Оцінка каналу та просторова обробка для tdd мімо систем

1. Спосіб виконання просторової обробки в безпровідній системі дуплексного зв'язку з часовим розділенням (TDD) з багатьма входами і багатьма виходами (МІМО), який полягає в тому, що обробляють першу передачу, прийняту через першу лінію зв'язку для одержання щонайменше одного власного вектора, що використовується для просторової обробки і для передачі даних, прийнятої через першу лінію зв'язку, і для передачі даних, посланої через другу лінію зв'язку; і виконують просторову обробку для другої передачі, з щонайменше одним власним вектором для передачі по другій лінії зв'язку. 2. Спосіб за п.1, в якому додатково виконують просторову обробку на третій передачі, прийнятій через першу лінію зв'язку, з щонайменше одним власним вектором для відновлення символів даних для третьої передачі. 3. Спосіб за п.1, в якому перша передача являє собою регульований пілот-сигнал, прийнятий на 2 (19) 1 3 85830 відповіді каналу для першої лінії зв'язку є пов’язаною з оцінкою відповіді каналу для другої лінії зв'язку. 12. Спосіб за п.11, в якому калібрування включає в себе етапи, на яких одержують поправкові коефіцієнти для першої лінії зв'язку на основі оцінок відповіді каналу для першої і другої ліній зв'язку і одержують поправкові коефіцієнти для другої лінії зв'язку на основі оцінок відповіді каналу для першої і др угої ліній зв'язку. 13. Спосіб за п.1, в якому TDD МІМО система зв'язку використовує ортогональне мультиплексування з частотним розділенням (OFDM), і при цьому обробку для першої передачі і просторову обробку для другої передачі виконують для кожної множини піддіапазонів. 14. Пристрій для просторової обробки в безпровідній системі дуплексного зв'язку з часовим розділенням (TDD) з багатьма входами і багатьма виходами (МІМО), який містить засіб для обробки першої передачі, прийнятої через першу лінію зв'язку, для одержання щонайменше одного власного вектора, що використовується для просторової обробки і для передачі даних, прийнятої через першу лінію зв'язку, і для передачі даних, посланої через другу лінію зв'язку; і засіб для виконання просторової обробки для другої передачі з щонайменше одним власним вектором до передачі по другій лінії зв'язку. 15. Пристрій за п.14, який додатково містить засіб для виконання просторової обробки на третій передачі, прийнятій через першу лінію зв'язку з щонайменше одним власним вектором для відновлення символів даних для третьої передачі. 16. Пристрій за п.14, в якому перша передача являє собою регульований пілот-сигнал, прийнятий на щонайменше одній власній моді каналу МІМО для першої лінії зв'язку. 17. Пристрій за п.14, в якому перша передача являє собою пілот-сигнал МІМО, що складається з множини передач пілот-сигналу, посланих від множини передавальних антен, і при цьому передача пілот-сигналу від кожної передавальної антени є такою, що ідентифікується приймачем пілотсигналу МІМО. 18. Пристрій за п.17, який додатково містить засіб для одержання оцінки відповіді каналу для першої лінії зв'язку на основі пілот-сигналу МІМО; і засіб для розкладання оцінки відповіді каналу для одержання множини власних векторів, що використовуються для просторової обробки для першої і другої ліній зв'язку. 19. Пристрій для просторової обробки в безпровідній системі дуплексного зв'язку з часовим розділенням (TDD) з багатьма входами і багатьма виходами (МІМО), який містить контролер, виконаний з можливістю обробки першої передачі, прийнятої через першу лінію зв'язку для одержання щонайменше одного власного вектора, що використовується для просторової обробки і для передачі даних, прийнятої через першу лінію зв'язку, і для передачі даних, посланої через другу лінію зв'язку; і просторовий процесор передачі, виконаний з можливістю виконання просторової обробки для другої 4 передачі з щонайменше одним власним вектором до передачі по другій лінії зв'язку. 20. Пристрій за п.19, який додатково містить просторовий процесор прийому, виконаний з можливістю виконання просторової обробки на третій передачі, прийнятій через першу лінію зв'язку з щонайменше одним власним вектором для відновлення символів даних для третьої передачі. 21. Пристрій за п.19, в якому перша передача являє собою регульований пілот-сигнал, прийнятий на щонайменше одній власній моді каналу МІМО для першої лінії зв'язку. 22. Пристрій за п.19, в якому перша передача являє собою пілот-сигнал МІМО, який складається з множини передач пілот-сигналу, посланих від множини передавальних антен, і при цьому передача пілот-сигналу від кожної передавальної антени є такою, що ідентифікується приймачем пілотсигналу МІМО. 23. Пристрій за п.22, в якому контролер додатково виконаний з можливістю одержання оцінки відповіді каналу для першої лінії зв'язку, на основі пілот-сигналу МІМО і розкладання оцінки відповіді каналу для одержання множини власних векторів, що використовуються для просторової обробки для першої і другої ліній зв'язку. 24. Спосіб виконання просторової обробки в безпровідній системі дуплексного зв'язку з часовим розділенням (TDD) з багатьма входами і багатьма виходами (МІМО), який полягає в тому, що обробляють пілот-сигнал МІМО, прийнятий через першу лінію зв'язку, для одержання множини власних векторів, що використовуються для просторової обробки і для передачі даних, прийнятої через першу лінію зв'язку, і для передачі даних, посланої через другу лінію зв'язку, причому пілот-сигнал МІМО містить множину передач пілот-сигналу, посланих від множини передавальних антен, і при цьому передача пілот-сигналу від кожної передавальної антени є такою, що ідентифікується приймачем пілот-сигналу МІМО; виконують просторову обробку на першій передачі даних, прийнятій через першу лінію зв'язку з множиною власних векторів для відновлення символів даних для першої передачі даних; і виконують просторову обробку для другої передачі даних з множиною власних векторів до передачі по другій лінії зв'язку. 25. Спосіб за п.24, в якому додатково виконують просторову обробку на символах пілот-сигналу з щонайменше одним з власних векторів для генерування регульованого пілот-сигналу для передачі на щонайменше одній власній моді каналу МІМО для другої лінії зв'язку. 26. Спосіб за п.24, в якому додатково виконують калібрування для одержання поправкових коефіцієнтів; і масштабують другу передачу даних з поправковими коефіцієнтами до передачі по другій лінії зв'язку. 27. Спосіб за п.24, в якому TDD МІМО система зв'язку використовує ортогональне мультиплексування з частотним розподілом (OFDM), і при цьому просторову обробку виконують для кожної множини піддіапазонів. 5 85830 28. Пристрій для просторової обробки в безпровідній системі дуплексного зв'язку з часовим розділенням (TDD) з багатьма входами і багатьма виходами (МІМО), який містить засіб для обробки пілот-сигналу МІМО, прийнятого через першу лінію зв'язку, для одержання множини власних векторів, що використовуються для просторової обробки і для передачі даних, прийнятої через першу лінію зв'язку, і для передачі даних, посланої через другу лінію зв'язку, причому пілот-сигнал МІМО містить множину передач пілот-сигналу, посланих від множини передавальних антен, і при цьому передача пілот-сигналу від кожної передавальної антени є такою, що ідентифікується приймачем пілотсигналу МІМО; засіб для виконання просторової обробки на першій передачі даних, прийнятій через першу лінію зв'язку, з множиною власних векторів для відновлення символів даних для першої передачі даних; і засіб для виконання просторової обробки для другої передачі даних з множиною власних векторів до передачі по другій лінії зв'язку. 29. Пристрій за п.28, який додатково містить засіб для виконання просторової обробки на символах пілот-сигналу з щонайменше одним з власних векторів для генерування регульованого пілотсигналу для передачі на щонайменше одній власній моді МІМО каналу для другої лінії зв'язку. 30. Пристрій за п.28, який додатково містить засіб для виконання калібрування для одержання поправкових коефіцієнтів; і засіб для масштабування другої передачі даних з поправковими коефіцієнтами до передачі по другій лінії зв'язку. 31. Пристрій для просторової обробки в безпровідній системі дуплексного зв'язку з часовим розділенням (TDD) з багатьма входами і багатьма виходами (МІМО), який містить контролер, виконаний з можливістю обробки пілот-сигналу МІМО, прийнятого через першу лінію зв'язку, для одержання множини власних векторів, що використовуються для просторової обробки і для передачі даних, прийнятої через першу лінію зв'язку, і для передачі даних, посланої через другу лінію зв'язку, причому пілот-сигнал МІМО містить множину передач пілот-сигналу, посланих від множини передавальних антен, і при цьому передача пілот-сигналу від кожної передавальної антени є такою, що ідентифікується приймачем пілотсигналу МІМО; просторовий процесор прийому, виконаний з можливістю виконання просторової обробки на першій передачі даних, прийнятій через першу лінію зв'язку з множиною власних векторів для відновлення символів даних для першої передачі даних; і просторовий процесор передачі, виконаний з можливістю виконання просторової обробки для другої передачі даних з множиною власних векторів до передачі по другій лінії зв'язку. 32. Пристрій за п.31, в якому просторовий процесор передачі додатково виконаний з можливістю виконання просторової обробки на символах пілот-сигналу з щонайменше одним з власних векторів для генерування регульованого пілот 6 сигналу для передачі на щонайменше одній власній моді МІМО каналу для другої лінії зв'язку. 33. Пристрій за п.31, в якому контролер додатково виконаний з можливістю виконання калібрування для одержання поправкових коефіцієнтів, і при цьому просторовий процесор передачі додатково виконаний з можливістю масштабування другої передачі даних з поправковими коефіцієнтами до передачі по другій лінії зв'язку. 34. Спосіб виконання просторової обробки в безпровідній системі дуплексного зв'язку з часовим розділенням (TDD) з багатьма входами і багатьма виходами (МІМО), який полягає в тому, що обробляють регульований пілот-сигнал, прийнятий через щонайменше одну власну моду МІМО каналу для першої лінії зв'язку, для одержання щонайменше одного власного вектора, що використовується для