Регулювання швидкості для багатоканальних комунікаційних систем

1. Спосіб визначення швидкості передачі даних по безпровідному каналу зв'язку в багатоканальній системі зв'язку, який містить ідентифікують етапи на яких: множину каналів передачі, призначених для використання при передачі даних; визначають еквівалентну систему для каналів передачі, базуючись на одній або декількох оцінках характеристик каналів передачі; виводять метрику для каналів передачі, базуючись на еквівалентній системі; і визначають конкретну швидкість передачі даних, базуючись на метриці. 2. Спосіб за п.1, який додатково містить етап, на якому: визначають середню спектральну ефективність каналів передачі, базуючись на одній або декількох оцінках характеристик каналу, і в якому еквівалентна система визначена як така, що має канал з адитивним білим гауссівським шумом (AWGN) і спектральну ефективність, яка співпадає із середньою спектральною ефективністю каналів передачі. 3. Спосіб за п.2, який додатково містить етап, на якому: оцінюють спектральну ефективність кожного каналу передачі, базуючись на одній або декількох оцінках характеристик каналу, і в якому середню спектральну ефективність каналів передачі визначають, базуючись на оцінці середньої спектральної ефективності каналів передачі. 2 (19) 1 3 83803 ми, або і тими і іншими, в багатопроменевому безпровідному каналі зв'язку з частотно-селективним завмиранням. 15. Спосіб за п.1, в якому багатоканальна система зв'язку являє собою систему зв'язку з множиною входів і множиною виходів (МІМО), і канали передачі відповідають просторовим підканалам. 16. Спосіб за п.1, в якому багатоканальна система зв'язку являє собою систему зв'язку з мультиплексуванням з ортогональним частотним розділенням (OFDM), і канали передачі відповідають частотним підканалам. 17. Спосіб за п.1, в якому багатоканальна система зв'язку являє собою систему зв'язку з множиною входів і множиною виходів (МІМО), в якій використовують мультиплексування з ортогональним частотним розділенням (OFDM), і канали передачі відповідають частотним підканалам просторових підканалів. 18. Спосіб за п.1, в якому для передачі даних доступний набір швидкостей передачі, причому спосіб додатково містить етап, на якому: оцінюють кожну з однієї або декількох доступних швидкостей передачі для визначення найвищої швидкості передачі, що підтримується каналами передачі. 19. Спосіб визначення швидкості передачі даних по безпровідному каналу зв'язку у багатоканальній системі зв'язку, який містить етапи, на яких: ідентифікують групу каналів передачі, призначених для використання при передачі даних; одержують оцінку співвідношення сигнал/шумплюс-перешкода (SNR) для кожного каналу передачі; оцінюють спектральну ефективність кожного каналу передачі, базуючись на оцінці SNR для каналу передачі; визначають середню спектральну ефективність каналів передачі, базуючись на оцінці спектральної ефективності каналів передачі; визначають еквівалентне SNR для еквівалентної системи із спектральною ефективністю, яка співпадає із середньою спектральною ефективністю каналів передачі; визначають SNR, необхідне для підтримки системою зв'язку конкретної швидкості передачі даних; і визначають, чи підтримують канали передачі конкретну швидкість передачі даних, базуючись на еквівалентному SNR і необхідному SNR. 20. Спосіб за п.19, в якому спектральну ефективність кожного каналу передачі оцінюють, базуючись на функції необмеженої спектральної ефективності. 21. Спосіб за п.19, в якому спектральну ефективність кожного каналу передачі оцінюють, додатково базуючись на схемі модуляції, призначеній для використання при передачі даних. 22. Спосіб за п.19, в якому багатоканальна система зв'язку є МІМО системою зв'язку, в якій використовують OFD M. 23. Спосіб визначення набору швидкостей для набору потоків даних, призначених для передачі по безпровідному каналу зв'язку у багатоканальній системі зв'язку, який містить етапи, на яких: 4 ідентифікують групу каналів передачі, призначених для використання кожного потоку даних; визначають еквівалентну систему для кожної групи каналів передачі, базуючись на одній або декількох характеристиках каналів передачі в групі; виводять метрику для кожної групи каналів передачі, базуючись на зв'язаній еквівалентній системі; і визначають швидкість для кожного потоку даних, базуючись на метриці, зв'язаній з потоком даних. 24. Спосіб за п.23, який додатково містить етап, на якому: оцінюють спектральну ефективність кожного каналу передачі, базуючись на одній або декількох оцінках характеристик каналу, і визначають середню спектральну ефективність каналів передачі в кожній групі, базуючись на оцінці спектральної ефективності каналів передачі, і причому еквівалентна система для кожного каналу передачі в групі визначена як така, що має канал з адитивним білим гауссівським шумом (AWGN) і спектральну ефективність, яка співпадає із середньою спектральною ефективністю каналів передачі в гр упі. 25. Спосіб за п.24, в якому спектральну ефективність кожного каналу передачі оцінюють, базуючись на функції обмеженої спектральної ефективності. 26. Спосіб за п.23, який додатково містить етап, на якому: для кожного потоку даних визначають SNR, необхідне для підтримки системою зв'язку конкретної швидкості, причому конкретну швидкість визначають як таку, що підтримується групою каналів передачі для потоку даних, якщо необхідне SNR менше або дорівнює метриці, зв'язаній з потоком даних. 