Пілот-сигнали для комунікаційної системи з множиною входів і множиною виходів (мімо)

1. Спосіб генерації пілот-сигналу у безпровідній комунікаційній системі з множиною входів і множиною виходів (МІМО), що містить етапи, на яких: одержують пілотний символ для кожної антени з множини антен; одержують ортогональну послідовність для кожної антени з множини антен, причому множині 2 (19) 1 3 83472 4 множиною виходів (МІМО), що використовує м уусереднюють оцінки відгуку каналу по множині льтиплексування з ортогональним розділенням кадрів, в яких приймають МІМО пілот-сигнал. частот (OFD M), що містить множину ортогональ15. Спосіб генерації направленого пілот-сигналу у них пілот-сигналів, придатних для передачі через безпровідній комунікаційній системі з множиною множину антен, причому спосіб містить етапи, на входів і множиною виходів (МІМО), що містить яких: етапи, на яких: одержують набір пілотних символів для кожної одержують перший пілотний символ, призначеантени з множини антен, причому набір пілотних ний для передачі через множину антен; символів реалізований з можливістю передачі по одержують перший напрямний вектор для пернабору піддіапазонів; шого просторового каналу МІМО каналу; і одержують ортогональну послідовність для кожобробляють перший пілотний символ з першим ної антени з множини антен, причому множині напрямним вектором для одержання першої груантен призначені різні ортогональні послідовноспи символів передачі, один символ передачі для ті; і кожної з множини антен, причому перша група виконують покривання набору пілотних символів символів передачі призначена для направленого для кожної антени ортогональною послідовністю пілот-сигналу для першого просторового каналу. для даної антени для одержання набору послідо16. Спосіб за п. 15, що додатково містить етапи, вностей покритих пілотних символів для даної на яких: антени; і одержують другий пілотний символ, призначений обробляють набір послідовностей покритих пілодля передачі через множину антен; тних символів для кожної антени для одержання одержують другий напрямний вектор для другого послідовності OFDM символів для даної антени, просторового каналу МІМО каналу;і причому множину послідовностей OFDM симвообробляють другий пілотний символ з другим лів для множини ортогональних пілот-сигналів напрямним вектором для одержання другої гр упи одержують для множини антен. символів передачі для направленого пілот10. Спосіб за п. 9, в якому пілотні символи у насигналу для другого просторового каналу. борі вибирають таким чином, що сигнали, які ге17. Спосіб за п. 16, що додатково містить етапи, неруються на основі пілотних символів, мають на яких: малу варіацію співвідношення пікове значенпередають першу груп у символів передачі через ня/середнє значення амплітуди. множину антен у першому періоді символу; і 11. Спосіб за п. 9, в якому один набір пілотних передають другу гр упу символів передачі через символів одержують і використовують для мномножину антен у др угому періоді символу. жини антен. 18. Спосіб за п. 16, що додатково містить етапи, 12. Спосіб прийому МІМО пілот-сигналу у безна яких: провідній комунікаційній системі з множиною вхопередають першу груп у символів передачі через дів і множиною виходів (МІМО), який містить намножину антен у першому піддіапазоні; і бір ортогональних пілот-сигналів, що передають другу гр упу символів передачі через передаються через набір передавальних антен, множину антен у др угому піддіапазоні. причому спосіб містить етапи, на яких: 19. Спосіб за п. 18, в якому першу і другу гр упи одержують перший набір послідовностей симвосимволів передають в одному періоді символу. лів від набору приймальних антен, одна послідо20. Спосіб за п.16, в якому перший і другий навність символів для кожної приймальної антени, прямні вектори зв'язані з першою і другою власпричому перший набір послідовностей символів ними модами, відповідно, матриці відгуку каналу служить для МІМО пілот-сигналу, і при цьому для МІМО каналу, причому перший і другий проснабір ортогональних пілот-сигналів для МІМО торовий канали відповідають першій і другій влапілот-сигналу генерують, базуючись на пілотному сним модам, відповідно. символі і наборі ортогональних послідовностей, 21. Спосіб за п. 16, в якому перший і другий напризначених набору передавальних антен, один прямні вектори є взаємно ортогональними. ортогональний пілот-сигнал для кожної переда22. Спосіб за п. 15, в якому перший напрямний вальної антени; вектор одержують, базуючись на власному векобробляють кожну послідовність символів у перторі в унітарній матриці, для матриці відгуку кашому наборі з пілотним символом для одержання налу для МІМО каналу. відповідної послідовності символів у другому на23. Спосіб за п. 15, в якому перший напрямний борі; і вектор включає в себе множину елементів, що знімають покриття кожної послідовності символів мають однакову величину, один елемент для за допомогою набору ортогональних послідовнокожної з множини антен. стей для одержання оцінок відгуку каналу між 24. Спосіб за п. 15, в якому перший напрямний набором передавальних антен і приймальною вектор зв'язаний з основною власною модою маантеною, зв'язаною з послідовністю символів у триці відгуку каналу для МІМО каналу. другому наборі. 25. Пристрій для генерації направленого пілот13. Спосіб за п. 12, в якому оцінки відгуку каналу сигналу у безпровідній комунікаційній системі з для кожної приймальної антени включають в семножиною входів і множиною виходів (МІМО), що бе оцінку посилення каналу для кожної з передамістить: вальних антен і приймальної антени. засіб одержання першого пілотного символу, при14. Спосіб за п. 12, що додатково включає в себе значеного для передачі через множину антен; етап, на якому: 5 83472 6 засіб одержання першого напрямного вектора одержують другий набір напрямних векторів для для першого просторового каналу МІМО каналу; і першого просторового каналу другого набору засіб обробки першого пілотного символу з перпіддіапазонів; і шим напрямним вектором для одержання першої обробляють другий набір пілотних символів з групи символів передачі, один символ передачі другим набором напрямних векторів для одердля кожної з множини антен, причому перша гружання другого набору векторів символів, один па символів передачі призначена для направлевектор символів у другому наборі векторів симного пілот-сигналу для першого