування, ві (наприклад, повна або селективна інверсія казабезпеченого для цього піддіапазону. Зокрема, налів), то загальна схема кодування і модуляції кожний помножувач 442 масштабує кожний симможе бути використана для всіх піддіапазонів, що вол модуляції в його підпотоку його значенням використовуються для передачі даних. Якщо співкоефіцієнта P(k ) масштабування для забезпевідношення С/Ш сигналів, що приймаються, відрізняються, то окрема схема кодування і модуляції чення відповідного масштабованого символу моможе бути використана для кожного піддіапазону дуляції. Сигнал, масштабований для кожного сим(або кожної групи піддіапазонів з приблизно рівниволу модуляції, може бути виражений як: ми співвідношеннями С/Ш). Згорткове, решітчасте ~ = s P(k ). sk k і турбокодування може бути використане для кодування даних. Значення коефіцієнта P(k ) масштабування У просторовому процесорі 220 передачі оцінки для кожного помножувача 442 визначається переімпульсних відгуків МВМВ-каналу подаються у даваною потужністю Р(k), виділеною для відповідблок 322 швидкого перетворення Фур'є (ШПФ) як ного піддіапазону. Кожний підпотік масштабованих ˆ послідовність H (n ) матриць вибірок у часовій дісимволів ~k модуляції потім подається у відповідs лянці. Блок 322 ШПФ потім виконує ШПФ для кожний блок 450 керування променем. ˆ ного набору NF матриць H (n ) для забезпечення Кожний блок 450 керування променем здійснює керування променем для зв'язаного піддіапаˆ відповідного набору NF матриць оцінок H (k ) каназону і також приймає нормований вектор ~(k ) кеe льних частотних відгуків для k є {1, ..., NF}. рування для цього піддіапазону. У кожному блоці Блок 324 потім здійснює розкладання по влас450 масштабований символ ~k модуляції подаs ˆ них значеннях по кожній матриці H (k ) для забез 21 87969 22 ється на NT помножувачів з 452а по 452t, по однопроменя. Багатовходовий канал може бути МВМВму помножувачу для кожної передавальної антеканалом у МВМВ системі або MBОВ-каналом у ни. Кожний помножувач 452 також приймає відпоМВОВ-системі. Спочатку вектор керування одержують для кожних NF піддіапазонів (етап 512). Веквідний елемент ~i (k ) нормованого вектора ~(k ) e e тор керування для кожного піддіапазону може бути керування, множить кожний масштабований симвласним вектором e (k ) для власної моди цього ~ (k ) і подає i вол модуляції у підпотоку на елемент ei піддіапазону (для формування променя) або норзаздалегідь перетворений символ хі(k) у суматор мованим вектором керування ~(k ) , що одержують e 460 для передавальної антени, пов'язаної з цим помножувачем. Попереднє перетворення, що вина основі власного вектора e1(k ) (для керування конується блоком 450k керування променем для kпроменем). Для МВМВ-системи власні вектори ого піддіапазону, може бути виражене як: для піддіапазонів можуть бути одержані виконанx i (k ) = ~(k )~k для і Î {1, ..., NT} e s ням розкладання по власних значеннях для матКожний блок 450 керування променем подає ˆ риць H (k ) для k є {1,..., NF}, як описано вище. Для NT заздалегідь перетворених символів хі(k) для і є МВОВ-системи є тільки одна власна мода і один {1, ..., NT} на NT суматорів з 460а по 460t для NT вектор керування для кожного піддіапазону. Кожпередавальних антен. ний вектор керування включає NT елементів для Масштабування і попереднє перетворення сиNT передавальних антен. Потім визначається коегналів можуть також комбінуватися або здійснювафіцієнт D(k) посилення для кожного піддіапазону, тися в іншому порядку, ніж описаний вище. що забезпечується його вектором керування (наКожний суматор 460 одержує до NF заздалеприклад, як показано у рівнянні (8) для керування гідь перетворених символів, хі(k) для k є {1,..., NF} з променем) (етап 514). відповідних NF блоків 450 керування променем Вся передавана потужність Ptotal