просторової обробки і для передачі даних, прийнятої через першу лінію зв'язку, і для передачі даних, посланої через другу лінію зв'язку; виконують просторову обробку на першій передачі даних, прийнятій через першу лінію зв'язку з щонайменше одним власним вектором; і виконують просторову обробку для другої передачі даних з щонайменше одним власним вектором до передачі по другій лінії зв'язку. 35. Спосіб за п.34, в якому додатково генерують пілот-сигнал МІМО для передачі по другій лінії зв'язку, причому пілот-сигнал МІМО містить множину передач пілот-сигналу, посланих від множини передавальних антен, і при цьому передача пілот-сигналу від кожної передавальної антени є такою, що ідентифікується приймачем пілотсигналу МІМО. 36. Пристрій для просторової обробки в безпровідній системі дуплексного зв'язку з часовим розділенням (TDD) з багатьма входами і багатьма виходами (МІМО), який містить засіб для обробки регульованого пілот-сигналу, прийнятого через щонайменше одну власну моду МІМО каналу для першої лінії зв'язку, для одержання щонайменше одного власного вектора, що використовується для просторової обробки і для передачі даних, прийнятої через першу лінію зв'язку, і для передачі даних, посланої через другу лінію зв'язку; засіб для виконання просторової обробки на першій передачі даних, прийнятій через першу лінію зв'язку з щонайменше одним власним вектором; і засіб для виконання просторової обробки для другої передачі даних з щонайменше одним власним вектором до передачі по другій лінії зв'язку. 37. Пристрій за п.36, який додатково містить засіб для генерування пілот-сигналу МІМО для передачі по другій лінії зв'язку, причому пілот-сигнал МІМО містить множину передач пілот-сигналу, посланих від множини передавальних антен, і при цьому передача пілот-сигналу від кожної передавальної антени є такою, що ідентифікується приймачем пілот-сигналу МІМО. 38. Пристрій для просторової обробки в безпровідній системі дуплексного зв'язку з часовим розділенням (TDD) з багатьма входами і багатьма виходами (МІМО), який містить контролер, виконаний з можливістю обробки регульованого пілот-сигналу, прийнятого через щонайменше од 7 85830 ну власну моду МІМО каналу для першої лінії зв'язку для одержання щонайменше одного власного вектора, що використовується для просторової обробки і передачі даних, прийнятої через першу лінію зв'язку, і передачі даних, посланої через другу лінію зв'язку; просторовий процесор прийому, виконаний з можливістю виконання просторової обробки на першій передачі даних, прийнятій через першу лінію зв'язку, з щонайменше одним власним вектором; і просторовий процесор передачі, виконаний з можливістю виконання просторової обробки для другої передачі даних з щонайменше одним власним вектором до передачі по другій лінії зв'язку. 39. Пристрій за п.38, в якому просторовий процесор передачі додатково виконаний з можливістю генерування пілот-сигналу МІМО для передачі по другій лінії зв'язку, причому пілот-сигнал МІМО містить множину передач пілот-сигналу, посланих від множини передавальних антен, і при цьому передача пілот-сигналу від кожної передавальної антени є такою, що ідентифікується приймачем пілот-сигналу МІМО. 40. Спосіб виконання просторової обробки в безпровідній системі дуплексного зв'язку з часовим розділенням (TDD) з багатьма входами і багатьма виходами (МІМО), який полягає в тому, що виконують просторову обробку на символах пілотсигналу з нормалізованим власним вектором для однієї власної моди МІМО каналу для генерування першого регульованого пілот-сигналу для передачі через одну власну моду МІМО каналу, причому нормалізований власний вектор містить множину елементів, що мають ту ж саму величину; і виконують просторову обробку на символах даних з нормалізованим власним вектором до передачі на одній власній моді МІМО каналу. 41. Спосіб за п.40, в якому додатково: виконують просторову обробку на символах пілотсигналу з ненормалізованим власним вектором для однієї власної моди для генерування другого регульованого пілот-сигналу для передачі через одну власну моду МІМО каналу. 42. Спосіб виконання просторової обробки в безпровідній системі дуплексного зв'язку з часовим розділенням (TDD) з багатьма входами і багатьма виходами (МІМО) з ортогональним мультиплексуванням з частотним розділенням (OFDM), який полягає в тому, що обробляють першу передачу, прийняту через першу лінію зв'язку для одержання матриці власних векторів для кожної множини піддіапазонів, причому множину матриць власних векторів одержують для множини піддіапазонів і використовують для просторової обробки і для передачі даних, прийнятої через першу лінію зв'язку, і передачі даних, посланої через другу лінію зв'язку; і виконують просторову обробку для другої передачі з множиною матриць власних векторів до передачі по другій лінії зв'язку. 43. Спосіб за п.42, в якому додатково упорядковують власні вектори в кожній матриці на основі коефіцієнтів передачі каналу, зв'язаних з власними векторами. 8 44. Спосіб за п.43, в якому другу передачу посилають на щонайменше одній широкосмуговій власній моді, причому кожна широкосмугова власна мода зв'язана з набором власних векторів в множині матриць, що мають той самий порядок після упорядкування. 45. Спосіб оцінки безпровідного каналу в системі дуплексного зв'язку з часовим розділенням (TDD) з багатьма входами і багатьма виходами (МІМО), який полягає в тому, що обробляють передачу пілот-сигналу, прийнятого через першу лінію зв'язку, для одержання оцінки відповіді каналу для першої лінії зв'язку; і здійснюють розкладання оцінки відповіді каналу для одержання матриці власних векторів, що використовується для просторової обробки і для передачі даних, прийнятої через першу лінію зв'язку, і для передачі даних, посланої через другу лінію зв'язку. 46. Спосіб оцінки безпровідного каналу в системі дуплексного зв'язку з часовим розділенням (TDD) з багатьма входами і багатьма виходами (МІМО), який полягає в тому, що приймають регульований пілот-сигнал на щонайменше одній власній моді МІМО каналу для першої лінії зв'язку; і обробляють прийнятий регульований пілот-сигнал для одержання щонайменше одного власного вектора, що використовується для просторової обробки і для передачі даних, прийнятої через першу лінію зв'язку, і для передачі даних, посланої через другу лінію зв'язку. 47. Спосіб за п.46, в якому обробка включає в себе етапи, на яких демодулюють прийнятий регульований пілот-сигнал для видалення модуляції від символів пілот-сигналу, що використовуються для генерування регульованого пілот-сигналу, і обробляють демодульований регульований пілотсигнал для одержання щонайменше одного власного вектора. 48. Спосіб за п.46, в якому щонайменше один власний вектор одержують на основі методу мінімальної середньоквадратичної помилки (MMSE). 49. Спосіб за п.46, в якому одержують множину власних векторів і вони повинні бути ортогональними один одному. 50. Спосіб виконання обробки даних в системі безпровідного зв'язку, який включає в себе точку доступ у і термінал користувача, який полягає в тому, що калібрують одну або декілька ліній зв'язку, включаючи першу лінію зв'язку і другу лінію зв'язку, між точкою доступу і терміналом користувача для формування каліброваної першої лінії зв'язку і каліброваної другої лінії зв'язку; одержують оцінку відповіді каналу для каліброваної першої лінії зв'язку на основі одного або декількох пілот-сигналів, переданих на каліброваній першій лінії зв'язку; і здійснюють розкладання оцінки відповіді каналу для одержання одного або декількох власних векторів, що використовуються для просторової обробки однієї або декількох ліній зв'язку. 51. Спосіб за п.50, в якому калібрування містить етапи, на яких визначають один або декілька наборів поправкових коефіцієнтів на основі оцінок 9 85830 10 відповідей каналу для однієї або декількох ліній зв'язку; і застосовують один або декілька наборів поправкових коефіцієнтів до першої і другої ліній зв'язку, для формування каліброваних першої і другої ліній зв'язку. 52. Спосіб за п.50, в якому додатково виконують просторову обробку для передач даних на першій і другій лініях зв'язку, використовуючи один або декілька власних векторів, одержаних від розкладання оцінки відповіді каналу для каліброваної першої лінії зв'язку. 53. Спосіб за п.52, в якому виконання просторової обробки включає в себе етап, на якому передають регульований опорний сигнал на другій лінії зв'язку, використовуючи один або декілька власних векторів. 54. Спосіб за п.53, в якому додатково виконують просторову обробку одного або декількох символів пілот-сигналу з одним або декількома власними векторами для генерування регульованого опорного сигналу. 55. Пристрій для виконання обробки даних в системі безпровідного зв'язку, який включає в себе точку доступу і термінал користувача, який містить засіб для калібрування однієї або декількох ліній зв'язку, включаючи першу лінію зв'язку і другу лінію зв'язку, між точкою доступу і терміналом користувача для формування каліброваної першої лінії зв'язку і каліброваної другої лінії зв'язку; засіб для одержання оцінки відповіді каналу для каліброваної першої лінії зв'язку на основі одного або декількох пілот-сигналів, переданих на каліброваній першій лінії зв'язку; і засіб для розкладання оцінки відповіді каналу для одержання одного або декількох власних векторів, що використовуються для просторової обробки однієї або декількох ліній зв'язку. 56. Пристрій за п.55, в якому засіб для калібрування містить засіб для визначення одного або декі лькох наборів поправкових коефіцієнтів на основі оцінок відповідей каналу для однієї або декількох ліній зв'язку; і засіб для застосування одного або декількох наборів поплавкових коефіцієнтів до першої і другої ліній зв'язку для формування каліброваних першої і другої ліній зв'язку. 57. Пристрій за п.55, який додатково містить засіб для виконання просторової обробки для передач даних на першій і другій лініях зв'язку з використанням одного або декількох власних векторів, одержаних від розкладання оцінки відповіді каналу для каліброваної першої лінії зв'язку. 58. Пристрій за п.57, в якому засіб для виконання просторової обробки містить засіб для передачі регульованого опорного сигналу на другій лінії зв'язку з використанням одного або декількох власних векторів. 