Спосіб (варіанти) та система безпровідного зв’язку, базова станція, мобільна станція

1. Спосіб безпровідного зв'язку з багатьма входами і багатьма виходами (МІМО), який включає етапи, на яких передають кожний з сукупності потоків даних з першої станції на другу станцію в режимі перестановки по сукупності каналів МІМО, піддають зворотній перестановці потоки даних на другій станції, визначають метрику якості для кожного з потоків даних на другій станції, визначають зведену метрику якості на другій станції на основі метрик якості для кожного з потоків даних, і передають зведену метрику якості з другої станції на першу станцію. 2. Спосіб за п. 1, який додатково включає етапи, на яких кодують на першій станції кожний з сукупності потоків даних згідно з відповідними швидкостями передачі даних, і регулюють швидкості передачі даних, на яких кодують потоки даних, на першій станції на основі зведеної метрики якості. 3. Спосіб за п. 2, в якому метрика якості містить відношення сигнал/шум (SNR), при цьому зведена метрика якості містить опорне значення SNR і значення DSNR, і, крім того, на етапі регулювання швидкостей передачі даних, на яких кодують потоки даних, на основі зведеної метрики якості регулюють швидкість передачі даних для кожного каналу на основі опорного значення SNR плюс кратне значення DSNR. 4. Спосіб за п. 1, в якому першою станцією є базова станція, а другою станцією є мобільна станція. 2 (19) 1 3 17. Спосіб безпровідного зв'язку з багатьма входами і багатьма виходами (МІМО), який включає етапи, на яких приймають сукупність потоків даних, підданих перестановці, по сукупності каналів МІМО, піддають зворотній перестановці потоки даних, визначають метрику якості для кожного з потоків даних, визначають зведену метрику якості на основі метрик якості для кожного з потоків даних, і передають зведену метрику якості на базову станцію. 18. Спосіб за п. 17, в якому потоки даних піддають перестановці згідно з псевдовипадковим шаблоном. 19. Спосіб за п. 18, в якому псевдовипадковий шаблон містить повну перестановку можливих комбінацій потоків даних і каналів МІМО. 20. Спосіб за п. 17, в якому метрика якості містить відношення сигнал/шум (SNR). 21. Спосіб за п. 20, в якому зведена метрика якості містить опорне значення SNR і значення DSNR. 22. Спосіб за п. 17, який додатково включає етап, на якому декодують кодовані потоки даних. 23. Спосіб за п. 22, в якому кодовані потоки даних декодують з використанням послідовного заглушення перешкод. 24. Базова станція для системи безпровідного зв'язку МІМО, яка містить підсистему обробки і підсистему прийому/передачі, яка має сукупність передавальних антен і підключена до підсистеми обробки, причому підсистема обробки сконфігурована з можливістю кодування кожного з сукупності потоків даних згідно з відповідною швидкістю передачі даних, перестановки потоків даних і керування підсистемою прийому/передачі для передачі кожного з потоків даних по сукупності каналів МІМО, відповідних передавальним антенам, прийому зведеної метрики якості, пов'язаної зі всіма потоками даних, визначення окремої метрики якості, пов'язаної з кожним з потоків даних, на основі зведеної метрики якості, і регулювання швидкостей передачі даних, на яких кодований кожний з потоків даних, на основі окремої метрики якості, пов'язаної з кожним з потоків даних. 25. Базова станція за п. 24, в якій підсистема обробки сконфігурована з можливістю змішування потоків даних на каналах МІМО згідно з псевдовипадковим шаблоном. 26. Базова станція за п. 25, в якій псевдовипадковий шаблон містить повну перестановку можливих комбінацій потоків даних і каналів МІМО. 27. Базова станція за п. 24, в якій метрика якості містить відношення сигнал/шум (SNR). 28. Базова станція за п. 27, в якій зведена метрика якості містить опорне значення SNR і значення DSNR. 29. Базова станція за п. 28, в якій підсистема обробки сконфігурована з можливістю регулювання швидкості передачі даних, на якій кодований кожний потік даних, за допомогою обчислення відпо 87049 4 відного SNR, що дорівнює опорному значенню SNR плюс кратне значення DSNR, при цьому послідовні потоки даних мають значення SNR, що послідовно збільшуються. 30. Мобільна станція для системи безпровідного зв'язку МІМО, яка містить підсистему обробки і підсистему прийому/передачі, яка має сукупність приймальних антен і підключена до підсистеми обробки, причому підсистема обробки сконфігурована з можливістю прийому потоків даних, підданих перестановці, через приймальні антени, зворотної перестановки потоків даних, декодування потоків даних, визначення окремої метрики якості, відповідної кожному з потоків даних, визначення зведеної метрики якості на основі окремих метрик якості, відповідних кожному з потоків даних, і керування підсистемою прийому/передачі для передачі зведеної метрики якості на базову станцію. 31. Мобільна станція за п. 30, в якій підсистема обробки сконфігурована з можливістю зворотної перестановки потоків даних згідно з псевдовипадковим шаблоном. 32. Мобільна станція за п. 31, в якій псевдовипадковий шаблон містить повну перестановку можливих комбінацій потоків даних і каналів МІМО. 33. Мобільна станція за п. 30, в якій метрика якості містить відношення сигнал/шум (SNR). 34. Мобільна станція за п. 33, в якій зведена метрика якості містить опорне значення SNR і значення DSNR. 35. Мобільна станція за п. 30, яка додатково містить підсистему обробки, яка декодує кодовані потоки даних. 36. Мобільна станція за п. 35, в якій підсистема обробки декодує кодовані потоки даних з використанням послідовного заглушення перешкод. 37. Система безпровідного зв'язку з багатьма входами і багатьма виходами (МІМО), яка містить засіб передачі кожного з сукупності потоків даних з першої станції на другу станцію в режимі перестановки по сукупності каналів МІМО, засіб зворотної перестановки потоків даних на другій станції, засіб визначення метрики якості для кожного з потоків даних на другій станції, засіб визначення зведеної метрики якості на другій станції на основі метрик якості для кожного з потоків даних, і засіб передачі зведеної метрики якості з другої станції на першу станцію. 38. Система за п. 37, яка додатково містить засіб кодування на першій станції кожного з сукупності потоків даних згідно з відповідними швидкостями передачі даних, і засіб регулювання швидкостей передачі даних, на яких кодовані потоки даних, на першій станції на основі зведеної метрики якості. 39. Система за п. 38, в якій метрика якості містить відношення сигнал/шум (SNR), при цьому зведена метрика якості містить опорне значення SNR і значення DSNR, і, крім того, засіб регулювання швид 5 87049 6 костей передачі даних сконфігурований з можливістю регулювання швидкості передачі даних для кожного каналу на основі опорного значення SNR плюс кратне значення DSNR. 40. Система за п. 37, в якій першою станцією є базова станція, а другою станцією є мобільна станція. 41. Система за п. 37, в якій засіб передачі потоків даних в режимі перестановки сконфігурований з можливістю змішування потоків даних на каналах МІМО згідно з псевдовипадковим шаблоном. 42. Система за п. 41, в якій псевдовипадковий шаблон містить повну перестановку можливих комбінацій потоків даних і каналів МІМО. 43. Система за п. 37, в якій метрика якості містить відношення сигнал/шум (SNR). 44. Система за п. 43, в якій зведена метрика якості містить опорне значення SNR і значення DSNR. 45. Система за п. 37, яка додатково містить засіб декодування кодованих потоків даних на другій станції. 