Регулювання швидкості замкненим контуром, яке призначене для багатоканальної системи зв’язку

1. Спосіб передачі даних по множині паралельних каналів у системі безпровідного зв'язку, що містить етапи на яких: одержують оцінки каналу для кожного з множини паралельних каналів; вибирають режим передачі для кожного з множини паралельних каналів на основі оцінок каналу для паралельного каналу, в якому режим передачі для кожного з множини паралельних каналів служить ознакою швидкості передачі даних для паралельного каналу; надсилають режим передачі для кожного з множини паралельних каналів передавального об'єкта, в якому передача даних по кожному з множини паралельних каналів оброблена у передавальному об'єкті відповідно до режиму передачі, вибраного для паралельного каналу. 2. Спосіб за п.1, що додатково містить етапи, на яких: приймають сигнали даних, які передаються, по множині паралельних каналів від передавального об'єкта; і обробляють сигнали даних, які передаються, відповідно до режиму передачі, вибраного для кожного з множини паралельних каналів, щоб відновлювати дані, надіслані по множині паралельних каналів. 3. Спосіб за п.1, в якому оцінки каналу для кожного з множини паралельних каналів включають в себе 2 (19) 1 3 метрики декодера, що підтримується у робочому стані для паралельного каналу. 11. Спосіб за п.1, що додатково містить етапи, на яких: виявляють помилки пакета для кожного з множини паралельних каналів; і настроюють режим передачі для кожного з множини паралельних каналів на основі помилок пакета для паралельного каналу. 12. Спосіб за п.4, що додатково містить етапи, на яких: визначають допустиме відхилення SNR для кожного з множини паралельних каналів на основі SNR, що приймається, і необхідного SNR для паралельного каналу; і настроюють режим передачі для кожного з множини паралельних каналів на основі допустимих відхилень SNR для множини паралельних каналів. 13. Спосіб за п.6, що додатково містить етап, на якому: розподіляють повну потужність, що передається, по множині паралельних каналів, і в якому робоче SNR для кожного з множини паралельних каналів додатково визначене на основі потужності, що передається, розподіленої по паралельному каналу. 14. Спосіб за п.13, в якому повна потужність, що передається, рівномірно розподілена по множині паралельних каналів. 15. Спосіб за п.13, в якому повна потужність, що передається, розподілена по множині паралельних каналів, використовуючи процедуру розбавлення. 16. Спосіб за п.13, що додатково містить етапи, на яких: визначають надмірну потужність для кожного з множини паралельних каналів на основі робочого SNR для паралельного каналу, необхідного SNR для режиму передачі, вибраного для паралельного каналу, і потужності, що передається, розподіленої по паралельному каналу; накопичують надмірну потужність для кожного з множини паралельних каналів, щоб одержувати повну надмірну потужність для множини паралельних каналів; і перерозподіляють повну надмірну потужність щонайменше по одному з множини паралельних каналів. 17. Спосіб за п.16, в якому повна надмірна потужність розподілена порівну по ненасичених паралельних каналах з числа множини паралельних каналів, де ненасичені паралельні канали мають швидкості передачі даних, більші нуля і менші максимальної швидкості передачі даних. 18. Спосіб за п.16, в якому повна надмірна потужність перерозподілена на один паралельний канал, вибраний з числа множини паралельних каналів, яка може досягати найвищого збільшення швидкості передачі даних за допомогою повної надмірної потужності. 19. Спосіб за п.13, в якому кожний з множини паралельних каналів включає в себе множину піддіапазонів, спосіб додатково містить етап, на якому: розподіляють потужність, що передається, для кожного з множини паралельних каналів по мно 86190 4 жині піддіапазонів паралельного каналу, для досягнення подібних SNR, що приймаються, для множини піддіапазонів. 20. Спосіб за п.13, в якому кожний з множини паралельних каналів включає в себе множину піддіапазонів, спосіб додатково містить етап, на якому: розподіляють потужність, що передається, для кожного з множини паралельних каналів рівномірно по множині піддіапазонів паралельного каналу. 21. Спосіб за п.1, в якому система безпровідного зв'язку є системою зв'язку з мультиплексуванням з ортогональним розподілом частот (OFDM), і в якому множина паралельних каналів сформована множиною неперетинних множин піддіапазонів. 22. Спосіб за п.1, в якому система безпровідного зв'язку є системою зв'язку з мультиплексною передачею з частотним розділенням каналів, і в якому множина паралельних каналів сформована множиною частотних піддіапазонів. 23. Спосіб за п.1, в якому система безпровідного зв'язку є системою зв'язку з мультиплексуванням з часовим розділенням каналів, і в якому множина паралельних каналів сформована множиною часових інтервалів. 24. Спосіб за п.1, в якому система безпровідного зв'язку є системою зв'язку з множиною входів і множиною виходів (МІМО), і в якому множина паралельних каналів сформована множиною просторових каналів. 25. Спосіб за п.1, в якому система безпровідного зв'язку є системою зв'язку з множиною входів і множиною виходів (МІМО) з мультиплексуванням з ортогональним розподілом частот (OFDM). 26. Спосіб за п.25, в якому множина паралельних каналів сформована множиною широкосмугових просторових каналів, і в якому кожний з множини паралельних каналів включає в себе множину піддіапазонів. 27. Спосіб за п.25, в якому оцінки каналу для кожного з множини паралельних каналів одержані на основі контрольного сигналу, переданого з кожної з множини антен передавальним об'єктом. 28. Спосіб за п.25, в якому оцінки каналу для кожного з множини паралельних каналів одержані на основі керованого опорного сигналу, переданого з множини антен передавальним об'єктом. 29. Пристрій для передачі даних по множині паралельних каналів у системі безпровідного зв'язку, що містить: засіб для одержання оцінок каналу для кожного з множини паралельних каналів; засіб для вибору режиму передачі для кожного з множини паралельних каналів на основі оцінок каналу для паралельного каналу, в якому режим передачі для кожного з множини каналів служить ознакою швидкості передачі даних для паралельного каналу; і засіб для здійснення надсилання режиму передачі, кожного з множини паралельних каналів, передавального об'єкта, в якому передача даних по кожному з множини каналів оброблена у передавальному об'єкті відповідно до режиму передачі, вибраного для паралельного каналу. 30. Пристрій за п.29, що додатково містить: 5 засіб для прийому сигналів, що передаються, даних по множині паралельних каналів від передавального об'єкта; і засіб для обробки прийнятих сигналів, що передаються, даних відповідно до режиму передачі, вибраного для кожного з множини паралельних каналів, щоб відновлювати дані, надіслані по паралельному каналу. 31. Пристрій за п.29, в якому засіб для вибору включає в себе: засіб для визначення співвідношення сигнал/шум (SNR), що приймається, для кожного з множини паралельних каналів на основі оцінок каналу для паралельного каналу, і в якому режим передачі для кожного з множини каналів вибраний на основі SNR, що приймається, для паралельного каналу. 32. Пристрій за п.29, що додатково містить: засіб для оцінки якості передачі даних, що приймаються по кожному з множини паралельних каналів, і в якому режим передачі для кожного з множини паралельних каналів додатково вибраний на основі оціненої якості передачі даних, прийнятих по паралельному каналу. 33. Пристрій для передачі даних по множині паралельних каналів у системі безпровідного зв'язку, що містить: пристрій оцінки каналу, виконаний з можливістю одержання оцінки каналу для кожного з множини паралельних каналів; і контролер, виконаний з можливістю вибору режиму передачі для кожного з множини паралельних каналів на основі оцінок каналу для паралельного каналу, в якому режим передачі для кожного з множини паралельних каналів служить ознакою швидкості передачі даних для паралельного каналу, і в якому режим передачі по кожному з множини паралельних каналів оброблений у передавальному об'єкті відповідно до режиму передачі, вибраного для паралельного каналу. 34. Пристрій за п.33, що додатково містить: приймальний (RX) пристрій обробки даних, виконаний з можливістю прийому сигналів даних, що передаються, по множині паралельних каналів і обробки прийнятих сигналів даних, що передаються, відповідно до режиму передачі, вибраного для кожного з множини паралельних каналів, щоб відновлювати дані, надіслані по паралельному каналу. 35. Пристрій за п.33, в якому контролер здатний: визначати співвідношення сигнал/шум (SNR), що приймається, для кожного з множини паралельних каналів на основі оцінок каналу для паралельного каналу і вибирати режим передачі для кожного паралельного каналу на основі SNR, що приймається, для паралельного каналу. 36. Пристрій за п.33, в якому контролер здатний одержувати оцінку якості передачі даних, прийнятих по кожному з множини паралельних каналів, і настроювати режим передачі для кожного паралельного каналу на основі оціненої якості передачі даних, що приймаються по паралельному каналу. 37. Спосіб передачі даних по множині паралельних каналів у системі безпровідного зв'язку, що містить етапи, на яких: 86190 6 приймають інформацію зворотного зв'язку від передавального об'єкта, в якій інформація зворотного зв'язку є такою, що показує якість множини паралельних каналів; визначають режим передачі для кожного з множини паралельних каналів на основі інформації зворотного зв'язку, в якій режим передачі для кожного з множини паралельних каналів служить ознакою швидкості передачі даних для паралельного каналу; обробляють дані для кожного з множини паралельних каналів відповідно до режиму передачі для паралельного каналу; і передають оброблені дані для кожного з множини паралельних каналів по паралельному каналу приймального об'єкта. 38. Спосіб за п.37, в якому режим передачі для кожного з множини каналів вибраний приймальним об'єктом на основі оцінок каналу, одержаних для паралельного каналу, і в якому інформація зворотного зв'язку включає в себе множину режимів передачі, вибраних приймальним об'єктом для множини паралельних каналів. 39. Спосіб за п.37, що додатково містить етап, на якому: одержують оцінки коефіцієнта посилення каналу для кожного з множини паралельних каналів, і в якому режим передачі для кожного з множини паралельних каналів визначений на основі оцінок коефіцієнта посилення для паралельного каналу і оцінки мінімального рівня шуму для паралельного каналу, включених в інформацію зворотного зв'язку від приймального об'єкта. 40. Спосіб за п.39, в якому оцінки коефіцієнта посилення каналу для кожного з множини паралельних каналів одержані на основі керованого опорного сигналу, прийнятого від приймального об'єкта. 41. Спосіб за п.37, що додатково містить етапи, на яких: приймають настройку на режим передачі для першого паралельного каналу з числа множини паралельних каналів; і обробляють дані для першого паралельного каналу відповідно до настройки режиму передачі для першого паралельного каналу. 42. Спосіб за п.41, в якому настройка на режим передачі для першого паралельного каналу визначена на основі помилок пакета, виявлених для першого паралельного каналу. 