59. Пристрій за п.58, який додатково містить засіб для виконання просторової обробки одного або декількох символів пілот-сигналу з одним або декількома власними векторами для генерування регульованого опорного сигналу. 60. Машиночитаний носій інформації, закодований командами для виконання просторової обробки у безпровідній системі дуплексного зв'язку з часовим розділенням (TDD) з багатьма входами і багатьма виходами (МІМО), причому команди містять код для обробки першої передачі, прийнятої через першу лінію зв'язку, для одержання щонайменше одного власного вектора, використовуваного для просторової обробки і для модульованих символів, прийнятих через першу лінію зв'язку, і для модульованих символів, прийнятих через другу лінію зв'язку; і виконання просторової обробки для другої передачі, з щонайменше одним власним вектором до передачі по другій лінії зв'язку. Даний винахід, загалом, відноситься до передачі даних, і більш конкретно, до методів виконання оцінки каналу та просторової обробки в системах дуплексного зв'язку з часовим розділенням (TDD) з множиною входів і множиною виходів (ΜΙΜΟ). ΜΙΜΟ система використовує множину (ΝТ) антен передачі і множину (NR) антен прийому для передачі даних. ΜΙΜΟ канал, сформований за допомогою передавальних Ν T та приймальних NR антен, може бути розкладений в незалежні канали Ns з Ns£min{ΝT,NR}. Кожний з незалежних каналів Ns також називається просторовим підканалом або власною модою ΜΙΜΟ каналу і відповідає розмірності. ΜΙΜΟ система може забезпечити поліпшені характеристики (наприклад, збільшену пропускну здатність), якщо використовуються додаткові розмірності, створені множиною передавальних та приймальних антен. Щоб передати дані на одній або декількох Ns власних модах каналу ΜΙΜΟ, необхідно виконати просторову обробку в приймачі і звичайно також в передавачі. Потоки даних, передані від ΝT передавальних антен схрещуються один з одним в приймальних антенах. Просторова обробка намагається розділити потоки даних в приймачі так, щоб вони могли бути повернені окремо. Щоб виконати просторову обробку потрібна точна оцінка відповіді каналу між передавачем та приймачем. Для TDD системи низхідна лінія зв'язку (тобто, пряма лінія зв'язку) і висхідна лінія зв'язку (тобто, зворотна лінія зв'язку) між точкою доступу та терміналом користувача розділяють ту ж саму частотну смугу. У цьому випадку, відповіді каналу низхідної лінії зв'язку і каналу висхідної лінії зв'язку можуть бути прийняті так, щоб бути взаємними одна з одною, після того, як калібрування було виконане (як описано нижче) для складання відмінностей в ланцюгах прийому та передачі в точці доступ у і терміналі користувача. Таким чином, якщо Η представляє матрицю відповіді каналу від антенної решітки А до антенної решітки В, то взаємний канал має на увазі, що зв'язок від ан 11 85830 тенної решітки В до антенної решітки А надається за допомогою HT, де МT означає переміщення Μ. Оцінка каналу та просторова обробка для ΜΙΜΟ системи звичайно споживають велику частину ресурсів системи. Тому існує потреба в галузі техніки для методів, щоб ефективно виконати оцінку каналу та просторову обробку в TDD ΜΙΜΟ системі. Методи, передбачені тут, служать для виконання оцінки каналу та просторової обробки ефективним способом в TDD ΜΙΜΟ системі. Для TDD ΜΙΜΟ системи взаємні характеристики каналу можуть бути використані для того, щоб спростити оцінку каналу та просторову обробку і в передавачі і в приймачі. Спочатку точка доступу і термінал користувача в системі можуть виконати калібрування для того, щоб визначити відмінності у відповідях їх ланцюгів прийому та передачі, і одержати поправкові коефіцієнти, що використовуються для врахування відмінностей. Калібрування може бути виконане для гарантії того, що «калібрований» канал, із застосованими поправковими коефіцієнтами, є взаємним. Таким чином, більш точна оцінка другої лінії зв'язку може бути одержана на основі оцінки, одержаної для першої лінії зв'язку. Протягом звичайної роботи, пілот-сигнал (контрольний сигнал) ΜΙΜΟ, передається (наприклад, точкою доступу) на першій лінії зв'язку (тобто, низхідній лінії зв'язку), і використовується для того, щоб одержати оцінку відповіді каналу для першої лінії зв'язку. Оцінка відповіді каналу потім може бути розкладена (наприклад, терміналом користувача, використовуючи сингулярну декомпозицію) для того, щоб одержати діагональну матрицю сингулярних значень і першу унітарну матрицю, яка містить і ліві власні вектори першої лінії зв'язку, і праві власні вектори другої лінії зв'язку (наприклад, висхідної лінії зв'язку). Перша унітарна матриця може бути використана таким чином, щоб виконати просторову обробку для передачі даних, прийнятої на першій лінії зв'язку так само лк для передачі даних, яка була послана на другій лінії зв'язку. Регульований опорний сигнал (регульоване посилання) може бути переданий на другій лінії зв'язку з використанням власних векторів в першій унітарній матриці. Регульований опорний сигнал (або регульований пілот-сигнал) являє собою пілот-сигнал, переданий на визначених власних модах, з використанням власних векторів, що використовуються для передачі даних. Цей регульований опорний сигнал потім може бути оброблений (наприклад, точкою доступу) для того, щоб одержати діагональну матрицю і другу унітарну матрицю, яка містить і ліві власні вектори другої лінії зв'язку, і праві власні вектори першої лінії зв'язку. Друга унітарна матриця може бути використана таким чином, щоб виконати просторову обробку для передачі даних, прийнятої на другій лінії зв'язку так само як для передачі даних, яка була послана на першій лінії зв'язку. Різні аспекти та варіанти здійснення винаходу детально описані нижче. 12 Різні аспекти та особливості даного винаходу описані нижче в зв'язку з наступними кресленнями, в яких: Фіг.1 являє собою блок-схему точки доступ у і термінала користувача в TDD ΜΙΜΟ системі, відповідно до одного варіанту здійснення винаходу; Фіг.2А зображає блок-схему ланцюгів прийому та передачі в точці доступу і терміналі користувача, відповідно до одного варіанту здійснення винаходу; Фіг.2В зображає використання матриць корекції для складання відмінностей в ланцюгах прийому/передачі в точці доступу і терміналі користувача, відповідно до одного варіанту здійснення винаходу; Фіг.3 зображає просторову обробку для низхідної лінії зв'язку і висхідної лінії зв'язку для способу просторового мультиплексування, відповідно до одного варіанту здійснення винаходу; Фіг.4 зображає просторову обробку для низхідної лінії зв'язку і висхідної лінії зв'язку для способу регулювання променя, відповідно до одного варіанту здійснення винаходу; і Фіг.5 зображає процес для виконання оцінки каналу і просторової обробки в точці доступу і терміналі користувача, відповідно до одного варіанту здійснення винаходу. Фіг.1 являє собою блок-схему варіанту здійснення точки доступу 110 і термінала користувача 150 в TDD ΜΙΜΟ системі 100. Точка доступу 110 оснащена антенами прийому/передачі Nap для прийому/передачі даних, і термінал користувача 150 оснащений антенами прийому/передачі Nut. На низхідній лінії зв'язку, в точці доступу 110, процесор передачі (ТХ) даних 114 приймає потік даних (тобто інформаційні біти) від джерела даних 112 і передачі сигналів та інших даних від контролера 130. ТХ процесор даних 114 форматує, кодує, чергує і модулює (тобто карти символу) дані для того, щоб забезпечити символи модуляції. Просторовий ТХ процесор 120 приймає символи модуляції від ТХ процесора даних 114 і виконує просторову обробку для того, щоб забезпечити потоки символів передачі Nap, по одному потоку для кожної антени. Просторовий ТХ процесор 120 також мультиплексує в символи контрольного сигналу як відповідні (наприклад, для калібрування та нормальної операції). Кожний модулятор (MOD) 122 (який включає в себе ланцюг передачі) приймає та обробляє відповідний потік передачі символу для того, щоб забезпечити відповідний модульований сигнал низхідної лінії зв'язку. Модульовані сигнали низхідної лінії зв'язку Nap від модуляторів 122а через 122ар потім передаються від антен Nap 124a124ap, відповідно. У терміналі користувача 150 антени Nut 152a152ut приймають передані модульовані сигнали низхідної лінії зв'язку, і кожна антена забезпечує прийнятий сигнал до відповідного демодулятора (DEMOD) 154. Кожний демодулятор 154 (який включає в себе ланцюг прийому) виконує обробку, в доповнення до виконаної в модуляторі 122, і забезпечує прийняті символи. Просторовий процесор прийому (RX) 160 потім виконує просторову 13 85830 обробку прийнятих символів від усі х демодуляторів 154a-154ut для того, щоб забезпечити повернені символи, які є оцінками символів модуляції, посланих точкою доступу. RX процесор даних 170 додатково обробляє (наприклад, символ demaps, deinterleaves, і розшифрування) повернені символи для того, щоб забезпечити декодовані дані. Декодовані дані можуть включати в себе повернений потік даних, передачу сигналів, і так далі, які можуть бути надані приймачу даних 172 для зберігання і/або контролеру 180 для додаткової обробки. Обробка для висхідної лінії зв'язку може бути тією ж самою або відмінною від обробки для низхідної лінії зв'язку. Дані і передача сигналів обробляються (наприклад, кодуються, чергуються, і модулюються) ТХ процесором даних 188 і додатково просторово обробляються ТХ просторовим процесором 190, який також мультиплексує в символи контрольного сигналу як відповідні (наприклад, для калібрування та нормальної роботи). Контрольний сигнал і передача символів від ТХ просторового процесора 190, додатково обробляються модуляторами 154а-154ut для того, щоб згенерувати модульовані сигнали Nut висхідної лінії зв'язку, які потім передаються через антени 152a-152ut до точки доступу. У точці доступу 110 модульовані сигнали висхідної лінії зв'язку приймаються антенами 124а124ар, демодулюється демодуляторами 122а122ар, і обробляються просторовим RX процесором 140 та RX процесором даних 142 в додатковому способі до виконаного в терміналі користувача. Декодовані дані для висхідної лінії зв'язку можуть бути забезпечені приймачу, даних 144 для зберігання і/або контролеру 130 для додаткової обробки. Контролери 130 та 180 керують роботою різних блоків обробки даних в точці доступ у і терміналі користувача відповідно. Блоки пам'яті 132 та 182 зберігають дані і програмні коди, що використовуються контролерами 130 та 180 відповідно. 