46. Система за п. 45, в якій засіб декодування кодованих потоків даних сконфігурований з можливістю декодування кодованих потоків даних з використанням послідовного заглушення перешкод. Винахід належить, загалом, до систем безпровідного зв'язку і, зокрема, до систем і способів для скорочення об'єму зворотного зв'язку, необхідного для вибору придатних швидкостей передачі даних для кодування потоків даних для максимізації пропускної здатності даних. Системи безпровідного зв'язку можуть включати в себе множинні базові станції і множинні мобільні станції. У будь-який даний час, конкретна базова станція може здійснювати зв'язок з однією або декількома мобільними станціями. Канали зв'язку від базової станції до мобільних станцій часто називають прямою лінією зв'язку або низхідною лінією зв'язку, тоді як канали зв'язку від мобільних станцій до базової станції називають зворотною лінією зв'язку або висхідною лінією зв'язку. Дані, що підлягають передачі між базовою станцією і мобільною станцією, звичайно кодуються, передаються передавачем (на базовій станції або на мобільній станції), приймаються приймачем (на мобільній станції або базовій станції), після чого декодуються. Дані кодуються на швидкості передачі даних, яку вибирають на основі якостей лінії зв'язку. Чим краще лінія зв'язку, тим вище швидкість передачі даних, яку можна використати. Хоч базова станція звичайно має можливість збільшувати потужність передачі даних, тим самим підвищуючи якість каналу, це не завжди бажано. Наприклад, якщо якість лінії зв'язку вже достатня для підтримки належної швидкості передачі даних, збільшення потужності може просто збільшити перешкоду для інших каналів. Тому на базових станціях звичайно реалізовується той або інший механізм керування потужністю і швидкостями передачі даних, на яких передаються дані. Цей механізм може передбачати, наприклад, вимірювання продуктивності (наприклад, відношення сигнал/шум або SNR) на мобільній станції, забезпечення зворотного зв'язку по продуктивності з базовою станцією і зміну швидкості передачі даних, на якій дані кодуються і передаються, на основі виміряної продуктивності. Одним з нещодавніх досягнень в галузі безпровідного зв'язку є розробка систем ΜΙΜΟ (з багатьма входами і багатьма виходами). У системі ΜΙΜΟ використовуються множинні передавальні антени і множинні приймальні антени для встановлення множинних каналів, які можуть просторово відрізнятися один від одного. Одна з проблем, виникаючих при розробці систем зв'язку за технологією ΜΙΜΟ, є максимізація пропускної здатності кожного з каналів ΜΙΜΟ і визначення об'єму зворотного зв'язку, необхідного для максимізації пропускної здатності. Один підхід (що іменується керуванням швидкості передачі даних для кожної антени (Per Antenna Rate Control) або PARC) вимагає забезпечення окремого значення SNR як зворотного зв'язку для кожного з каналів ΜΙΜΟ. Цей підхід не ідеальний в зв'язку з великим об'ємом ресурсів висхідної лінії зв'язку, необхідним для забезпечення SNR для кожного з каналів. Інший підхід (що іменується діагональною багаторівневою просторово-часовою архітектурою лабораторій Белла (Diagonal Bell Laboratories Layered Space Time Architecture) або D-BLAST) вимагає тільки одного значення SNR як зворотного зв'язку, але вимагає передачі порожніх сигналів до передачі послідовності кодованих блоків даних для частини каналів ΜΙΜΟ. Це призводить до неефективного використання каналів. Третій підхід (що іменується багаторівневою просторово-часовою архітектурою лабораторій Белла з повторним використанням кодів (Code Reuse Bell Laboratories Layered Space Time Architecture) або CR-BLAST) також вимагає тільки одного значення SNR як зворотного зв'язку, але використовує єдиний загальний кодер для кодування всіх потоків ΜΙΜΟ. Це не дозволяє користуватися послідовним заглушенням перешкод (SIC) і індивідуальною оптимізацією керування швидкістю передачі даних. Без використання дуже складного ітераційного методу демодуляції і декодування, продуктивність CR-BLAST виявляється набагато нижчою, ніж в системах, які використовують SIC і індивідуальну оптимізацію керування швидкістю передачі даних. Тому бажано забезпечити системи і способи, в яких скорочений об'єм зворотного зв'язку (наприклад, менше ніж окремі SNR для кожного з каналів) можна передавати з мобільної станції на базову станцію по висхідній лінії зв'язку, в яких використання каналів не зменшується за рахунок передачі порожніх сигналів і в яких можна 7 застосовувати індивідуальне керування швидкістю передачі даних і SIC. Розкриті тут варіанти здійснення винаходу покликані задовольнити одну або декілька вищезазначених потреб, забезпечуючи системи і способи для підвищення продуктивності системи безпровідного зв'язку ΜΙΜΟ за рахунок скорочення об'єму ресурсів висхідної лінії зв'язку, необхідного для забезпечення зворотного зв'язку по продуктивності каналу, для регулювання швидкостей передачі даних на каналах ΜΙΜΟ низхідної лінії зв'язку. Згідно з одним варіантом здійснення, потоки даних кодують традиційним чином, перемежовують і відображають в символи модуляції на базовій станції. Потім символи модуляції змішують згідно з псевдовипадковим шаблоном і передають набором передавальних антен, внаслідок чого дані кожного потоку даних передають по всіх каналах ΜΙΜΟ. Згідно з одним варіантом здійснення, використовують повну перестановку можливих комбінацій. Дані приймають на мобільній станції, піддають зняттю змішування (зворотній перестановці) і декодують. Для кожного потоку даних визначають SNR. Згідно з одним варіантом здійснення, потоки даних декодують з використанням послідовного заглушення перешкод. Потім обчислюють зведену метрику SNR (наприклад, опорне SNR і ASNR), яку передають зворотно на базову станцію. Базова станція визначає SNR для кожного з потоків даних на основі зведеної метрики SNR і використовує ці SNR для регулювання швидкостей передачі даних, на яких кодують відповідні потоки даних. Згідно з іншим варіантом здійснення, потоки даних декодують без SIC. У цьому випадку, частина ASNR зведеного SNR задається рівної нулю. Один варіант здійснення містить спосіб, який включає в себе етапи, на яких кодують кожний з набору потоків даних згідно з відповідними швидкостями передачі даних, змішують потоки даних на наборі каналів ΜΙΜΟ згідно з повною перестановкою комбінацій, передають потоки даних, піддані перестановці, приймають потоки даних, піддані перестановці, здійснюють зворотну перестановку потоків даних, декодування і визначення SNR для кожного з потоків даних, обчислюють зведену метрику SNR для набору потоків даних, забезпечують зведену метрику як зворотний зв'язок, визначають набір окремих метрик SNR для потоків даних на основі зведеної метрики SNR, і регулюють швидкості передачі даних, на яких кодують потоки даних, на основі окремих метрик SNR. Інший варіант здійснення містить систему безпровідного зв'язку ΜΙΜΟ. Система включає в себе базову станцію, що має сукупність передавальних антен ΜΙΜΟ, і мобільну станцію, що має сукупність приймальних антен ΜΙΜΟ. Базова станція сконфігурована з можливістю кодування кожного з сукупності потоків даних згідно з відповідною швидкістю передачі даних, перестановки потоків даних і передачі кожного з потоків даних по сукупності каналів ΜΙΜΟ, відповідних передавальним антенам ΜΙΜΟ. Мобільна станція сконфігурована з можливістю зворотної перестановки потоків даних для відтворення кодованих потоків даних, декодування потоків даних і визначення метрики якості, відпові 87049 8 дної кожному з потоків даних. Потім мобільна станція визначає зведену метрику якості на основі метрик якості, відповідних кожному з потоків даних, і передає зведену метрику якості зворотно на базову станцію. Базова станція сконфігурована з можливістю визначення окремої метрики якості, пов'язаної з кожним з потоків даних, на основі зведеної метрики якості, і потім регулювання швидкостей передачі даних, на яких кодується кожний з потоків даних, на основі окремих метрик якості. Можливі також численні альтернативні варіанти здійснення. Короткий опис креслень Фіг.1 - функціональна блок-схема, яка демонструє структуру ілюстративного безпровідного передавача. Фіг.2 - функціональна блок-схема, яка демонструє структуру ілюстративного безпровідного приймача. Фіг.3 - схема, яка демонструє передачу кожного з набору потоків даних по відповідному набору каналів ΜΙΜΟ згідно з рівнем техніки. Фіг.4А і 4В - пара схем, які демонструють передачу кожного з набору потоків даних по кожному з набору каналів ΜΙΜΟ згідно з одним варіантом здійснення. Фіг.5 - таблиця, яка демонструє всі можливі перестановки чотирьох потоків даних, що передаються по чотирьох каналах ΜΙΜΟ. Фіг.6 - функціональна блок-схема, яка демонструє структуру системи, де використовуються псевдовипадкова перестановка антен і послідовне заглушення перешкод згідно з одним варіантом здійснення. Фіг.7 - логічна блок-схема, яка демонструє обробку і передачу множинних потоків даних в системі зв'язку ΜΙΜΟ, а також визначення зведеної метрики, забезпечуваної як зворотний зв'язок для керування швидкостями передачі даних при обробці потоків даних згідно з одним варіантом здійснення. Нижче описаний один або декілька варіантів здійснення винаходу. Помітимо, що ці і будь-які інші варіанти здійснення, описані нижче, є ілюстративними і покликані ілюструвати, але не обмежувати винахід. Описані тут різні варіанти здійснення винаходу містять системи і способи для підвищення продуктивності систем безпровідного зв'язку ΜΙΜΟ за рахунок скорочення об'єму ресурсів висхідної лінії зв'язку (зворотної лінії зв'язку), необхідного для забезпечення зворотного зв'язку по SNR/продуктивності каналу для регулювання швидкостей передачі даних на каналах ΜΙΜΟ низхідної лінії зв'язку (прямої лінії зв'язку). Згідно з одним варіантом здійснення, набір потоків даних на базовій станції кодується з використанням відповідних швидкостей передачі даних. Кодовані потоки даних готові до передачі. Замість передачі кожного з кодованих потоків даних по одному з каналів ΜΙΜΟ, послідовні блоки в кадрі кожного кодованого потоку даних змішуються і передаються по різних каналах ΜΙΜΟ. Таким чином, потоки даних піддаються перестановкам по різних каналах. 9 Згідно з цим варіантом здійснення, перший блок кожного з потоків даних передається першою комбінацією каналів ΜΙΜΟ. Наприклад, при наявності чотирьох потоків даних під номерами 1-4 і чотирьох каналів ΜΙΜΟ під номерами 1-4, перші блоки потоків даних 1-4 можна передавати по каналах ΜΙΜΟ 1-4, відповідно. Потім, другі блоки потоків даних 1-4 можна передавати по каналах ΜΙΜΟ 2, 3, 4 і 1, відповідно, і треті блоки можна передавати по каналах 3, 4, 1 і 2, відповідно. Згідно з цим варіантом здійснення, послідовні блоки потоків даних 1-4 передаються за допомогою кожної з 24 можливих перестановок каналів ΜΙΜΟ 1-4. Канали ΜΙΜΟ, що передаються базовою станцією, просторово розрізнювані приймачем ΜΙΜΟ мобільної станції. Це дає можливість мобільній станції брати блоки кодованих даних з кожного з каналів ΜΙΜΟ і реконструювати кодовані потоки даних (передбачається, що мобільній станції відома схема перестановки, що використовується базовою станцією для змішування (перестановки) блоків потоків даних між каналами ΜΙΜΟ). Потім приймач декодує потоки даних і визначає SNR для кожного з потоків даних. Оскільки блоки кожного потоку даних передаються по всіх чотирьох каналах ΜΙΜΟ, всі чотири потоки даних знаходяться, в середньому, в однакових канальних умовах, якщо канал залишається приблизно статичним під час передачі усього кодованого кадру. У результаті, при визначенні SNR (усереднених по кадру) для кожного з потоків даних, значення SNR варіюються тільки внаслідок заглушення перешкод, яке може досягатися, коли кожний потік даних декодується і потім використовується як зворотний зв'язок для видалення відповідної перешкоди з потоків даних, що залишилися, яких чекає декодування. Це називається послідовним заглушенням перешкод. Оскільки SNR чотирьох потоків даних варіюються тільки внаслідок послідовного заглушення перешкод, значення SNR не зазнають значних змін, але демонструють порівняно хорошу поведінку. Це справедливо, незважаючи на те, що умови на каналах ΜΙΜΟ можуть значно розрізнюватися (внаслідок чого значення SNR потоків даних, що передаються окремо по відповідних окремих каналах ΜΙΜΟ, варіюються в значно більшій мірі). Той факт, що SNR різних потоків даних демонструють порівняно хорошу поведінку, дозволяє представляти значення SNR, з розумною точністю, в зведеній формі (тобто в формі, більш компактній в порівнянні із забезпеченням по окремості кожного з чотирьох різних значень SNR). Наприклад, SNR можна представляти у вигляді опорного значення SNR і значення ASNR, причому опорне значення SNR відповідає SNR першого декодованого потоку даних, і значення ASNR відповідає різниці між значеннями SNR послідовних потоків даних. Мобільна станція передає зведене представлення SNR на базову станцію по висхідній лінії зв'язку. Оскільки зведене представлення SNR має менший розмір, ніж представлення чотирьох окремих значень SNR, потрібно менше ресурсів висхідної лінії зв'язку для забезпечення цього зворотного зв'язку з базовою станцією. Потім базова 87049 10 станція використовує зведене представлення SNR для різних потоків даних як основу для регулювання швидкостей передачі даних, на яких потім кодуються різні потоки даних. Іншими словами, для одного потоку даних, базова станція передбачає, що SNR, виміряне мобільною станцією, дорівнює опорному значенню SNR, і регулює швидкість передачі даних для цього потоку даних відповідно до опорного SNR. Для наступного потоку даних, базова станція передбачає, що виміряне значення SNR дорівнює опорному значенню SNR плюс значення ASNR. Для наступного потоку даних, використовується значення, яке дорівнює опорному значенню SNR плюс подвоєне значення ASNR, і т. д., при цьому відповідно регулюється швидкість передачі даних кожного потоку даних. Раніше, ніж приступити до докладного розгляду ілюстративних варіантів здійснення, корисно описати основи роботи окремого фізичного каналу в звичайній системі безпровідного зв'язку. На Фіг.1 показана функціональна блок-схема, яка демонструє структуру ілюстративного безпровідного передавача. Згідно з Фіг.1, потік даних приймається і обробляється кодером ПО. Потік даних кодується на вибраній швидкості передачі даних, що буде додатково розглянуто нижче. Кодований потік даних поступає на перемежовувач 120, і потім на модуль 130 відображення/модуляції. Модульований сигнал поступає на антену 140, яка передає модульований сигнал. На Фіг.2 показана функціональна блок-схема, яка демонструє структуру ілюстративного безпровідного приймача. Згідно з цією фігурою, сигнал, переданий з антени 140, приймається антеною 250, після чого поступає на модуль 260 демодуляції/зняття відображення. Демодульований сигнал поступає на деперемежовувач 270. Після зняття перемежовування на сигналі, він декодується декодером 280 для відтворення вихідного потоку даних. Помітимо, що в ході обробки сигналу на передавачі і приймачі можуть виникати деякі помилки, тому тут використовується термін "вихідний потік даних", який вказує, чи є декодований сигнал точним відтворенням вихідного сигналу, або ж містить які-небудь помилки. На Фіг.1 і 2 представлений механізм передачі інформації в одному напрямі. Наприклад, інформацію можна передавати з базової станції на мобільну станцію в стільниковій телефонній системі. Звичайно зв'язок є двостороннім, а не одностороннім, тому аналогічний набір структур можна використовувати для передачі інформації як з мобільної станції на базову станцію, так і з базової станції на мобільну станцію. У такого роду системі, канали зв'язку від базової станції до мобільної станції звичайно називаються прямою лінією зв'язку, канали зв'язку від мобільної станції до базової станції називаються зворотною лінією зв'язку. Як відмічено вище, кодування потоку даних на передавачі здійснюється на основі швидкості передачі даних, вибраної для передачі даних. Швидкість передачі даних, в свою чергу, вибирається на основі якості прийнятого сигналу. Чим вище якість прийнятого сигналу, тим більш високу швидкість 11 передачі даних може декодувати приймач. Тому бажано підвищувати швидкість передачі даних, щоб добитися більш високої пропускної здатності. Чим нижче якість прийнятого сигналу, тим більш низьку швидкість передачі даних може декодувати приймач. У цьому випадку, бажано знижувати швидкість передачі даних для зменшення помилок в декодованих даних. Для визначення швидкості передачі даних, яку треба вибрати для кодування потоку даних, передусім, необхідно визначити якість прийнятого сигналу. У ряді систем якість сигналу визначається шляхом вимірювання відношення сигнал/шум (SNR) сигналу. На