43. Спосіб за п.41, в якому настройка на режим передачі для першого паралельного каналу визначена на основі співвідношення сигнал/шум (SNR), що приймається, і необхідного SNR для першого паралельного каналу. 44. Спосіб за п.37, що додатково містить етапи, на яких: обчислюють для кожного з множини паралельних каналів множину вагових коефіцієнтів передачі для множини піддіапазонів паралельного каналу, в якій множина вагових коефіцієнтів передачі досягає подібності співвідношенням сигнал/шум (SNR), що приймаються, для множини піддіапазонів паралельного каналу; і масштабують оброблені дані множини паралельних каналів множиною вагових коефіцієнтів пере 7 дачі для паралельного каналу, і в якому масштабовані і оброблені дані для кожного з множини паралельних каналів передані по паралельному каналу. 45. Пристрій для передачі даних по множині паралельних каналів у системі безпровідного зв'язку, що містить: засіб для прийому інформації зворотного зв'язку від приймального об'єкта, в якому інформація зворотного зв'язку є такою, що показує якість множини паралельних каналів; засіб для визначення режиму передачі для кожного з множини паралельних каналів на основі інформації зворотного зв'язку, в якому режим передачі для кожного з множини паралельних каналів служить ознакою швидкості передачі даних для паралельного каналу; засіб для обробки даних для кожного з множини паралельних каналів відповідно до режиму передачі для паралельного каналу; і засіб для передачі оброблених даних для кожного з множини паралельних каналів по паралельному каналу. 46. Пристрій за п.45, що додатково містить: засіб для одержання оцінок коефіцієнта посилення каналу для кожного з множини паралельних каналів, і в якому режим передачі для кожного з множини паралельних каналів визначений на основі оцінок коефіцієнта посилення для паралельного каналу і оцінки мінімального рівня шуму для паралельного каналу, включених в інформацію зворотного зв'язку від приймального об'єкта. 47. Пристрій за п.45, що додаткове містить: засіб для прийому настройки на режим передачі для першого паралельного каналу з числа множини паралельних каналів; і засіб для обробки даних для першого паралельного каналу відповідно до настройки на режим передачі для першого паралельного каналу. 48. Пристрій для передачі даних по множині паралельних каналів у системі безпровідного зв'язку, що містить: контролер, виконаний з можливістю визначення режиму передачі для кожного з множини паралельних каналів на основі інформації зворотного зв'язку, що приймається від приймального об'єкта, в якому інформація зворотного зв'язку є такою, що показує якість множини паралельних каналів, і в якому режим передачі для кожного з множини паралельних каналів служить ознакою швидкості передачі даних для паралельного каналу; передавальний (ТХ) пристрій обробки даних, виконаний з можливістю обробки даних для кожного з множини паралельних каналів відповідно до режиму передачі для паралельного каналу; і щонайменше один передавальний блок, виконаний з можливістю передачі оброблених даних для кожного з множини паралельних каналів по паралельному каналу. 49. Пристрій за п.48, в якому контролер здатний одержувати оцінки коефіцієнта посилення каналу для кожного з множини паралельних каналів і визначати режим передачі для кожного з множини паралельних каналів на основі оцінок коефіцієнта передачі каналу для паралельного каналу і оцінки 86190 8 мінімального рівня шуму для паралельного каналу, включених в інформацію зворотного зв'язку від приймального об'єкта. 50. Пристрій за п.48, в якому контролер здатний одержувати настройку на режим передачі для першого паралельного каналу з числа множини паралельних каналів, і в якому ТХ-пристрій обробки даних виконаний з можливістю обробки даних для першого паралельного каналу відповідно до настройки на режим передачі для першого паралельного каналу. 51. Спосіб передачі даних по множині паралельних каналів у системі безпровідного зв'язку, що містить етапи, на яких: одержують оцінки каналу для кожного з множини паралельних каналів; обчислюють співвідношення сигнал/шум (SNR), що приймається, для кожного з множини паралельних каналів на основі оцінок каналу для паралельного каналу; обчислюють робоче SNR для кожного з множини паралельних каналів на основі SNR, що приймається, і SNR-компенсації для паралельного каналу; вибирають режим передачі для кожного з множини паралельних каналів на основі робочого SNR для паралельного каналу і множини необхідних SNR для множини режимів передачі, що підтримуються системою, в якому режим передачі для кожного з множини паралельних каналів служить ознакою швидкості передачі даних для паралельного каналу; і обробляють дані для кожного з множини паралельних каналів відповідно до режиму передачі, вибраного для паралельного каналу. 52. Спосіб за п.51, що додатково містить етапи, на яких: оцінюють якість передачі даних, що приймаються по кожному з множини паралельних каналів; і настроюють SNR-компенсацію для кожного з множини паралельних каналів на основі оціненої якості передачі даних, прийнятих по паралельному каналу. 53. Спосіб за п.52, в якому якість передачі даних, що приймаються по кожному з множини паралельних каналів, оцінена на основі статусу пакетів, прийнятих по паралельному каналу. 54. Спосіб за п.52, що додатково містить етап, на якому: настроюють режим передачі для кожного з множини паралельних каналів на основі оціненої якості передачі даних, прийнятих по паралельному каналу. 55. Пристрій для передачі даних по множині паралельних каналів у системі безпровідного зв'язку, що містить: засіб для одержання оцінок каналу для кожного з множини паралельних каналів; засіб для обчислення співвідношення сигнал/шум (SNR), що приймається, для кожного з множини паралельних каналів на основі оцінок каналу для паралельного каналу; засіб для обчислення робочого (SNR) для кожного з множини паралельних каналів на основі SNR, що 9 86190 10 приймається, і SNR-компенсації для паралельного каналу; засіб для вибору режиму передачі для кожного з множини паралельних каналів на основі робочого SNR для паралельного каналу і множини необхідних SNR для множини режимів передачі, що підтримуються системою, в якому режим передачі для кожного з множини паралельних каналів служить ознакою швидкості передачі даних для паралельного каналу; і засіб для обробки даних для кожного з множини паралельних каналів відповідно до режиму передачі, вибраного для паралельного каналу. 56. Пристрій за п.55, що додатково місить: засіб для оцінки якості передачі даних, що приймаються по кожному з множини паралельних каналів; і засіб для настройки SNR-компенсації для кожного з множини паралельних каналів на основі оціненої якості передачі даних, що приймаються по паралельному каналу. 57. Пристрій за п.56, що додатково містить: засіб для настройки режиму передачі для кожного з множини паралельних каналів на основі оціненої якості передачі даних, прийнятих по паралельному каналу. 58. Пристрій для передачі даних по множині паралельних каналів у системі безпровідного зв'язку, що містить: пристрій оцінки каналу, виконаний з можливістю надання оцінки коефіцієнта посилення каналу для кожного з множини паралельних каналів; пристрій вибору, виконаний з можливістю обчислення співвідношення сигнал/шум (SNR) для кожного з множини паралельних каналів на основі оцінок каналу для паралельного каналу, обчислення робочого SNR для кожного з множини паралельних каналів на основі SNR, що приймається, і SNR-компенсації для паралельного каналу, і вибору режиму передачі для кожного з множини паралельних каналів на основі робочого SNR для паралельного каналу і множини необхідних SNR для множини режимів передачі, що підтримуються системою, в якому режим передачі для кожного з множини паралельних каналів служить ознакою швидкості передачі даних для паралельного каналу; і пристрій обробки даних, виконаний з можливістю обробки даних для кожного з множини паралель них каналів відповідно до режиму передачі, вибраного для паралельного каналу. 59. Пристрій за п.58, в якому пристрій вибору виконаний з можливістю прийому оцінки якості передачі даних, що приймаються по кожному з множини паралельних каналів і настройки SNRкомпенсації для кожного з множини паралельних каналів на основі оціненої якості передачі даних, що приймаються по паралельному каналу. 60. Пристрій за п.59, в якому пристрій оцінки додатково виконаний з можливістю настройки режиму передачі для кожного з множини паралельних каналів на основі оціненої якості передачі даних, що приймаються по паралельному каналу. 61. Придатний для зчитування пристроєм обробки носій для зберігання інструкцій, здатних: одержувати оцінки коефіцієнта посилення каналу для кожного з множини паралельних каналів у системі безпровідного зв'язку; обчислювати співвідношення сигнал/шум (SNR), що приймається, для кожного з множини паралельних каналів на основі оцінок каналу для паралельного каналу; обчислювати робоче SNR для кожного з множини паралельних каналів на основі SNR, що приймається, і SNR-компенсації для паралельного каналу; і вибирати режим передачі для кожного з множини паралельних каналів на основі робочого SNR для паралельного каналу і множини необхідних SNR для множини режимів передачі, що підтримуються системою, в яких режим передачі для кожного з множини паралельних каналів служить ознакою швидкості передачі даних для паралельного каналу, і в яких дані надіслані по кожному з множини каналів відповідно до режиму передачі, вибраного для паралельного каналу. 62. Носій за п.61, що додатково зберігає інструкції, здатні: настроювати SNR-компенсацію для кожного з множини паралельних каналів на основі оцінки якості передачі даних, що приймаються по паралельному каналу. 63. Носій за п.62, що додатково зберігає інструкції, здатні: настроювати режим передачі для кожного з множини паралельних каналів на основі оціненої якості передачі даних, що приймаються по паралельному каналу. Даний винахід загалом відноситься до передачі даних, і більш конкретно, до технологій для виконання регулювання швидкості передачі даних по численних паралельних каналах у багатоканальній системі зв'язку. Система багатоканального зв'язку використовує численні «паралельні канали» для передачі даних. Ці паралельні канали можуть бути сформовані у часовій ділянці, частотній ділянці, просторовій ділянці або їх поєднанні. Наприклад, численні паралельні канали можуть бути сформовані різни ми часовими інтервалами у системах зв'язку з мультиплексною передачею з часовим розділенням або ущільненням каналів (TDM), різними частотними піддіапазонами у системі зв'язку з мультиплексною передачею з частотним розділенням або ущільненням каналів (FDM), різними неперетинними множинами піддіапазонів у системі зв'язку з ортогональним мультиплексуванням розподілу частоти (OFDM) або різними просторовими каналами у системі зв'язку з множиною входів і множи 11 ною виходів (ΜΙΜΟ). Системи з TDM, FDM, OFDM і ΜΙΜΟ описані нижче більш детально. Численні паралельні канали можуть піддаватися різним канальним умовам (наприклад, різним ефектам завмирання, багатопроменевого поширення і взаємних перешкод) і можуть досягати різних співвідношень сигнал/шум (SNR). SNR паралельного каналу визначає його пропускну здатність, яка типово кількісно визначена конкретною швидкістю передачі даних, з якою вони можуть бути надійно передані по паралельному каналу. Якщо SNR змінюється від паралельного каналу до паралельного