1. Калібрування Для TDD системи, оскільки низхідна лінія зв'язку і висхідна лінія зв'язку спільно використовують ту ж саму частотну смугу, звичайно виникає високий ступінь кореляції між відповідями каналу низхідної лінії зв'язку і каналу висхідної лінії зв'язку. Таким чином, матриці відповіді каналу низхідної лінії зв'язку і каналу висхідної лінії зв'язку приблизно можуть бути взаємними (тобто транспонуватися) одна з одною. Однак, відповіді ланцюгів прийому/передачі в точці доступ у типово не дорівнюють відповідям ланцюгів прийому/передачі в терміналі користувача. Для поліпшеної характеристики, відмінності можуть бути визначені і враховані за допомогою калібрування. Фіг.2А зображає блок-схему ланцюгів прийому та передачі в точці доступу 110 і терміналі користувача 150, відповідно до одного варіанту здійснення винаходу. Для низхідної лінії зв'язку в точці доступ у 110 символи (позначені вектором «передача» хdn) обробляються ланцюгом передачі 214 і передаються від антен Nap 124 по каналу ΜΙΜΟ. У терміналі користувача 150 сигнали низхідної лінії 14 зв'язку приймаються антенами Nut 152 та обробляються ланцюгом прийому 254 для того, щоб забезпечити прийняті символи (позначені вектором «прийом» rdn). Для висхідної лінії зв'язку в терміналі користувача 150 символи (позначені вектором передачі хuр) обробляються ланцюгом передачі 264 і передаються від антен Nut 152 по каналу ΜΙΜΟ. У точці доступу 110, сигнали висхідної лінії зв'язку приймаються антенами Nap 124 та обробляються ланцюгом прийому 224 для того, щоб забезпечити прийняті символи (позначені вектором прийому ruр). Для низхідної лінії зв'язку вектор прийому rdn в терміналі користувача (при відсутності перешкод) може бути виражений як: rdn=RutHT ap xdn 1 де xdn являє собою вектор передачі з Nap елементами для низхідної лінії зв'язку; rdn являє собою вектор прийому з Nut елементами; Тар являє собою діагональну матрицю Nap´Nap з елементами для комплексних коефіцієнтів передачі, зв'язаних з ланцюгом передачі для антен Nap в точці доступ у; Rut являє собою діагональну матрицю Nut´Nut з елементами для комплексних коефіцієнтів передачі, зв'язаних з ланцюгом прийому для антен N ut в терміналі користувача; і Η являє собою матрицю відповіді каналу Nut´Nap для низхідної лінії зв'язку. Відповіді ланцюгів прийому/передачі і каналу ΜΙΜΟ звичайно являють собою функцію частоти. Для простоти, канал амплітудного завмирання (тобто з плоскою частотною характеристикою) допускається для подальшого диференціювання. Для висхідної лінії зв'язку вектор прийому ruр в точці доступу (при відсутності перешкод) може бути виражений як: rup=RapHTT ut xup 2 де хuр являє собою вектор передачі з N ut елементами для висхідної лінії зв'язку; ruр являє собою вектор прийому з Nap елементами; Tut являє собою діагональну матрицю Nut´Nut з елементами для комплексних коефіцієнтів передачі, зв'язаних з ланцюгом передачі для антен Nut в терміналі користувача; Rap являє собою діагональну матрицю Nap´Nap з елементами для комплексних коефіцієнтів передачі, зв'язаних з ланцюгом прийому для Nap антен в точці доступ у; і ΗT являє собою матрицю відповіді каналу Nap´Nut для висхідної лінії зв'язку. З рівнянь (1) та (2) «ефективні» відповіді каналу низхідної лінії зв'язку і каналу висхідної лінії зв'язку Hdn і Нuр, які включають в себе відповіді ланцюгів прийому і передачі, що застосовуються, можуть бути виражені як: Hdn=RutHTap та RapHTT ut 3 Як показано в рівнянні (3), якщо відповіді ланцюгів прийому/передачі в точці доступу не дорівнюють відповідям ланцюгів прийому/передачі в терміналі користувача, то е фективні відповіді каналу низхідної лінії зв'язку і каналу висхідної лінії 15 85830 зв'язку не взаємні одна одній, тобто, RutHTap¹(RapHTT ut)T. Об'єднуючи ці два рівняння в наборі рівняння (3), можуть бути одержані наступні відношення: T 4 H = R -1H dn T -1 = (R -1 Hup Tut1) T = T -1Hup R - 1 ut ap ap ut ap Перебудовуючи рівняння (4) одержане наступне: HT = T ut Rut1H dn T -1 R ap = Kut1H dn Kap up ap або H up = ( K - 1 H dn K ap ) T ut де Kut=T1 utRut i 5 K ap=T 1apRap . Оскільки Tut, Rut , Tap , i Rap є діагональними матрицями, Kар і Kut також є діагональними матрицями. Також рівняння (5) може бути виражене як: Hup K ut = ( Hdn K ap ) T 6 Матриці Kap і Kut, можуть бути розглянуті як такі, що включають в себе «поправкові коефіцієнти», які можуть становити відмінності в ланцюгах прийому/передачі в точці доступ у і терміналі користувача. Тоді це дозволило б відповіді каналу для однієї лінії зв'язку бути вираженою відповіддю каналу для іншої лінії зв'язку, як показано в рівнянні (5). Калібрування може бути виконане для того, щоб визначити матриці Kap і Kut. Як правило, істинна відповідь каналу Η і відповіді ланцюга прийому/передачі не відомі, і не можуть бути точно або легко встановлені. Замість цього ефективні відповіді каналу низхідної лінії зв'язку і каналу висхідної лінії зв'язку Hdn і Нар можуть бути оцінені основуючись на контрольних сигналах ΜΙΜΟ, посланих по низхідній лінії зв'язку і на висхідній лінії зв'язку відповідно. Генерація і використання контрольного сигналу ΜΙΜΟ детально описані у ви щезазначеній [США заявці на патент №60/421,309]. Оцінки матриць Kap і Kut, які зазначаються як матриці корекції ^Kap і ^Kut , можуть бути одержані на основі оцінок відповіді каналу низхідної лінії зв'язку і каналу висхідної лінії зв'язку ^Нdp і ^Нuр в різних способах, включаючи обчислення матричного відношення і мінімальної середньоквадратичної помилки (MMSE). Для обчислення матричного відношення, матриця (Nut´Nap) С спочатку обчислюється як відношення оцінок відповідей каналу низхідної лінії зв'язку і каналу висхідної лінії зв'язку таким чином: C= ˆT Hup ˆ H 7 dn де відношення взято поелементно. Таким чином, кожний елемент з С може бути обчислений як: с i, j = ˆ hupi, j , для i = {1...Nut } т а j = 1...Nap , ˆ h { } dni, j де ^hupi,j та ^hdni,j є (і, j)-им (ряд, колонка) елементом з ^НTuр і ^НTdn відповідно, і ci,j являє собою (і, j)-hh елемент з С. Вектор корекції ^kар для точки доступ у, який включає в себе тільки діагональні елементи Nap з ^Kdp, може бути визначений так, щоб дорівнювати значенню нормалізованих рядів С. Кожний ряд С, 16 сi, спочатку нормалізований за допомогою розділення кожного елемента ряду з першим елементом ряду для того, щоб одержати відповідний нормалізований ряд ~i . Таким чином, якщо с ci(k)=ëci,1…ci,Napû являє собою і-ий ряд з С, то нор~ малізований ряд с i , може бути виражений як: ~ (k)=ëc (k)/c (k)…c (k)/c (k)…c сi i,1 i,j i,j i1 i,Nap(k)/ci,1(k)û Вектор корекції ^kap(k) потім прирівнюється до середніх з Nut нормалізованих рядів С і може бути виражений як: N 1 ut ~ ˆ k ap = åc Nut i =1 i 8 Внаслідок нормалізації, перший елемент з ^kap(k) є єдністю. Вектор корекції ^kut(k) для термінала користувача, ^kut(k), який включає в себе тільки діагональні елементи Nut з ^Kut(k), може бути визначений так, щоб дорівнювати середній з інверсій нормалізованих колонок С. Кожна колонка з С, сj, спочатку нормалізована за допомогою вимірювання кожного елемента в колонці з j-им елементом вектора ^kap, який позначений як Kapjj, для того, щоб одержати відповідну нормалізовану колонку ~ j . Таким чис ном, якщо ci(k)=ëci,,j…cNut,jû T є j-ою колонкою з С, тоді нормалізована колонка ?7 може бути виражена як: ( с j =[c1,,j/K apj,j…ci,j/K apj,j…ci,Nut,j/Kapj,j]T Вектор корекції ^kар потім встановлюється рівним середній з інверсій з Nap нормалізованих колонок з С і може бути виражений як: N 1 ap 1 ˆ k ut = å( Nap j =1 c j 9 ( де інверсія нормалізованих колонок с j (k) виконана поелементно. Калібрування забезпечує вектори корекції ^kар і ^kut або відповідні матриці корекції ^Kар і ^Kut для точки доступу і термінала користувача відповідно. Обчислення MMSE для матриць корекції ^Kар і ^Kut детально описане у вищезазначеній [США заявці на патент №60/421,462]. Фіг.2В ілюструє застосування матриць корекції для підрахунку відмінностей в ланцюгах прийому/передачі в точці доступу і терміналі користувача, відповідно до одного варіанту здійснення винаходу. На низхідній лінії зв'язку вектор передачі xdn спочатку помножується з матрицею ^Kар за допомогою блока 212. Подальша обробка ланцюгом передачі 214 і ланцюгом прийому 254 для низхідної лінії зв'язку є аналогічною показаній на Фіг.2А. Точно так само на висхідній лінії зв'язку вектор передачі хuр спочатку помножується з матрицею ^Kut за допомогою блока 262. До того ж, подальша обробка ланцюгом передачі 264 і ланцюгом прийому 224 для висхідної лінії зв'язку є аналогічною показаній на Фіг.2А. «Калібровані» відповіді каналу низхідної лінії зв'язку і каналу висхідної лінії зв'язку, що спостерігаються терміналом користувача і точкою доступу відповідно, можуть бути виражені як: 17 ˆ ˆ Hcdn = Hdn Kap т а Hcup = Hup Kut 85830 10 де HTcdn i Hcup являють собою оцінки «істинних» виразів відповіді каліброваного каналу в рівнянні (6). З рівнянь (6) та (10) може бути виявлено, що Hcup»HTcdn. Точність відношень Hcup»HTcdn залежить від точності оцінок ^Kар і ^Kut, які в свою чергу залежать від якості оцінок відповіді каналу низхідної лінії зв'язку і каналу висхідної лінії зв'язку ^Hdn і ^Нuр . Як показано вище, як тільки ланцюги прийому/передачі були калібровані, оцінка відповіді каліброваного каналу одержана для однієї лінії зв'язку (наприклад, ^Hcdn), може бути використана як оцінка відповіді каліброваного каналу для іншої лінії зв'язку (наприклад, ^Hсuр). Калібрування для TDD ΜΙΜΟ системи детально описане у ви щезазначеній [США заявці на патент №60/421,309, і США заявці на патент №60/421,462]. 