просторового волів для кожного піддіапазону у другому наборі каналу. піддіапазонів, причому кожний вектор символів у 26. Пристрій за п. 25, що додатково містить: другому наборі векторів символів відповідає назасіб одержання другого пілотного символу, приправленому пілот-сигналу для першого простозначеного для передачі через множину антен; рового каналу піддіапазону, зв'язаного з вказазасіб одержання другого напрямного вектора для ним вектором символів. другого просторового каналу МІМО каналу; і 31. Спосіб за п. 30, що додатково містить етапи, засіб обробки другого пілотного символу з другим на яких: напрямним вектором для одержання другої гр упи передають перший набір векторів символів через символів передачі для направленого пілотмножину антен першого набору піддіапазонів; і сигналу для другого просторового каналу. передають другий набір векторів символів через 27. Спосіб генерації направленого пілот-сигналу у множину антен другого набору піддіапазонів. безпровідній комунікаційній системі з множиною 32. Спосіб за п. 31, в якому перший набір векторів входів і множиною виходів (МІМО), яка викориссимволів і другий набір векторів символів перетовує мультиплексування з ортогональним роздідають в одному періоді символу. ленням частот, що містить етапи, на яких: 33. Спосіб за п. 27, в якому пілотні символи у перодержують перший набір пілотних символів, пришому наборі вибирають таким чином, що сигназначений для передачі через множину антен по ли, які генеруються на основі пілотних символів, першому набору піддіапазонів; мають малу варіацію співвідношення пікове знаодержують перший набір напрямних векторів для чення/середнє значення. першого просторового каналу першого набору 34. Спосіб прийому направленого пілот-сигналу у піддіапазонів; і безпровідній комунікаційній системі з множиною обробляють перший набір пілотних символів з входів і множиною виходів (МІМО), що містить першим набором напрямних векторів для одеретапи, на яких: жання першого набору векторів символів, один приймають першу групу символів від множини вектор символів у першому наборі векторів симантен для першого направленого пілот-сигналу волів для кожного піддіапазону у першому наборі через перший просторовий канал МІМО каналу у піддіапазонів, причому кожний вектор символів у МІМО системі, причому направлений пілотпершому наборі векторів символів включає в сесигнал генерують, базуючись на пілотному симбе множину символів передачі для множини анволі і першому напрямному векторі для першого тен і відповідає направленому пілот-сигналу для просторового каналу; першого просторового каналу піддіапазону, зв'яобробляють першу гр упу символів з вказаним заного з вказаним вектором символів. пілотним символом для одержання другої гр упи 28. Спосіб за п. 21, що додатково містить етапи, символів; на яких: визначають перший фактор масштабування, баодержують другий набір напрямних векторів для зуючись на оцінці потужності для символів у педругого просторового каналу першого набору ршій групі; і піддіапазонів; і виконують масштабування символів у другій групі обробляють перший набір пілотних символів з на перший фактор масштабування для одержандругим набором напрямних векторів для одерня другого напрямного вектора для першого прожання другого набору векторів символів, причому сторового каналу. кожний вектор символів у другому наборі векторів 35. Спосіб за п. 34, в якому перший направлений символів відповідає направленому пілот-сигналу пілот-сигнал передають протягом множини перідля другого просторового каналу піддіапазону, одів символів, причому спосіб додатково містить зв'язаного з вказаним вектором символів. етап, на якому: 29. Спосіб за п. 28, що додатково містить етапи, виконують підсумовування символів у другій групі на яких: для множини періодів символів. передають перший набір векторів символів через 36. Спосіб за п. 34, що додатково містить етап, на множину антен першого набору піддіапазонів у якому: першому періоді символу; і виводять узгоджений фільтр для першого проспередають другий набір векторів символів через торового каналу, базуючись на другому напряммножину антен першого набору піддіапазонів у ному векторі. другому періоді символу. 37. Спосіб за п. 34, в якому другий напрямний 30. Спосіб за п. 27, що додатково містить етапи, вектор використовують для просторової обробки на яких: при передачі даних через МІМО канал. одержують другий набір пілотних символів, при38. Спосіб за п. 34, що додатково містить етап, на значений для передачі через множину антен по якому: другому набору піддіапазонів; виводять узгоджений фільтр часового домену для першого просторового каналу, базуючись на 7 83472 8 другому напрямному векторі для першого просодержують множину ортогональних послідовносторового каналу. тей для множини антен, причому множині антен 39. Спосіб за п. 38, в якому узгоджений фільтр призначені різні ортогональні послідовності, і часового домену містить імпульс узгодженого виконують покривання першого пілотного симвофільтра для кожної з множини антен. лу кожної з множини ортогональних послідовнос40. Спосіб за п. 34, що додатково містить етапи, тей для одержання відповідного одного з множина яких: ни ортогональних пілот-сигналів. приймають третю групу символів від множини 48. Спосіб за п. 47, в якому множина ортогональантен для другого направленого пілот-сигналу, них послідовностей є послідовностями Уолша. прийнятого через другий просторовий канал МІ49. Спосіб за п. 41, в якому направлений пілотМО каналу, причому другий направлений пілотсигнал, що приймається від другої сутності, обсигнал генерують, базуючись на вказаному пілоробляють для одержання оцінки щонайменше тному символі і першому напрямному векторі для одного напрямного вектора для першої лінії. другого просторового каналу; 50. Спосіб за п. 41, в якому МІМО система викообробляють третю груп у символів з вказаним ристовує мультиплексування з ортогональним пілотним символом для одержання четвертої розділенням частот (OFD M). групи символів; 51. Спосіб за п. 50, в якому МІМО пілот-сигнал визначають другий фактор масштабування, бапередають по множині піддіапазонів. зуючись на оцінці потужності для символів у тре52. Спосіб за п. 50, в якому направлений пілоттій групі; і сигнал приймають по множині піддіапазонів. виконують масштабування символів у четвертій 53. Спосіб обробки пілот-сигналів у першій сутногрупі на другий фактор