27. Спосіб за п.23, в якому багатоканальна система зв'язку являє собою систему зв'язку МІМО, в якій використовують OFDM, і канали передачі відповідають частотним підканалам просторових підканалів. 28. Спосіб за п.27, в якому кожний потік даних передають через відповідну передавальну антену, і кожний канал передачі групи включає в себе всі частотні підканали для однієї передавальної антени. 29. Пристрій обробки даних в багатоканальній системі зв'язку, який містить пам'ять, з'єднану з можливістю обміну даними з пристроєм цифрової обробки сигналів (ПЦОС), виконаним з можливістю інтерпретації цифрової інформації для: ідентифікації множини каналів передачі, призначених для використання при передачі даних; визначення еквівалентної системи для каналів передачі, базуючись на одній або декількох характеристиках каналів передачі; виведення метрики для каналів передачі, базуючись на еквівалентній системі; і визначення конкретної швидкості передачі даних, базуючись на метриці. 30. Пристрій за п.29, в якому ПЦОС виконаний з можливістю додатково інтерпретувати ін формацію для: 5 83803 оцінки спектральної ефективності кожного каналу передачі, базуючись на одній або декількох оцінках характеристик каналу, і визначення середньої спектральної ефективності каналів передачі, базуючись на оцінці спектральної ефективності каналів передачі, причому еквівалентна система визначена як така, що має канал з адитивним білим гауссівським шумом (AWGN) і спектральну ефективність, яка співпадає із середньою спектральною ефективністю каналів передачі. 31. Приймальний пристрій в багатоканальній системі зв'язку, який містить: пристрій оцінки каналу, виконаний з можливістю виведення оцінок однієї або декількох характеристик множини каналів передачі; і пристрій вибору швидкості, виконаний з можливістю визначення еквівалентної системи, базуючись на одній або декількох оцінках характеристик каналів передачі, виведення метрики для каналів передачі, базуючись на еквівалентній системі, і визначення конкретної швидкості передачі даних, базуючись на метриці. 32. Приймальний пристрій за п.31, в якому пристрій вибору швидкості виконаний з можливістю додатково оцінювати спектральну ефективність кожного каналу передачі, базуючись на одній або декількох оцінках характеристик каналів, і визначати середню спектральну ефективність каналів передачі, базуючись на оцінці спектральної ефективності каналів передачі, причому еквівалентна система визначена як така, що має канал з адитивним білим гауссівським шумом (AWGN) і спектральну ефективність, яка співпадає із середньою спектральною ефективністю каналів передачі. 33. Приймальний пристрій за п.32, в якому спектральну ефективність кожного каналу передачі оцінюють, базуючись на функції обмеженої або необмеженої спектральної ефективності каналу. 34. Приймальний пристрій за п.32, який додатково містить пам'ять, виконану з можливістю збереження однієї або декількох таблиць для функції, що використовується при оцінюванні спектральної ефективності кожного каналу передачі. 35. Приймальний пристрій за п.31, який додатково містить контролер, виконаний з можливістю надання по зворотному зв'язку інформації, яка містить конкретну швидкість. 36. Приймальний пристрій в багатоканальній системі зв'язку, який містить: засіб для ідентифікації множини каналів передачі, призначених для використання при передачі даних; засіб для визначення еквівалентної системи для каналів передачі, базуючись на одній або декількох оцінках характеристик каналів передачі; засіб для виведення метрики для каналів передачі, базуючись на еквівалентній системі; і засіб для визначення конкретної швидкості передачі даних, базуючись на метриці. 37. Приймальний пристрій за п.36, який додатково містить: 6 засоби оцінки спектральної ефективності кожного каналу передачі, базуючись на одній або декількох оцінках характеристик каналу, і засіб для визначення середньої спектральної ефективності каналів передачі, базуючись на оцінках спектральної ефективності каналів передачі, причому еквівалентна система визначена як така, що має канал з адитивним білим гауссівським шумом (AWGN) і спектральну ефективність, яка співпадає із середньою спектральною ефективністю каналів передачі. 38. Приймальний пристрій за п.37, який додатково містить: засіб для збереження однієї або декількох таблиць для функції, що використовується при оцінюванні спектральної ефективності кожної передачі. 39. Передавальний пристрій в багатоканальній системі зв'язку, який містить: контролер, виконаний з можливістю ідентифікації швидкості, яка використовується для передачі даних по множині каналів передачі в безпровідному каналі зв'язку, причому швидкість визначають, виходячи з еквівалентної системи, причому згадану еквівалентну систему визначають для згаданих каналів передачі, базуючись на одній або декількох оцінках характеристик каналу каналів передачі; процесор даних, що передаються, виконаний з можливістю кодування даних, що надаються з ідентифікованою швидкістю згідно з конкретною схемою кодування, для надання кодованих даних; і модулятор, виконаний з можливістю модулювання кодованих даних згідно з конкретною схемою модуляції для надання модульованих даних. 40. Передавальний пристрій за п.39, який додатково містить: передавач, виконаний з можливістю генерації щонайменше одного модульованого сигналу для модульованих даних. 