визначених рівнях SNR можна підтримувати відповідні швидкості передачі даних. Наприклад, SNR1 дозволяє підтримувати до dataratel з прийнятною частотою помилок, SNR2 дозволяє підтримувати до data_rate2, і т. д. Тому ці системи вимірюють SNR прийнятого сигналу і передають цю інформацію зворотно на передавач, який потім визначає, чи прийнятна швидкість передачі даних, яка використовується в цей час для кодування даних, що передаються, або ж вона дуже висока, або, навпаки, дуже низька. Якщо швидкість передачі даних дуже висока або дуже низька, для подальшого кодування можна вибрати більш придатну швидкість передачі даних. Це порівняно прямолінійний підхід в цьому одноканальному сценарії до забезпечення SNR прийнятого сигналу як зворотного зв'язку для використання при регулюванні швидкості передачі даних, на якій кодуються дані. Інформації SNR достатньо для вибору швидкості передачі даних, і ця інформація не складає особливо великої додаткової вартості. Навіть, якщо додаткова вартість представляється великою, було б важко скоротити це навантаження, оскільки SNR є єдиним значенням, і ця інформація необхідна для визначення придатної швидкості передачі даних. Однак в деяких системах немає тільки одного каналу. Наприклад, система ΜΙΜΟ (з багатьма входами і багатьма виходами) має множинні фізичні канали. Передавач ΜΙΜΟ має множинні антени, кожну з яких можна використовувати для передачі якого-небудь з множинних каналів ΜΙΜΟ. Аналогічно, приймач ΜΙΜΟ має множинні антени, які використовуються для розрізнення між різними фізичними каналами, що передаються через антени передавача, і для прийому цих окремих фізичних каналів. У звичайній системі ΜΙΜΟ, кожний канал обробляється, по суті, так само, як в одноканальній системі. Іншими словами, для кожного каналу, потік даних кодується на вибраній швидкості передачі даних, перемежовується, відображається/модулюється, передається через відповідну антену ΜΙΜΟ, приймається в приймачі, піддається зняттю відображення/демодуляції, піддається зняттю перемежовування і декодується для реконструкції вихідного потоку даних. Цей процес здійснюється паралельно для кожного з каналів ΜΙΜΟ. Система ΜΙΜΟ має конфігурацію, в якій фізичні канали не залежать один від одного. Тому множинні потоки даних можна по окремості передавати по різних каналах. Іншими словами, різні потоки 87049 12 даних можна передавати через різні передавальні антени, і багатоантенний приймач ΜΙΜΟ може розрізнювати їх. Це проілюстровано на Фіг.3. На Фіг.3 показана схема, яка демонструє передачу кожного з набору потоків даних по відповідному набору каналів ΜΙΜΟ в системі, що відповідає рівню техніки. Система, показана на Фіг.3, ілюструє, наприклад, систему PARC. У цій системі, набір кодованих потоків даних 311-314 передається набором передавальних антен 321-324. Передані сигнали приймаються приймальними антенами 331-334. Просторово-часовий сигнальний процесор 335 обробляє прийняті сигнали (які всі приймаються кожною з антен 331-334) для розрізнення потоків даних 341-344 (які, по суті, ідентичні потокам даних 311-314). Оскільки канали ΜΙΜΟ не залежать один від одного, різні канали можуть мати різні характеристики завмирання. Іншими словами, кожний з каналів системи ΜΙΜΟ може мати окреме SNR. У результаті, на різних каналах може потребуватися кодувати відповідні потоки даних на різних швидкостях передачі даних для максимізації пропускної здатності кожного з каналів. Прямий підхід до забезпечення цієї інформації SNR полягає в окремому вимірюванні SNR для кожного з каналів ΜΙΜΟ з подальшою передачею кожного з цих значень SNR зворотно на передавач, щоб швидкості передачі даних для кожного з каналів можна було вибрати на основі відповідних виміряних значень SNR. Цей підхід використовується в системах PARC. Хоч цей підхід є прямим, він вимагає порівняно великого об'єму ресурсів зворотної лінії зв'язку. При наявності η каналів ΜΙΜΟ, цей підхід вимагає в η разів більше ресурсів, ніж необхідно у випадку одного каналу. Внаслідок високих витрат ресурсів, пов'язаних з цим підходом, системи і способи, що відповідають даному винаходу, передбачають використання альтернативного підходу, згідно з яким як зворотний зв'язок на передавач повертається зведена метрика SNR, що дозволяє економити ресурси зворотної лінії зв'язку і, разом з тим, вибирати швидкості передачі даних, які забезпечують більш високу пропускну здатність системи. Оскільки різні канали ΜΙΜΟ не залежать один від одного, вони мають незалежні характеристики завмирання і якості каналу. Тому значення SNR кожного з цих каналів також незалежні. У зв'язку з взаємною незалежністю SNR, вони можуть значно відрізнятися один від одного. Наприклад, при наявності чотирьох каналів, перший канал може мати SNR [+15] дБ, другий канал може мати SNR [15] дБ, третій канал може мати SNR 0 дБ і четвертий канал може мати SNR [+15] дБ. Очевидно, що, в цьому випадку, було б дуже важко виразити значення SNR всіх каналів в зведеній формі. Тому варіанти здійснення даного винаходу передбачають методологію, яка гарантує досить хорошу поведінку значень SNR, щоб їх можна було представити з розумною точністю в зведеній формі. Методологія, яка використовується у варіантах здійснення даного винаходу, передбачає передачу даних для кожного потоку даних по всіх каналах ΜΙΜΟ. Іншими словами, для кожного потоку даних, 13 дані обробляються на передавачі, по суті, так само, як в звичайній системі ΜΙΜΟ, але замість передачі даних через одну єдину з антен ΜΙΜΟ, один блок передається через першу антену, наступний блок передається через другу антену, і т. д. Таким чином, блоки кожного потоку даних розподіляються по всіх каналах ΜΙΜΟ (причому кожний канал ΜΙΜΟ пов'язаний з відповідною з антен ΜΙΜΟ). Це проілюстровано на Фіг.4А і 4В. На Фіг.4А показана схема, яка демонструє передачу кожного з набору потоків даних по кожному з набору каналів ΜΙΜΟ згідно з одним варіантом здійснення. З правого боку на Фіг.4А показані чотири потоки даних 411-414. Потоки даних 411-414 відповідають кодованим, перемежованим, відображеним/модульованим даним, обробленим на передавачі і готовим до передачі по безпровідній лінії зв'язку в приймач. Зокрема, множинні потоки даних представляють дані, які традиційним чином передавалися б по окремих каналах системи ΜΙΜΟ (через антени передавача ΜΙΜΟ.) У кожному з потоків даних є ряд блоків даних. Блоки даних позначаються буквою, відповідною потоку даних, і числом, відповідним позиції блока даних в потоці даних. Блоки даних можуть мати будь-який розмір, зручний для конкретної реалізації, але не можуть бути настільки великими, щоб була втрачена вигода від перестановки потоків даних між різними каналами. Після того, як потоки даних пройшли традиційну обробку перед передачею, блоки кожного потоку даних відображаються на різні антени передавача ΜΙΜΟ. Згідно з Фіг.4А, перший набір блоків, ΑΙ, Β1, СІ і D1, відображається на антени 431, 432, 433 і 434, відповідно. Наступний набір блоків, А2, В2, С2 і D2, відображається на іншу комбінацію з чотирьох антен. Зокрема, вони відображаються на антени 432, 433, 434 і 431, відповідно. Іншими словами, блоки різних потоків даних піддаються циклічній перестановці відносно антен. Третій набір блоків даних знов піддається циклічній перестановці, внаслідок чого блоки даних A3, ВЗ, СЗ і D3 відображаються на антени 433, 434, 431 і 432, відповідно. Подальші блоки аналогічно відображаються на різні комбінації антен, поки це можливо. Згідно з одним варіантом здійснення, послідовність відображень блоків даних на канали ΜΙΜΟ містить псевдовипадковий шаблон (показаний і описаний з посиланням на Фіг.5). На Фіг.4В показана схема, яка демонструє прийом кожного з переданих змішаних потоків даних в приймачі. Можна бачити, що кожна з приймальних антен 441-444 приймає комбіновані сигнали, передані передавальними антенами 431434. Просторово-часовий сигнальний процесор 445 обробляє прийняті сигнали для розрізнення потоків даних, підданих перестановці 451-454. Приймач має алгоритм і/або шаблон для відображення вихідних потоків даних 411-414 в змішані потоки даних 421-424. Це дозволяє приймачу