масштабування для одесті у безпровідній комунікаційній системі з мноржання другого напрямного вектора для другого жиною входів і множиною виходів (МІМО), що просторового каналу. містить етапи, на яких: 41. Спосіб обробки пілот-сигналів у першій сутногенерують пілот-сигнал маяка, базуючись на персті у безпровідній комунікаційній системі з мношому пілотному символі, причому пілот-сигнал жиною входів і множиною виходів (МІМО), що маяка містить загальний пілот-сигнал, придатний містить етапи, на яких: для передачі через кожну з множини антен по генерують множину ортогональних пілот-сигналів висхідній лінії у МІМО системі; для МІМО пілот-сигналу, базуючись на першому генерують множину ортогональних пілот-сигналів пілотному символі і множині ортогональних подля МІМО пілот-сигналу, базуючись на другому слідовностей для множини антен, причому мнопілотному символі і множині ортогональних пожина ортогональних пілотних сигналів призначеслідовностей для множини антен, причому мнона для передачі через множину антен по першій жина ортогональних пілотних сигналів призначелінії; і на для передачі через множину антен по обробляють направлений пілот-сигнал, прийнянизхідній лінії; і тий від другої сутності через просторовий канал обробляють направлений пілот-сигнал, прийняпо другій лінії, причому направлений пілот-сигнал тий від другої сутності через просторовий канал генерують, базуючись на другому пілотному симпо висхідній лінії у МІМО системі, причому направолі і напрямному векторі для вказаного простовлений пілот-сигнал генерують, базуючись на рового каналу, і при цьому напрямний вектор третьому пілотному символі і напрямному векторі одержують, базуючись на МІМО пілот-сигналі. для вказаного просторового каналу, і при цьому 42. Спосіб за п. 41, в якому перша лінія являє напрямний вектор одержують, базуючись на МІсобою низхідну лінію і друга лінія являє собою МО пілот-сигналі. висхідну лінію МІМО системи. 54. Спосіб за п. 53, в якому направлений пілот43. Спосіб за п. 41, в якому перша лінія і друга сигнал, прийнятий від другої сутності, оброблялінія займають одну смугу часто т з використанють для одержання оцінки щонайменше одного ням дуплексного зв'язку з часовим розділенням. напрямного вектора для низхідної лінії. 44. Спосіб за п. 43, в якому перша лінія і друга 55. Спосіб за п. 53, в якому МІМО система виколінія є каліброваними, і першу лінію оцінюють як ристовує мультиплексування з ортогональним взаємообернену до др угої лінії. розділенням частот (OFDM), причому пілот45. Спосіб за п. 41, що додатково включає в себе сигнал маяка генерують, базуючись на першому етап, на якому: наборі пілотних символів, і передають по першогенерують пілот-сигнал маяка, базуючись на трему набору піддіапазонів, при цьому МІМО пілоттьому пілотному символі, причому пілот-сигнал сигнал генерують, базуючись на другому наборі маяка містить загальний пілот-сигнал, придатний пілотних символів, і передають по другому набодля передачі через кожну з множини антен по ру піддіапазонів. першій лінії. 56. Спосіб генерації направленого пілот-сигналу у 46. Спосіб за п. 41, що додатково включає в себе безпровідній комунікаційній системі з множиною етап, на якому: входів і множиною виходів (МІМО), що містить генерують пілот-сигнал несучої для передачі по етапи, на яких: першій лінії, що використовується другою сутнісоцінюють відгук каналу першої лінії у МІМО систю для відслідковування фази. темі; 47. Спосіб за п. 41, в якому генерація пілотодержують набір напрямних векторів для другої сигналу включає в себе етапи, на яких: лінії у МІМО системі, базуючись на оцінці відгуку каналу для першої лінії; і 9 83472 10 генерують направлений пілот-сигнал для просто64. Точка доступу за п. 63, в якій передавальний рового каналу другої лінії, базуючись на напрямпросторовий процесор додатково виконаний з ному векторі з набору напрямних векторів. можливістю генерації пілот-сигналу маяка, базу57. Спосіб за п. 56, що додатково містить етап, на ючись на третьому пілотному символі, причому якому: пілот-сигнал маяка містить загальний пілотпередають направлений пілот-сигнал по другій сигнал, придатний для передачі через кожну з лінії. множини антен по низхідній лінії. 58. Спосіб за п. 56, що додатково містить етап, на 65. Точка доступу за п. 63, в якій множина ортоякому: гональних послідовностей являє собою послідовприймають МІМО пілот-сигнал по першій лінії, ності Уолша. причому МІМО пілот-сигнал містить множину ор66. Точка доступу за п. 63, в якій МІМО система тогональних пілот сигналів, генерованих, базуювикористовує мультиплексування з ортогональчись на множині ортогональних послідовностей, і ним розділенням частот (OFDM), причому МІМО переданих по першій лінії через множину антен, пілот-сигнал генерують для першого набору підпри цьому відгук каналу першої лінії оцінюють, діапазонів, при цьому направлений пілот-сигнал базуючись на прийнятому МІМО пілот-сигналі. приймають по другому набору піддіапазонів. 59. Спосіб за п. 56, в якому набір напрямних век67. Термінал у безпровідній комунікаційній систорів для другої лінії одержують шляхом викотемі з множиною входів і множиною виходів (МІнання розкладання матриці відгуку каналу для МО), що містить: оцінки відгуку каналу першої лінії. приймальний просторовий процесор, виконаний з 60. Спосіб за п. 56, в якому перша лінія являє можливістю обробки МІМО пілот-сигналу, прийнсобою низхідну лінію, а друга лінія являє собою ятого від точки доступу по низхідній лінії у МІМО висхідну лінію у МІМО системі. системі, для одержання оцінок відгуку каналу для 61. Спосіб за п. 56, в якому генерація включає в низхідної лінії, причому МІМО пілот-сигнал міссебе етап, на якому: тить множину ортогональних пілот-сигналів, гевиконують формування променя для пілотного нерованих, базуючись на пілотному символі і символу, використовуючи інформацію як про аммножині ортогональних послідовностей, признаплітуду, так і про фазу, для напрямного вектора чених множині антен у точці доступу, один ортодля генерації направленого пілот-сигналу. гональний пілот-сигнал для кожної з множини 62. Спосіб за п. 56, в якому генерація включає в антен; і себе етап, на якому: передавальний просторовий процесор, виконавиконують направлення променя для пілотного ний з можливістю генерації направленого пілотсимволу, використовуючи інформацію про фазу сигналу, базуючись на другому пілотному символі для напрямного вектора для генерації направлеі напрямному векторі для просторового каналу ного пілот-сигналу. висхідної лінії у МІМО системі. 