каналу, то підтримувана швидкість передачі даних також повинна змінюватися від каналу до каналу. Більш того, оскільки канальні умови типово змінюються з часом, то швидкості передачі даних, підтримувані численними паралельними каналами також змінюються з часом. Регулювання швидкості є значною проблемою у багатоканальній системі зв'язку, яка безперервно піддається зміні канальних умов. Регулювання швидкості спричиняє регулювання швидкості передачі даних кожного з численних паралельних каналів на основі стану канальних умов. Метою регулювання швидкості може бути максимізація сумарної пропускної здатності по численних паралельних каналах при відповідності визначеним вимогам якості, які можуть бути кількісно визначені конкретною частотою появи помилок пакету (PER) або яким-небудь іншим критерієм. Отже, у даній галузі техніки існує необхідність у технологіях для ефективного виконання регулювання швидкості численних паралельних каналів, які мають змінні SNR. У даному патентному документі описані технології з виконання регулювання швидкості замкненим контуром для передачі даних по численних паралельних каналах. Керування швидкістю замкненим контуром може бути успішно виконане за допомогою одного або більше контурів. Внутрішній контур оцінює канальні умови для лінії зв'язку і вибирає відповідну швидкість передачі даних для кожного з численних паралельних каналів (наприклад, щоб досягати високої загальної пропускної здатності). Зовнішній контур (який є необов'язковим) оцінює якість пересилань даних, що приймаються по численних паралельних каналах, і настроює дію внутрішнього контуру. Для внутрішнього контуру канальні оцінки спочатку одержані для численних паралельних каналів (наприклад, на основі контрольних символів, що приймаються). Оцінки каналу можуть включати в себе оцінки коефіцієнта посилення каналу для численних піддіапазонів кожного паралельного каналу, оцінку мінімального рівня шуму на приймальному пристрої і так далі. Відповідний «режим передачі» потім вибраний для кожного паралельного каналу на основі (1) потужності передачі, виділеної для паралельного каналу, (2) оцінок каналу для паралельного каналу, (3) SNR-компенсації, передбаченої зовнішнім контуром для паралельного каналу та (4) іншої інформації, передбаченої зовнішнім контуром. Режим передачі вказує, серед іншого, визначену швидкість передачі даних для використання по паралельному каналу. SNR 86190 12 компенсація служить ознакою величини запасу для використання у паралельному каналі і впливає на вибір режиму передачі для паралельного каналу. Інша інформація із зовнішнього контуру може наказувати внутрішньому контуру вибирати режим передачі зі швидкістю передачі даних, меншою, ніж нормально вибирана для паралельного каналу, наприклад, якщо надмірна кількість помилок пакету прийнята для паралельного каналу. Передавач і приймач обробляють дані для кожного паралельного каналу відповідно до режиму передачі, вибраного для паралельного каналу. Для зовнішнього контуру, приймач оцінює якість пересилань даних, прийнятих за допомогою численних паралельних каналів. Наприклад, приймач може визначати статус кожного прийнятого пакету даних (наприклад, як хороший або поганий, як описано нижче), одержувати метрики декодера для кожного потоку даних, оцінювати SNR, що приймається, для кожного паралельного каналу і так далі. Зовнішній контур потім настроює роботу внутрішнього контуру для кожного паралельного каналу на основі оціненої якості, що приймається, для цього паралельного каналу. Наприклад, зовнішній контур може настроювати SNR-компенсацію для кожного паралельного каналу, щоб досягати запланованої інтенсивності помилок пакету (PER) для такого паралельного каналу. Зовнішній контур може також наказувати внутрішньому контуру вибирати режим передачі з меншою швидкістю передачі даних для паралельного каналу, якщо надмірна кількість помилок пакету виявлена для такого паралельного каналу. Різні аспекти і варіанти здійснення винаходу також описані нижче більш детально. Ознаки, суть і переваги даного винаходу будуть ставати більш очевидними з докладного опису, викладеного нижче, при сприйнятті у поєднанні з кресленнями, на яких подібні номери позицій відповідно ідентифікують по всьому об'єму опису, і на яких: Фіг.1 показує передавач і приймач у багатоканальній системі зв'язку з регулюванням швидкості замкненим контуром для NС паралельних каналів; Фіг.2 показує механізм регулювання швидкості замкненим контуром; Фіг.3 показує зразкову послідовність операцій для передачі NС потоків даних по NС паралельних каналах, використовуючи NС режимів передачі, вибраних регулюванням швидкості замкненим контуром; Фіг.4 показує зразкову послідовність операцій для зовнішнього контуру; Фіг.5 показує зразкову TDD-систему з ΜΙΜΟOFDM; Фіг.6 показує структуру кадру, що використовується у TDD-системі з МІМО-OFDM; Фіг.7 показує послідовність операцій для передачі численних потоків даних на численних широкосмугових власних модах по низхідній і висхідній лініях зв'язку у TDD-системі з ΜΙΜΟ-OFDM; Фіг.8 показує послідовність операцій для вибору NS режимів передачі для NS широкосмугових власних мод; 13 Фіг.9А і 9В показують точку доступу і користувальницький кінцевий пристрій у TDD-системі з ΜΙΜΟ-OFDM для передачі по низхідній і висхідній лініях зв'язку відповідно; Фіг.10 показує передавальну підсистему; Фіг.11 показує приймальну підсистему; і ФІГ.12А і 12В показують зразкові часові діаграми для регулювання швидкості замкненим контуром для низхідної і висхідної ліній зв'язку відповідно. Слово «зразковий» використане у даному патентному документі, щоб означати «такий, що служить як приклад, окремий випадок або ілюстрація». Будь-який варіант здійснення або конструктивне рішення, описані у даному патентному документі як «зразкові» не обов'язково повинні тлумачитися як переважні або корисні у порівнянні з іншими варіантами здійснення або конструктивними рішеннями. Використовуваний у даному патентному описі вираз «регулювання швидкості» визначає порядок регулювання швидкості передачі даних кожного з паралельних каналів на основі канальних умов. Швидкість передачі даних для кожного паралельного каналу визначена режимом передачі, вибраним для використання по такому паралельному каналу. Регулювання швидкості, таким чином, може бути успішно виконане керуванням режимами передачі, що використовуються для численних паралельних каналів. Фіг.1 показує структурну схему передавача 110 і приймача 150 у багатоканальній системі 100 зв'язку з регулюванням швидкості замкненим контуром для NC паралельних каналів, де NC > 1.NC паралельних каналів можуть бути сформовані різними способами, як описано нижче. Для передачі по низхідній лінії зв'язку (від базової станції до рухомого об'єкта), передавач 110 є точкою доступу, приймач 150 є користувальницьким кінцевим пристроєм, перша лінія 148 зв'язку є низхідною лінією зв'язку (тобто, прямою лінією), і друга лінія 152 зв'язку є висхідною лінією зв'язку (тобто, зворотною лінією). Для передачі по висхідній лінії зв'язку, передавач 110 є користувальницьким кінцевим пристроєм, приймач 150 є точкою доступу, а перша і друга лінії зв'язку є висхідною і низхідною лініями зв'язку відповідно. На передавачі 110, передавальний (ТХ) пристрій обробки 120 даних приймає NC потоків даних, один потік для кожного з NC паралельних каналів. Кожний паралельний канал асоціативно пов'язаний з точно визначеним режимом передачі, що служить ознакою множини параметрів передачі, для використання для такого паралельного каналу. Режим передачі може служити ознакою (або може бути асоціативно пов'язаний з) конкретної швидкості передачі даних, конкретної схеми кодування або ступеня кодування (співвідношення довжини початкового блоку даних до довжини його кодованого представлення), конкретної схеми ущільнення і так далі, які повинні бути використані для передачі даних. Зразкова множина режимів передачі надана далі у таблиці 2. Для кожного паралельного каналу швидкість передачі даних вказана регулюванням швидкості передачі даних, 86190 14 схема кодування вказана регулюванням кодування і схема модуляції вказана регулюванням модуляції. Ці регулювання надані контролером 130 і вироблені на основі режиму передачі, вибраного для кожного паралельного каналу, використовуючи інформацію зворотного зв'язку, одержану від приймача 150 і, можливо, іншої інформації (наприклад, оцінок каналу), одержаної передавачем 110. ТХ-пристрій 120 обробки даних кодує, ущільнює і модулює кожний потік даних відповідно до режиму передачі, вибраного для його паралельного каналу, щоб надавати відповідний потік символів модуляції. ТХ-пристрій 120 обробки даних надає NC потоків символів модуляції для NC потоків даних. Блок 122 передачі (TMTR) потім обробляє NC потоків символів модуляції способом, заданим системою. Наприклад, блок 122 передачі може виконувати OFDM-обробку для системи з OFDM, просторову обробку для системи з ΜΙΜΟ, або обидві просторову і OFDM обробки для системи з MMO-OFDM (яка є системою з ΜΙΜΟ, що вживає OFDM). Контрольний сигнал також переданий, щоб сприяти приймачу 150 у виконанні числа функцій, таких як оцінка, захоплення, частотна і часова синхронізація, когерентна демодуляція каналу, і так далі. Передавальний блок 122 мультиплексує символи контрольного сигналу з символами модуляції для кожного паралельного каналу, обробляє мультиплексовані символи і надає модульовані сигнали кожній антені, що використовується для передачі даних. Кожний модульований сигнал потім переданий за допомогою першої лінії 148 зв'язку приймачу 150. Перша лінія 148 зв'язку спотворює кожний модульований сигнал відповідно до частотної характеристики конкретного каналу і додатково псує модульований сигнал (1) адитивним Гауссівським шумом (шумом з нормальним розподілом), що має дисперсію N0 і (2), можливо, взаємними перешкодами від інших передавачів. На приймачі 150, переданий сигнал(и) прийнятий однією або множиною антен, і прийнятий сигнал від кожної антени наданий приймальному (RCVR) блоку 160. Приймальний блок 160 приводить у потрібний стан і цифрує кожний прийнятий сигнал, щоб надавати відповідний потік відліків. Приймальний блок 160 додатково обробляє відліки способом, який є компліментарним по відношенню до виконаного передавальним блоком 122, щоб надавати NC потоків «відновлених» сигналів, які є оцінками NC потоків модульованих символів, надісланих передавачем 110. Приймальний (RX) пристрій 162 обробки даних потім обробляє NC відновлених потоків символів відповідно до NC режимів передачі, вибраних для NC паралельних каналів, щоб одержувати NC декодованих потоків даних, які є оцінками NC потоків даних, надісланих передавачем 110. Обробка RXпристроєм 162 обробки даних може включати в себе демодуляцію, розущільнення і декодування. RX-пристрій 162 обробки даних може додатково надавати статус кожного прийнятого пакету даних і/або метрик декодера для кожного декодованого потоку даних. Приймальний блок 160 надає прийняті по NC паралельних каналах контрольні символи при 15 строю 164 оцінки каналу. Пристрій 164 оцінки каналу обробляє ці прийняті контрольні символи, щоб одержувати оцінки каналу для NC паралельних каналів. Оцінки каналу можуть включати в себе, наприклад, оцінки коефіцієнта посилення, оцінку дисперсії N0 шуму, і так далі. Дисперсія N0 шуму, яка є мінімальним рівнем шумів, що спостерігається на приймачі 150, включає в себе канальний шум, шум