здійснювати зняття відображення або зняття змішування на прийнятих блоках даних (451-454) для реконструкції вихідних потоків даних (461-464). Реконструйовані потоки даних 461-464 можна піддавати зняттю відображення/демодуляції, зняттю 87049 14 перемежовування і декодування традиційними способами. З Фіг.4А і 4В випливає, що реконструйовані потоки даних складаються з блоків даних, переданих по всіх каналах ΜΙΜΟ, переважно, згідно з псевдовипадковим шаблоном. Наприклад, реконструйований потік даних 411 включає в себе блоки даних ΑΙ, Α2, A3,.... Ці блоки даних були передані по першому, другому, третьому і т. д. каналам ΜΙΜΟ. Інші реконструйовані потоки даних аналогічно були передані по всіх каналах ΜΙΜΟ. Завдяки передачі кожного потоку даних по всіх каналах ΜΙΜΟ, всі потоки даних знаходяться, в середньому, в однакових канальних умовах. Іншими словами, по кожному з каналів ΜΙΜΟ передається приблизно чверть блоків даних кожного з потоків даних, і тому вони знаходяться в канальних умовах кожного з каналів ΜΙΜΟ чверть часу. У вищенаведеному прикладі, де SNR різних каналів варіюється від [+15] дБ до [-15] дБ, передача кожного потоку даних по всіх чотирьох каналах дає середнє SNR десь між [+15] дБ і [-15] дБ. Наприклад, SNR може дорівнювати [+5] дБ. Хоч SNR різних потоків даних, швидше всього, не в точності рівні, вони повинні бути приблизно еквівалентні, і визначено демонструють дуже хорошу поведінку в порівнянні з варіаціями SNR в звичайній системі ΜΙΜΟ. Помітимо, що, крім переваги вирівнювання SNR, пов'язаних з різними потоками даних, передача кожного з потоків даних по всіх фізичних каналах ΜΙΜΟ може мати додаткові вигоди. Наприклад, вигідно використовувати різні тракти сигналу для передачі потоку даних, оскільки рознесення забезпечує більш стійкий канал. Якщо кожний з потоків даних підлягає передачі по множинних фізичних каналах, необхідно визначити, як різні потоки даних будуть змішуватися на каналах. Іншими словами, необхідно визначити, який потік даних буде передаватися якою антеною в будь-який конкретний момент часу. Згідно з деякими варіантами здійснення, можна просто здійснювати циклічні перестановки потоків даних по різних антенах. Наприклад, при наявності чотирьох каналів, послідовні блоки потоку даних можна передавати через антени 1, 2, 3, 4, 1,2, 3, 4, і т. д. Хоч просте зациклювання на зразок вищеописаного може мати свої переваги, передбачається, що більш високу продуктивність, у відношенні як вирівнювання SNR, пов'язаних з потоками даних, так і переваг рознесення, більш ймовірно одержати з використанням псевдовипадкового шаблона, який включає в себе повну перестановку можливих комбінацій потоків даних і фізичних каналів. Використовуване тут поняття "повної" перестановки комбінацій означає всі можливі впорядковані комбінації потоків даних і фізичних каналів. Приклад показаний на Фіг.5. На Фіг.5 наведена таблиця, яка демонструє всі можливі перестановки чотирьох потоків даних, що передаються по чотирьох каналах ΜΙΜΟ. Блоки даних, відповідні тому або іншому потоку даних, позначені однією і тією ж буквою. Наприклад, всі блоки даних, починаючи з першого з потоків даних, позначені буквою "А". Блоки даних другого, 15 87049 16 третього і четвертого потоків даних позначені букзабезпеченню найвищої пропускної здатності для вами "В", "С" і "D", відповідно. Кожний рядок табпотоків даних. лиці відповідає конкретному каналу ΜΙΜΟ. Кожний Згідно з одним варіантом здійснення, приймач стовпець таблиці відповідає послідовним блокам ΜΙΜΟ є лінійним приймачем без нелінійного заданих, що передаються по каналу ΜΙΜΟ. глушення перешкод. Можна бачити, що в кожний момент часу (тобЗа відсутності операції послідовного заглуто в кожному стовпці таблиці) передається по одшення перешкод в приймачі, найвищої швидкості ному блоку даних з кожного з чотирьох потоків передачі даних можна добитися, використовуючи даних. У першому (самому лівому) стовпці, блоки тільки один канал зворотного зв'язку по SNR, шляданих з потоків даних А, В, С і D передаються по хом застосування вищеописаної псевдовипадкової каналах ΜΙΜΟ 1, 2, 3 і 4, відповідно. У наступному перестановки антен. Визначивши вектор прийому стовпці, потоки даних (або канали ΜΙΜΟ) піддані системи ΜΙΜΟ Ν´Ν в символьний час k як у(к), для циклічній перестановці, тому блоки даних з потоків якого: даних А, В, С і D передаються по каналах ΜΙΜΟ 2, ) yN´1(k ) = HN´N (k )x N´1(k ) + nN´1(k ) = x (1) (k )h(1´1(k ) + N 3, 4 і 1, відповідно. Потоки даних піддаються по(1) (N дальшим циклічним перестановкам відносно бло+ x ( 2 ) (k )h( 2´)1(k ) + ... + x (N) (k )hN´)1(k ) + nN´1(k ) N ків даних в цьому порядку. одержуємо SNR і-го потоку на лінійному приУ п'ятому стовпці, потоки даних у вихідному ймачі з мінімальною середньоквадратичною помипорядку внаслідок циклічних перестановок поверлкою (MMSE): таються до вихідної комбінації потоків даних і ка-1 (i P () (2) SNR(i ) (k ) = h1i´H (k ) N(i ) N (k ) hN)´1(k ), налів ΜΙΜΟ (тобто потоки даних А, В, С і D на каN N´ N налах ΜΙΜΟ 1, 2, 3 і 4, відповідно). Замість де і-та коваріаційна матриця шуму виражаєтьповторення цієї комбінації, потоки даних піддаються як ся такій перестановці, що потоки даних А, В, С і D N P передаються по каналах ΜΙΜΟ 1, 2, 4 і 3, відповід( (j H (i NN)´N (k ) = s 2IN´N + å hNj) 1(k )h1´)N (k ). ´ (3) но. Потім потоки даних піддаються циклічним пеj =1 N рестановкам в цьому порядку, поки блок з кожного J¹ i потоку даних не буде переданий по кожному з каУ (1)-(3), налів ΜΙΜΟ. T (1) ( 2) (N) = hN´1(k ), hN´1(k ),...,hN´1(k ) HN´N (k ) Цей процес повторюється для кожної перестаозначає новки комбінацій потоків даних і каналів ΜΙΜΟ. матрицю каналу, Чотири потоки даних можна впорядкувати в шести (1) ( 2) (N) xN´1(k ) різних перестановках: A-B-C-D;= x (k ), x (k ),..., x (k ), означає нормоA-B-D-C; A-C-B-D; A-C-D-B; A-D-B-C і A-D-C-B. Потім кожне з цих ваний вектор сигналу, і nN´1(k) означає вектор впорядкувань потоків даних можна піддавати цикфлуктуаційного шуму, прийнятий N приймальними лічним перестановкам по чотирьох різних каналах антенами з дисперсією σ2 на вимірювання. Хоч тут ΜΙΜΟ. Наприклад, A-B-C-D можна передавати по ми вважаємо, що система ΜΙΜΟ має N потоків каналах 1-2-3-4, 4-1-2-3, 3-4-1-2 або 2-3-4-1. Таким даних, N передавальних антен і N приймальних чином, існує 24 (4 факторіал або 4!) різних комбіантен, кількість потоків ΜΙΜΟ, що передаються, не нації з чотирьох потоків даних і чотирьох каналів обов'язково повинна дорівнювати ні кількості пеΜΙΜΟ. Передача потоків даних по каналах ΜΙΜΟ з редавальних антен, ні кількості приймальних анвикористанням всіх цих різних комбінацій іменутен. Кількості передавальних антен і приймальється в контексті даного розкриття повною перених антен також не зобов'язані бути однаковими. становкою комбінацій. Загалом, різні потоки будуть бачити різні знаПомітимо, що описана тут система є ілюстрачення SNR в зв'язку з відмінністю векторів каналів тивною, і що альтернативні варіанти здійснення прийому для різних передавальних антен. Визнаможуть мати інші кількості потоків даних і/або качивши кількість символів в блоці кодування і смугу налів ΜΙΜΟ. Для варіантів здійснення, в яких кільсистеми як К і W, можна обчислити досяжну швидкість потоків даних дорівнює кількості каналів кість передачі даних (біти в секунду) для і-го потоΜΙΜΟ, кількість різних комбінацій потоків даних і ку системи PARC на квазістатичному каналі з виканалів ΜΙΜΟ задається як п! (п факторіал), де η користанням відображення (або будь-якої іншої це кількість потоків даних/каналів ΜΙΜΟ. Так, наналежним чином складеної формули відображенприклад, система, що має три потоки даних і три ня SNR-швидкість) у вигляді: канали ΜΙΜΟ, буде мати 3! =6 різних комбінацій в повній перестановці. Система, що має п'ять потоW K R (i ) = å log(1 + SNR(i) ) = W log(1 + SNR(i) ). ків даних і п'ять каналів ΜΙΜΟ, буде мати 5!