63. Точка доступу у безпровідній комунікаційній 68. Термінал за п. 67, що додатково містить: системі з множиною входів і множиною виходів контролер, виконаний з можливістю виведення (МІМО), що містить: напрямного вектора для просторового каналу передавальний просторовий процесор, виконависхідної лінії, базуючись на оцінках відгук у кананий з можливістю генерації множини ортогональлу, одержаних для низхідної лінії. них пілот-сигналів для МІМО пілот-сигналу, ба69. Термінал за п. 68, в якому контролер реалізозуючись на першому пілотному символі і множині ваний з можливістю виконання розкладання матортогональних послідовностей для множини анриці відгуку каналу для оцінок відгуку каналу низтен, причому множина ортогональних пілотхідної лінії для виведення напрямного вектора сигналів призначена для передачі через множину для просторового каналу висхідної лінії. антен по низхідній лінії у МІМО системі; і 70. Термінал за п. 67, в якому МІМО система виприймальний просторовий процесор, виконаний з користовує мультиплексування з ортогональним можливістю обробки направленого пілот-сигналу, розділенням частот (OFDM), причому оцінки відприйнятого від термінала через просторовий кагук у каналу одержують для кожного піддіапазону нал по висхідній лінії у МІМО системі, причому з першої множини піддіапазонів, базуючись на направлений пілот-сигнал генерують у терміналі, МІМО пілот-сигналі, прийнятому по вказаному базуючись на другому пілотному символі і напіддіапазону, при цьому направлений пілотпрямному векторі для вказаного просторового сигнал генерують для кожного піддіапазону з друканалу, при цьому напрямний вектор одержують гої множини піддіапазонів. у терміналі, базуючись на МІМО пілот-сигналі, прийнятому по низхідній лінії. Даний винахід відноситься, у загальному випадку, до обміну даними і, більш точно, до пілотсигналів, придатних для використання у комунікаційних системах з множиною входів і множиною виходів. МІМО-система використовує для передачі даних декілька (ΝT) передавальних антен і декілька (NR) приймальних антен. ΜΙΜΟ канал, сфо рмований ΝT передавальними і NR приймальними антенами може бути розкладений на NS незалежних каналів, що називаються власними модами, де NS£msn{NT, NR}. Кожний з NS незалежних каналів відповідає розмірності. Система ΜΙΜΟ може забезпечити поліпшену продуктивність (тобто, збільшену ємність при передачі і/або підвищену надійність) при використанні додаткової розмір 11 83472 12 ності, утвореної множиною передавальних і принаправлений опорний сигнал або направлений ймальних антен. пілот-сигнал і пілот-сигнал несучої. Пілот-сигнал У безпровідній комунікаційній системі дані, маяка передається через всі передавальні антепризначені для передачі, спочатку використовуни і може бути використаний для одержання тайють для модуляції радіочастотної (РЧ) несучої, мування і частоти. ΜΙΜΟ пілот-сигнал також педля генерації РЧ модульованого сигналу, який редається через всі передавальні антени, але краще підходить для передачі по безпровідному його покривають різними ортогональними кодаканалу. У випадку ΜΙΜΟ системи можуть генеруми, призначеними передавальним антенам. ватися і одночасно передаватися через Ν Т переΜΙΜΟ пілот-сигнал може використовуватися для давальних антен до Ν Т РЧ модульованих сигнаоцінки каналу. Направлений опорний сигнал пелів. Передані РЧ модульовані сигнали можуть редають на визначених власних модах ΜΙΜΟ досягати NR приймальних антен по декількох каналу, і він є специфічним для кожного користушляха х поширення у безпровідному каналі. Хавальницького термінала. Направлений опорний рактеристики шляхів поширення, як правило, сигнал може бути використаний для оцінки каназмінюються з плином часу завдяки декільком фалу і, можливо, для керування швидкістю. Пілоткторам, таким як, наприклад, завмирання, багасигнал несучої може передаватися по визначених топроменеве поширення і зовнішні перешкоди. призначених піддіапазонах/антенах і може бути Отже, модульовані РЧ сигнали, що передаються, використаний для відслідковування фази сигналу можуть піддаватися впливам різних станів каналу несучої. (наприклад, різних ефектів завмирання і багатоБазуючись на різних комбінаціях вказаних променевого поширення), і можуть бути пов'язані типів пілот-сигналів, можуть бути визначені різні з різними комплексними посиленнями і співвідсхеми передачі пілот-сигналу. Наприклад, у виношеннями сигнал/шум (ССШ). падку низхідної лінії точка доступу може передаДля досягнення високої продуктивності часто вати пілот-сигнал маяка, ΜΙΜΟ пілот-сигнал і буває необхідно характеризувати відгук безпропілот-сигнал несучої для всіх користувальницьких відного каналу. Наприклад, відгук каналу може терміналів в її зоні покриття і необов'язково може бути необхідний у передавачі для виконання пропередавати направлений опорний сигнал будьсторової обробки (описаної нижче) даних, що якому активному користувальницькому термінапередаються у приймач. Відгук каналу також молу, який приймає передачу по низхідній лінії від же бути необхідний у приймачі для виконання даної точки доступу. просторової обробки прийнятих сигналів для відУ випадку висхідної лінії, користувальницький новлення переданих даних. термінал може передавати ΜΙΜΟ пілот-сигнал У багатьох безпровідних комунікаційних сисдля калібрування і може передавати направлетемах пілот-сигнал передається передавачем ний опорний сигнал і пілот-сигнал несучої, якщо для сприяння приймачу для виконання деяких він запланований (наприклад, для передачі даних функцій. Пілот-сигнал, як правило, генерують, по низхідній лінії і/або висхідній лінії). базуючись на відомих символах, і обробляють Різні аспекти варіанту здійснення даного вивідомим способом. Пілот-сигнал може бути виконаходу більш детально описані нижче. ристаний у приймачі для оцінки каналу, одержанВідмітні особливості і суть даного винаходу ня таймування і частоти, демодуляції даних і т.