41. Передавальний пристрій за п.39, в якому багатоканальна система зв'язку являє собою систему зв'язку МІМО, в якій використовують OFDM, і канали передачі відповідають частотним підканалам просторових підканалів. 42. Пристрій в безпровідній системі зв'язку, який містить: засіб для ідентифікації швидкості, яка використовується при передачі даних по множині каналів передачі в безпровідному каналі зв'язку, причому швидкість визначають, базуючись на еквівалентній системі, визначеній для каналів передачі, базуючись на одній або декількох оцінках характеристик каналу каналів передачі; засіб для кодування даних, що надаються з ідентифікованою швидкістю згідно з конкретною схемою кодування, для надання кодованих даних; і засіб для модулювання кодованих даних згідно з конкретною схемою модуляції для надання модульованих даних. 43. Передавальний пристрій в багатоканальній системі зв'язку, який містить: контролер, виконаний з можливістю ідентифікації набору швидкостей для набору потоків даних, призначених для передачі по безпровідному каналу зв'язку, причому швидкість для кожного потоку 7 83803 8 даних визначають, базуючись на еквівалентній системі, визначеній для групи каналів передачі, що використовується для потоку даних, і в якій еквівалентну систему для кожної групи каналів передачі визначають, базуючись на одній або декількох оцінках характеристик каналу каналів передачі в групі; щонайменше один процесор даних, що передаються, виконаний з можливістю кодування кожного потоку даних, що надаються з ідентифікованою швидкістю згідно з конкретною схемою кодування, вибраною для потоку даних, для надання відповідного кодованого потоку даних; і щонайменше один модулятор, виконаний з можливістю модулювання кожного кодованого потоку даних згідно з схемою модуляції, вибраною для потоку даних для надання відповідного модульованого потоку. 44. Багатоканальна система зв'язку, яка містить: приймальний пристрій, який включає в себе пристрій оцінки каналу, виконаний з можливістю виведення оцінок однієї або декількох характеристик множини каналів передачі, і пристрій вибору швидкості, виконаний з можливістю визначення еквівалентної системи, базуючись на одній або декількох оцінках характеристик каналу каналів передачі, виведення метрик для каналів передачі, базуючись на еквівалентній системі, і визначення конкретної швидкості для передачі даних, базуючись на метриці; і передавальний пристрій, який включає в себе щонайменше один процесор даних, що передаються, виконаний з можливістю кодування даних, що надаються з визначеною швидкістю згідно з конкретною схемою кодування, для надання кодованих даних, і щонайменше один модулятор, виконаний з можливістю модулювання кодованих даних згідно з схемою модуляції для надання модульованих даних. Даний винахід у загальному випадку відноситься до обміну даними, а більш конкретно, до способів керування швидкістю передачі даних для систем багатоканального зв'язку. Система зв'язку з мультиплексуванням з ортогональним частотним розділенням (OFDM) ефективно ділить смугу пропускання всієї системи на множину (NF) підсмуг, які також називають частотними підканалами або частотними бінами. Кожний частотний підканал зв'язаний з відповідною піднесучою (або тоном), яка може бути модульована даними. Для системи OFDM дані, призначені для передачі (тобто біти інформації), спочатку кодують за конкретною схемою кодування для генерації кодованих бітів, і кодовані біти далі групують в багаторозрядні символи, які потім відображають на символи модуляції. Кожний символ модуляції відповідає точці в сукупності сигналів, які визначаються конкретною схемою модуляції (наприклад, M-PSK або M-QAM), що використовується для передачі даних. Для кожного часового інтервалу, який може бути залежним від смуги пропускання кожного частотного підканалу, символ модуляції може бути переданий по кожному з NF частотних підканалів. OFDM може бути використана для боротьби з міжсимвольною інтерференцією (ISI), спричиненою частотно-вибірковим загасанням, яке характеризується різними ступенями ослаблення на різних ділянках смуги пропускання системи. Для передачі даних система зв'язку з множиною входів і множиною виходів (МІМО) використовує множину (NT) передавальних антен і множину (NR) приймальних антен. Канал МІМО, сформований NT передавальними та NR приймальними антенами, може бути розкладений на Ns незалежних каналів, причому Ns≤min{N T, NR}. Кожний з Ns незалежних каналів також називається просторовим підканал ом каналу МІМО і відповідає розмірності. Система МІМО може забезпечити поліпшену продуктивність (наприклад, збільшення пропускної здатності), якщо використовується додаткова роз мірність, створена за допомогою множини передавальних та приймальних антен. Для системи МІМО, яка використовує OFD M (тобто система MIMO-OFD M), на кожному з Ns просторових підканалів для передачі даних є доступними NF частотних підканалів. Кожний частотний підканал кожного просторового підканалу називають каналом передачі. NF-NS канали передачі є, таким чином, доступними для передачі даних між NT передавальними антенами та NR приймальними антенами. Для системи MIMO-OFD M NF частотних підканалів кожного просторового підканалу можуть відчувати різні умови каналу (наприклад, різне загасання та ефекти багатопроменевого поширення) і в ньому можуть досягатися різні співвідношення сигнал/шум-і-перешкода (ССШ). Кожний символ модуляції, що передається, зазнає впливу відклику каналу передачі, через який передають символ. Залежно від багатопроменевого профілю каналу зв'язку між передавачем і приймачем, частотний відклик може мінятися в широких межах по смузі пропускання системи для кожного просторового підканалу, і додатково може мінятися в широких межах для просторових підканалів. Для багатопроменевого каналу з нерівномірним частотним відкликом, швидкість передачі даних (тобто кількість бітів даних на символ модуляції), з якою може проводиться надійна передача для кожного каналу передачі, може відрізнятися від каналу передачі до каналу передачі. Якщо символи модуляції для конкретного пакету даних передають через множину каналів передачі, і якщо відклик цих каналів передачі міняється в широких межах, тоді вказані символи модуляції можуть прийматися з ССШ, що міняється в широких межах. При цьому ССШ буде відповідно мінятися по всьому прийнятому пакету, що робить утрудненим визначення відповідної швидкості для пакету даних. Оскільки різні приймачі можуть відчувати різні (і які можливо міняються в широких межах) умови 9 83803 каналів, було б непрактичним передавати дані з однією і тією самою потужністю передачі і/або швидкістю передачі даних для всіх приймачів. Фіксація вказаних параметрів передачі, швидше за все, призведе до непродуктивної витрати потужності передачі, використання швидкостей передачі нижче оптимальних для деяких приймачів і ненадійного зв'язку для деяких інших приймачів, причому все це призводить до небажаного зниження продуктивність системи. Крім цього, умови каналів можуть мінятися згодом. У результаті, швидкості передачі даних, що підтримуються для каналів передачі, також можуть мінятися згодом. Різні можливість передачі для каналів зв'язку для різних приймачів плюс багатопроменева природа таких каналів зв'язку, що змінюється у часі, робить проблематичним ефективну передачу даних в системі MIMO-OFD M. Таким чином, в даній галузі техніки існує потреба в способах керування швидкістю передачі даних в багатоканальних системах зв'язку, таких як система MIMO-OFDM. У даному описі викладені способи керування швидкістю передачі даних в багатоканальній системі зв'язку, що має множину каналів передачі. В одному з аспектів, швидкість передачі кожного потоку даних визначають, базуючись на метриці, зв'язаній з потоком даних. Така метрика може бути одержана, виходячи з еквівалентної системи, яка моделює групу каналів передачі, призначених для використання для передачі потоку даних. Еквівалентна система визначається, як така, що має AWGN канал (тобто канал з рівномірним частотним відкликом) і спектральною ефективністю Sequiv, яка співпадає із середньою спектральною ефективністю Savg групи каналів передачі (тобто еквівалентна система має загальну продуктивність, яка співпадає із загальною продуктивністю групи каналів передачі). Один з варіантів здійснення пропонує спосіб визначення набору швидкостей для набору потоків даних, призначених для передачі по безпровідному каналу зв'язку в багатоканальній системі зв'язку (наприклад, системі MIMO-OFDM). У вказаному способі спочатку ідентифікують групу каналів передачі, призначених для використання для передачі кожного потоку даних. Потім визначають еквівалентну систему для кожної групи каналів передачі, базуючись на одній або декількох характеристиках каналів передачі в групі. В одному з варіантів здійснення, еквівалентна система для кожної групи каналів передачі може бути визначена за допомогою (1) одержання оцінки ССШ кожного каналу передачі, (2) оцінки спектральної ефективності кожного каналу передачі, базуючись на оцінці ССШ та функції спектральної ефективності, f(х), і (3) визначення середньої спектральної ефективності каналів передачі в групі, базуючись на оцінках спектральної ефективності окремих каналів передачі. Еквівалентну систему визначають, як таку, що має AWGN і спектральну ефективність, яка співпадає із середньою спектральною ефективністю групи каналів передачі. 10 Потім для кожної групи каналів передачі виводять метрику, базуючись на зв'язаній еквівалентній системі. В одному з варіантів здійснення, метрику встановлюють як ССШ, необхідне еквівалентній системі для підтримки середньої спектральної ефективності. Таке ССШ називають еквівалентним ССШ і воно може бути визначене, базуючись на оберненій функціїf f-1(х). Потім визначають швидкість передачі даних для кожного потоку даних, базуючись на метриці, зв'язаній потоком даних. Це може бути виконано за допомогою оцінки однієї або декількох доступних швидкостей передачі даних. Для кожної швидкості передачі даних, що оцінюється, визначають ССШ, необхідне для підтримки швидкості передачі даних системою зв'язку, і цю швидкість розглядають як таку, що підтримується системою зв'язку, якщо необхідне ССШ менше або дорівнює метриці. Різні аспекти і варіанти здійснення даного винаходу більш детально описані нижче. Винахід додатково пропонує способи, приймальні пристрої, передавальні пристрої, приймальні системи, передавальні системи та інші пристрої і елементи, які реалізовують різні аспекти, варіанти здійснення, і відмітні особливості даного винаходу, що описано більш детально нижче. Відмітні особливості, природа та переваги даного винаходу будуть більш очевидними з докладного опису, що наводиться нижче разом з кресленнями, на яких однакові посилальні позиції означають подібні