ланцюгів приймача, взаємну перешкоду (тобто, перехресну перешкоду) від інших передавальних сутностей, і так далі. Пристрій 166 вибору режиму передачі (ТМ) приймає оцінки каналу від пристрою 164 оцінки каналу і, можливо, статус пакету і/або метрики декодера від ТХ-пристрою 162 обробки даних. Пристрій 166 вибору режиму передачі обчислює робочий рівень SNR для кожного з NC паралельних каналів на основі оцінок каналу і SNRкомпенсації для такого паралельного каналу. Пристрій 166 вибору режиму передачі потім вибирає відповідний режим передачі для кожного паралельного каналу на основі робочого рівня SNR та інформації зовнішнього контуру для паралельного каналу. Вибір режиму передачі детально описаний нижче. Контролер 170 приймає NC вибраних режимів передачі, з ТМ 1 по ТМ NC, з пристрою 166 вибору режиму передачі і статус пакету з RX-пристрою обробки даних (не показаний). Контролер 170 потім компонує інформацію зворотного зв'язку для передавача 110. Інформація зворотного зв'язку може включати в себе NC вибраних режимів передачі для NC паралельних каналів, повідомлення (АСК) і/або негативні повідомлення (NAK) для прийнятих пакетів даних, контрольний сигнал і/або іншу інформацію. Інформація зворотного зв'язку потім надіслана через другу лінію 152 зв'язку передавачу 110. Передавач 110 використовує інформацію зворотного зв'язку, щоб настроювати обробку NC потоків даних, що надсилаються приймачу 150. Наприклад, передавач 110 може настроювати швидкість передачі даних, схему кодування, схему модуляції або будь-які їх поєднання для кожного з NC потоків даних, що надсилаються по NC паралельних каналах приймачу 150. Інформація зворотного зв'язку використана, щоб збільшити ефективність системи за допомогою надання можливості даним бути переданими при найкращих відомих настройках, що підтримуються першою лінією 148 зв'язку. У варіанті здійснення, показаному на Фіг.1, оцінка каналу і вибір режиму передачі виконані приймачем 150, і NC режимів передачі, вибраних для NC паралельних каналів, відправлені назад передавачу 110. В інших варіантах здійснення, оцінка каналу і вибір режиму передачі можуть бути виконані (1) передавачем 110 на основі інформації зворотного зв'язку, одержаної від приймача 150 і/або іншої інформації одержаної передавачем 110, або (2) спільно обома передавачем 110 і приймачем 150. Фіг.2 показує структурну схему варіанту здійснення механізму 200 регулювання швидкості замкненим контуром, який включає в себе внутрішній контур 210, який працює у поєднанні з іншим 86190 16 зовнішнім контуром 220. Для простоти, робота внутрішнього контуру 210 і зовнішнього контуру 220 показана тільки для одного паралельного каналу x на Фіг.2. Взагалі, та ж обробка може бути виконана незалежно для кожного з NC паралельних каналів. Для внутрішнього контуру 210, пристрій 164х оцінки каналу оцінює канальні умови для паралельного каналу x і надає оцінки каналу (наприклад, оцінки коефіцієнта посилення каналу і оцінку мінімального рівня шуму). Пристрій 174 вибору у межах пристрою 166х вибору обчислює SNR, що приймається, для паралельного каналу x на основі (1) оцінок каналу з пристрою 164х оцінки каналу і (2) SNR-компенсації і/або настройку режиму передачі для паралельного каналу x з пристрою 172 оцінки якості. Для зрозумілості, SNR, що приймається, символічно показане як таке, що надається пристроєм 164х оцінки каналу пристрою 174 вибору на Фіг.2. Пристрій 174 вибору потім вибирає режим передачі для паралельного каналу x на основі прийнятої інформації, як описано нижче. Вибраний режим передачі для паралельного каналу x включений в інформацію зворотного зв'язку, надіслану контролером 170 передавачу. На передавачі контролер 130 приймає вибраний режим передачі для паралельного каналу x і визначає регулювання швидкості передачі даних, кодування і модуляції для паралельного каналу х. Дані потім оброблені відповідно до цього регулювання ТХ-пристроєм 120х обробки даних, додатково мультиплексовані з символами контрольного сигналу і приведені у необхідний стан передавальним блоком 122х, і надіслані приймачу. Оцінка каналу і вибір режиму передачі можуть бути виконані періодичному заплановані моменти часу, кожного разу, коли виявлені зміни у лінії зв'язку, тільки коли необхідно (наприклад, до або під час передачі даних) або в інший час. Зовнішній контур 220 оцінює якість передачі даних, що приймаються по паралельному каналу х, і настроює роботу внутрішнього контуру 210 для паралельного каналу x. Прийняті символи даних для паралельного каналу x оброблені RXпристроєм 162х обробки даних, і статус кожного прийнятого пакету по паралельному каналу x і/або метрики декодера надані пристрою 172 оцінки якості. Метрики декодера можуть включати в себе закодовану частоту появи помилок символу (SER), закодовану метрику потужності, модифіковану метрику Ямомото (для згорткового декодера), мінімальне або усереднене логарифмічне співвідношення подібності (LLR) серед бітів у декодованому пакеті (для швидкого декодера), і так далі. Закодованою SER є частота появи помилок серед символів, що приймаються від приймального блока 160, і закодованих символів, які одержують за допомогою обробки (наприклад, перекодування, ремодуляції і так далі) декодованих даних з RXпристрою 162 обробки даних. Модифікована метрика Ямомото служить ознакою довіри декодованим даним і одержана на основі відмінності між вибраним (найкращим) шляхом через решітку для згорткового декодування і наступним найближчим шляхом через решітку. Мінімальне або усередне 17 не LLR може також бути використане як ознака довіри до декодованих даних. Ці метрики декодера, які служать ознакою довіри якості передачі даних, прийнятих по паралельному каналу х, відомі у даній галузі техніки. Зовнішній контур 220 може передбачати різні типи інформації, яка використовується, щоб регулювати роботу внутрішнього контуру 210. Наприклад, зовнішній контур 220 може передбачати SNR-компенсацію для кожного паралельного каналу. SNR-компенсація використана в обчисленні робочого SNR для паралельного каналу, як описано нижче. Робоче SNR потім надане таблиці відповідності (LUT) 176 і використане для вибору режиму передачі по паралельному каналу. SNRкомпенсація таким чином впливає на вибір режиму передачі. Зовнішній контур 220 може також передбачати настройку режиму передачі для кожного паралельного каналу. Ця настройка може наказувати внутрішньому контуру 210 вибрати режим передачі з нижчою швидкістю передачі даних для паралельного каналу. Настройка режиму передачі безпосередньо впливає на вибір режиму передачі. SNR-компенсація і настройка режиму передачі - це два механізми для керування роботою внутрішнього контуру 210. Зовнішній контур 220 може також бути призначений для надання інших типів настройок для внутрішнього контуру 210. Для простоти, тільки SNR-компенсація і настройка режиму передачі описані нижче. Зовнішній контур 220 може настроювати SNR-компенсацію і/або режим передачі різними способами, деякі з яких описані нижче. У першому варіанті здійснення, SNRкомпенсація і/або режим передачі для кожного паралельного каналу настроєні на основі помилок пакету, виявлених для потоку даних, прийнятого по такому паралельному каналу. Потік даних може бути переданий пакетами, блоками, кадрами або деякими іншими одиницями даних. (Для простоти, пакет використаний у даному патентному документі замість одиниці даних.) Кожний пакет може бути кодований кодом з виявленням помилки (наприклад, код контролю за допомогою циклічного надмірного коду (CRC)), який надає приймачу можливість виявляти, був пакет декодований вірно або з помилкою. Кожний паралельний канал може бути асоціативно пов'язаний з конкретною цільовою частотою появи помилок пакету (PER) (наприклад, PER 1%). Пристрій 172 оцінки якості приймає статус кожного прийнятого пакету і цільову PER для паралельного каналу х, і настроює SNRкомпенсацію для паралельного каналу x відповідно. Наприклад, SNR-компенсація для паралельного каналу x може бути ініціалізована нулем на початку передачі даних по паралельному каналу х. SNR-компенсація може згодом бути зменшена на DDN для кожного хорошого пакету і збільшена на DЦР для кожного поганого пакету, де DDN і DUP можуть бути вибрані на основі цільової PER і бажаної постійної часу (часу відгуку) для зовнішнього контуру. SNR-компенсація типово є додатним значенням або нулем, але також може бути і від'ємним значенням (наприклад, щоб брати до уваги високу початкову оцінку SNR, що приймається). Як 86190 18 альтернатива або додатково, пристрій 172 оцінки якості може передбачати вказівку на настройку режиму передачі для паралельного каналу x на наступну нижчу швидкість передачі даних, наприклад, якщо послідовність помилок пакету виявлена на паралельному каналі х. SNR-компенсація і/або настройка режиму передачі з пристрою 172 оцінки якості використані пристроєм 174 вибору, щоб вибирати режим передачі для паралельного каналу х. У другому варіанті здійснення SNRкомпенсація і/або режим передачі для кожного паралельного каналу настроєні на основі метрик декодера для такого паралельного каналу. Метрики декодера для кожного паралельного каналу можуть бути використані, щоб оцінювати якість передачі даних, які приймаються по такому паралельному каналу. Якщо конкретна метрика декодера для даного паралельного каналу гірша, ніж порогова величина, вибрана для такої метрики, то SNR-компенсація і/або режим передачі для такого паралельного каналу можуть бути настроєні відповідно. У третьому варіанті здійснення, SNRкомпенсація і/або режим передачі для кожного паралельного каналу настроєні на основі прийнятого SNR і необхідного SNR для такого паралельного каналу. SNR, що приймається, для кожного паралельного каналу може бути визначене на основі символів, що приймаються, контрольного сигналу, для такого паралельного каналу. Система може підтримувати множину режимів передачі (наприклад, які показані у таблиці 2), і кожний підтримуваний режим передачі вимагає різного мінімального SNR, щоб досягати цільової PER. Пристрій 172 оцінки якості може визначати допустиме відхилення SNR для паралельного каналу х, яке є різницею між прийнятим SNR і необхідним SNR для паралельного каналу х. Якщо припустиме відхилення SNR для паралельного каналу x є від'ємним значенням, то режим передачі може бути настроєний на наступну нижчу швидкість передачі даних. Третій варіант здійснення може також бути використаний для конструктивного рішення, за допомогою якого пакет демультиплексується і передається через численні паралельні канали. Якщо пакет прийнятий з помилкою, то може бути неможливим визначити (тільки з прийнятого пакету), який або які з паралельних каналів є причиною того, що пакет приймається з помилкою. Якщо ніяка інша інформація не доступна, то може бути необхідним настроювати NC SNR-компенсацій і/або NC режимів передачі для всіх NC паралельних каналів, наприклад так, що наступна нижча швидкість передачі даних використана для кожного паралельного каналу. Це може мати результатом надмірну величину зниження у загальній швидкості передачі даних. Однак, використовуючи третій варіант здійснення, паралельний канал з найменшим відхиленням SNR може бути допущений як пакет, що виявився причиною помилки, і режим передачі для цього паралельного каналу може бути настроєний на наступну нижчу швидкість передачі даних. 