д. стануть більш зрозумілими з докладного опису, При розробці ΜΙΜΟ пілот-сигналу доводиться що наводиться нижче, при розгляді разом з кресстикатися з різними проблемами. З одного боку, леннями, на яких однакові посилальні позиції оскільки передача пілот-сигналу являє собою означають однакові елементи, і на яких: службову інформацію у ΜΙΜΟ системі, бажано На Фіг.1 показана ΜΙΜΟ система з множинмінімізувати передачу пілот-сигналу наскільки це ним доступом; можливо. Крім цього, якщо ΜΙΜΟ система являє На Фіг.2 показана ілюстративна структура касобою систему з множинним доступом, яка піддру для передачі даних у TDD ΜΙΜΟ-OFDM систримує зв'язок з множиною користувачів, то стр утемі; ктура пілот-сигналу повинна бути розроблена На Фіг.3 показані передачі пілот-сигналу по таким чином, що пілот-сигнали, необхідні для низхідній лінії і висхідній лінії для ілюстративної підтримки множини користувачів, не займають схеми передачі пілот-сигналу; значну частину доступних ресурсів системи. На Фіг.4 показана блок-схема точки доступу і Таким чином, у даній галузі техніки існує покористувальницького термінала; треба у пілот-сигналах для ΜΙΜΟ систем, які заНа Фіг.5 показана блок-схема ТХ простороводовольняють викладені вище вимоги. го процесора, виконаного з можливістю генерації У даному описі пропонуються пілот-сигнали, пілот-сигналу маяка; придатні для використання у ΜΙΜΟ системах. На Фіг.6А показана блок-схема ТХ простороВказані пілот-сигнали реалізовані з можливістю вого процесора, виконаного з можливістю генепідтримки різних функцій, які можуть бути необрації ΜΙΜΟ пілот-сигналу; хідними для належної роботи системи, наприНа Фіг.6В показана блок-схема RX простороклад, одержання таймування і частоти, оцінки вого процесора, виконаного з можливістю наданканалу, калібрування і т.д. Пілот-сигнали можуть ня оцінки відгуку каналу, базуючись на прийняторозглядатися як приналежні до різних типів, розму ΜΙΜΟ пілот-сигналі; роблених і використовуваних для різних функцій. На Фіг.7А показана блок-схема ТХ простороРізні типи пілот-сигналів можуть включати в вого процесора, виконаного з можливістю генесебе: пілот-сигнал маяка, ΜΙΜΟ пілот-сигнал, рації направленого опорного пілот-сигналу; 13 83472 14 На Фіг.7В показана блок-схема RX просторотермінала у точку доступу. Як використовується у вого процесора, виконаного з можливістю наданданому описі, "активний" користувальницький ня оцінки відгуку каналу, базуючись на прийнятотермінал являє собою термінал, що приймає пему направленому опорному сигналі. редачу по низхідній лінії від точки доступу і/або Використовуване у даному описі слово "ілюсведе передачу по висхідній лінії у точку доступу. тративний" означає "такий, що служить як приНа Фіг.1 точка 110а доступу обмінюється даклад, ілюстрація". Будь-який варіант здійснення, ними з користувальницькими терміналами 120aвикладений у даному описі як "ілюстративний", не 120f, а точка 110b доступу обмінюється даними з треба розглядати як переважний або такий, що користувальницькими терміналами 120f-120k. має переваги над іншими варіантами здійснення. Призначення користувальницьких терміналів точНа Фіг.1 показана ΜΙΜΟ система 100 з мнокам доступу, як правило, базується на силі сигжинним доступом, яка підтримує множину корисналу, що приймається, а не на відстані. У будьтувачів і виконана з можливістю реалізації пілотякий даний момент часу користувальницький сигналів, що розглядаються у даному описі. термінал може приймати передачу по низхідній ΜΙΜΟ система 100 включає в себе множину точок лінії від однієї або множини точок доступу. Конт110 доступу (АР), які підтримують зв'язок з мноролер 130 системи з'єднаний з точками 110 дожиною користувальницьких терміналів 120 (UT). ступу і може бути реалізований з можливістю Для простоти, на Фіг.1 показані тільки дві точки виконання декількох функцій, таких як (1) коордидоступ у 110а і 110b. Точка доступу, у загальному нація і керування приєднаними до нього точками випадку, являє собою нерухому станцію, яка видоступ у, (2) маршрутизація даних між цими точкористовується для зв'язку з користувальницькиками доступу, і (3) доступ до системи і керування ми терміналами. Точка доступу також може назиобміном даними з користувальницькими термінаватися базовою станцією або яким-небудь іншим лами, що обслуговуються цими точками доступу. терміном. І. Пілот-сигнали Користувальницькі термінали 120 можуть буУ даному описі пропонуються пілот-сигнали, ти розподілені по системі. Кожний користувальпридатні для використання у ΜΙΜΟ системах, ницький термінал може являти собою нерухомий наприклад, такій як показана на Фіг.1. Ці пілотабо мобільний термінал, який може обмінюватисигнали можуть підтримувати різні функції, які ся даними з точкою доступу. Користувальницький можуть бути необхідними для належної роботи термінал також може називатися терміналом системи, наприклад, одержання таймування і доступ у, мобільною станцією, віддаленою станцічастоти, оцінка каналу, калібрування і т.д. Пілотєю, пристроєм користувача (UE), безпровідним сигнали можуть розглядатися як приналежні до пристроєм або яким-небудь іншим терміном. Корізних типів, розроблених і використовуваних для жний користувальницький термінал може обмірізних цілей. У таблиці 1 перераховані чотири нюватися даними з однією або, можливо, множитипи пілот-сигналів і їх короткі описи для ілюстраною точок доступу по низхідній лінії і/або тивного варіанту здійснення пілот-сигналу. Також висхідній лінії у будь-який даний момент часу. може бути визначена менша кількість типів пілотНизхідна лінія (тобто, пряма лінія) відноситься до сигналів, інші типи пілот-сигналів і/або додаткові передачі від точки доступу у користувальницький типи пілот-сигналів, і це знаходиться у межах термінал, а висхідна лінія (тобто, зворотна лінія) об'єму даного винаходу. відноситься до передачі від користувальницького Таблиця 1 Типи пілот сигналів Тип пілот-сигналу Опис пілот-сигнал, що передається через всі передавальні антени і використовується для одержання даних про таймування і частоту пілот-сигнал, що передається через всі передавальні антени з різними ортогональΜΙΜΟ пілот-сигнал ними кодами і використовується для оцінки каналу направлений опорний пілот-сигнал, що передається через визначені власні моди ΜΙΜΟ каналу для визначеного користувальницького термінала і використовується для оцінки каналу і, сигнал можливо, керування швидкістю пілот-сигнал несучої пілот-сигнал, що використовується для відслідковування фази несучої пілот-сигнал маяка Направлений опорний сигнал і направлений пілот-сигнал є синонімами. Базуючись на різних комбінаціях вказаних типів пілот-сигналів, можуть бути визначені різні схеми передачі пілот-сигналу. Наприклад, у випадку низхідної лінії точка