елементи і на яких: Фіг.1А є блок-схемою моделі багатоканальної системи зв'язку; Фіг.1В є блок-схемою, що графічно ілюструє вибір швидкості передачі даних для багатоканальної системи зв'язку з багатопроменевим каналом, базуючись на еквівалентній системі; Фіг.2 є блок-схемою послідовності операцій варіанту здійснення способу визначення максимальної швидкості передачі даних, яка підтримується системою SISO-OFDM, базуючись на еквівалентній системі; Фіг.3 є діаграмою, що ілюструє спектральну ефективність системи SISO-OFDM з багатопроменевим каналом; На Фіг.4А показана діаграма необхідних ССШ залежно від швидкостей передачі даних для системи, яка підтримує набір дискретних швидкостей передачі даних; Фіг.4В графічно ілюстр ує визначення величини компенсації, що використовується при визначенні, підтримується конкретна швидкість передачі даних чи ні; Фіг.5А є діаграмою, що ілюструє спектральну ефективність просторових підканалів в системі MIMO-OFD M з багатопроменевим каналом; Фіг.5В є діаграмою, що ілюструє спектральну ефективність еквівалентної системи SISO, що використовується для моделювання системи MIMOOFDM, показаної на Фіг.3А; Фіг. 6 є блок-схемою послідовності операцій способу керування швидкістю одного або декількох потоків даних, що незалежно обробляються в багатоканальній системі; 11 83803 Фіг.7 є блок-схемою варіанту здійснення передавальної системи і приймальної системи в багатоканальній системі; Фіг.8 є блок-схемою передавального пристрою в передавальній системі; і Фіг.9 та 10 є блок-схемами двох варіантів здійснення процесора прийому в приймальній системі. Система зв'язку з мультиплексуванням з ортогональним частотним розділенням (OFDM) ефективно ділить всю смугу пропускання системи на множину (NF) підсмуг, які також називають частотними підканалами або частотними бінами. Кожний частотний підканал зв'язаний з відповідною піднесучою (або тоном), яка може бути модульована даними. Для передачі даних система зв'язку з множиною входів та множиною виходів (МІМО) використовує множину (NT) передавальних антен і множину (NR) приймальних антен, і визначається як (NT, NR) система. Канал МІМО, сформований NT передавальними і NR приймальними антенами, може бути розкладений на Ns незалежних каналів, причому Ns≤min{NT, NR}. Кожний з Ns незалежних каналів також називають просторовим підканалом каналу МІМО. Кількість просторових підканалів визначається кількістю власних режимів каналу МІМО, що, в свою чергу, залежить від матриці відклику каналу, Н(k), яка описує відклик між NT передавальними і NR приймальними антенами. Для простоти, в нижченаведеному описі матриця відклику каналу, Н(k), передбачається такою, що має повний ранг, і кількість просторових підканалів складає NS=NT≤NR. Способи керування швидкістю, викладені в даному описі, можуть бути використані в різних багатоканальних системах зв'язку, що мають множину каналів передачі, які можуть бути використані для передачі даних. Такі багатоканальні системи включають в себе системи МІМО, системи OFDM, системи MIMO-OFDM і т.п. Канали передачі можуть являти собою (1) просторові підканали в системах МІМО, (2) часто тні підканали в системах OFDM, або частотні підканали просторових підканалів в системах MIMO-OFD M. Фіг.1А є блок-схемою моделі багатоканальної системи 100 зв'язку. У передавачі 110 дані трафіка надаються з джерела 112 даних в процесор 114 (ТХ) даних, що передаються. ТХ процесор 114 даних може демультиплексувати дані трафіка в ND потоків даних, причому ND являє собою будь-яке ціле від одиниці і вище. Колений потік даних може бути незалежно оброблений і потім переданий через відповідну груп у каналів передачі. Для кожного потоку даних, ТХ процесор 114 даних кодує дані згідно з конкретною схемою кодування, виконує переміжність кодованих даних згідно з конкретною схемою переміжності і модулює дані, піддані переміжності, згідно з конкретною схемою модуляції. Модуляція (тобто відображення символів) може бути виконана за допомогою групування наборів кодованих і підданих переміжності бітів для формування багатобітних символів і відображення кожного багатобітного символу в точку в сигнальній сукупності, яка відповідає вибраній схемі модуляції (наприклад, QPSK, M-PSK, або M-QAM). Ко 12 жна відображена сигнальна точка відповідає символу модуляції. В одному з варіантів здійснення для коленого потоку даних швидкість передачі даних визначають за допомогою керування швидкістю передачі даних, схему кодування визначають за допомогою керування кодуванням і схему модуляції визначають за допомогою керування модуляцією. Керування забезпечується контролером 130, базуючись на інформації зворотного зв'язку, що приймається від приймача 150. У приймач також може передаватися пілотсигнал для виконання деяких функцій, таких як оцінка каналу, захоплення, частотна і часова синхронізація, когерентна демодуляція даних і т.