розподіляєтьдля відповідних NF піддіапазонів, що використовуся по піддіапазонах з використанням будь-якої зі ються для передачі даних. Кожний суматор 460 схем розподілу потужності, описаних вище (наприможе також мультиплексувати пілотні символи із клад, повна інверсія каналів, селективна інверсія заздалегідь перетвореними символами в одному каналів, рівномірний розподіл або потокове наповабо більше піддіапазонів з використанням мультинення) (етап 516). Коефіцієнти посилення для підплексування з часовим розділенням, мультиплекдіапазонів можуть бути використані для виконання сування з кодовим розділенням і/або мультиплекрозподілу потужності. Всі або тільки піднабір NF сування з частотним розділенням. Пілотні символи піддіапазонів можуть бути вибрані для викорисможуть бути використані у приймачі для оцінки тання у передачі даних за допомогою розподілу МВМВ каналу. Кожний суматор 460 видає потік потужності. Потім одержують значення коефіцієнзаздалегідь перетворених символів у відповідний МОЧР-модулятор 222. У кожному МОЧР-модуляторі 222 блок 472 ЗШПФ приймає потік заздалегідь перетворених символів і формує вектор x (n ) заздалегідь переi творених символів для кожного періоду символів. Кожний такий вектор має NF елементів для NF піддіапазонів і включає в себе заздалегідь перетворені символи для вибраних піддіапазонів і нулі для не вибраних піддіапазонів (тобто x (n ) =[ x (1) , i i x i ( 2) ..., x i (NF )]). Блок 472 ЗШПФ потім виконує зворотне ШПФ кожного вектора для одержання відповідного представлення у часовій ділянці, яке визначається як МОЧР-символ. Для кожного МОЧР-символу генератор 474 циклічного префікса повторює частину МОЧР-символу для формування відповідного передаваного символу. Циклічний префікс гарантує, що передаваний символ зберігає свої ортогональні властивості у присутності розширення, обумовленого затримками багатопроменевого поширення. Передавач 476 потім перетворює передавані символи в один або більше аналогових сигналів і додатково перетворює (наприклад, посилює, фільтрує і перетворює з підвищенням частоти) аналогові сигнали для генерування модульованого сигналу, який потім передається відповідною антеною 224. На Фіг.5 представлена блок-схема варіанту здійснення способу 500 передачі даних на єдиній власній моді багатовходового каналу з використанням керування променем або формування та P(k ) масштабування для кожного вибраного піддіапазону на основі виділеної для нього потужності (етап 518). Дані, що підлягають передачі, кодуються і модулюються на основі однієї або більше схем кодування і модуляції для одержання символів модуляції (етап 520). Загальна схема кодування і модуляції може бути використана, якщо співвідношення С/Ш сигналів, що приймаються, піддіапазонів приблизно рівні. У загальному випадку конкретна схема кодування і модуляції, що використовується для кожного піддіапазону, залежить від співвідношення С/Ш сигналів, що приймаються, яке досягається у даному піддіапазоні. Символи модуляції, що підлягають передачі у кожному піддіапазоні, потім масштабуються значенням коефіцієнта масштабування для піддіапазону (етап 522). Масштабовані символи модуляції для кожного піддіапазону потім заздалегідь перетворюються з використанням вектора керування піддіапазону (етап 524). Попереднє перетворення забезпечує керування променем або формування променя для піддіапазону в залежності від використання ~(k ) або e (k ) як вектора керування. Для e 1 кожного піддіапазону, вибраного для використання, один вектор з NT заздалегідь перетворених символів генерується для кожного масштабованого символу модуляції, і ці NT заздалегідь перетворених символів повинні передаватися у цьому піддіапазоні за допомогою NT передавальних антен. 