=120 (4) K k =1 різних комбінацій в повній перестановці. I=1,2,…,N Оскільки блоки кожного з потоків даних переПомітимо, що часовий індекс k був свідомо даються по всіх каналах ΜΙΜΟ і знаходяться в, по опущений в представленні SNR, оскільки канал суті, однакових канальних умовах, SNR різних попередбачається квазістатичним. Ці N запитані токів даних демонструють хорошу поведінку. В швидкості передачі даних передаються в порядку ідеалі, SNR потоків даних еквівалентні. Це дає зворотного зв'язку і використовуються для кодуможливість забезпечувати зворотний зв'язок з певання наступного N-потокового кадру даних. Поредавачем у формі єдиного SNR, яке представляє вна швидкість передачі даних, якої можна добитивсі потоки даних. Однак, це може перешкоджати [ ] [ [ ] ] 17 87049 ся за рахунок незалежного кодування кожного потоку по окремості, задається таким чином: R= N å R(i) i =1 N = W å log(1 + SNR(i) ). (5) i =1 У випадку застосування псевдовипадкової перестановки антен, як показано на Фіг.3-4, можна бачити, що швидкості N потоків мають однакове значення. Зокрема, визначивши індекс перестановки антени і-го потоку в час k як p(і,к), одержуємо досяжну швидкість передачі даних і-го потоку як: R (i) = = W K W K K å log(1 + SNR p(i,k ) (k )) = k =1 KIN N å å log(1 + SNR( j) ) = k =1J =1 W K N å log(1 + SNR( j) ), (6) j =1 i = 1,2,...N, і всі R(i) мають однакове значення. Повна досяжна швидкість передачі даних як і раніше задається (5), якщо розмір кодованого кадру великий, і використовується квазівипадкове кодування, наприклад турбокодування. Відношення між PARC і псевдовипадковою перестановкою антен залишаються аналогічними навіть для лінійного приймача з обнулениям незначущих коефіцієнтів (ZF) або узгодженим фільтром (MF), замість приймача MMSE. Помітимо, що для досягнення максимальної швидкості передачі даних у випадку лінійного приймача не потрібні всі перестановки, а необхідні тільки операції циклічної перестановки антен і один канал зворотного зв'язку по SNR. Згідно з одним варіантом здійснення, в приймачі ΜΙΜΟ при декодуванні потоків даних застосовується методологія послідовного заглушення перешкод (SIC). Приймач SIC досягає підвищених значень SNR для деяких потоків даних, декодуючи спочатку один з потоків даних, а потім використовуючи цю інформацію для часткового заглушення перешкоди в інших потоках даних. Зокрема, перший декодований потік даних використовується для регенерації перешкоди, створеної при передачі. Потім цю перешкоду можна заглушити в прийнятій суперпозиції потоків даних. Потім декодується другий з потоків даних. Оскільки перешкода в цьому потоці даних знижена внаслідок заглушення перешкод в першому потоці даних, SNR другого декодованого потоку даних більше, ніж SNR першого декодованого потоку даних. Потім другий декодований потік даних використовується таким же чином, як перший потік даних, для часткового заглушення перешкоди в потоках даних, що залишилися. Цей процес повторюється для кожного з потоків даних, що залишилися. При використанні цієї методології SIC, SNR, пов'язане з конкретним потоком даних, відповідає порядку декодування потоків даних, причому перший потік даних, що підлягає декодуванню, має найнижче SNR, і останній потік даних, що підлягає декодуванню, має найвище SNR. Оскільки SNR різних потоків даних не однакові, потоки даних можуть підтримувати різні швидкості передачі даних (тобто кодуватися на них). Потік даних, що має найнижче SNR, підтримує найнижчу швидкість передачі даних, а потік даних, що має найвище 18 SNR, підтримує найвищу швидкість передачі даних. Якщо приймач забезпечує як зворотний зв'язок одне значення SNR, яке використовується передавачем як основа для вибору швидкості передачі даних для кодування кожного потоку даних, максимальна можлива пропускна здатність на потоках даних, що мають найвищі SNR, не буде досягнута. Тому, згідно з цим варіантом здійснення, корисно забезпечувати яке-небудь зазначення різниці між значеннями SNR різних потоків даних, щоб для кожного з потоків даних можна було вибрати придатні швидкості передачі даних. У випадку використання в приймачі декодера MMSE-SIC або ZF-SIC, максимальної швидкості передачі даних, суворо кажучи, не можна добитися, поки як зворотний зв'язок не буде забезпечено N значень SNR. Однак, на практиці, можна добитися майже максимальної швидкості передачі даних за допомогою зведеного SNR (або усіченого зворотного зв'язку), застосовуючи належну наближену формулу, описану тут. З іншого боку, при використанні декодера MFSIC спільно з псевдовипадковою перестановкою антен, на передавачі можна точніше обчислити значення SNR інших потоків даних, використовуючи SNR першого потоку даних і усереднений коефіцієнт кореляції каналів по потоках. Миттєве SNR першого потоку на виході MF (або об'єднувача зі зважуванням по пілот-сигналу) виражається у вигляді: 4 p 1, hN(´1k ) PIN (1) SNR (k ) = N 2 (7) 2 p( p , p å h1´1,k )H × h1´(iNk ) PIN + h1´(1,k ) s 2 N N i= 2 де Ρ, Ν і σ2 відповідно означають енергію сигналу, кількість потоків даних і дисперсію флуктуаційного шуму. Простий спосіб (хоч і не оптимальний відносно досяжної швидкості передачі даних) обчислення середнього SNR кадру кодування полягає у використанні відношення усередненої потужності сигналу (або, зокрема, середнього арифметичного) до усередненої (середньому арифметичному) потужності перешкоди і шуму, внаслідок чого виходить: 1 K p(1,k ) 4 PIN åh K k =1 N´1 SNR (1) ,avg º frame 2 ì ü 1 K ï N p(1,k )H p( i,k ) 2 ï p( × hN´1 PIN + h1´1,k ) s 2 ý å íå h N K k =1ïi = 2 1´N ï î þ = 1 N ( j) 4 PIN åh N j =1 N´1 = (N - 1) N N 2 2 2 1 N () å å h1i´H × h(Nj)´1 PIN + N å h(Nj)´1 s 2 N N(N - 1) i =1 j = i +1 j =1 N å P Ns 2 å × () hNj´1 h( j ) 1 N´ j =1 N j =1 º N (N - 1) × r avg × P Ns 2 4 2 å × h( j ) 1 N´ å h( j ) 1 N´ j =1 N j =1 (8) , 4 2 +1 де усереднений коефіцієнт кореляції каналів обчислюється як: 19 ravg º 87049 N N 2 2 () å å h1i´H × h(Nj)´1 N N(N - 1) i =1 j =i +1 N 1 å h( j ) N j =1 N´1 N- l arg e ® 4 1 N (9) . Таким же чином можна обчислити середнє SNR кадру кодування і-го потоку, який декодується після заглушення перешкоди в перших і-1 потоках. Завдяки симетричній структурі псевдовипадкової перестановки антен, досягається результат для SNR, аналогічний результату для 1-го потоку з різницею в ефективній кількості сигналів перешкоди, який виражається таким чином: N å P Ns 2 å × h( j ) 1 N´ h( j ) 1 N´ j =1 N j =1 SNR(i ) ,avg = frame N (N - i) × ravg × P Ns 2 4 2 å × ( hNj) 1 ´ å ) h( j´1 N j =1 N j =1 (10) 4 2 +1 3 (8) і (10) можна вивести співвідношення між SNR 1-го потоку і j-ro потоку: SNR ( i) ,avg = frame SNR (1) ,avg frame 1 - (i - 1) × r avg × SNR (1) ,avg frame (11) , або, еквівалентно, відношення SNR можна переписати у вигляді: SNR ( i) ,avg = frame SNR (N) ,avg frame 1 + (N - i) × ravg × SNR (N) ,avg frame , (12) через SNR останнього потоку. Таким чином, якщо відомі SNR 1-го декодованого потоку (або останнього або будь-якого іншого декодованого потоку) і усереднений коефіцієнт кореляції каналів, то можна точно прогнозувати значення SNR інших потоків системи псевдовипадкової перестановки антен, об'єднаної з приймачем MF-SIC. Однак формули (11) і (12) представляють тільки один приклад того, як можна відновити повний набір значень SNR всіх потоків даних, коли відомі тільки одне значення SNR і один параметр кореляції. Помітимо, що, для забезпечення більш адекватного і оптимального вибору швидкостей, як зворотний зв'язок потрібно забезпечити не середнє SNR на основі середнього арифметичного, представлене в (10), а більш складне ефективне SNR на основі (6). Так, в фактичній реалізації, можна використовувати будь-які інші формули, що дозволяють ефективно враховувати співвідношення між SNR потоків в даній системі ΜΙΜΟ, в які входять опорне SNR і один або декілька допоміжних параметрів. Допоміжним параметром може бути усереднений коефіцієнт кореляції каналів, ASNR або будь-які інші величини. Формулу прогнозування SNR (11) або (12), що дозволяє точно обчислити значення SNR у випадку приймача MF-SIC, можна використовувати для розрахунку нижньої границі SNR для приймача MMSE-SIC. Фактично, SNR останнього декодова 20 ного потоку буде проміжним значенням між MFSIC і MMSE-SIC, якщо флуктуаційний шум є білим, і зазор SNR (тобто MMSE SNR - MF SNR) між іншими потоками сильно залежить від усередненого