2. Просторова Обробка Для ΜΙΜΟ системи дані можуть бути передані на одній або декількох власних модах ΜΙΜΟ каналу. Спосіб просторового мультиплексування може бути визначений для того, щоб покрити передачу даних на багатьох власних модах, і спосіб регулювання променя може бути визначений для того, щоб покрити передачу даних на єдиній власній моді. Обидва робочих способи вимагають просторової обробки в передавачі та приймачі. Оцінка каналу і методи просторової обробки, описані тут, можуть бути використані для ΜΙΜΟ систем з або без OFDM. OFD M е фективно ділить повну смугу пропускання системи на множину ортогональних підсмуг (піддіапазонів) (NF), які також називаються елементами розрізнення по частоті або підканалами. З OFD M, кожна(ий) підсмуга (піддіапазон) зв'язана з відповідною піднесучою, на якій можуть бути модульовані дані. Для ΜΙΜΟ системи, що використовує OFD M (тобто, ΜΙΜΟOFDM система), кожна власна мода кожної підсмуги може бути розглянута як незалежний канал передачі. Для розуміння, оцінка каналу і просторові методи обробки описані нижче для TDD ΜΙΜΟOFDM системи. Для цієї системи, кожна підсмуга безпровідного каналу може бути передбачена так, щоб бути взаємною. Кореляція між відповідями каналу низхідної лінії зв'язку і каналу висхідної лінії зв'язку може бути використана для того, щоб спростити оцінку каналу і просторову обробку в точці доступу і терміналі користувача для TDD системи. Це спрощення ефективне після того, як калібрування було виконане, з метою скласти відмінності в ланцюгах прийому/передачі. Відповіді каліброваного каналу можуть бути виражені як функція частоти, таким чином: ˆ Hcdn(k ) = Hdn (k )Kap ( k), для k Î K ˆ ˆ i Hcup (k ) = Hup( k)Kut (k ) » (H dn( k)K ap( k ))T , для k Î K 11 де K представляє ряд всіх підсмуг, які можуть бути використані для передачі даних (тобто, «підcмуги даних»). Калібрування може бути виконане так, щоб матриці ^Kар(k) і ^Kut(k) були одержані для кожної з підсмуг даних. Альтернативно, калібрування може бути виконане тільки для під 18 множини всіх підсмуг даних, коли матриці ^Kар(k) і ^Kut(k) для «некаліброваних» підсмуг можуть бути одержані, інтерполюючи матриці для «каліброваних» підсмуг, як описано у вищезазначеній [США заявці на патент №60/421,462]. Матриця відповіді каналу Н(k) для кожної підсмуги може бути «діагоналізованою» для того, щоб одержати Ns власних мод для тієї підсмуги. Це може бути досягнуто або за допомогою виконання сингулярної декомпозиції на матриці відповіді каналу Н(k) або за допомогою розкладання власного значення на матриці кореляції з Н(k), що є R(k)=HH(k)H(k). Для розуміння, сингулярна декомпозиція використовується для наступного опису. Сингулярна декомпозиція матриці каліброваної відповіді каналу висхідної лінії зв'язку H cup(k) може бути виражена як: Hcup(k ) = Uup (k )å (k ) VH ( k), для k Î K ut 12 де Uар(k) являє собою унітарну матрицю (Nap´Nap) ліви х власних векторів з Н сuр(k); Σ(k) являє собою діагональну матрицю (Nap´Nut) сингулярних значень з Н сuр(k) і; Vut(k) являє собою унітарну матрицю (Nut´Nut) правих власних векторів з Hcup(k). Унітарна матриця характеризована власністю MH M=I, де I являє собою матрицю ідентичності. Відповідно, сингулярна декомпозиція матриці каліброваної відповіді низхідної лінії зв'язку Hcdn(k) може бути виражена як: Hcdn(k ) = V* ( k )S(k )UT ( k ), для k Î K 13 ut ap де матриці V*ut(k) і U*ар(k) є унітарними матрицями лівих і правих власних векторів відповідно з Hcdn(k). Як показано в рівняннях (12) та (13) і основане на вищезазначеному описі, матриці лівих і правих власних векторів для однієї лінії зв'язку є комплексом, спряженим з матриць правих і лівих власних векторів, відповідно, для іншої лінії зв'язку. Матриці Vut(k), V* ut(k), VTut(k) та VH ut (k) є різними формами матриці Vut(k), і матриці Uap(k), U*ap(k), UTар(k) та UHap(k) - також є різними формами матриці Uар(k). Для простоти, посилання на матриці U*ap(k) і Vut(k) в наступному описі може також бути зроблене до їх різних інших форм. Матриці Uap(k) і Vut(k) використовуються точкою доступу і терміналом користувача відповідно, для просторової обробки і позначені також їх підписами. Власні вектори також часто називаються «регульованими» векторами. Сингулярна декомпозиція детально описана Гільбертом Странгом в книзі, під назвою [«Linear Algebra and Its Applications», Second Edition, Academic Press, 1980]. Термінал користувача може оцінити калібровану відповідь каналу низхідної лінії зв'язку, основану на контрольному сигналі ΜΙΜΟ, передану точкою доступу. Тоді термінал користувача може виконати сингулярну декомпозицію для оцінки каліброваної відповіді каналу низхідної лінії зв'язку ^Hcdn(k), для k Î K, для того, щоб одержати діагональну матрицю ^Σ(k) і матрицю V*ut(k) лівих власних векторів з ^Hcdn(k). Ця сингулярна декомпозиція може бути представлена як 19 85830 ˆ ˆ* ˆ ˆT Hcdn(k ) = Vut (k )S(k )Uap (k ) , дe шапка (^) над кожною матрицею вказує на те, що це оцінка фактичної матриці. Точно так само точка доступу може оцінити калібровану відповідь каналу висхідної лінії зв'язку, основану на контрольному сигналі ΜΙΜΟ, передану терміналом користувача. Тоді точка доступу може виконати сингулярну декомпозицію для оцінки каліброваної відповіді каналу висхідної лінії зв'язку ^Hсuр(k), для kÎK, для того, щоб одержати діагональну матрицю ^Σ(k) і матрицю ^Uар(k) лівих власних векторів з ^Hcuр(k). Ця сингулярна декомпозиція може бути представлена як ˆ ˆ ˆH Hсup= Uap (k )S(k )Vut (k ) . (k ) ˆ Однак, через взаємний канал і калібрування, сингулярна декомпозиція « повинна бути виконана тільки терміналом користувача або точкою доступу. Якщо вона виконана терміналом користувача, то матриця ^Vut(k), для kÎK, використовується для просторової обробки в терміналі користувача, і матриця ^Uар(k), для kÎK, може бути забезпечена в точці доступ у в будь-якій прямій формі (тобто, посилаючи елементи матриць ^Uар(k)) або непрямій формі (наприклад, через регульоване посилання, як описано нижче). Сингулярним значенням в кожній матриці ^Σ(k), для kÎK, може бути задане таке, що перша колонка містить найбільше сингулярне значення, друга колонка містить наступне найбільше сингулярне значення, і так далі (тобто, σ1³σ2³...³σNs, де σ, є власним значенням в і-ій колонці ^Σ(k) після задання). Коли сингулярні значення для кожної матриці ^Σ(k) задані, власні вектори (або колонки) зв'язаних унітарних матриць ^Vut(k) та ^Uар(k) для тієї підcмуги, також задаються відповідно. «Широкосмугова» власна мода може бути визначена як набір того ж самого порядку власних мод всіх підсмуг після упорядкування (тобто, m-а широкосмугова власна мода включає в себе m-і власні моди всіх підсмуг). Кожна широкосмугова власна мода зв'язана з відповідним набором власних векторів для всіх підсмуг. Основна широкосмугова власна мода являє собою власну моду, зв'язану з найбільшим сингулярним значенням в кожній матриці ^Σ(k) після упорядкування. А. Просторова обробка висхідної лінії зв'язку Просторова обробка терміналом користувача для передачі висхідної лінії зв'язку може бути виражена як: ˆ ˆ x up ( k ) = K ut (k ) V ut (k ) s up (k ), для k Î K 14 де xup(k) являє собою вектор передачі для висхідної лінії зв'язку для k-ої підсмуги; і s up(k) являє собою вектор «даних» з до Ns елементами, відмінними від нуля, для символів модуляції, які будуть передані на Ns власних модах k-οϊ підсмуги. Прийнята передача висхідної лінії зв'язку в точці доступ у може бути виражена як: 20 r up (k ) = Hup (k ) xup (k ) + nup (k ) ˆ ˆ Hup( k )Kut (k ) Vut ( k) sup( k) + nup (k ) ˆ ˆ » Hcup (k )Vut (k )sup (k ) + nup( k) 15 ˆ ˆ ˆ = Uap (k )S( k) Vut (k )sup (k ) + nup (k ) ˆ ˆ = Uap (k )S( k)s up( k) + nup (k ), для k Î K де rup(k) являє собою прийнятий вектор для висхідної лінії зв'язку для k-ої підсмуги; і nuр(k) являє собою сукупні білі Гаусові перешкоди (AWGN) для k-οϊ підсмуги. Рівняння (15) використовує наступні відношення: ˆ ˆ Hup (k )K up( k ) = H cup(k ) » Hcup(k ) i ˆ ˆ ˆ ˆH Hcup( k) = Uap (k )S( k) Vut (k ). Зважена матриця узгодженого фільтра Мap(k) для передачі висхідної лінії зв'язку від термінала користувача може бути виражена як: ˆ -1 ˆ H Map (k ) = S ( k )Uap ( k), для k Î K 16 Просторова обробка (або узгоджена фільтрація) в точці доступу для прийнятої передачі висхідної лінії зв'язку може бути виражена як: H ˆ -1 ˆ ˆ sup (k ) = S ( k)Uap (k )r up (k ) ˆ ˆ -1 ˆ H ˆ = S ( k)Uap (k )( Uap (k )S(k )sup (k ) + nup( k)) ~ ( k), для k Î K s (k ) + n up 17 up де ^s up(k) являє собою оцінку вектора даних s up(k), передану терміналом користувача по висхідній лінії зв'язку, і ~up ( k ) являє собою пост обn роблені перешкоди. В. Просторова обробка низхідної лінії зв'язку Просторова обробка точкою доступу для передачі низхідної лінії зв'язку може бути виражена як: ˆ ˆ* xdn (k ) = Kap (k )Uap( k )sdn (k ), для k Î K 18 де xdn(k) являє собою вектор передачі, і s dn(k) являє собою вектор даних для низхідної лінії зв'язку. Прийнята передача низхідної лінії зв'язку в терміналі користувача може бути виражена як: r dn (k ) = Hdn (k )x dn (k ) + n dn( k) ˆ ˆ* Hdn (k )Kap (k )Uap( k )sdn (k ) + n dn( k ) * ˆ ˆ » Hcdn (k )U ap( k) sdn (k ) + n dn( k) 19 ˆ* ˆ* ˆ ˆT = Vut (k )S( k)Uap (k )Uap (k )sdn (k ) + n dn (k ) ˆ* ˆ = Vut (k )S( k)s dn( k ) + ndn ( k), для k Î K Зважена матриця узгодженого фільтра Мut(k) для передачі низхідної лінії зв'язку від точки доступу може бути виражена як: ˆ -1 ˆ T Mut ( k ) = S (k )V ut ( k), для k Î K 20 Просторова обробка (або узгоджена фільтрація) в терміналі користувача для прийнятої передачі низхідної лінії зв'язку може бути виражена як: 21 85830 ˆ -1 ˆ T ˆ s dn( k) = S (k )V ut (k )r dn (k ) ˆ -1 ˆ T ˆ* ˆ = S ( k )Vut (k )( V ut ( k) S(k )sdn (k ) + n dn (k )) ~ (k ), для k Î K s ( k) + n dn 21 22 Таблиця 1 підсумовує просторову обробку в точці доступ у і терміналі користувача для прийому та передачі даних. dn У вищезазначеному описі і як показано в Таблиці 1, матриці корекції ^Kар(k) і ^K ut(k) застосовані на стороні передачі в точці доступу і терміналі користувача відповідно. Матриці корекції ^Kар(k) і ^Kut(k) можуть також бути об'єднані з іншими діагональними матрицями (наприклад, типу вагових матриць Wdn(k) і W up(k), що використовуються для досягнення інверсії каналу). Однак, матриці корекції також можуть бути застосовані на сторону прийому, замість сторони передачі, і це знаходиться в межах винаходу. Фіг.3 являє собою блок-схему просторової обробки для низхідної лінії зв'язку і висхідної лінії зв'язку для способу просторового мультиплексування, відповідно до одного варіанту здійснення винаходу. Для низхідної лінії зв'язку в просторовому ТХ процесорі 120х точки доступ у 110х, вектор даних s dn(k), для kÎK, спочатку помножується з матрицею ^U*ap(k) за допомогою блока 310 і потім додатково помножується з матрицею корекції ^Kар(k) за допомогою