п. В цьому випадку пілотні дані надають в ТХ процесор 114 даних, який потім обробляє і мультиплексу є пілотні дані з даними трафіка. Для OFDM, в передавачі (TMTR) 116, модульовані дані (тобто символи модуляції), призначені для передачі, через кожну передавальну антену, перетворюють у часовий домен за допомогою блока оберненого швидкого перетворення Фур'є (ОШПФ) для забезпечення символів OFDM. Кожний символ OFDM є часовим представленням вектора NF символів модуляції, призначених для передачі по NF частотних підканалах однієї передавальної антени в період передачі символу. На відміну від системи "часового кодування" з однією несучою, система OFDM ефективно передає символи модуляції "в частотному домені", за допомогою посилання у часовому домені ОШПФ символів модуляції даних трафіка. Передавач 116 надає потік символів OFDM для кожної передавальної антени, що використовується для передачі даних. Кожний потік символів OFDM зазнає додаткової обробки (для простоти не показано на Фіг.1) для генерації відповідного модульованого сигналу. Потім кожний модульований сигнал передають через відповідну передавальну антену по безпровідному каналу зв'язку в приймач. Канал зв'язку спотворює модульовані сигнали певним відкликом каналу і додатково погіршує модульовані сигнали адитивним білим гауссівським шумом (AWGN), що має дисперсію N0. У приймачі 150 передані модульовані сигнали приймаються кожною приймальною антеною, і прийняті сигнали від всіх приймачів надаються в приймач (RCVR) 160. У приймачі 160 кожний прийнятий сигнал піддають кондиціонуванню та поцифровуванню для надання відповідного потоку вибірок. Для кожного потоку вибірок блок швидкого перетворення Фур'є (ШПФ) приймає і перетворює вибірки в частотну домені для надання відповідного прийнятого потоку символів. Потім прийняті потоки символів надають в приймальний (RX) процесор 162 даних. RX процесор 162 даних обробляє прийнятий потік символів для надання декодованих даних для переданого потоку даних. Обробка в RX процесорі 162 даних може включати в себе просторову або просторово-часову обробку, демодуляцію (тобто обернене відображення символів), обернену переміжність і декодування. RХ процесор 162 даних додатково може надавати статус кожного 13 83803 прийнятого пакету даних. Блок 164 оцінки каналу обробляє "детектовані" символи з демодулятора/декодера 162 для забезпечення оцінок однієї або декількох характеристик каналу зв'язку, таких як частотний відклик каналу, дисперсія шуму каналу, співвідношення сигнал/шум-і-перешкода (ССШ) детектованих символів і т.п. Звичайно, для одержання оцінок ССШ використовують тільки пілотсимволи. Однак ССШ також може оцінюватися, базуючись на символах даних або комбінації пілот-символів і символів даних, причому це знаходитися в межах обсягу даного винаходу. Блок 166 вибору швидкості приймає оцінки каналу від блока 164 оцінки каналу і, можливо, інші параметри і визначає відповідну "швидкість" для кожного потоку даних. Дана швидкість вказує на набір значень параметрів, призначених для використання в подальшій передачі потоку даних. Наприклад, швидкість може вказувати (або може бути пов'язана) на визначену швидкість передачі даних для використання з даним потоком даних, конкретну схему кодування і/або швидкість кодування, конкретну схему модуляції і т.п. Контролер 170 приймає швидкість(швидкості) від блока 166 вибору швидкості і статус пакету від RX процесора 162 даних і надає відповідну інформацію зворотного зв'язку в передавач 110. Дана інформація зворотного зв'язку може включати в себе швидкість(швидкості) оцінки каналу, деяку іншу інформацію або комбінацію вищепереліченого. Інформація зворотного зв'язку може використовуватися для підвищення ефективності системи за допомогою регулювання обробки в передавачі таким чином, що дані передаються з найкращими відомими значеннями потужності і швидкостями, що підтримуються каналом зв'язку. Потім інформацію зворотного зв'язку передають зворотно в передавач 110 і використовують для настройки обробки при передачі даних в приймач 150. Наприклад, передавач 110 може настроїти швидкість передачі даних, схему кодування, схему модуляції або будь-яку комбінацію вище переліченого (базуючись на інформації зворотного зв'язку) для кожного потоку даних, призначеного для передачі в приймач 150. У варіанті здійснення, показаному на Фіг.1А, вибір швидкості виконується приймачем 150, і вибрана швидкість для кожного потоку даних надається в передавач 110. В інших варіантах здійснення вибір швидкості може виконуватися передавачем, базуючись на інформації зворотного зв'язку, що надасться приймачем, або може виконуватися спільно приймачем і передавачем. У системі зв'язку з однією несучою всі символи, що передаються, можуть бути прийняті в приймачі з однаковим ССШ. Взаємозв'язок між ССШ пакету даних з "постійним ССШ" і імовірності помилки (РЕ) для пакету добре відомий в даній галузі техніки. Як наближення, максимальна швидкість передачі даних, що підтримується системою з однією несучою при визначеному ССШ, може бути оцінена як максимальна швидкість передачі даних, що підтримується AWGN каналом з таким самим ССШ. Головною характеристикою AWGN каналу є 14 те, що його часто тний відклик є плоским або постійним по всій смузі пропускання системи. Однак, в багатоканальній системі зв'язку символи модуляції, що складають пакет даних, можуть передаватися через множину частотних підканалів і/або множину просторових підканалів. Звичайно канал зв'язку між передавачем і приймачем не є плоским, але навпаки, має дисперсію або є частотно-селективним, з різним ослабленням на різних підсмугах смуги пропускання системи. Крім цього для каналу МІМО частотний відклик для кожного просторового підканалу може відрізнятися від такого для інших просторових підканалів. Таким чином, залежно від характеристик каналів передачі, що використовуються для передачі пакету, ССШ в пакеті може змінюватися. Така проблема пакету із "змінним ССШ" посилюється