доступу може передавати пілот-сигнал маяка, ΜΙΜΟ пілот-сигнал і пілот-сигнал несучої для всіх користувальницьких терміналів в її зоні покриття і необов'язково може передавати направлений опорний сигнал будьякому активному користувальницькому терміналу, який приймає передачу по низхідній лінії від даної точки доступу. У випадку висхідної лінії, користувальницький термінал може передавати ΜΙΜΟ пілот-сигнал для калібрування і може передавати направлений опорний сигнал і пілотсигнал несучої, якщо він запланований (наприклад, для передачі даних по низхідній лінії і/або 15 83472 16 висхідній лінії). Обробка при передачі і прийомі піддіапазонів даних і 4 піддіапазони пілотцих різних типів пілот-сигналу більш детально сигналу, а 12 піддіапазонів, що залишилися, не описана нижче. використовуються. Така структура піддіапазонів Пілот-сигнали, що розглядаються у даному OFDM більш детально описана у зазначеній виописі, можуть використовуватися у різних типах ще попередній [заявці на патент США ΜΙΜΟ систем. Наприклад, пілот-сигнали можуть №60/421,309]. Для ΜΙΜΟ-OFD M системи також бути використані (1) у ΜΙΜΟ системах з однією може бути реалізована різна кількість піддіапазонесучою, (2) у ΜΙΜΟ системах з множиною несунів та інші структури піддіапазонів OFDM, і це чих, які використовують мультиплексування з знаходиться у межах об'єму даного винаходу. ортогональним розділенням частот (OFDM), або У випадку OFDM, дані, призначені для переякий-небудь інший спосіб модуляції з множиною дачі у кожному використовуваному піддіапазоні, несучих, (3) у ΜΙΜΟ системах, в яких реалізовані спочатку модулюють (тобто, виконують відобраспособи множинного доступу, такі як множинний ження символів), використовуючи конкретну схедоступ з частотним розділенням каналів (FDMA), му модуляції (наприклад, BPSK, QPSK або Mмножинний доступ з часовим розділенням канаQAM), вибрану для використання у цьому піддіалів (TDMA) і множинний доступ з кодовим роздіпазоні. У кожному використовуваному піддіапазоленням каналів (CDMA), (4) у ΜΙΜΟ системах, в ні у кожний період символу може передаватися яких для передачі даних реалізоване мультиплеодин символ модуляції. Кожний символ модуляції ксування з частотним розділенням (FDM), мульявляє собою комплексне значення для визначетиплексування з часовим розділенням (TDM) ної точки у сигнальному сузір'ї, відповідному вибі/або мультиплексування з кодовим розділенням, раній схемі модуляції. У невикористовуваних під(5) у ΜΙΜΟ системах, в яких для каналів низхідної діапазонах можуть передаватися сигнали з лінії і висхідної лінії реалізований дуплексний нульовим значенням. Для кожного періоду симзв'язок з часовим розділенням (TDD), дуплексний волу OFD M символи модуляції для використовузв'язок з частотним розділенням (FDD) і/або дупваних піддіапазонів і нульові значення сигналів лексний зв'язок з кодовим розділенням (CDD), і для невикористовуваних піддіапазонів (тобто, (6) в інших типах ΜΙΜΟ систем. Для простоти, символи модуляції і нулі для всіх N F піддіапазопілот-сигнали описані нижче спочатку для ΜΙΜΟ нів) перетворюють у часовий домен, використосистеми, що реалізує OFDM (тобто, ΜΙΜΟ-OFD M вуючи обернене швидке перетворення Фур'є системи), а потім для TDD ΜΙΜΟ-OFDM системи. (IFFT) для одержання перетвореного символу, OFDM е фективно розділяє всю смугу частот який містить NF вибірок часового домену. Для системи на декілька (NF) ортогональних піддіапапротидії міжсимвольній інтерференції (ISI) частизонів, які також називаються тонами, частотними ну кожного перетвореного символу звичайно побінами або частотними підканалами. У випадку вторюють (що також називається додаванням OFDM кожний піддіапазон зв'язаний з відповідциклічного префікса) для формування відповідноною піднесучою, яка може бути модульована даго OFDM символу, який потім передають по безними. У випадку МІМО-OFDM системи кожний провідному каналу. Період OFDM символу, який піддіапазон може бути зв'язаний з декількома часто називають у даному описі періодом симвовласними модами, і кожна власна мода кожного лу, відповідає тривалості одного OFDM символу. піддіапазону може розглядатися як незалежний 1. Пілот-сигнал маяка канал передачі. Пілот-сигнал маяка включає в себе визначеДля простоти, нижче описана конкретна струний набір пілотних символів, який передають ктура пілот-сигналу для ілюстративної ΜΙΜΟчерез кожну з Ν Т передавальних антен. Той же OFDM системи. У цій ΜΙΜΟ-OFD M системі смуга самий набір пілотних символів передають протячастот системи розділена на 64 ортогональних гом Ν Β періодів символів, призначених для перепіддіапазони (тобто, NF=64), яким призначені індачі пілот-сигналу маяка. У загальному випадку декси від -32 до +31. З цих 64 піддіапазонів 48 ΝΒ може являти собою будь-яке ціле число, біпіддіапазонів (наприклад, з індексами ±{1, ..., 6, 8, льше або таке, що дорівнює одиниці. ..., 20, 22, ..., 26}) можуть використовува тися для В одному з ілюстративних варіантів здійсненпередачі даних, 4 піддіапазони (наприклад, з іння набір пілотних символів для пілот-сигналу мадексами ±{7, 21}) можуть бути використані для яка являє собою набір з 12 символів модуляції пілот-сигналу несучої і, можливо, для сигналізаBPSK, який називається OFDM символом "В". 12 ції, піддіапазон DC (з індексом 0) не використовусимволів модуляції BPSK для OFDM символу В ється, і піддіапазони, що залишилися, також не наведені у таблиці 2. По 52 невикористовуваних використовуються і служать як охоронні піддіапапіддіапазонах, що залишилися, передають сигназони. Таким чином, з 64 піддіапазонів 52 "викорили з нульовим значенням. стовуваних" піддіапазони включають в себе 48 17 83472 18 Таблиця 2 Пілотні символи Пілот- ΜΙΜΟ Пілот- ΜΙΜΟ Пілот- ΜΙΜΟ Пілот- ΜΙΜΟ Індекс Індекс під- сигнал пілотсигнал пілот- Індекс під- сигнал пілот- Індекс під- сигнал пілотдіапазону маяка сигнал піддіапа- маяка сигнал діапазону маяка сигнал діапазону маяка сигнал зону b(k) р(к) b(k) Р(b) b(k) P(k) b(k) P(k) 0 0 -13 0 1-j 1 0 1-j 15 0 1+j -26 0 -1-j -12 -1-j 1-j 2 0 -1-j 16 1+j -1+j -25 0 -1+j -11 0 -1-j 3 0 -1-j 17 0 -1+j -24 1+j -1+j -10 0 -1-j 4 -1-j -1-j 18 0 1-j -23 0 -1+j -9 0 1-j 5 0 -1+j 19 0 1+j -22 0 1-j -8 -1-j -1-j 6 0 1+j 20 1+j -1+j -21 0 1-j -7 0 1+j 7 0 -1-j 21 0 1+j -20 -1-j 1+j -6 0 -1+j 8 -i-j -1+j 22 0 -1+j -19 0 -1-j -5 0 -1-j 9 0 -1-j 23 0 1+j -18 0 -1+j -4 1+j -1+j 10 0 -1-j 24 1+j -1+j -17 0 1+j -3 0 -1+j 11 0 1+j 