коефіцієнта кореляції каналів. Коли усереднений коефіцієнт кореляції каналів малий (тобто більшість просторових сигнатур приблизно ортогональні одна одній), зазор буде близький до нуля навіть для інших потоків (і значення SNR для різних потоків будуть майже однаковими); в іншому випадку він може бути великим. Передбачаючи, що МС повертає SNR останнього декодованого потоку і усереднений коефіцієнт кореляції каналів згідно з (9), базова станція може вибирати швидкості консервативно на основі (12), щоб, після декодування першого потоку, можна було майже гарантовано декодувати подальші потоки. З іншого боку, базова станція може встановити значення усередненого коефіцієнта кореляції каналів менше повідомленого з урахуванням можливостей передового приймача (тобто MMSE-SIC): повідомлений усереднений коефіцієнт кореляції каналів згідно з (9) можна зменшувати в більшій мірі, якщо він великий, і залишати майже незмінним, якщо він малий. Як альтернатива, мобільна станція може фактично генерувати всі середні значення SNR N потоків на стадії декодування і оцінювати оптимальний ефективний усереднений коефіцієнт кореляції каналів, щоб крива згідно з (12) (або інша належним чином побудована крива для MMSE-SIC або ZF-SIC) була як можна ближче до генерованих значень SNR. Потім SNR останнього потоку і ефективний усереднений коефіцієнт кореляції каналів передаються в порядку зворотного зв'язку, щоб базова станція могла вибрати швидкості згідно з (12). На практиці, у випадку приймача MMSE-SIC або ZF-SIC, можна вивести наближене співвідношення між SNR, краще ніж (12) відносно простоти, ефективного опису співвідношень між SNR і т. д. Наприклад, можна використати адитивне співвідношення між SNR SNR( i -1) ,avg = frame SNR( i) ,avg frame f ( i) (SNR(N) ,avg , r) frame (14) або мультиплікативне співвідношення між SNR SNR (i -1) ,avg = SNR (i) ,avg - f (i) ( SNR (N) , avg , r) frame frame frame (13) для правильно вибраних допоміжного параметра ρ і рекурсивної функції f(i)(,). В простій реалізації рекурсивна функція може приймати постійне значення, наприклад, f (i) (SNR(N) , r) = к frame ,avg Згідно з одним варіантом здійснення, зворотний зв'язок, що забезпечується приймачем, складається з опорного значення SNR і значення ASNR. Оскільки якість каналу, яка зазнається кожним з потоків даних, по суті, однакова, відмінність в SNR для кожного з потоків даних зумовлена заглушенням перешкоди при декодуванні послідовних потоків даних. Оскільки вплив SIC на SNR послідовних потоків даних добре передбачуваний і добре зрозумілий, SNR потоків даних можна розумно апроксимувати опорним значенням SNR і зна 21 ченням ASNR, де опорне значення SNR - це фактичне SNR для першого декодованого каналу (або останнього декодованого або будь-якого іншого попередньо вказаного каналу в залежності від конструкції системи,) і ASNR - це поліпшення (або погіршення, в залежності від конструкції системи) в SNR для кожного наступного декодованого каналу. Наприклад, SNR першого декодованого каналу дорівнює опорному SNR, SNR другого декодованого каналу дорівнює опорному значенню SNR плюс ASNR, SNR третього декодованого каналу дорівнює опорному значенню SNR плюс подвоєне ASNR і т. д. Помітимо, що базова станція приблизно знає порядок, в якому мобільна станція декодує потоки даних, і тому здатна застосовувати SNR (опорне значення SNR плюс кратне ASNR) до відповідних потоків даних. Обчислення і операцію додавання ASNR можна здійснювати або в лінійному масштабі, або в логарифмічному (дБ) масштабі. Оскільки операція додавання в логарифмічному масштабі відповідає операції множення в лінійному масштабі, операції складання в лінійному і логарифмічному масштабах відповідно еквівалентні використанню (13) і (14), де: , r) = DSNR(в лінійному масf (i) (SNR(N) frame ,avg штабі). На Фіг.6 показана функціональна блок-схема, яка демонструє структуру системи, де використовуються псевдовипадкова перестановка антен і послідовне заглушення перешкод згідно з одним варіантом здійснення. Згідно з цим варіантом здійснення, система складається з передавача 610 і приймача 620. Згідно з одним варіантом здійснення, передавач 610 реалізований у вигляді безпровідної базової станції, а приймач 620 реалізований у вигляді безпровідної мобільної станції для формування низхідної лінії зв'язку. Мобільна станція також включає в себе передавач, і базова станція включає в себе приймач для формування відповідної висхідної лінії зв'язку. Передавач 610 і приймач 620 є пристроями ΜΙΜΟ, здатними передавати і приймати чотири канали. Передавач 610 здатний обробляти чотири потоки даних і передавати відповідні кодовані потоки даних по псевдовипадкових комбінаціях чотирьох фізичних каналів ΜΙΜΟ. Приймач 620 здатний приймати дані по чотирьох каналах ΜΙΜΟ, реконструювати кодовані потоки даних і обробляти ці дані для регенерації вихідних потоків даних. На передавачі 610, чотири вихідних потоки даних поступають на кодери 630. Кожний з кодерів кодує відповідний потік даних на швидкості передачі даних, вибраній для цього конкретного потоку даних. Потім кодовані символи даних перемежовуються перемежовувачами 635 і відображаються в символи модуляції модулями 640 відображення. Потім символи модуляції відображаються модулем 645 перестановки на антени 650. Потім символи модуляції передаються антенами 650 згідно зі схемою перестановки, реалізованою на модулі 645 перестановки. У приймачі 620 передані символи приймаються антенами 655 і поступають на перший з коректорів 660. Цей перший коректор обчислює SNR 87049 22 для першого з потоків даних і видає сигнал на перший з модулів 665 зняття відображення. Потім кодовані символи піддаються зняттю перемежовування першим з деперемежовувачів 670 і декодуються першим з декодерів 675. Декодовані дані поступають на перший з завадозаглушувачів 680, який регенерує перешкоду, відповідну першому потоку даних, і пригнічує цю перешкоду в прийнятому сигналі. Аналогічний тракт обробки забезпечений для сигналів, відповідних кожному з потоків даних, що залишилися. Після декодування всіх чотирьох потоків даних, визначаються SNR для кожного з потоків даних. Як описано вище, SNR потоків даних вирівнюються за рахунок передачі їх по всіх каналах ΜΙΜΟ, тому відмінності в SNR, визначені для кожного з потоків даних, зумовлені послідовним заглушенням перешкоди. Це дає можливість приймачу обчислювати зведену метрику SNR для добре передбачуваного набору SNR, відповідних чотирьом потокам даних. Згідно з одним варіантом здійснення, ця зведена метрика складається з опорного значення SNR і значення ASNR, де значення ASNR це різниця між SNR послідовних потоків даних або в лінійному масштабі, або в логарифмічному масштабі. Потім ця зведена метрика передається як зворотний зв'язок на передавач, який може регулювати швидкості передачі даних, на яких кодуються різні потоки даних, на основі відповідних SNR, що визначаються із зведеної метрики SNR. Робота цієї системи схематично представлена на Фіг.7. Фіг.7 - це логічна блок-схема, яка демонструє обробку і передачу множинних потоків даних в системі зв'язку ΜΙΜΟ, а також визначення зведеної метрики, яка забезпечується як зворотний зв'язок для керування швидкостями передачі даних при обробці потоків даних згідно з одним варіантом здійснення. Згідно з Фіг.7, спочатку обробляється (700) набір з η початкових потоків даних для створення відповідного набору кодованих потоків даних. Ця обробка відповідає кодуванню, перемежовуванню і відображенню/модуляції повного кадру даних, здійснюваному компонентами 630, 635 і 640 передавача 610. Потім послідовні частини (наприклад, блоки) в кадрі кожного з кодованих потоків даних передаються (705) навперемінно на різних каналах ΜΙΜΟ. Як відмічено вище, навперемінна передача на різних каналах ΜΙΜΟ може здійснюватися, наприклад, згідно з псевдовипадковим шаблоном. Згідно з одним варіантом здійснення, псевдовипадковий шаблон включає в себе всі можливі перестановки комбінацій потоків даних і каналів ΜΙΜΟ. Змішування і передача кодованих потоків даних відповідають компонентам 645 і 650 передавача 610. Потім передані дані приймаються (710) приймачем. Приймачем