19 Зовнішній контур може також настроювати роботу внутрішнього контуру іншими способами, і це знаходиться у межах об'єму винаходу. Взагалі, зовнішній контур працює на швидкості, яка може бути вища або нижча, ніж швидкість внутрішнього контуру. Наприклад, настройка SNR-компенсації зовнішнім контуром може бути залежною від багатьох прийнятих пакетів. Зовнішній контур може також настроювати швидкість передачі даних у межах регулярно запланованих обчислень внутрішнього контуру. Таким чином, в залежності від свого визначеного конструктивного рішення і способу роботи, зовнішній контур типово має більший вплив на роботу внутрішнього контуру для триваліших передач даних. Для пульсуючих передач, зовнішній контур може не мати значного або якогонебудь впливу на роботу внутрішнього контуру. Фіг.3 показує блок схему послідовності 300 операцій для передачі NC потоків даних по NC паралельних каналів, що використовує NC режимів передачі, вибраних регулюванням швидкості замкненим контуром. Послідовність 300 операцій може бути реалізована, як показано на Фіг.1 і 2. У вихідному положенні, приймач оцінює коефіцієнти посилення каналу і мінімального рівня шуму, N0, для NC паралельних каналів (етап 312). Приймач потім вибирає режим передачі для кожного з NC паралельних каналів на основі оцінок коефіцієнта посилення, оцінки мінімального рівня шумів, та інформації зовнішнього контуру (якщо має місце) для кожного паралельного каналу (етап 314). Інформація зовнішнього контуру може включати в себе SNR-компенсацію і/або настройку режиму передачі для кожного з NC паралельних каналів. Вибір режиму передачі описаний нижче. Приймач надсилає NC вибраних режимів передачі для NC паралельних каналів, як інформацію зворотного зв'язку, передавачу (етап 316). Передавач кодує і модулює NC потоків даних відповідно до NC вибраних режимів передачі (одержаних від приймача), щоб надавати NC потоків символів модуляції (етап 322). Передавач потім обробляє і передає NC потоків символів модуляції по NC паралельних каналах приймачу (етап 324). Приймач обробляє сигнали даних, які передаються, прийняті по NC паралельних каналах від передавача і одержує NC потоків відновлених символів (етап 332). Приймач додатково обробляє NC потоків відновлених символів відповідно до NC вибраних режимів передачі, щоб одержати NC потоків декодованих даних (етап 334). Приймач також оцінює якість передачі даних, що приймаються по кожному з NC паралельних каналів, наприклад, на основі статусу пакету, метрик декодера, SNR, що приймаються, і так далі (етап 336). Приймач потім надає інформацію зовнішнього контуру для кожного з NC паралельних каналів на основі оціненої якості для передачі даних, що приймаються по такому паралельному каналу (етап 338). На Фіг.3, етапи з 312 по 324 включно можуть бути розглянуті як частина внутрішнього контуру, а етапи з 332 по 338 включно можуть бути розглянуті як частина зовнішнього контуру. Фіг.4 показує блок-схему зразкової послідовності 400 операцій, яка може бути виконана для 86190 20 зовнішнього контуру. Статус пакетів даних, прийнятих по кожному з NC паралельних каналів одержаний і використаний, щоб настроювати SNRкомпенсацію і/або режим передачі для такого паралельного каналу (етап 412). Метрики декодера для кожного з NC паралельних каналів можуть також бути одержані і використані, щоб настроювати SNR-компенсацію і/або режим передачі для такого паралельного каналу (етап 414). SNR, що приймається, для кожного з NC паралельних каналів може також бути одержане для кожного паралельного каналу і використане для обчислення допустимого відхилення SNR для такого паралельного каналу. Допустимі відхилення SNR для NC паралельних каналів можуть бути використані, щоб настроювати режими передачі для паралельних каналів, якщо виявлені помилки пакету (етап 416). Зовнішній контур може реалізовувати будь-який з або будьяке поєднання етапів, показаних на Фіг.4, в залежності від його визначеного конструктивного рішення. Технології регулювання швидкості замкненим контуром, описані у даному патентному документі, можуть бути використані для різних типів багатоканальних систем зв'язку, що мають численні паралельні канали, які можуть бути використані для передачі даних. Наприклад, дані технології можуть бути використані для систем з TDM, систем з FDM, OFDM-орієнтованих систем, систем з ΜΙΜΟ, систем з ΜΙΜΟ, які вживають OFDM (тобто, систем з ΜΙΜΟ-OFDM), і так далі. Система з TDM може передавати дані у кадрах, кожний з яких може бути з конкретною часовою тривалістю. Кожний кадр може включати в себе численні (NTS) сегменти, які можуть бути призначені різними ознаками сегмента. NC паралельних каналів можуть бути сформовані NTS сегментами у кожному кадрі, де NC£NTS. Кожний з NC паралельних каналів може включати в себе один або численні сегменти. NC каналів вважаються «паралельними» навіть якщо вони не передаються одночасно. Система з FDM може передавати дані в (NSB) частотних підціапазонах, які можуть бути довільно розташовані з інтервалами. Кожний з NC паралельних каналів може бути сформований за допомогою NSB піддіапазонів, де NC£NSB. Кожний з NC паралельних каналів може включати в себе один або численні піддіапазони. Система з OFDM використовує OFDM, щоб ефективно сегментувати повний частотний діапазон системи на численні (NF) ортогональні піддіапазони, які можуть також бути вказані посиланням як тональні, збірні і частотні канали. Кожний піддіапазон асоціативно пов'язаний з відповідною несучою, яка може бути модульована даними. NC паралельних каналів можуть бути сформовані за допомогою NF піддіапазонів, де NC£NF. NC паралельних каналів сформовані за допомогою NC неперетинних множин з одного або більше піддіапазонів. NC множин розчленовані так, що кожний з NF піддіапазонів призначений тільки одній множині (і таким чином одному паралельному каналу), якщо взагалі призначений. Система з OFDM може бути розглянута як спеціальний тип системи з FDM. 21 Система з ΜΙΜΟ застосовує численні (ΝT) передавальні антени і численні (NR ) приймальні антени для передачі даних і позначена як (ΝT, NR )система. МІМО-канал, сформований за допомогою ΝT передавальних і NR приймальних антен, складений з просторових каналів, які можуть бути використані для передачі даних, де NS£min {NT,NR }. Кількість просторових каналів визначена характеристичною матрицею Η каналу, яка описує залежність між ΝT передавальними і NR приймальними антенами. Для простоти, подальший опис допускає, що характеристична матриця Η є повноранговою. У цьому випадку кількість просторових каналів встановлена як NS=NT£NR. NC паралельних каналів може бути сформовано за допомогою NS просторових каналів, де NC £NS. Кожний з NC паралельних каналів може включати в себе один або численні просторові канали. Система з ΜΙΜΟ-OFDM має Ns просторових каналів для кожного з NF піддіапазонів. NC паралельних каналів можуть бути сформовані за допомогою NS просторових каналів, кожний з NF піддіапазонів, де NC£NF£NS. Кожний з NC паралельних каналів може включати в себе один або численні просторові канали з одного або численних піддіапазонів (тобто, будь-яку комбінацію з просторових каналів і піддіапазонів). Для систем з ΜΙΜΟ і з ΜΙΜΟ-OFDM, NC паралельних каналів можуть також бути сформовані за допомогою ΝT передавальних антен, де NC £ΝT. Кожний з NC паралельних каналів може бути асоціативно пов'язаний з однією або численними передавальними антенами для передачі даних. Для систем з ΜΙΜΟ і з OFDM дані можуть бути передані по NS просторових каналах різними способами. Для системи з ΜΙΜΟ з частковою інформацією про стан каналу (частковою CSI), дані передані по NS просторових каналах без якої-небудь просторової обробки на передавачі і з просторовою обробкою на приймачі. Для систем з ΜΙΜΟ з повною CSI, дані передані по NS просторових каналах з просторовою обробкою і на передавачі, і на приймачі. Для систем з ΜΙΜΟ з повною CSI, розкладання по власних значеннях або розкладання по особливих значеннях можуть бути виконані по характеристичній матриці Η каналу, щоб одержати NS «власних мод» МІМО-каналу. Дані передані на NS власних модах, які є ортогональними просторовими каналами. Технології регулювання швидкості замкненим контуром, описані у даному патентному документі, можуть бути використані для дуплексних систем з часовим розділенням (TDD-систем), також як і для дуплексних систем з частотним розділенням (FDDсистем). Для TDD-системи, низхідна і висхідна лінії зв'язку розділяють використання одного і того ж частотного діапазону і, ймовірно, повинні спостерігати схожі ефекти завмирання і багатопроменевого поширення. Таким чином, частотна характеристика каналу кожної лінії може бути оцінена на основі контрольного сигналу, прийнятого або по одній, або по іншій лінії. Для FDD-системи, низхідна і висхідна лінії зв'язку використовують різні частотні діапазони і, ймовірно, повинні спостерігати різні ефекти завмирання і багатопроменевого по 86190 22 ширення. Частотна характеристика для кожної лінії може бути оцінена на основі контрольного сигналу такої лінії. Технології регулювання швидкості замкненим контуром можуть бути використані для систем з ΜΙΜΟ як з частковою CSI, так і з повною CSI. Ці технології також можуть бути використані для низхідної лінії зв'язку так само, як і для висхідної. Технології регулювання швидкості замкненим контуром далі описані детально для зразкової багатоканальної системи зв'язку, яка є TDDсистемою з ΜΙΜΟ-OFDM з повною CSI. Для простоти, у подальшому описі, термін «власна мода» і «широкосмугова власна мода» використані, щоб позначати випадок, коли зроблена спроба ортогоналізувати просторові канали, навіть якщо це не може бути повністю успішним через, наприклад, незавершену оцінку каналу. І. TDD-система з ΜΙΜΟ-OFDM Фіг.5 показує зразкову TDD-систему 500 з ΜΙΜΟ-OFDM з деякою кількістю точок доступу 500 (АР), які підтримують зв'язок для кількості користувальницьких кінцевих пристроїв 520 (UT). Для простоти, тільки дві точки доступу, 510а і 510b, показані на Фіг.5. Точка доступу може також бути вказана посиланням як базова станція, базова приймально-передавальна система, вузол В, або деякою іншою термінологією. Користувальницький кінцевий пристрій може бути стаціонарним або мобільним, і також може бути вказаний посиланням як термінал доступу, мобільна станція, обладнання користувача (UE), безпровідний пристрій, або деякою іншою термінологією. Кожний користувальницький кінцевий пристрій може зв'язуватися з однією або, можливо, з численними точками доступу по низхідній і/або висхідній лініях зв'язку у будь-який заданий момент. Системний контролер 530 приєднується до точок 510 доступу і передбачає координування і керування для цих точок доступу. Фіг.6 показує зразкову структуру 600 кадру, яка може бути використана у TDD-системі 500 з ΜΙΜΟOFDM. Передача даних відбувається по елементах TDD-кадрів, кожний з яких захоплює конкретну тривалість часу (наприклад, 2мс). Кожний TDDкадр розділений на фазу низхідної і фазу висхідної ліній зв'язку, і кожна фаза додатково розділена на численні сегменти для численних транспортних каналів. У варіанті здійснення, показаному на Фіг.6, транспортні канали низхідної лінії зв'язку включають в себе широкомовний канал (ВСН), прямий канал керування (FCCH) і прямий канал (FCH), а транспортні канали висхідної лінії зв'язку.