для більш широкої смуги пропускання системи і для багатопроменевих каналів. Для багатопроменевих каналів швидкість передачі даних, що використовується для кожного потоку даних, може вибиратися з урахуванням багатопроменевої і частотноселективної природи каналу зв'язку. Основна проблема для багатоканальної системи зв'язку полягає у визначенні максимальної швидкості передачі даних, яка може бути використана для кожного потоку даних, з тим щоб досягнути певного рівня продуктивності, який може бути чисельно охарактеризований конкретним рівнем помилок на пакет (PER), рівнем помилок на кадр (FER), рівнем помилок на блок (BLER), рівнем помилок на біт (BER) або будь-яким іншим критерієм, застосовним для кількісної оцінки продуктивності. Наприклад, необхідний рівень продуктивності може бути досягнутий при підтримці PER в межах невеликого вікна близько конкретного нормального значення (наприклад, Ре=1%). У даному описі викладені способи керування швидкістю передачі даних в багатоканальній системі зв'язку з багатопроменевим каналом. В одному з аспектів швидкість передачі кожного потоку даних визначають, базуючись на метриці, зв'язаній з даним потоком даних. Така метрика може бути виведена, базуючись на еквівалентній системі, що моделює групу каналів передачі, які використовуються для даного потоку даних, як описано більш детально нижче. Фіг.1В являє собою діаграму, що графічно ілюструє вибір швидкості для багатоканальної системи зв'язку з багатопроменевим каналом, базуючись на еквівалентній системі. Для даного багатопроменевого каналу, що визначається відкликом h(k) каналу і дисперсією шуму N0, теоретична багатоканальна система може бути здатна підтримувати спектральну ефективність Savg , використовуючи схему модуляції М, причому М може бути різною для різних частотних підканалів. Як це використовується в даному описі, спектральна ефективність представляє загальну концепцію "продуктивності на розмірність", причому розмірність може бути частотною і/або просторовою. Спектральну ефективність звичайно наводять в одиницях біти на секунду на Герц (біт/сек/Гц). Як це використовується в даному описі, теоретична система являє собою систему без втрат, і реальна система 15 83803 являє собою систему з (1) втратами, пов'язаними з реалізацією, тобто внаслідок не ідеальності апаратних засобів, і (2) втратами, пов'язаними з кодуванням, що є наслідком того, що реальні коди не працюють з максимальною продуктивністю. Згадана Savg відноситься до середньої спектральної ефективності теоретичної системи з умовами каналу h(k) і N0. Середня спектральна ефективність Savg може бути визначена, базуючись на функціі f(х) спектральної ефективності, де х визначає набір вхідних параметрів для функції' f(•), як описано нижче. Еквівалентна система з AWGN каналом здатна підтримувати спектральну ефективність Savg з ССШ, що становить CCШеquiv. Така еквівалентна система також є теоретичною системою. Еквівалентне ССШ, ССШеquiv, може бути виведено для спектральної ефективності Savg , використовуючи схему модуляції М і виходячи з функції g(x)=f-1(x), де f-1(x) є функцією, оберненою f(х). Реальна багатоканальна система з AWGN каналом здатна підтримувати швидкість передачі даних R, використовуючи схему модуляції М і схему кодування С для PER, що складає Ре, при ССШ, що становить CCLLIreq . Вказана швидкість R передачі даних приведена до біт/сек/Гц, що являє собою одиницю, яка використовується для спектральної ефективності. Необхідне ССШ, CCШreq , може бути визначене, базуючись на комп'ютерному моделюванні, емпіричних вимірюваннях, і може бути збережене в таблиці. Функція необхідного ССШ в залежності від швидкості передачі даних залежить від конкретної схеми модуляції М і схеми кодування С, вибраних для використання. Вважають, що швидкість передачі даних підтримується реальною багатоканальною системою з багатопроменевим каналом, якщо необхідне ССШ для даної швидкості передачі даних менше, ніж еквівалентне ССШ. Для реальної системи необхідне ССШ зростає із зростанням швидкості передачі даних, тоді як еквівалентне ССШ є приблизно постійним (за винятком змін внаслідок залежності від схеми модуляції М), оскільки воно визначається умовами каналу h(k) і N0. Максимальна швидкість передачі даних, яка може підтримуватися реальною багатоканальною системою з багатопроменевим каналом, є обмеженою, таким чином, умовами каналу. Для розуміння, керування швидкістю спочатку описане для системи з одним входом та одним виходом (SISO), потім розширене на систему з одним входом і множиною виходів (SIMO), і на закінчення на систему МІМО. У нижченаведеному описі системи SISO, SIMO та МІМО використовують OFDM. Система SISO Для системи SISO-OFDM тільки один просторовий підканал і відклик каналу є визначеним за допомогою {h(k)}, для к=0, 1,..., (NF-1). Для багатопроменевого каналу з відкликом каналу {h(k)} і дисперсією шуму No, ці параметри можуть бути відображені на ССШ(k) для кожного частотного підканалу k. Якщо загальна отужність передачі, Ptotal, для системи SISO-OFDM є фіксованою, і виділення потужності передачі для NF частотних під 16 каналів є рівномірним і фіксованим, тоді ССШ кожного підканалу k може бути виражене як: CCШ= Р total h( k ) NF N0 2 (1) Спектральна ефективність кожного частотного підканалу k з ССШ(k) можна оцінити, базуючись на функції f(х), яка може являти собою функцію обмеженої або необмеженої спектральної ефективності. Абсолютна