блока 312 для того, щоб одержати вектор передачі хdn(k). Вектор Xdn(k), для kÎK, потім обробляється ланцюгом передачі 314 в модуляторі 122х і передається по каналу ΜΙΜΟ на термінал користувача 150х. Блок 310 виконує просторову обробку для передачі даних низхідної лінії зв'язку. У терміналі користувача 150х сигнали низхідної лінії зв'язку обробляються ланцюгом прийому 354 в демодуляторі 154х для того, щоб одержати вектор прийому rdn(k), для kÎK. У просторовому RX процесорі 160х, вектор прийому rdn(k), для kÎK, спочатку помножується з матрицею ^VTut(k) за допомогою блока 356 і додатково вимірюється зворотною діагональною матрицею ^S -1(k) за допомогою блока 358 для того, щоб одержати вектор ^s dn(k), який є оцінкою вектора даних s dn(k). Блоки 356 та 358 виконують просторову обробку для підібраної фільтрації низхідної лінії зв'язку. Для висхідної лінії зв'язку в просторовому ТХ процесорі 190х термінала користувача 150х, вектор даних s up(k), для kÎK, спочатку помножується з матрицею ^Vut(k) за допомогою блока 360 і потім додатково помножується з матрицею корекції ^Kut(k) за допомогою блока 362 для того, щоб одержати вектор передачі xup(k). Вектор хuр(k), для kÎK, потім обробляється ланцюгом передачі 364 в модуляторі 154х і передається по каналу ΜΙΜΟ в точку доступу 110х. Блок 360 виконує просторову обробку для передачі даних висхідної лінії зв'язку. У точці доступу 110 сигнали висхідної лінії зв'язку обробляються ланцюгом прийому 324 в демодуляторі 122х для того, щоб одержати вектор прийому ruр(k), для kÎK. У просторовому RX процесорі 140х вектор прийому ruр(k), для kÎK спочатку помножується з матрицею ^Uap(k) за допомогою блока 326 і додатково вимірюється зворотною діагональною матрицею ^S -1(k) за допомогою блока 328 для того, щоб одержати вектор ^s up(k), який є оцінкою вектора даних s up(k). Блоки 326 та 328 виконують просторову обробку для узгодженої фільтрації висхідної лінії зв'язку. 3. Регулювання променя Для визначених режимів каналу, краще передати дані тільки на одній широкосмуговій власній моді - звичайно кращій або основній широкосмуговій власній моді. Це може мати місце, якщо прийняті відношення сигналу до перешкод (SNRs) для всіх інши х широкосмугови х власних мод досить погані для того, щоб поліпшені характеристики були досягнуті при використанні всієї доступної енергії передачі на основній широкосмуговій власній моді. Передача даних на одній широкосмуговій власній моді може бути досягнута, використовуючи або формування променя або регулювання променя. Для формування променя символи модуляції просторово обробляються з власними векторами ^n ut,1(k) або ^uap,1(k), для kÎK, для основної широкосмугової власної моди (тобто, перша колонка ^Vut(k) або ^Uap(k), після задання). Для регулювання променя символи модуляції просторово обробляються з рядом «нормалізованих» (або «насичених»), власних векторів ~ ut (k ) або ~ ap (k ) , n u для kÎK, для основної широкосмугової власної моди. Для розуміння, регулювання променя описане нижче для висхідної лінії зв'язку. 23 85830 Для висхідної лінії зв'язку елементи кожного власного вектора ^n ut,1(k), для kÎK, для основної широкосмугової власної моди, можуть мати різні величини. Таким чином, передобумовлені символи для кожної підсмуги, які одержані за допомогою множення символу модуляції для підсмуги k з елементами власного вектора ^n ut,1(k) для підсмуги к, можуть тоді мати різні величини. Отже, регантена передає вектори, кожний з яких включає в себе заздалегідь кондиціоновані символи для всіх під смуг даних до антени передачі, можуть мати різні величини. Якщо передана потужність для кожної антени передачі обмежена (наприклад, через обмеження підсилювачів потужності), то формування променя, можливо, повністю не використовує повну потужність, доступну для кожної антени. Регулювання променя використовує тільки інформацію фази від власних векторів ^n ut,1(k), Для kÎK, для основної широкосмугової власної моди і нормалізує кожний власний вектор так, що усі елементи у власному векторі мають рівні величини. Нормалізований власний вектор ~ ut (k ) для k-οϊ n підсмуги може бути виражений як: ~ ( k ) = éAej,q1( k )Aej,q2 ( k )....Aej, qNut ( k ) ù nut ê ú ë û T 22 24 ~ (k ) = H ( k) ~ ( k) + n (k ) r up up xup up ˆ Hup( k )K ut (k )~ut (k )sup (k ) + nup (k ) n ~ ( k)s ( k) + n (k ), для k Î K »H (k )n cup ut up 25 up де ~up ( k ) являє собою прийнятий вектор для r каналу висхідного зв'язку для k-ої підсмуги для регулювання променя. ~ Узгоджений вектор-рядок фільтра map (k ) для передачі по висхідної лінії зв'язку, що використовує регулювання променя, може бути виражений як: ~ m ap (k ) = (H cup (k ) ~ ut ( k ))H , для k Î K n 26 ~ Узгоджений вектор фільтра map (k ) може бути одержаний як описано нижче. Просторова обробка (або узгоджена фільтрація) в точці доступ у для прийнятої передачі по висхідній лінії зв'язку з регулюванням променя може бути виражена як: ~- 1 ~ ~ ˆ sup(k ) = l up(k )m ap(k )r up(k ) ~ = l-1 (k )(Hcup(k )~ut ( k))H (Hcup(k )~ut (k )sut (k) + nup( k)) n n up 27 ~ = sup(k ) + nup(k), для k Î K де ~- 1 H l up (k ) = (Hcup (k )~ut (k )) (Hcup (k)~ ut (k)) n n (тобто, де А являє собою константу (наприклад, А=1); ~-1 ~ lup ( k ) являє собою скалярний добуток map (k ) і qi(k) являє собою фазу для k-οϊ підсмуги j-οϊ антени передачі, яка дається як: його спряженого переміщення), ^ s up(k) являє собою оцінку символу модуляції s up(k), переданого терміналом користувача по висхідній лінії зв'язку, і ~ (k ) являє собою постоброблені перешкоди. nup В. Регулювання променя на низхідній лінії зв'язку Просторова обробка точкою доступу для регулювання променя на низхідній лінії зв'язку може бути виражена як: і { { }ö ÷ }÷ ø æ Im n ut ,1,i (k ) ˆ ˆ q i( k ) =p n ut ,1,i (k ) = tan-1ç ç Re n ut ,1,i (k ) ˆ è 23 Як показано в рівнянні (23), фаза кожного елемента у векторі ~ ut (k ) одержана від відповідn ного елемента власного вектора ^n ut,1(k) (тобто, qi(k) одержаний від ^n ut,1(k), де ~= nut ( k ) ˆ ˆ ˆ [nut,1,1(k )nut,1,2 (k )....nut,1,N (k )]T ut А. Регулювання променя висхідної лінії зв'язку Просторова обробка терміналом користувача для регулювання променя на висхідній лінії зв'язку може бути виражена як: ~ (k ) = K ~ (k ) s ( k ), для k Î K ˆ n xup 24 up ut ut де s up(k) являє собою символ модуляції, який буде переданий на k-ій підсмузі; і ~up ( k ) являє x собою вектор передачі для k-οϊ підсмуги для регулювання променя. Як показано в рівнянні (22), елементи Nut нормалізованого регульованого вектора ~ ut (k ) для n кожної підсмуги мають рівну величину, але можливо різні фази. Регулювання променя таким чином генерує кожний вектор передачі ~up ( k ) для кожної x підсмуги з елементами Nut з ~up ( k ) , що має ту ж x саму величину, але можливо різні фази. Прийнята передача по висхідній лінії зв'язку в точці доступу для регулювання променя може бути виражена як: ~ (k ) = H ( k )~ ( k ) + n (k ) r up x up up up ˆ Hup (k )K ut ( k)~ut (k )sup (k ) + nup (k ) n » Hcup (k )~ut ( k) sup( k ) + nup (k ) n 28 ~ (k ) = K ~ ( k) s ( k ), для k Î K ˆ u xdn dn ap ap де ~ ap (k ) являє собою нормалізований власu ний вектор для k-οϊ підсмуги, який згенерований основуючись на власному векторі ^u*ap,1(k) для основної широкосмугової власної моди, як описано вище. ~ Підібраний вектор-рядок фільтра mut ( k ) для передачі по низхідній лінії зв'язку, використовуючи регулювання променя, може бути виражений як: ~ ~ mut (k ) = (H cdn(k )u ap (k )) H, для k Î K 29 Просторова обробка (або узгоджена фільтрація) в терміналі користувача для прийнятої передачі по низхідній лінії зв'язку може бути виражена як: ~- 1 ~ ~ ˆ sdn (k) = ldn (k )mut (k )r dn (k ) ~-1 ~ H ~ = l dn (k)(Hcdn (k)u ap (k)) (Hcdn (k )uap (k )sup ( k) + n dn ( k)) ~ = sdn (k) + ndn (k), для k Î K 30 25 85830 26 де i ~-1 (k ) = (Hcdn (k )~ap (k))H (Hcdn (k) ~ap ( k)) (тобто, l dn u u ~ вектором фільтра map (k ) . Результат скалярного ~-1 ~ l dn (k ) являє собою скалярний добуток mut ( k ) і добутку потім вимірюється ~-1(k ) блоком 428 для l гз того, щоб одержати символ ^s up(k), який є оцінкою символу модуляції s up(k). Блоки 426 та 428 виконують просторову обробку для узгодженої фільтрації висхідної лінії зв'язку для регулюючого промінь способу. 4. Регульований опорний сигнал (регульоване посилання) Як показано в рівнянні (15), в точці доступ у, прийнятий вектор rup(k), для kÎK, висхідної лінії зв'язку, за відсутності перешкод, дорівнює вектору даних s up(k), перетвореному ^Uap(k)^S(k), який є матрицею ^Uap(k) лівих власних векторів ^Нсuр , виміряних діагональною матрицею ^S(k) сингулярних значень. Як показано в рівняннях (17) та (18), через взаємний канал і калібрування, матриця ^U*ap(k) і її переміщення використовуються для просторової обробки передачі низхідної лінії зв'язку і просторової обробки (узгодженої фільтрації) прийнятої передачі висхідної лінії зв'язку, відповідно. Регульоване посилання (або регульований контрольний сигнал) може бути передане терміналом користувача і використовуватися точкою доступу для того, щоб одержати оцінки і ^Uap(k) i ^S(k), для kÎK, не маючи необхідності оцінювати ΜΙΜΟ канал або виконувати сингулярну декомпозицію. Точно так само регульоване посилання може бути передане точкою доступу і використовуватися терміналом користувача для того, щоб одержати оцінки і ^Vut(k) i ^S(k). Регульоване посилання містить визначений символ OFDM (який називається контрольним сигналом або «Р» OFDM символом), який передається від всіх антен Nut в терміналі користувача (для висхідної лінії зв'язку) або антен Nap в точці доступ у (для низхідної лінії зв'язку). Ρ OFDM символ передається тільки на одній широкосмуговій власній моді, виконуючи просторову обробку з набором власних векторів для тієї широкосмугової власної моди. А. Регульоване посилання висхідної лінії зв'язку Регульоване посилання висхідної лінії зв'язку, передане терміналом користувача може бути виражене як: його спряженого переміщення). Регулювання променя може бути розглянуте як спеціальний випадок просторової обробки, в якій тільки один власний вектор для однієї власної моди використовується для передачі даних, і цей власний вектор нормалізований для того, щоб мати рівні величини. Фіг.4 являє собою блок-схему просторової обробки для низхідної лінії зв'язку і