включають в себе зворотний канал (RCH) і канал з довільним доступом (RACH). У фазі низхідної лінії зв'язку, ВСН-сегмент 610 використаний, щоб передавати ВСН-модуль 612 даних протоколу (PDU), який включає в себе контрольний сигнал 614 виклику, контрольний ММОсигнал 616 і ВСН-повідомлення 618. Контрольний сигнал виклику є контрольним сигналом, що передається від всіх антен, і використаний для часового і частотного захоплення. Контрольний МІМОсигнал є контрольним сигналом, що передається від всіх антен, але з різними ортогональними ко 23 дами для кожної антени, для того щоб надати можливість користувальницьким кінцевим пристроям окремо ідентифікувати антени. Контрольний сигнал ΜΙΜΟ використаний для оцінки каналу. ВСНповідомлення несе параметри системи для користувальницьких кінцевих пристроїв. FCCH-сегмент 620 використаний, щоб передавати один PDU FCCH, який несе призначення для ресурсів низхідної і висхідної ліній зв'язку (наприклад, вибрані режими передачі для низхідної і висхідної ліній зв'язку) та іншу сигналізацію для користувальницьких кінцевих пристроїв. FCH-сегмент 630 використаний, щоб передавати один або більше PDU FCH 632 по низхідній лінії зв'язку. Різні типи PDU FCH можуть бути визначені. Наприклад, PDU FCH 632а включає в себе керований опорний сигнал 634а і пакет даних 636а, a PDU FCH 632b включає в себе тільки пакет даних 636b. Керований опорний сигнал є контрольним сигналом, який переданий по спеціальній широкосмуговій власній моді (як описано нижче) і використаний для оцінки каналу. У фазі висхідної лінії зв'язку, RCH-сегмент 640 використаний, щоб передавати один або більше PDU RCH 642 по висхідній лінії зв'язку. Різні типи PDU RCH можуть також бути визначені. Наприклад, PDU RCH 642а включає в себе тільки пакет даних 646а, a PDU RCH 642b включає в себе керований опорний сигнал 644Ь і пакет даних 646Ь. RACH-сегмент 650 використаний користувальницьким кінцевим пристроєм, щоб одержувати доступ до системи і надсилати короткі повідомлення по висхідній лінії зв'язку. PDU RACH 652 може бути надісланий у RACH-сегменті 650 і включає в себе контрольний сигнал (наприклад, керований опорний сигнал) 654 і повідомлення 656. Фіг.6 показує зразкову структуру кадру для TDD-системи. Інші структури кадру можуть також бути використані, і це знаходиться у межах об'єму винаходу. 1. Просторова обробка Для системи з ΜΙΜΟ OFDM, частотна характеристика каналу між точкою доступу і користувальницьким кінцевим пристроєм може бути охарактеризована множиною характеристичних матриць каналу Н(k), для k є K,де K являє собою множину всіх цікавлячих піддіапазонів (наприклад, K={1, ..., NF}). Для TDD-системи з ΜΙΜΟ-OFDM зі спільно використовуваним частотним діапазоном, частотним характеристикам каналу низхідної і висхідної ліній зв'язку може бути дозволено бути оборотними по відношенню одна до одної. Це означає, що якщо Н(k) являє собою характеристичну матрицю каналу від антенного масиву А до антенного масиву В для піддіапазону k, то оборотний канал передбачає, що сполучення від масиву В до масиву А задане за допомогою ΗT(k), де АT означає транспонування А. Однак, частотні характеристики передавальних і приймальних ланок у точці доступу типово відрізняються від частотних характеристик передавальних і приймальних ланок на користувальницькому кінцевому пристрої. Може бути виконане калібрування, щоб одержати поправкові матриці, що використовуються для урахування відміннос 86190 24 тей у частотних характеристиках. За допомогою цих поправкових матриць «калібрована» характеристика каналу низхідної лінії зв'язку, Hcdn(k), якої додержується користувальницький кінцевий пристрій, є транспонуванням «каліброваної» характеристики каналу висхідної лінії зв'язку, Hcup(k), якої додержується точка доступу, тобто Hcdn(k)=HTcup(k), для k є K. Для простоти, подальший опис допускає, що частотні характеристики каналу низхідної і висхідної ліній зв'язку калібровані і оборотні по відношенню одна до одної. По низхідній лінії зв'язку, контрольний МІМОсигнал може бути переданий точкою доступу (наприклад, у ВСН-сегменті 610) і використаний користувальницьким кінцевим пристроєм, щоб одержувати оцінку каліброваної частотної характеристики ˆ каналу низхідної лінії зв'язку, Hcdn (k ) , для k є K. Користувальницький кінцевий пристрій може оцінювати калібровану частотну характеристику каˆ ˆ налу висхідної лінії зв'язку як Hcup (k ) = Hcdn (k ) . Користувальницький кінцевий пристрій може виконувати розкладання по особливих значеннях матˆ риці Hcup (k ) для кожного піддіапазону к, як викладено нижче: ˆ ˆ ˆH ˆ Hcup (k ) = Uap (k )S(k )V ut (k ), для k є K (1) ˆ де Uap (k ) - (Nap ´ Nap ) - унітарна матриця лівих ˆ власних векторів матриці Hcup (k ) ; ˆ S(k ) -(Nap´Nut) - діагональна матриця особлиˆ вих значень матриці Hcup (k ) ; ˆ V ut (k ) -(Nut´Nut) - унітарна матриця правих влаˆ сних векторів матриці Hcup (k ) ; АH - спряжене транспонування А; Nap - кількість антен у точці доступу; і Nut - кількість антен на користувальницькому кінцевому пристрої. Подібним чином, розкладання по особливих ˆ значеннях матриці Hcdn (k ) може бути виражене як: ˆ ˆ* ˆ ˆ* Hcdn (k ) = V ut (k )S (k )Uap (k ), для k є K * (2) * ˆ ˆ дe V ut (k ) i Uap (k ) - унітарні матриці відповідно ˆ лівих і правих власних векторів матриці Hcdn (k ) і «*» означає комплексне спряження. Розкладання по особливих значеннях описане Гілбертом Странгом (Gilbert Strang) у книзі, озаглавленій «Linear Algebra and Its Applications», Second Edition, Academic Press, 1980 («Лінійна алгебра та її додатки», друге видання, наукове видавництво, 1980). Як показано у рівняннях (1) і (2), матриці з лівих і правих власних векторів для однієї лінії є комплексним спряженням матриць відповідно з правих і лівих власних векторів для іншої лінії. ˆ Матриці Ûap(k) і V ut (k ) можуть бути використані точкою доступу і користувальницьким кінцевим пристроєм, відповідно, для просторової обробки і позначені як такі своїми нижніми індексами. Мат 25 86190 ˆ риця S(k ) включає в себе оцінки особливого значення, які представляють коефіцієнти посилення просторових каналів (або власних мод) характеристичної матриці каналу Н(k) для кожного піддіапазону k. Розкладання по особливих значеннях може бути виконане незалежно для характеристичної ˆ матриці Hcup (k ) для кожного піддіапазону k, щоб визначити NS власних мод такого піддіапазону. Оцінки особливого значення для кожної діагонаˆ льної матриці S(k ) можуть бути впорядковані, так ˆ ˆ ˆ ˆ що { s1 (k)³ s2 (k)³… sNs (k), де s1 (k) - найбільша ˆ оцінка особливого значення, a sNs (k) - найменша оцінка особливого значення для піддіапазону k. Коли оцінки особливого значення для кожної діаˆ гональної матриці S(k ) впорядковані, власні вектори (або стовпці) асоціативно пов'язаних матриць ˆ Û(k) і V (k ) також відповідно впорядковані. «Широкосмугова власна мода» може бути визначена як множина тотожно впорядкованих власних мод всіх піддіапазонів після упорядковування. Таким чином, т-та широкосмугова власна мода включає в себе m-ті власні моди всіх піддіапазонів. «Головна» широкосмугова власна мода є асоціативно пов'язаною з найбільшою оцінкою особливого знаˆ чення у матриці S(k ) , для кожного з піддіапазонів. NS паралельних каналів можуть бути сформовані за допомогою NS широкосмугових власних мод. Користувальницький кінцевий пристрій може передавати керований опорний сигнал по висхідній лінії зв'язку (наприклад, у RCH-сегменті 640 або RACH-сегменті 650 за Фіг.6). Керований опорний сигнал висхідної лінії зв'язку для широкосмугової власної моди може бути виражений як: ˆ Xup,sr,m(k)= vut,m (k ) p(k), для k є K (3) де Xup,sr,m(k) - вектор з Nut символів, що надсилаються від Nut антен користувальницьких кінцевих пристроїв для піддіапазону k широкосмугової власної моди m для керованого опорного сигналу; ˆ ˆ vut,m (k ) - m-тий стовпець матриці V ut (k ) для піддіапазону k, де ˆ ˆ ˆ ˆ V ut (k ) =[ v ut,1(k ) v ut,2 (k ) … v ut,N (k ) ] i ut р(k) - контрольний символ, що надсилається по піддіапазону k. Керований опорний сигнал для всіх NS широкосмугових власних мод може бути переданий в NS символьних OFDM-періодах, або менш ніж в NS символьних OFDM-періодах, використовуючи мультиплексування піддіапазонів. Керований опорний сигнал для кожної широкосмугової власної моди може також бути переданий по численних символьних OFDM-періодах. Опорний сигнал, що приймається, висхідної лінії зв'язку у точці доступу може бути виражений як: ˆ rup,sr,m(k)= Hcup (k) vut,m (k ) p(k)+nup(k) (4) ˆ » uap,m (k ) sm (k)p(k)+nup(k), для k є K ˆ 26 де rup,sr,m(k) - вектор з Nap символів, що приймаються по Nap антенах точок доступу для піддіапазону к широкосмугової власної моди m для керованого опорного сигналу; ˆ uap,m (k ) - m-тий стовпець матриці Ûap(k) для піддіапазону k, де ˆ ˆ ˆ Ûap(k)= [ uap,1(k) uap,2 (k ) … uap,N (k ) ]; ap ˆ sm (k) - оцінка особливого значення для підді апазону k широкосмугової власної моди m, тобто ˆ m-тий діагональний елемент матриці S(k ) ; і nup(k) - адитивний Гауссівський білий шум (AWGN) для піддіапазону k на висхідній лінії зв'язку. Як показано у рівнянні (4), у точці доступу керований опорний сигнал, що приймається (за відˆ сутності шуму), приблизно дорівнює uap,m (k ) ˆ sm (k)p(k). Точка доступу може таким чином одер ˆ жувати оцінки і uap,m (k ) , i sm (k) для кожного піддіˆ апазону k на основі прийнятого керованого опорного сигналу для піддіапазону. Оцінка sm (k) для ˆ піддіапазону k широкосмугової власної моди m, ˆ ˆ sm (k), може бути виражена як: ˆ ˆ sm (k)= r up ,sr ,m (k ) 2 = Nap å rup ,sr,m,i( k) i=1 2 , (5) для k є K де а означає квадратичну норму а; rup,sr,m,i (k ) - і-тий елемент вектора r up,sr,m (k ) ; і Μ являє собою цікавлячу множину широкосмугових власних мод, наприклад, M={1,...,NS}. ˆ Оцінка uap,m (k ) для піддіапазону k широкосмуˆ ˆ гової власної моди m, uap,m (k ) , може бути вираже на як: ˆ ˆ ˆ ˆ uap,m (k ) = r up,sr,m (k) / sm (k), для k є K (6) ˆ ˆ ˆ Подвійна кришка для uap,m (k ) і sm (k) вказує, ˆ що вони є оцінками оцінок, тобто оцінками, одерˆ жаними точкою доступу для оцінок uap,m (k ) і ˆ sm (k), одержаних користувальницьким кінцевим пристроєм. Якщо керований опорний сигнал для кожної широкосмугової власної моди переданий по численних OFDM-періодах символу, то точка доступу може усереднювати прийнятий керований опорний сигнал по кожній широкосмуговій власній ˆ моді, щоб одержати більш точну оцінку uap,m (k ) і ˆ sm (k). Таблиця 1 резюмує просторову обробку у точці доступу і користувальницькому кінцевому пристрої для передачі і прийому даних на численних широкосмугових власних модах. 