23 87969 24 Потім формується потік заздалегідь перетвовипадку апаратної реалізації елементи, що викорених символів для кожної передавальної антени ристовуються для реалізації будь-якого одного або шляхом мультиплексування вихідних даних попекомбінації способів (наприклад, просторового прореднього перетворення для вибраних піддіапазоцесора 220 передачі) можуть бути реалізовані на нів (етап 526). Кожний потік заздалегідь перетвоодній або більше спеціалізованих інтегральних рених символів обробляється далі (наприклад, схемах (ASICs), на процесорах цифрової обробки МОЧР-модуляцією) для забезпечення модульовасигналів (DSP), пристроях цифрової обробки сигного сигналу для передачі відповідною антеною налів (DSPD), програмованих логічних пристроях (етап 528). (PLD), програмованих користувачем вентильних Для ясності, вище описані конкретні варіанти матрицях (FPGA), процесорах, контролерах, мікздійснення. Зміни цих варіантів здійснення та інші роконтролерах, мікропроцесорах, інших електроваріанти здійснення також можуть бути одержані нних блоках, призначених для виконання описаних на основі описаних вище відомостей. Наприклад, вище функцій або їх комбінації. набір піддіапазонів для використання у передачі У випадку програмної реалізації описані вище даних може бути вибраний на основі одного або способи можуть бути реалізовані модулями (набільше критеріїв, незалежно від схеми, що викориприклад, процедурами, функціями і т.п.), які викостовується для розподілу передаваної потужності нують описані вище функції. Програмні коди мопо піддіапазонах. Як інший приклад, коефіцієнти жуть зберігатися у блоці пам'яті (наприклад, блоці D(k) посилення і вектори керування можуть бути пам'яті 232 на Фіг.1) і виконуватися процесором одержані приймальною системою і видані у пере(наприклад, контролером 230). Блок пам'яті може давальну систему як частина ІСК. Обробка для бути реалізований у процесорі або поза процесоМВМВ і МВМВ-МОЧР-систем описана детально у ром, в останньому випадку він може бути зв'язазаявці на патент США № 09/993087 на «Систему ний з процесором за допомогою різних засобів, зв'язку множинного доступу з множиною входів і відомих з рівня техніки. множиною виходів», поданій 6 листопада 2001, Заголовки включені у даний опис для посипереданій правовласнику даної заявки і включеній лання і для знаходження визначених розділів. Дані у даний опис за допомогою посилання. заголовки не призначені для обмеження об'єму Для ясності, способи здійснення керування описаних у відповідних розділах принципів, які променем і формування променя описані застосоможуть застосовуватися і в інших розділах опису. вно до МВМВ-МОЧР-системи. Дані способи моПопередній опис варіантів здійснення признажуть також використовуватися для МВМВчений для забезпечення можливості будь-якому системи, яка не використовує МОЧР. Обробка для фахівцеві у даній галузі техніки здійснити або виреалізації керування променем або формування користати даний винахід. Різні модифікації цих променя для кожного піддіапазону може бути здійваріантів здійснення будуть очевидні для фахівців снена, як розкрито вище. Однак обробка за допоу даній галузі техніки, і загальні принципи, визнамогою модуляторів 222 буде залежати від конкречені у даному описі, можуть бути використані в тної схеми модуляції і передачі, вибраної для інших варіантах здійснення без відхилення від суті використання. або об'єму винаходу. Таким чином, даний винахід Описані способи можуть бути реалізовані різне призначений для обмеження описаними вище ними засобами. Наприклад, ці способи можуть варіантами здійснення, але повинен відповідати бути реалізовані апаратними засобами, програмнайширшому об'єму, що відповідає розкритим ним забезпеченням або комбінацією цих засобів. У принципам і новим ознакам. 25 87969 26 27 Комп’ютерна верстка В. Мацело 87969 Підписне 28 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601