висхідної лінії зв'язку для регулюючого промінь способу, відповідно до одного варіанту здійснення винаходу. Для низхідної лінії зв'язку в просторовому ТХ процесорі 120у точки доступ у 110у символ модуляції s dn(k), для kÎK, спочатку помножується з нормалізованим власним вектором ~ ap (k ) блоком u 410 і потім додатково помножується з матрицею корекції ^Kар(k) блоком 412 для того, щоб одержати вектор передачі ~ dn (k ) . Вектор ~ dn (k ) , для kÎK, x x потім обробляється ланцюгом передачі 414 в модуляторі 122у і передається по ΜΙΜΟ каналу на термінал користувача 150у. Блок 410 виконує просторову обробку для передачі даних по низхідній лінії зв'язку для регулюючого промінь способу. У терміналі користувача 150у сигнали низхідної лінії зв'язку обробляються ланцюгом прийому 454 в демодуляторі 154у для того, щоб одержати вектор прийому ~ dn (k ) , для kÎK. У просторовому r RX процесорі 160у блок 456 виконує скалярний добуток вектора ~ dn (k ) , для kÎK, з підібраним векr ~ тором фільтра mut ( k ) . Результат скалярного добу тку потім вимірюється ~-1 (k ) блоком 458 для того, l dn щоб одержати символ ^s dn(k), який є оцінкою символу модуляції s dn(k). Блоки 456 та 458 виконують просторову обробку для узгодженої фільтрації низхідної лінії зв'язку для регулюючого промінь способу. Для висхідної лінії зв'язку в просторовому ТХ процесорі 190у термінала користувача 150у символ модуляції s up(k), для kÎK, спочатку помножується з нормалізованим власним вектором ~ ut (k ) n блоком 460 і потім додатково помножується з матрицею корекції ^Kut(k) блоком 462 для того, щоб одержати вектор передачі ~up ( k ) . Вектор ~up ( k ) , x x для kÎK, потім обробляється ланцюгом передачі 464 в модуляторі 154у і передається по каналу ΜΙΜΟ в точк у доступу 110у. Блок 460 виконує просторову обробку для передачі даних по висхідній лінії · зв'язку для регулюючого промінь способу. У точці доступу 110у, сигнали висхідної лінії зв'язку обробляються ланцюгом прийому 424 в демодуляторі 124у для того, щоб одержати вектор прийому ~up ( k ) , для kÎK. У просторовому RX проr цесорі 140у блок 426 виконує скалярний добуток вектора прийому ~up ( k ) , для kÎK, з підібраним r ˆ xup,m (k ) = Kut ( k )~ut ,m (k )p(k ), для k Î K n 31 де хup,m(k) являє собою вектор передачі для kοϊ підсмуги m-ої широкосмугової власної моди; ^n ut,m(k) являє собою власний вектор для k-οϊ підсмуги m-οϊ широкосмугової власної моди; і р(k) являє собою символ модуляції контрольного сигналу, який був переданий на k-ій підсмузі. Власний вектор ^n ut,m(k) являє собою m-у колонку матриці ^Vut(k), де ^Vut(k)=[^n ut,1(k)^n ut,2(k)…^n ut,Nut(k)] Прийняте регульоване посилання висхідної лінії зв'язку в точці доступу може бути виражене як: 27 85830 28 r up, m (k ) = Hup( k) xup,m ( k) + n up (k ) ~ r up,sr (k ) = Hup( k )xup,sr (k ) + nup (k ) ˆ ˆ = Hup (k )Kut (k )n ut,m ( k)p (k ) + nup ( k) ˆ ˆ = Hup (k )Kut (k )n ut (k )p(k ) + nup (k ) ˆ ˆ = Hcup (k )n ut,m (k )p (k ) + nup ( k) 32 ˆ = Hup (k )n ut ( k )p(k ) + nup( k ), для k Î K Щоб одержати узгоджений вектор-рядок філь~ тра map (k ) для передачі з регулюванням променя ˆ ˆH ˆ ˆ = Uap ( k) S( k )Vut (k )n ut,m ( k )p (k ) + n up( k ) ˆ = u ap,m (k )sm (k )p(k ) + n up (k ), для k Î K де rup,m(k) являє собою прийнятий вектор для регульованого посилання висхідної лінії зв'язку для k-οϊ підсмуги m-οϊ широкосмугової власної моди; і sm(k) являє собою сингулярне значення для kοϊ підсмуги m-ої широкосмугової власної моди. Методи оцінки відповіді каналу, основані на регульованому посиланні, описані в деталях нижче. В. Регульоване посилання низхідної лінії зв'язку Регульоване посилання низхідної лінії зв'язку, передане точкою доступу може бути виражене як: ˆ ˆ* x dn m( k ) = K ap(k )uap, m( k )p( k ), для k Î K , 35 33 де xdn,m(k) являє собою вектор передачі для kοϊ підсмуги тієї широкосмугової власної моди; і ^u*ap,m(k) являє собою власний вектор для k-οϊ підсмуги m-οϊ широкосмугової власної моди. Регульований вектор ^u*ap,m(k) являє собою m-у колонку матриці ^U*ap(k), де ^U*ap(k)=[^u*ap,1(k)^u*ap,2(k) ^u*ap,Nap(k)]. Регульоване посилання низхідної лінії зв'язку може бути використане терміналом користувача в різних цілях. Наприклад, регульоване посилання низхідної лінії зв'язку дозволяє терміналу користувача визначати, яку оцінку для каналу ΜΙΜΟ має точка доступу (оскільки точка доступу має оцінку оцінки каналу). Регульоване посилання низхідної лінії зв'язку може також бути використане терміналом користувача для оцінки прийнятої SNR передачі низхідної лінії зв'язку. С. Регульоване посилання для регулювання променя Для регулюючого промінь способу, просторова обробка на стороні передачі виконана, використовуючи ряд нормалізованих власних векторів для основної широкосмугової власної моди. Повна функція передачі з нормалізованим власним вектором відрізняється від повної функції передачі з ненормалізованим власним вектором (тобто, ˆ Hсup( k) nut ,1(k ) ¹ Hcup( k )~ut ( k) ). Регульоване посиланn ня, згенероване, використовуючи набір нормалізованих власних векторів для всіх підсмуг, потім може бути послане передавачем і використане приймачем для того, щоб одержати узгоджені вектори фільтра для цих підсмуг для регулюючого промінь способу. Для каналу висхідної лінії зв'язку, регульоване посилання для регулюючого промінь способу може бути виражене як: ~ ˆ xup, sr (k ) = Kut ( k )~ut (k )p(k ), для k Î K n 34 У точці доступу, регульоване посилання прийому висхідної лінії зв'язку для регулюючого промінь способу може бути виражене як: висхідної лінії зв'язку, прийнятий вектор ~up, sr (k ) r для регульованого посилання спочатку помножують з p*(k). Потім результат об'єднують по багаторазових прийнятих символах регульованого посилання для того, щоб сформувати оцінку ~ Hсup(k )~ut (k ) . Вектор map (k ) потім об'єднує переn міщення цієї оцінки. Працюючи в регулюючому промінь способі, термінал користувача може передати множину символів регульованого посилання, наприклад, один або більшу кількість символів, використовуючи нормалізований власний вектор ~ut (k ) , один n або більшу кількість символів, використовуючи власний вектор ~ut ,1(k ) для основної власної моди, n і можливо один або більшу кількість символів, використовуючи власні вектори для іншої власної моди. Символи регульованого посилання, згенеровані з ~ut (k ) можуть бути використані точкою n доступ у для того, щоб одержати підібраний вектор ~ фільтра map (k ) . Символи регульованого посилання, згенеровані з ~ut ,1(k ) можуть бути використані n для того, щоб одержати ~ap,1(k ) , який може потім u бути використаний для того, щоб одержати нормалізований власний вектор ~ap ( k ) , що викорисu товується для регулювання променя на низхідній лінії зв'язку. Символи регульованого посилання, згенеровані з власними векторами ^n ut,2(k) через ^n ut,Ns(k) для інших власних мод, можуть бути використані точкою доступу для того, щоб одержати ^uut,2(k) через ^uut,Ns(k) i сингулярні значення для цих інших власних мод. Потім ця інформація може бути використана точкою доступу для того, щоб вирішити, чи використовува ти спосіб просторового мультиплексування або регулюючий промінь спосіб для передачі даних. Для низхідної лінії зв'язку, термінал користувача може одержати узгоджений вектор фільтра ~ mut ( k ) для регулюючого промінь способу, оснований на каліброваній оцінці відповіді каналу низхідної лінії зв'язку ^Hcdn(k). Зокрема, термінал користувача має ^uap,1(k) від сингулярної декомпозиції ^Hcdn(k) і може одержати нормалізований власний вектор ~ap ( k ) . Термінал користувача може потім u помножити ~ap ( k ) з ^Hcdn(k) для того, щоб одержаu ~ ти ^Hcdn(k) ~ap ( k ) і може потім одержати mut ( k ) , u оснований на ^Hcdn(k) ~ap ( k ) . Альтернативно, реu гульоване посилання можна послати точкою доступу, використовуючи нормалізований власний вектор ~ap ( k ) ), і це регульоване посилання може u 29 85830 бути оброблене терміналом користувача спосо~ бом, описаним вище, щоб одержати mut ( k ) . D. Оцінка каналу, основана на регульованому посиланні Як показано в рівнянні (32), в точці доступу, прийняте регульоване посилання висхідної лінії зв'язку (у відсутності перешкод) - приблизно ^uap,m(k)sm(k)p(k). Точка доступу може таким чином одержати оцінку відповіді каналу висхідної лінії зв'язку, основану на регульованому посиланні, посланому терміналом користувача. Різні методи оцінки можуть бути використані для того, щоб одержати оцінку відповіді каналу. В одному варіанті здійснення для того, щоб одержати оцінку ^u ap,m(k), прийнятий вектор ruр,m(k), для регульованого посилання для тієї широкосмугової власної моди, спочатку множать з комплексом, спряженим із символу модуляції контрольного сигналу, р*(k), що використовується для регульованого посилання. Результат потім об'єднують по множині прийнятим символам регульованого посилання для кожної широкосмугової власної моди для того, щоб одержати оцінку ^uap,m(k)sm(k), яка вимірює лівий власний вектор ^Нсuр(k) для m-ої широкосмугової власної моди. Кожні з Nap елементів ^uap,m(k) одержані на основі відповідного одного з Nap елементів для ruр,m(k), де Nap елементи ruр,m(k) - прийняті символи, одержані від антен Nap в точці доступу. Оскільки власні вектори мають одиничну потужність, сингулярне значення sm(k) може бути оцінено на основі одержаної потужності регульованого посилання, яке може бути виміряне для кожної підсмуги кожної широкосмугової власної моди. В іншому варіанті здійснення, метод мінімальної середньоквадратичної помилки (MMSE) використовується для того, щоб одержати оцінку ^uap,m(k), основану на прийнятому векторі ruр,m(k) для регульованого посилання. Оскільки символи р(k) модуляції контрольного сигналу відомі, точка доступ у може одержати оцінку ^uap,m(k) так, як середньоквадратична помилка між прийнятими символами контрольного сигналу (одержана після виконання підібраного фільтрування на прийнятому векторі ruр,m(k)) і переданими символами контрольного сигналу мінімізована. Використання методу MMSE для просторової обробки в приймачі детально описане в [США заявці на патент №09/993,087, названій «Multiple-Access MultipleInput Multiple-Output (ΜΙΜΟ) Communication System», поданій 6 листопада 2001p.]