25 0 1-j -16 1+j -1+j -2 0 1-j 12 і+і 1-j 26 0 -1-j -15 0 1-j -1 0 -1+j 13 0 -1+j … 0 0 -14 0 1+j 0 0 0 14 0 -1-j Для ілюстративного варіанту здійснення і, як показано у таблиці 2, для пілот-сигналу маяка символ модуляції BPSK (1+j) передають у піддіапазонах -24, -16, -4, 12, 16, 20 і 24, і символ модуляції BPSK - (1+j) передають у піддіапазонах -20, -12, -8, 4 і 8. У 52 піддіапазонах, що залишилися, для пілот-сигналу маяка передають сигнали з нульовим значенням. OFDM символ В реалізований для полегшення одержання таймування і частоти системи користувальницькими терміналами. Для ілюстративного варіанту здійснення OFDM символу В, описаного вище, використовуються тільки 12 з 62 піддіапазонів, і ці піддіапазони розділяються чотирма піддіапазонами. Таке розділення чотирма піддіапазонами дає можливість користувальницькому терміналу мати вихідн у помилку по частоті до двох піддіапазонів. Пілот-сигнал маяка дає можливість користувальницькому терміналу виконати корекцію його початкової грубої помилки по частоті, і виконувати корекцію своєї частоти таким чином, що дрейф фази за час пілот-сигналу маяка є невеликим (наприклад, менше ніж 45 градусів за час пілот-сигналу маяка при швидкості цифрування 20МГц). Якщо тривалість пілот-сигналу маяка становить 8мксек., то 45 градусів (або менше) дрейфу фази за 8мксек. становлять 360 градусів за 64мксек., що становить приблизно 16 КГц. Помилка по частоті 16КГц, як правило, є дуже великою для роботи. Додаткова корекція по частоті може бути одержана при використанні ΜΙΜΟ пілот-сигналу і пілот-сигналу несучої. Ці пілотсигнали мають достатню тривалість для корекції частоти користувальницького термінала з необхідною точністю (наприклад, 250Гц). Наприклад, якщо TDD кадр становить 2мсек. (як описано нижче), і якщо частота користувальницького термінала одержана з точністю 250Гц, то протягом одного TDD кадру зсув фази складає менше половини періоду. Різниця фаз пілот-сигналу маяка від одного TDD кадру до іншого TDD кадру може бути використана для прив'язки частоти користувальницького термінала до тактового генератора точки доступу, тим самим ефективно зменшуючи помилку по частоті до нуля. У загальному випадку, набір пілотних символів, що використовуються для пілот-сигналу маяка може бути одержаний, використовуючи будь-яку схему модуляції. Таким чином, для пілот-сигналу маяка також можуть бути використані інші OFDM символи, одержані з використанням BPSK або якої-небудь іншої схеми модуляції, і це знаходиться у межах об'єму даного винаходу. В ілюстративному варіанті здійснення для передачі пілот-сигналу маяка доступні чотири передавальні антени. У таблиці 4 перераховані OFDM символи, призначені для передачі через кожну з чотирьох передавальних антен для передачі пілот-сигналу маяка, яка триває два періоди символів. Таблиця 3 Пілот-сигналу маяка Період Антена 1 Антена 2 Антена 3 Антена 4 символу 1 В В В В 2 В В В В 2. ΜΙΜΟ пілот-сигнал ΜΙΜΟ пілот-сигнал включає в себе визначений набір пілотних символів, який передають через кожну з ΝT передавальних антен. Для кожної передавальної антени один і той же набір пілотних символів передають протягом Νρ періодів символів, призначених для передачі ΜΙΜΟ пілотсигналу. Однак, набір пілотних символів для кож ної передавальної антени "покривають" унікальною ортогональною послідовністю або кодом, призначеним для цієї антени. Покривання являє собою процес, за допомогою якого даний пілотний 19 83472 20 символ або символ даних (або набір з L пілотних оцінці каналу, одержаній, базуючись на ΜΙΜΟ пісимволів/символів даних, що мають однакове зналот-сигналі. чення), призначений для передачі, множать на L OFDM символ з мінімальною варіацією співелементарних сигналів або L-сигнальну ортогонавідношення пікове значення/середнє значення льну послідовність для одержання L-покритих симоже бути одержаний різними способами. Напримволів, які потім передаються. Зняття покриття клад, може бути виконаний випадковий пошук, при являє собою компліментарний процес, при якому якому велику кількість наборів пілотних символів прийняті символи множать на L елементарних формують випадковим чином і оцінюють для того, сигналів тієї ж самої L-сигнальної ортогональної щоб виявити набір, який має мінімальну варіацію послідовності для одержання символів зі знятим Lспіввідношення пікове значення/середнє значення. покриттям, які потім підсумовуються для одержанOFDM символ Р, наведений у таблиці 2, являє ня оцінки переданих пілотних символів або симвособою ілюстративний OFDM символ, який може лів даних. За допомогою покривання досягається бути використаний для ΜΙΜΟ пілот-сигналу. У заортогональність між Ν T передачами пілот-сигналу гальному випадку, набір пілотних символів, що від ΝT передавальних антен, що дозволяє приймавикористовується для ΜΙΜΟ пілот-сигналу, може чу розрізняти окремі передавальні антени, як опибути одержаний, використовуючи будь-яку схему сано нижче. Як описано нижче, тривалість передамодуляції. Таким чином, для ΜΙΜΟ пілот-сигналу чі ΜΙΜΟ пілот-сигналу може залежати від його також можуть бути використані різні інші OFDM використання. У загальному випадку, ΝΡ може явсимволи, одержані з використанням QPSK або ляти собою будь-яке ціле число, більше або таке, якої-небудь іншої схеми модуляції, і це знаходитьщо дорівнює одиниці. ся у межах об'єму даного винаходу. Для ΝT передавальних антен можуть бути виДля покривання OFDM символів Р, що перекористані один набір або різні набори пілотних даються через ΝT передавальних антен, можуть символів. В ілюстративному варіанті здійснення бути використані різні ортогональні коди. Приклаодин набір пілотних символів використовується ди таких ортогональних кодів включають в себе для всіх Ν T передавальних антен для ΜΙΜΟ пілоткоди Уолша і ортогональні коди зі змінним фактосигналу, і цей набір включає в себе 52 символи ром розширення (OVSF). Для покривання OFDM модуляції QPSK для 52 використовуваних піддіасимволів Ρ також можуть бути використані псевпазонів, що називається OFDM символом "Р". 