27 86190 У таблиці 1, s(k) - вектор «даних» з модульованих символів (одержаний із символьного перетворення у передавачі), х(k) «вектор, що передається» із символів, що передаються (одержаний після просторової обробки), r(k) «вектор, що приймається» із символів, що приймаються (одержаний після OFDM-обробки на приймачі), і_(k) - оцінка вектора s(k) (одержана після просторової обробки на приймачі), де всі вектори для піддіапазону k. Підрядкові індекси «dn» і «up» для цих векторів означають низхідну і висхідну лінії зв'язку -1 ˆ відповідно. У таблиці 1, S (k ) - діагональна матриця, визначена як ˆ -1 S (k ) =diag(1/s1(k) 1/s2(k) … 1/sNs (k)). Керований опорний сигнал може бути переданий для однієї широкосмугової моди за раз користувальницьким кінцевим пристроєм або може бути переданий для численних широкосмугових власних мод одночасно, використовуючи ортогональний базис (наприклад, коди Уолша). Керований опорний сигнал для кожної широкосмугової моди може бути використаний точкою доступу, щоб ˆ ˆ одержувати uap,m (k ) для k є K, для такої широкоˆ ˆ смугової власної моди. Якщо NS векторів uap,m (k ) одержані окремо (і-по символах різних OFDMперіодів) для NS власних мод кожного піддіапазону, то, через шум та інші джерела деградації у ˆ ˆ безпровідній лінії, NS векторів uap,m (k ) матриці ˆ ˆ Uap ( k ) для кожного піддіапазону k можливо не будуть ортогональними одна одній. У цьому випаˆ ˆ дку, NS векторів матриці Uap (k ) для кожного підді апазону k можуть бути приведені до ортогонального вигляду, використовуючи QR-факторизацію, полярне розкладання або деякі інші способи. У точці доступу, оцінка SNR, що приймається, для піддіапазону k широкосмугової власної моди m, gар,m(k), може бути виражена як: gар,m(k)= ˆ2 ˆ Pup,m (k )sm (k ) N0,ap , для k є K (7) де Pup,m(k) - потужність, що передається, яка використовується користувальницьким кінцевим 28 пристроєм для піддіапазону k широкосмугової власної моди m по висхідній лінії зв'язку; і N0,ap - мінімальний рівень шуму у точці доступу. На користувальницькому кінцевому пристрої, оцінка SNR, що приймається, для піддіапазону k широкосмугової власної моди m, gut,m(k), може бути виражена як: ˆm Pdn,m (k )s2 (k ) N0,ut , для k є K (8) де Pdn,m(k) - потужність, що передається, яка використовується точкою доступу для піддіапазону k широкосмугової власної моди m по низхідній лінії зв'язку; і N0,ut - мінімальний рівень шуму на користувальницькому кінцевому пристрої. Як показано у рівняннях (7) і (8), SNR, що приймається, для кожного піддіапазону кожної широкосмугової моди, gm(k), залежить від коефіцієнта ˆ ˆ посилення каналу (яким є sm (k) або sm (k) мініˆ мального рівня шумів приймача Ν0 і потужності, що передається, Pm(k). SNR, що приймається, може бути різним для різних піддіапазонів і власних мод. Фіг.7 показує блок-схему послідовності 700 операцій для передачі численних потоків даних по численних широкосмугових власних модах по низхідній і висхідній лініях зв'язку у TDD-системі з ΜΙΜΟ-OFDM. Послідовність 700 операцій допускає, що калібрування вже було виконане і що канальні частотні характеристики низхідної і висхідної ліній зв'язку є транспозиціями одна одної, T ˆ ˆ тобто Hcup (k ) » Hcdn(k ) . Для послідовності 700 операцій оцінка каналу виконана на етапі 710, вибір режиму передачі виконаний на етапі 730 і передача/прийом даних виконані на етапі 760. Для оцінки каналу, точка доступу передає контрольний ММО-сигнал по низхідній лінії зв'язку (наприклад, по ВСН) (етап 712). Користувальницький кінцевий пристрій приймає і обробляє контрольний МІМО-сигнал, щоб одержати оцінку каліброваної частотної характеристики каналу низхідної ˆ лінії зв'язку, Hcdn (k ) , для k є K (етап 714). Користувальницький кінцевий пристрій потім оцінює каліб 29 86190 ровану частотну характеристику каналу висхідної ˆ ˆT лінії зв'язку як Hcup (k ) » Hcdn(k ) i виконує розклаˆ дання по особливих значеннях (SVD) Hcup (k ) , щоб ˆ ˆ одержати матриці S(k ) i V ut (k ) , для k є K, як пока зано у рівнянні (1) (етап 716). Користувальницький кінцевий пристрій потім передає керований опорний сигнал висхідної лінії зв'язку (наприклад, по ˆ RACH або RCH), використовуючи матриці V ut (k ) , для k є K, як показано у рівнянні (3) (етап 718). Точка доступу приймає і обробляє керований опорний сигнал висхідної лінії зв'язку, щоб одержати ˆ ˆ ˆ ˆ матриці S(k ) i Uap (k ) , для k є K, як описано вище (етап 720). Для передачі даних по низхідній лінії зв'язку, користувальницький кінцевий пристрій вибирає режим передачі (з найвищою підтримуваною швидкістю передачі даних) для кожної широкосмугової власної моди по низхідній лінії зв'язку на основі ˆ діагональної матриці S(k ) мінімального рівня шумів N0,ut на користувальницькому кінцевому пристрої та інформації зовнішнього контуру низхідної лінії зв'язку (наприклад, SNR-компенсації і/або настройках режиму передачі для низхідної лінії зв'язку) (етап 740). Вибір режиму передачі описаний нижче. Користувальницький кінцевий пристрій потім надсилає інформацію зворотного зв'язку, яка включає в себе NS режимів передачі, вибраних користувальницьким кінцевим пристроєм для низхідної лінії зв'язку, і може додатково включати в себе мінімальний рівень шумів N0,ut на користувальницькому кінцевому пристрої (етап 742). (Керований опорний сигнал, переданий на етапі 718, може також бути розглянутий як інформація зворотного зв'язку, що надсилається користувальницьким кінцевим пристроєм.) Для передачі даних по висхідній лінії зв'язку, точка доступу вибирає NS режимів передачі для NS широкосмугових власних мод по висхідній лінії ˆ ˆ зв'язку на основі діагональної матриці S(k ) , мінімального рівня шумів N0,ap у точці доступу та інформації зовнішнього замкненого контуру (наприклад, SNR-компенсації і/або настройках режиму передачі для висхідної лінії зв'язку) (етап 750). Точка доступу додатково вибирає NS режимів передачі для NS широкосмугових власних мод по низхідній лінії зв'язку на основі інформації зворотного зв'язку, що приймається від користувальницького кінцевого пристрою (етап 752). Точка доступу потім надсилає вибрані режими передачі і для низхідної, і для висхідної ліній зв'язку (наприклад, по FCCH) (етап 754). Користувальницький кінцевий пристрій приймає вибрані режими передачі для обох ліній зв'язку (етап 756). Для передачі даних по низхідній лініїзв'язку, точка доступу (1) кодує і модулює дані для кожної широкосмугової власної моди низхідної лінії зв'язку відповідно до режиму передачі, вибраного для такої широкосмугової власної моди, (2) просторово * ˆ ˆ ˆ обробляє вектор даних sdn (k ) матрицею Uap (k ) , як 30 показано у таблиці 1, щоб одержувати вектор, що передається, xdn(k), і (3) передає вектор xdn(k) по низхідній лінії зв'язку (етап 1-62). Користувальницький кінцевий пристрій (1) приймає передачу по низхідній лінії зв'язку, (2) виконує узгоджену фільтрацію прийнятого вектора rdn(k) матрицею ˆ -1 ˆT S (k ) V ut (k ) , як показано у таблиці 1, щоб одержа ти вектор sdn(k)) для k є K, і (3) демодулює і декодує прийняті символи відповідно до режиму передачі, вибраного для кожної власної моди низхідної лінії зв'язку (етап 764). Для передачі даних по висхідній лінії зв'язку, користувальницький кінцевий пристрій (1) кодує і модулює дані для кожної широкосмугової власної моди висхідної лінії зв'язку відповідно до режиму передачі, вибраного для такої широкосмугової власної моди, (2) просторово обробляє вектор ˆ даних sup(k) матрицею V ut (k ) , щоб одержати вектор, що передається, xup(k) для k є K, і (3) передає вектор xup(k) по висхідній лінії зв'язку (етап 772). Точка доступу (1) приймає передачу по висхідній лінії зв'язку, (2) виконує фільтрацію прийнятого ˆH ˆ -1 ˆ ˆ вектора rup(k) матрицею S (k ) Uap (k ) , щоб одер ˆ жати вектор sup (k) , i (3) демодулює і декодує від новлені символи відповідно до режиму передачі, вибраного для кожної широкосмугової власної моди висхідної лінії зв'язку (етап 774). Для простоти, робота замкненого контуру і настройка режиму передачі зовнішнім контуром не показана на Фіг.7. Фіг.7 показує спеціальний варіант здійснення послідовності операцій, яка може бути використана для передачі даних по низхідній і висхідній лініях зв'язку у зразковій TDD-системі з ΜΙΜΟ-OFDM. Також можуть бути реалізовані інші послідовності операцій, за допомогою яких можуть бути виконані оцінка каналу, вибір режиму передачі і/або передача/прийом даних деякими іншими способами. 2. Вибір режиму передачі Фіг.8 показує блок-схему послідовності 800 операцій для вибору NS режимів передачі для NS широкосмугових власних мод. Послідовність 800 операцій може бути використана для етапів 740 і 750 за Фіг.7. У вихідному положенні повна потужність передачі, Ptotal, що є у розпорядженні на передавачі для передачі даних, розподілена по NS широкосмугових власних модах на основі схеми розподілу потужності (крок 812). Потужність, що передається, Рm, виділена кожній широкосмуговій власній моді, потім розподілена по NF піддіапазонах цієї широкосмугової власної моди на основі тієї ж самої або іншої схеми розподілу потужності (етап 814). Розподіл потужності паралельно по NS широкосмугових власних модах і розподіл потужності паралельно по NF піддіапазонах кожної широкосмугової власної моди може бути виконаний як описано нижче. Робоче SNR для кожної широкосмугової власної моди, gop,m(k), обчислене на основі (1) виділених потужностей, що передаються, Pm(k) і коефіцієнтів посилення каналу sm(k) для піддіапазонів такої широкосмугової власної моди, (2) мінімального рівня шумів N0 на приймачі, і (3) SNR 31 86190 компенсації для кожної широкосмугової власної моди (етап 816). Обчислення робочого SNR описане нижче. Відповідний режим передачі qm потім вибраний для кожної широкосмугової власної моди на основі робочого SNR для такої широкосмугової власної моди і таблиці відповідності (етап 818). Надмірна потужність для кожної широкосмугової власної моди визначена, і загальна надмірна потужність для всіх широкосмугових власних мод перерозподілена по одній або більше широкосмугових власних модах, щоб підвищити ефективність (етап 820). Режим передачі для кожної широкосмугової власної моди може бути настроєний (наприклад, на наступну нижчу швидкість передачі даних), якщо це призначено зовнішнім контуром інформацією (етап 822). Кожний з етапів за Фіг.8 описаний детально нижче. А. Розподіл потужності по широкосмугових власних модах Для етапу 812 за Фіг.8, загальна потужність, що передається, Ptotal, може бути розподілена по NS широкосмугових власних модах, використовуючи різні схеми. Деякі з цих схем розподілу потужності описані нижче. У рівномірній схемі розподілу потужності, повна потужність, що передається, Ptotal рівномірно розподілена по NS широкосмугових власних модах, так що їм всім виділена рівна потужність. Потужність, що передається, Рm, виділена кожній широкосмуговій власній моді т може бути виражена як: P Pm = total , для m є М NS (9) У схемі розподілу потужності з розбавленням, повна потужність, що передається, Ptotal розподілена по NS широкосмугових власних модах на основі процедури «розбавлення» або «заповнення». Процедура розбавлення розподіляє повну потужність, що передається, Ptotal, no NS широкосмугових власних модах так, що загальна спектральна щільність доведена до максимуму. Розбавлення описане Робертом Дж. Галагером у книзі [«Information Theory and Reliable Communication», John Wiley and Sons, 1968 («Теорія інформації і надійний зв'язок», 1968p.)]