. Регульоване посилання посилають для однієї широкосмугової моди в будь який даний період символу, і може в свою чергу використовуватися для того, щоб одержати оцінку одного власного вектора для кожної підсмуги тієї широкосмугової власної моди. Таким чином, приймач здатний одержати оцінку одного власного вектора в унітарній матриці протягом будь-якого даного періоду символу. Оскільки оцінки багаторазових власних векторів для унітарної матриці одержані за різні періоди символу, і через перешкоди та інші джерела погіршення в доріжці передачі, оцінені власні вектори для унітарної матриці навряд чи будуть орто 30 гональними. Якщо оцінені власні вектори згодом використовуються для просторової обробки передачі даних на іншій лінії зв'язку, то будь-які помилки в ортогональності в цих оцінених власних векторах привели б до перехресного зв'язку серед власних мод, який може погіршити продуктивність. У варіанті здійснення, оцінені власні вектори для кожної унітарної матриці змушені бути ортогональними один до одного. Ортогоналізація власних векторів може бути досягнута, використовуючи техніку Грам-Шмідта, яка детально описана у вищезазначеному посиланні від Гільберта Странга, або деякого іншого методу. Інші методи для оцінки відповіді каналу, основаної на регульованому посиланні можуть також бути використані, і це знаходиться в межах винаходу. Точка доступу може таким чином оцінити і ^Uap(k) і ^S ap(k) основуючись на регульованому посиланні, посланому терміналом користувача, не маючи необхідності оцінювати відповідь каналу висхідної лінії зв'язку або виконувати сингулярну декомпозицію на ^Нсuр(k). Оскільки тільки Nut широкосмугових власних мод мають будь-яку потужність, матриця ^Uap(k) ліви х власних векторів ^Нсuр(k) є ефективною (Nap´N ut), і матриця ^S(k) може бути розглянута, щоб бути (Nut ´Nut). Обробка в терміналі користувача для оцінки матриць ^Vut(k) і ^S(k), для kÎK, основаної на регульованому посиланні низхідної лінії зв'язку, може бути виконана подібно регульованому посиланню висхідної лінії зв'язку, описаному вище. 5. Оцінка каналу і просторова обробка Фіг.5 являє собою блок-схему визначеного варіанту здійснення процесу 500 для виконання оцінки каналу і просторової обробки в точці доступу і терміналі користувача, відповідно до одного варіанту здійснення винаходу. Процес 500 включає в себе дві частини - калібрування (блок 510), і нормальна операція (блок 520). Спочатку, точка доступу і термінал користувача виконують калібрування для того, щоб визначити відмінності у відповідях їх ланцюгів прийому та передачі і одержати матриці корекції ^Kар(k) і ^Kut(k), для kÎK (в блоці 512). Калібрування повинне бути виконане лише одного разу (наприклад, на початку сеансу зв'язку, або в найперший раз, коли термінал користувача включають). Матриці корекції ^KаР(k) і ^Kut(k) згодом використовуються точкою доступу і терміналом користувача, відповідно, на стороні передачі, як описано вище. Протягом нормальної роботи, точка доступу передає контрольний сигнал ΜΙΜΟ на калібрований канал низхідної лінії зв'язку (в блоці 522). Термінал користувача приймає та обробляє контрольний сигнал ΜΙΜΟ, оцінює відповідь каліброваного каналу низхідної лінії зв'язку, основану на одержаному контрольному сигналі ΜΙΜΟ, і підтримує оцінку відповіді каліброваного каналу низхідної лінії зв'язку (в блоці 524). Це показує, що характеристики кращі (тобто, менше погіршення), коли оцінка відповіді каналу точна. Точна оцінка відповіді каналу може бути одержана, становлячи в середньому оцінки, одержані з множини прийнятих передач контрольного сигналу ΜΙΜΟ. 31 85830 Термінал користувача потім аналізує калібровану оцінку відповіді каналу низхідної лінії зв'язку, ^Hcdn(k), для kÎK, для того, щоб одержати діагональну матрицю ^S(k) і унітарну матрицю ^V*ut(k) (в блоці 526). Матриця ^V*ut(k) містить і ліві власні ~ вектори Hcdn ( k ) і ^Vut(k) і праві власні вектори ^Нсuр(k). Матриця ^Vut(k) таким чином може бути використана терміналом користувача для того, щоб виконати просторову обробку для передачі даних, прийнятої на низхідній лінії зв'язку так само, як для передачі даних, яка буде послана по висхідній лінії зв'язку. Термінал користувача потім передає регульоване посилання по висхідній лінії зв'язку в точку доступ у, використовуючи власні вектори в матриці ^Vut(k), як показано в рівнянні (31) (в блоці 530). Точка доступу приймає та обробляє регульоване посилання висхідної лінії зв'язку для того, щоб одержати діагональну матрицю ^S(k) і унітарну матрицю ^Uap(k), для kÎK (в блоці 532). Матриця ^Uap(k) містить і ліві власні вектори ^Нcuр(k) і ^U*ap(k) і праві власні вектори ^Hcdn(k). Матриця ^Uap(k) може таким чином використовуватися точкою доступу для того, щоб виконати просторову обробку для передачі даних, прийнятої по висхідній лінії зв'язку так само, як для передачі даних, яка буде послана по низхідній лінії зв'язку. Матриця ^Uap(k), для kÎK, одержана на основі оцінки регульованого посилання висхідної лінії зв'язку, яке в свою чергу згенероване з власним вектором, який одержаний на основі оцінки відповіді каліброваного каналу низхідної лінії зв'язку. Таким чином, матриця ^Uap(k) ефективно оцінює оцінку. Точка доступ у може усереднити передачі регульованого посилання висхідної лінії зв'язку для того, щоб одержати більш точну оцінку фактичної матриці ^Uар(k). Як тільки термінал користувача і точка доступу одержують matrices ^Vut(k) і ^Uap(k), відповідно, передача даних може початися на низхідній лінії зв'язку і/або висхідній лінії зв'язку. Для передачі даних низхідної лінії зв'язку, точка доступу виконує просторову обробку на символах з матрицею ^U*ap(k) правих власних векторів ^Hcdn(k) і передає на термінал користувача (в блоці 540). Термінал користувача потім одержує і просторово обробляє передачу даних низхідної лінії зв'язку з матрицею ^VTut(k), яка є об'єднаним переміщенням матриці ^V*ut(k) ліви х власних векторів ^Hcdn(k) (в блоці 542). Для передачі даних висхідної лінії зв'язку, термінал користувача виконує просторову обробку на символах з матрицею ^Vut(k) правих власних векторів ^Нсuр(k), і передає в точку доступу (в блоці 550). Точка доступу одержує і просторово обробляє передачу даних висхідної лінії зв'язку з матрицею ^UHар(k), яка є об'єднаною з переміщенням матриці ^Uap(k) лівих власних векторів ^Нсuр(k) (в блоці 552). Передача даних по низхідній лінії зв'язку і/або висхідній лінії зв'язку може продовжуватися доти, доки не буде припинена точкою доступу або терміналом користувача. У той час як термінал користувача неактивний (тобто, не має даних для прийому та передачі), контрольний сигнал ΜΙΜΟ і/або 32 регульоване посилання можуть все ще відсилатися для того, щоб дозволити точці доступу і терміналу користувача підтримувати найсвіжіші оцінки відповідей каналу низхідної лінії зв'язку і каналу висхідної лінії зв'язку, відповідно. Тоді це дозволить передачі даних починатися швидко, навіть при поновленні. Для розуміння, оцінка каналу і методи просторової обробки були описані для визначеного варіанту здійснення, в якому термінал користувача оцінює відповідь каліброваного каналу низхідної лінії зв'язку, основану на контрольному сигналі ΜΙΜΟ каналу низхідної лінії зв'язку і виконує сингулярну декомпозицію. Оцінка каналу і сингулярна декомпозиція можуть також бути виконані точкою доступ у, і це знаходиться в межах винаходу. Загалом, через взаємний канал для TDD системи, оцінка каналу повинна бути виконана тільки в одному кінці зв'язку. Методи, описані тут, можуть бути використані з або без калібрування. Калібрування може бути виконане для того, щоб поліпшити оцінки каналу, які можуть потім поліпшити характеристики системи. Методи, описані тут можуть також бути використані в поєднанні з іншими методами просторової обробки, такими як water-filling (водне заповнення) для розподілу потужності передачі серед широкосмугових власних мод, і інверсія каналу для розподілу потужності передачі серед підсмуг кожної широкосмугової власної моди. Інверсія каналу і water-filling описані у вищезазначеній [США заявці на патент №60/421,309]. Оцінка каналу і просторові методи обробки, описані тут, можуть бути здійснені різними засобами. Наприклад, ці методи можуть бути здійснені в апаратних засобах, програмному забезпеченні, або в їх комбінації. Для виконання в апаратних засобах, елементи використовуються для здійснення методів, описаних тут, можуть бути здійснені в межах однієї або більшої кількості спеціалізованих інтегральних схем (ASICs), цифрових оброблювачів сигналу (DSP), оброблювальних пристроїв цифрового сигналу (DSPD), програмованих логічних пристроїв (PLD), програмованих матриць логічних елементів (FPGA), процесорів, контролерів, мікроконтролерів, мікропроцесорів, інших електронних блоків, призначених для виконання функцій, описаних тут, або їх комбінації. Для виконання в програмному забезпеченні, оцінка каналу та методи просторової обробки можуть бути здійснені з модулями (наприклад, процедури, функції тощо), які виконують функції, описані тут. Коди програмного забезпечення можуть бути збережені в блоці пам'яті (наприклад, блоці пам'яті 132 та 182 на Фіг.1) і виконані процесором (наприклад, контролери 130 та 180). Блок пам'яті може бути використаний в процесорі або поза ним, в деяких випадках це може бути об'єднано з процесором через різні засоби, як відомо в галузі техніки. Заголовки включені тут для посилання і допомоги в розташуванні певних секцій. Ці заголовки не призначені для того, щоб обмежити можливості понять, описаних там, і ці поняття можуть мати 33 85830 застосовність в інших секціях всюди по всій специфікації. Попередній опис розкритих варіантів здійснення забезпечується для того, щоб дозволити будьякій людині, кваліфікованій в даній галузі техніки, зробити або використати даний винахід. Різні модифікації до цих варіантів здійснення будуть очевидні фахівцям в даній галузі техніки, і основні 34 принципи, визначені тут, можуть бути застосовані до інших варіантів здійснення, не відступаючи від суті або обсягу винаходу. Таким чином, даний винахід не призначений для того, щоб бути обмеженим варіантами здійснення, показаними тут, але повинний одержати найширші можливості, сумісні з принципами та новими ознаками, розкритими тут. 35 85830 36 37 Комп’ютерна в ерстка Т. Чепелев а 85830 Підписне 38 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601