або необмежена спектральна ефективність системи звичайно дається як максимальна теоретична швидкість передачі даних, з якою може надійно проводитися передача по каналу з даним відкликом каналу і дисперсією шуму. Обмежена спектральна ефективність системи додатково залежить від конкретної схеми модуляції або сигнальної сукупності, даних, що використовуються для передачі. Обмежена спектральна ефективність (як наслідок того факту, що символи модуляції прив'язані до визначених точок в сигнальній сукупності) менша абсолютної спектральної ефективності (яка не обмежується ніякою сигнальною сукупністю). В одному з варіантів здійснення функція f(х) може бути визначена, базуючись на обмеженій функції fconst (k), яка може бути виражена як: fconst (k)=MkMk Mk 1 2 é 2 (2 E êlog å exp(- CC Ш(k )( ai - a j I2 + 2 Re{ bo (ai - a j å ) 2Mk i=1 ê i=1 ë де Мk відноситься до схеми модуляції М(k), тобто схема модуляції М(k) відповідає 2Мk сукупності (наприклад, 2Mk QAM), де кожна з 2Мk точок в сукупності може бути ідентифікована за допомогою Мk бітів; аi і аij у є точками в 2Мk сукупності; β є комплексною гауссівською випадковою змінною з нульовим середнім і дисперсією 1/ССШ(k): і Е[•] являє собою операцію визначення математичного очікування, що виконується відносно змінної β в рівнянні (2). Рівняння (2) показує, що для кожного частотного підканалу можуть застосовува тися різні схеми М(k) модуляції. Для простоти, одна схема М модуляції може використовуватися для всіх NF частотних підканалів при швидкості передачі даних R (тобто М(k)=М для всі х k). Функція fconst(k) обмеженої спектральної ефективності, наведена в рівнянні (2), може бути обчислена аналітично. Тому ця функція може бути обчислена чисельними методами для різних схем модуляції і значень ССШ, і результати можуть бути збережені в одній або декількох таблицях. Після цього, функція fconst(k) може оцінюватися за допомогою звернення до відповідної таблиці з конкретною схемою модуляції і ССШ. В іншому варіанті здійснення функцію f(х) визначають, базуючись на функції funconst(k) спектральної ефективності Шеннона (або теоретичної), яка може бути виражена як: func onst(k)=log[1+CCШ(k) (3) Як показано в рівнянні (3), спектральна ефективність Шеннона не обмежена якою-небудь схе 17 83803 мою модуляції (тобто М(k) не є параметром рівняння (3)). Функція спектральної ефективності надає спектральну ефективність системи, виходячи з набору вхідних параметрів. Такі функції спектральної ефективності відносяться до функцій продуктивності каналу, які надають (обмежену або необмежену) продуктивність каналу. Спектральна ефективність (яка звичайно наводиться в одиницях біт/сек/Гц) відноситься до продуктивності (яка звичайно наводиться в одиницях біт/сек) і може розглядатися як така, що співпадає з нормалізованою продуктивністю. Конкретний вибір функції для використання як f(х) може залежати від різних факторів. Для звичайної системи, що використовує одну або декілька визначених схем модуляції, було встановлено, що використання функції fconst(k) обмеженої спектральної ефективності як f(x) дає точну оцінку максимальної швидкості передачі даних, що підтримується системою SISO-OFDM з багатопроменевим каналом. У звичайній системі зв'язку може бути визначений набір дискретних швидкостей передачі даних, R={R(r), r=1, 2,..., Р}, і тільки ці швидкості можуть бути доступними для використання. Кожна швидкість передачі даних R(r) в наборі R може бути зв'язана з визначеною схемою модуляції або сигнальною сукупністю М(r) і визначеною швидкістю кодування С(r). Кожна швидкість передачі даних додатково вимагає ССШ, рівного CCШreq (r), або краще, для досягнення необхідного рівня PER, рівного Ре. Вказане ССШrеq (r) визначають для реальної системи SISO-OFDM з AWGN каналом. Таким чином, кожна швидкість R(r) передачі даних може бути пов'язана з характеризуючим її набором параметрів. Такі параметри можуть включати в себе схему М(г) модуляції, швидкість кодування С(r) і необхідне CCШreq (r) таким чином: R(r)↔[M(r), C(r), CCШreq (r)] (4) де r являє собою індекс для швидкості передачі даних, тобто r=1, 2,..., Р, і Р є повною кількістю швидкостей передачі даних, доступних для використання. Вираз (4) встановлює, що швидкість R(r) передачі даних може використовува тися при передачі із застосуванням схеми М(г) модуляції і швидкості кодування С(r) і додатково вимагає ССШrеq (r) для досягнення необхідного рівня PER, який дорівнює Ре. Фіг.2 являє собою блок-схему послідовності операцій процесу 200 визначення максимальної швидкості передачі даних, що підтримується системою SISO-OFDM, базуючись на еквівалентній системі. Для даного варіанту здійснення як функцію f(х) для визначення середньої спектральної ефективності каналів передачі, що застосовуються для передачі даних, використовують функцію обмеженої спектральної ефективності, що описується рівнянням (2). Оскільки швидкість R(r) передачі даних може бути зв'язана з різними схемами М(r) модуляції, і оскільки функція обмеженої спектральної ефективності залежить від М(r), середня спектральна ефективність каналу передачі може бути різною для різних швидкостей передачі даних. Еквівалентна система залежить від середньої 18 спектральної ефективності і, отже, визначається на Фіг.2 для кожної швидкості передачі даних. Спочатку швидкості передачі даних, що підтримуються системою SISO-OFD M, можуть бути впорядковані таким чином, що R(1)