. Розбавлення для NS широкосмугових власних мод може бути виконане різними способами, деякі з яких описані нижче. У першому варіанті здійснення, повна потужність, що передається, Ptotal, спочатку розподілена по NSNF піддіапазонах/власних модах, використовуючи розбавлення і на основі прийнятих співвідношень SNR, gm(k), для k є K, m є М. SNR, що приймаються, gm(k) можуть бути обчислені як показано у рів. (7) або (8), з припущенням, що Ptotal є рівномірно розподіленою по NSNF піддіапазонах/власних модах. Результатом цього розподілу потужності є початкова потужність, що передається, P'm(k), для кожного піддіапазону/власної моди. Потужність, що передається, Pm, виділена кожній власній моді піддіапазону, потім одержана підсумовуванням початкових потужностей, що передаються, P'm(k), виділених NF піддіапазонам такої власної моди піддіапазону, як викладено нижче: Pm = NF å P'm (k ), для m є М k =1 (10) 32 У другому варіанті здійснення, повна потужність, що передається, Ptotal розподілена по NS широкосмугових власних модах на основі усереднених SNR, обчислених для цих широкосмугових власних мод. Спочатку, усереднене SNR, gavg,m, обчислене для кожної широкосмугової власної моди m на основі прийнятих SNR для Nf піддіапазонів такої широкосмугової власної моди, як викладено нижче: gavg,m= N 1 F å gm (k ) NF k =1 (11) Pm , для k є K i m є M NF (12) де gavg,m обчислене як описано вище для першого варіанту здійснення. Потім виконане розбавлення, щоб розподілити повну потужність, що передається, Ptotal, no NS широкосмугових власних модах на основі їх усереднених SNR, gavg,m, для m є Μ. У третьому варіанті здійснення, повна потужність, що передається, Ptotal розподілена по NS широкосмугових власних модах на основі усереднених SNR для цих широкосмугових власних мод, після того як інверсія каналу застосована для кожної широкосмугової моди. Для цього варіанту здійснення, повна потужність, що передається, Ptotal спочатку розподілена рівномірно по NS широкосмугових власних модах. Інверсія каналу потім виконана (як описано нижче) незалежно для кожної широкосмугової власної моди, щоб визначити призначення початкової потужності, P"m(k), для кожного піддіапазону такої широкосмугової власної моди. Після інверсії каналу, SNR, що приймається, є таким же як по всіх піддіапазонах кожної широкосмугової моди. Усереднене SNR для кожної широкосмугової власної моди потім прирівнюється до SNR, що приймається, для будь-якого одного з піддіапазонів такої широкосмугової власної моди. SNR, що приймається, g"m(k), для одного піддіапазону кожної широкосмугової власної моди може бути визначене на основі призначення початкової потужності, P"m(k), як показано у рівняннях (7) і (8). Повна потужність, що передається, Ptotal, потім розподілена по Ns широкосмугових власних модах, використовуючи розбавлення і на основі їх усереднених SNR, g"m(k), для те Μ. Інші схеми також можуть бути використані, щоб розподіляти повну потужність, що передається, по NS широкосмугових власних модах, і це знаходиться у межах об'єму винаходу. В. Розподілення потужності по піддіапазонах у кожній широкосмуговій власній моді Для етапу 814 на Фіг.8, потужність, що передається, виділена кожній широкосмуговій власній моді, Рm, може бути розподілена по ΝF піддіапазонах такої широкосмугової власної моди, використовуючи різні схеми. Деякі з цих схем розподілу потужності описані нижче. У схемі рівномірного розподілу потужності, потужність, що передається, для кожної широкосмугової власної моди, Рm, розподілена рівномірно паралельно по NF піддіапазонах, так що їм всім виділена рівна потужність. Потужність, що передається, Pm(k), виділена кожному піддіапазону може бути виражена як: Pm(k)= 33 86190 Для рівномірної схеми розподілу потужності, прийняті SNR для NF піддіапазонів кожної широкосмугової власної моди ймовірно повинні відрізнятися по піддіапазонах. У схемі з інверсією каналу, потужність, що передається, для кожної широкосмугової власної моди, Рm, розподілена нерівномірно по NF піддіапазонах, так що вони стають подібними до SNR, що приймаються, на приймачі. У подальшому описі, sm(k) означає оцінений коефіцієнт посилення ˆ каналу, який дорівнює sm (k ) для низхідної лінії ˆ ˆ зв'язку і sm(k ) для висхідної лінії зв'язку. Для схеми з інверсією каналу, нормалізація bm спочатку обчислена для кожної широкосмугової власної моди, як наведено нижче: b m= 1 , для m є М NF å [1/ s2 (k )] m k =1 (13) Потужність, що передається, Pm(k), виділена для кожного піддіапазону кожної широкосмугової власної моди може потім бути обчислена як: b ×P Pm (k ) = m m , для k є K i m є M s2 (k ) m (14) Питома вага передачі, W m(k), може бути обчислена для кожного піддіапазону кожної широкосмугової моди, як наведено нижче: (15) Wm (k ) = Pm (k ) , для k є K i m є M Питомі ваги передачі використані, щоб масштабувати символи модуляції на передавачі. Для схеми з інверсією каналу, всі NF піддіапазонів використані для кожної широкосмугової власної моди, і SNR, що приймаються, для піддіапазонів приблизно дорівнюють. У схемі з селективною інверсією каналу, потужність, що передається, для кожної широкосмугової моди, Рm, розподілена нерівномірно по вибраних деяких з NF піддіапазонів, так що вибрані піддіапазони стають подібними до SNR, що приймаються, на приймачі. Вибрані піддіапазони - це піддіапазони з коефіцієнтами посилення каналів, що дорівнюють або більші, ніж пороговий коефіцієнт посилення. Для цієї схеми, загальний коефіцієнт посилення потужності, gm, спочатку обчислений для кожної широкосмугової власної моди, як описано нижче: gm = N 1 F 2 å sm (k) , для m є M NF k =1 (16) Нормалізація bm потім обчислена для кожної широкосмугової власної моди, як наведено нижче: ~ bm = 1 å [1/ s2 (k )] m , для m є M (17) s 2 (k ) >bm gm m де βmgm - порогове значення коефіцієнта посилення і βm - масштабуючий коефіцієнт, який може бути вибраний, щоб довести до максимального значення повну прохідну потужність або на основі деякого іншого критерію. Потужність, що передається, виділена кожному піддіапазону кожної широкосмугової власної моди, Pm(k), може бути виражена як: 34 ì~ ×P b 2 ï m m , якщо sm (k ) ³ bm gm Pm (k ) = í s2 (k ) m ï ï0 в іншому випадку î , (18) для k є K i m є M Для схеми з селективною інверсією каналу, NF або менше піддіапазонів можуть бути вибрані для використання для кожної широкосмугової власної моди і SNR, що приймаються, для вибраних піддіапазонів приблизно дорівнюють. Також можуть бути використані інші схеми для розподілу потужності, що передається, Рm, по NF підціапазонах кожної широкосмугової власної моди, і це попадає у межі об'єму винаходу. С. Вибір режиму передачі для кожної широкосмугової власної моди Для етапу 816 на Фіг.8, робоче SNR обчислене для кожної широкосмугової власної моди. Робоче SNR показує пропускну здатність каналу широкосмугової власної моди. Різні способи можуть бути використані для етапу 816, в залежності від того подібні або різні SNR, що приймаються, по діапазонах кожної широкосмугової власної моди. У подальшому описі, співвідношення SNR наводяться в одиницях децибел (dB). Якщо інверсія каналу або селективна інверсія каналу виконана, то SNR, що приймаються, для піддіапазонів кожної широкосмугової власної моди, gm(k), для k є K, подібні. SNR, що приймається, для піддіапазону k широкосмугової власної моди m, gm(k), може бути обчислене як: æ P (k ) × s2 (k ) ö m m ÷ , ÷ ç N0 ø è gm(k)= 10 log10 ç (19) для k є K i m є M Робоче SNR для кожної широкосмугової власної моди, gор,m, дорівнює SNR, що приймається, для будь-якого одного з піддіапазонів такої широкосмугової власної моди за вирахуванням SNRкомпенсації для такої широкосмугової власної моди, як наведено нижче: gор,m=gm(k)-gos,m, для будь-якого (20) k є K, m є М, (dB) де gm(k), gор,m і gos,m всі наведені в одиницях dB у рівняннях (19) і (20). Якщо потужність, що передається, Рm, для кожної широкосмугової власної моди рівномірно розподілена по підціапазонах, то SNR, що приймаються, для піддіапазонів кожної широкосмугової власної моди ймовірно будуть відрізнятися. У цьому випадку, робоче SNR для кожної широкосмугової власної моди, gор,m, може бути обчислене як: (21) gор,m=gavg,m-gbo,m-gos,m, (dB) де gavg,m – усереднення SNR, що приймаються, для NF під діапазонів широкосмугової власної моди m; і gbo,m - коефіцієнт зворотного зв'язку, який враховує SNR, що приймаються, який може бути функцією зміни SNR, що приймаються. Для етапу 818 за Фіг.8, відповідний режим передачі вибраний для кожної широкосмугової власної моди на основі робочого SNR для такої широкосмугової власної моди. Система може бути 35 86190 36 мінімальним SNR, необхідним для досягнення PER величиною 1% для каналу, що не завмирає, з AWGN. Спектральна щільність стосується швидкості передачі даних (тобто інформаційної швидкості передачі у бітах), нормованої смугою пропускання системи, і наведена в одиницях біт за секунду на Герц (біт за сек/Герц). Спектральна щільність для кожного режиму передачі визначена схемою кодування і схемою модуляції для такого режиму передачі. Ступінь кодуванняі схема модуляції для кожного режиму передачі за таблицею 2 характерні для проектного рішення зразкової системи. призначена для підтримки множини режимів передачі. Режим передачі, що має індекс 0, призначений для нульової швидкості передачі даних (тобто, коли немає передачі даних). Кожний підтримуваний режим передачі асоціативно пов'язаний з конкретним мінімальним SNR, необхідним для досягнення бажаного рівня пропускної здатності (наприклад, PER величиною 1%). Таблиця 2 перераховує зразкову множину з 14 режимів передачі, що підтримуються системою, які ідентифіковані індексами режиму передачі від 0 до 13. Кожний режим передачі асоціативно пов'язаний з конкретною спектральною щільністю, конкретним коефіцієнтом кодування, конкретною схемою модуляції та Таблиця 2 Індекс режиму передачі 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Спектральна щільність (біт за сек/Герц) 0,0 0,25 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 6,0 7,0 Ступінь кодування Схема модуляції Необхідне SNR (dB) 1/4 1/2 1/2 3/4 1/2 5/8 3/4 7/12 2/3 3/4 5/6 3/4 7/8 BPSK BPSK QPSK QPSK 16QAM 16QAM 16QAM 64QAM 64QAM 64QAM 64QAM 256 QAM 256 ОАМ -1,8 1,2 4,2 6,8 10,1 11,7 13,2 16,2 17,4 18,8 20,0 24,2 26,3 Для кожного підтримуваного режиму передачі з ненульовою швидкістю передачі даних, необхідне SNR одержане на основі визначеного конструктивного рішення системи (тобто конкретного ступеня кодування, схеми ущільнення, схеми модуляції, і так далі, що використовуються системою для такого режиму передачі) і для каналу з AWGN. Необхідне SNR може бути одержане за допомогою машинного моделювання, емпіричних вимірювань, і так далі, як відомо у даній галузі техніки. Таблиця відповідності може бути використана, щоб зберігати множину підтримуваних режимів передачі та їх необхідних SNR. Робоче SNR для кожної широкосмугової власної моди, gор,m, може бути надане таблиці відповідності, яка потім надає режим передачі qm такій широкосмуговій власній моді. Цей режим передачі qm підтриманий режимом передачі з найвищою швидкістю передачі даних і необхідним SNR, greg,m, яке менше ніж або дорівнює робочому SNR (тобто, greg,m£gор,m). Таблиця відповідності таким чином вибирає найвищу можливу швидкість передачі даних для кожної широкосмугової власної моди на основі робочого SNR для такої широкосмугової власної моди. D. Перерозподілення потужності, що передається Для етапу 820 за Фіг.8, надмірна потужність, що передається, для кожної широкосмугової власної моди визначена і перерозподілена, щоб поліп шити пропускну здатність. Наступні терміни використані для подальшого опису: - Активна широкосмугова власна мода - широкосмугова власна мода з ненульовою швидкістю передачі даних (тобто, режимом передачі, що має індекс від 1 до 13 включно за таблицею 2); - Насичена широкосмугова власна мода - широкосмугова власна мода з максимальною швидкістю передачі даних (тобто, режим передачі, що має індекс 13); і - Ненасичена широкосмугова власна мода активна широкосмугова власна мода з ненульовою швидкістю передачі даних, меншою ніж максимальна швидкість передачі даних (тобто, режим передачі, що має індекс від 1 до 12 включно). Робоче SNR для широкосмугової власної моди може бути меншим, ніж найменше необхідне SNR у таблиці відповідності (тобто, gор,m