є приймач ΜΙΜΟ, здатний до просторового розрізнення різних каналів ΜΙΜΟ. Змішані частини потоків даних піддаються зняттю змішування, і кодовані потоки даних реконструюються (715). Після реконструкції кодованих потоків даних, SNR визначається для кожного з кодованих потоків даних, і кодовані потоки даних декодують 23 ся в початкові потоки даних (720, 725). Як описано вище, згідно з варіантом здійснення, показаним на Фіг.6, потоки даних послідовно декодуються і використовуються для регенерації, а потім заглушення перешкоди, відповідної декодованим потокам даних. Після визначення SNR для кожного з потоків даних, з цих значень обчислюється (730) зведена метрика SNR. Як розглянуто вище, зведена метрика, згідно з одним варіантом здійснення, містить опорне значення SNR і значення ASNR. Потім зведена метрика SNR передається (735) зворотно на передавач. Як відмічено вище, передавач 610 і приймач 620 формують низхідну лінію зв'язку системи безпровідного зв'язку, яка також включає в себе передавач і приймач висхідної лінії зв'язку (не показані на Фіг.6), які використовуються для передачі зведеної метрики SNR як зворотного зв'язку. Після прийому зведеної метрики SNR, SNR для кожного з потоків даних реконструюються (740), і швидкості передачі даних, на яких кодується кожний з потоків даних, регулюються (745) на основі цих значень SNR. Якщо приймач не використовує послідовне заглушення перешкод, ASNR задається рівним 0 в лінійному масштабі і 0 дБ в логарифмічному масштабі. Згідно з одним варіантом здійснення, приймач може додатково передавати в порядку зворотного зв'язку інформацію, яка наказує відключити деякі з передавальних антен. Тоді, представлені псевдовипадкова перестановка антен і зведений зворотний зв'язок по SNR будуть застосовуватися тільки до активних передавальних антен, які фактично передають потоки даних. Згідно з іншим варіантом здійснення, кількість активних потоків даних (Ns) може бути меншою кількості передавальних антен (Nt). Тоді, Nt - Ns передавальних антен можуть не передавати ніякого сигналу в даний момент часу. Навіть в цьому випадку, псевдовипадкову перестановку антен і зворотний зв'язок по зведеному SNR можна застосовувати з урахуванням того, що існує додатково Nt - Ns потоків даних, кожний з яких має нульову потужність передачі. Як відмічено вище, вищеописані варіанти здійснення покликані ілюструвати винахід, але не обмежувати його. Альтернативні варіанти здійснення можуть передбачати численні відхилення від вищеописаних систем і способів. Наприклад, альтернативні варіанти здійснення можуть використовувати зведену метрику зворотного зв'язку, яка містить значення, відмінне від суми опорного значення SNR і значення ASNR. Фактично, метрика може містити значення, відмінні від SNR, наприклад, частоти виникнення помилки в прийнятих, декодованих потоках даних. Альтернативні варіанти здійснення також можуть мати інші типи приймачів (наприклад, без SIC), інші кількості каналів або інші відмінності. Хоч це не було детально описано вище, помітимо, що вищеописані функціональні можливості можна реалізувати в мобільних станціях і базових станціях системи без провідного зв'язку, забезпечуючи придатні програми, виконувані відповідними підсистемами обробки цих пристроїв. У цьому ви 87049 24 падку, підсистеми обробки керують обробкою даних і передачею/прийомом даних, здійснюваними відповідними підсистемами прийому/передачі мобільних станцій і базових станцій. Програмні інструкції звичайно реалізовуються у вигляді носія даних, що зчитується відповідними підсистемами обробки. Ілюстративні носії даних можуть включати в себе ОЗП, флеш-пам'ять, ПЗП, ЕППЗП, ЕСППЗП, регістри, жорсткий диск, змінний диск, CD-ROM або носій даних будь-якого іншого типу, відомого в техніці. Такий носій даних, що реалізовує програмні інструкції для забезпечення вищеописаних функціональних можливостей, містить альтернативний варіант здійснення винаходу. Фахівцеві в даній галузі техніки очевидно, що інформацію і сигнали можна представляти з використанням різних інших технологій і техніки. Наприклад, дані, інструкції, команди, інформація, сигнали, биті, символи і елементи даних, згадані у вищенаведеному описі, можуть бути представлені напругами, струмами, електромагнітними хвилями, магнітними полями або частинками, оптичними полями або частинками або будь-якою їх комбінацією. Фахівцеві в даній галузі техніки очевидно, що різні ілюстративні логічні блоки, модулі, схеми і етапи способу, описані в зв'язку з розкритими тут варіантами здійснення, можуть бути реалізовані у вигляді електронного обладнання, комп'ютерного програмного забезпечення або їх комбінації. Щоб виразно проілюструвати цю взаємозамінність обладнання і програмного забезпечення, різні ілюстративні компоненти, блоки, модулі і етапи були описані вище, загалом, застосовно до їх функціональних можливостей. Чи будуть ці функціональні можливості реалізовані апаратними або програмними засобами, залежить від конкретного застосування і конструктивних обмежень, накладених на систему загалом. Помітимо також, що, в альтернативних варіантах здійснення, ілюстративні компоненти, блоки, модулі, схеми і етапи можуть бути поміняні місцями або інакше переупорядковані. Фахівці в даній галузі техніки можуть реалізувати описані функціональні можливості по-різному в залежності від конкретного застосування, але такі особливості реалізації не треба розглядати як відхилення від об'єму даного винаходу. Різні ілюстративні логічні блоки і модулі, описані в зв'язку з розкритими тут варіантами здійснення, можна реалізувати або здійснювати за допомогою процесора загального призначення, цифрового сигнального процесора (ЦСП), спеціалізованої інтегральної схеми (СІС), програмованої користувачем вентильної матриці (ПКВМ) або іншого програмованого логічного пристрою, дискретної вентильної або транзисторної логіки, дискретних апаратних компонентів або будь-якої їх комбінації, призначеної для здійснення описаних тут функцій. Процесор загального призначення може являти собою мікропроцесор, але, альтернативно, процесор може являти собою будь-який традиційний процесор, контролер, мікроконтролер або кінцевий автомат. Процесор також може бути реалізований як комбінація обчислювальних пристроїв, наприклад, комбінація ЦСП і мікропроцесо 25 ра, сукупність мікропроцесорів, один або декілька мікропроцесорів в поєднанні з ядром ЦСП або будь-яка інша подібна комбінація. Вищенаведений опис розкритих варіантів здійснення наданий, щоб фахівець в даній галузі міг використати даний винахід. Фахівцеві в даній галузі повинні бути очевидні різні модифікації цих варіантів здійснення, і розкриті тут загальні принципи можна застосовувати до інших варіантів здійснення, не виходячи за рамки суті і об'єму винаходу. Таким чином, даний винахід не обмежується показаними тут варіантами здійснення, але підлягає розгляду в найширшому об'ємі, що узгоджується з розкритими тут принципами і новими ознаками. Перелік посилальних позицій 110, 630 Кодер 120,635 Перемежовувач 130 Модуль відображення/модуляції 260 Модуль зняття відображення/демодуляції 270 Деперемежовувач 280,680 Декодер 640 Модуль відображення 645 Перестановка потоків 660 Коректор ST MMSE 87049 26 665 Модуль зняття відображення 670 Деперемежовувач 680 Завадозаглушувач 700 Обробити початкові потоки даних для створення відповідних кодованих потоків даних 705 Передавати послідовні частини кожного кодованого потоку даних навперемінно по різних каналах ΜΙΜΟ 710 Приймати кодовані потоки даних на каналах ΜΙΜΟ 715 Реконструювати кодовані потоки даних з прийнятих сигналів 720 Декодувати кодовані потоки даних для регенерації початкових потоків даних 725 Визначити SNR, відповідні кожному з потоків даних 730 Обчислити зведену метрику SNR з окремих SNR 735 Передати зведену метрику SNR в порядку зворотного зв'язку 740 Реконструювати окремі SNR із зведеної метрики SNR 745 Регулювати окремі швидкості передачі даних для потоків даних на основі окремих SNR 27 87049 28 29 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 87049 Підписне 30 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