52 доортогональні коди і квазіортогональні коди. Присимволи модуляції QPSK для OFDM символу Ρ кладом псвдоортогонального коду є Μ послідовнаведені у таблиці 2. У 12 невикористовуваних ність, добре відома у даній галузі те хніки. піддіапазонах, що залишилися, передають сигнали Прикладом квазіортогонального коду є квазіортоз нульовим значенням. гональна функція (QOF), що визначається в IS52 символи модуляції QPSK формують уніка2000. У загальному випадку, для покривання мольне "слово", яке призначене для полегшення оціжуть бути використані різні коди, деякі з яких зганки каналу користувальницькими терміналами. Це дані вище. Для простоти, термін "ортогональний унікальне слово вибране таким чином, що має код" використовується у даному описі для загальмінімальну варіацію співвідношення пікове знаного позначення будь-якого типу коду, придатного чення/середнє значення для сигналу, що генерудля використання при покриванні пілотних симвоється, базуючись на цих 52 символах модуляції. лів. Довжина (L) ортогонального коду вибирається Добре відомо, що OFD M, у загальному випадтак, щоб вона була більшою або дорівнювала кільку, зв'язане з вищою варіацією співвідношення кості передавальних антен (наприклад, L³ΝT), і пікове значення/середнє значення, ніж деякі інші для використання доступні L ортогональних кодів. способи модуляції (наприклад, CDMA). У резульКожній передавальній антені призначають унікататі, для запобігання амплітудному обмеженню у льний ортогональний код. NP OFDM символів Ρ, схемі (наприклад, підсилювача потужності) у пепризначені для передачі в NP періодах символів редавальному ланцюгу OFD M символи, як правичерез кожну передавальну антену, покривають ло, передають при зниженому рівні потужності, ортогональним кодом, призначеним для цієї перетобто, із запасом по відношенню до пікового рівня давальної антени. потужності передачі. Запас використовується для В одному з варіантів здійснення доступні човрахування варіації у сигналі для цих OFDM симтири передавальні антени і призначені послідовволів. При мінімізації варіації співвідношення піконості Уолша з 4-а елементарними сигналами ве значення/середнє значення у сигналі для OFDM W1=1111, W2=1010, W3=1100 і W4 =1001 для ΜΙΜΟ символу Ρ ΜΙΜΟ пілот-сигнал може передаватися пілот-сигналу. Для даної послідовності значення при вищому рівні потужності (тобто, для ΜΙΜΟ "1" вказує, що передається OFDM символ Р, і знапілот-сигналу може застосовуватися менший зачення "0" вказує, що передається OFDM символ пас по потужності). Вища потужність передачі для Р. Для OFD M символу -Р кожний з 52 символів ΜΙΜΟ пілот-сигналу приводить до поліпшеної якомодуляції QPSK в OFD M символі Ρ є інвертованим сті прийнятого сигналу для ΜΙΜΟ пілот-сигналу у (тобто, помноженим на -1). Результат покривання приймачі. Менша варіація співвідношення пікове для кожної передавальної антени являє собою значення/середнє значення також може зменшити послідовність покритих OFDM символів Ρ для цієї величину спотворень та нелінійностей, що генепередавальної антени. Покривання по суті виконуруються схемою у приймальних і передавальних ється окремо для кожного з піддіапазонів для геланцюгах. Перераховані вище різні фактори монерації послідовності покритих пілотних символів жуть давати у результаті поліпшену точність при для цього піддіапазону. Послідовність покритих 21 83472 22 пілотних символів для всіх піддіапазонів формує зону, де комплексні значення є елементами матпослідовність покритих OFD M символів Р. ˆ риці H(k ) для оцінки відгуку каналу для цього підУ таблиці 4 перераховані OFDM символи, придіапазону. значені для передачі через кожну з чотирьох пеОбробка пілот-сигналу, описана вище, може редавальних антен для передачі ΜΙΜΟ пілотвиконуватися у точці доступ у для одержання оцінсигналу, яка має тривалість 4 періоди символів. ˆ ки Hup (k ) відгук у каналу для висхідної лінії, і також Таблиця 4 може виконуватися у користувальницькому терміˆ налі для одержання оцінки H (k ) відгук у каналу ΜΙΜΟ пілот-сигнал dn Період Антена 1 Антена 2 Антена 3 Антена 4 символу 1 +Р +Р +Р +Р 2 +Р -Р +Р -Р 3 +Р +Р -Р -Р 4 +Р -р -Р +Р Для цього набору з послідовності Уолша з 4-а елементарними сигналами передача ΜΙΜΟ пілотсигналу може здійснюватися протягом цілого кратного чотирьох періодів символів для того, щоб гарантувати ортогональність між чотирма передачами пілот-сигналу через чотири передавальні антени. Послідовність Уолша повторюють для передачі ΜΙΜΟ пілот-сигналу, яка за довжиною перевищує довжину послідовності Уолша. Безпровідний канал для ΜΙΜΟ-OFDM системи може характеризуватися набором матриць H(k ) відгук у каналу, для індексу піддіапазону k Î K , де K={1 ... 26} для ілюстративної структури піддіапазонів, викладеної вище. Матриця H(k ) для кожного піддіапазону включає в себе NTNR значень, {hij(k)}, для i Î {1 ... NR } i j Î {1 ... NT } , де hij(k) являє собою посилення каналу між j-ю передавальною антеною та і-ю приймальною антеною. ΜΙΜΟ пілот-сигнал може бути використаний у приймачі для оцінки відгуку безпровідного каналу. Зокрема, для відновлення пілот-сигналу, відправленого через передавальну антену j і прийняту приймальною антеною і, прийняті OFDM символи в антені i спочатку множать на послідовність Уолша, призначену передавальній антені j. OFDM символи "зі знятим покриттям" для всіх NP періодів символів для ΜΙΜΟ пілот-сигналу потім підсумовуються, причому підсумовування може виконуватися окремо для кожного з 52 використовуваних піддіапазонів. Підсумовування також може виконуватися у часовому домені для прийнятих OFDM символів (після видалення циклічного префікса у кожному OFDM символі). Підсумовування виконують способом "вибірка-до-вибірки" для множини прийнятих OFD M символів, де вибірки для кожного OFDM символу відповідають різним піддіапазонам, якщо підсумовування виконують після FFT, і різним часовим індексам, якщо підсумовування виконують до FFT. Результатом підсумовування є ˆ {h (k)} , для k Î K , які є оцінками відгуку каналу ij від передавальної антени j до приймальної антени і для 52 використовуваних піддіапазонів. Така ж обробка може бути виконана для оцінки відгуку каналу від кожної передавальної антени до кожної приймальної антени. Обробка пілот-сигналу дає NTNR комплексних значень для кожного піддіапа для низхідної лінії. 3. Направлений опорний сигнал або направлений пілот-сигнал Для ΜΙΜΟ-OFD M системи матриця H(k ) відгук у каналу може бути "діагоналізована" для одержання NS власних мод для цього піддіапазону, де NS£min{NT,NR}. Цього можна досягти або шляхом виконання розкладання по сингулярних значеннях матриці H(k ) відгуку каналу, або розкладання по власних значеннях кореляційної матриці для H(k ) , яка являє собою R(k ) = HH(k )H(k ) . Для простоти, у наведеному нижче описі використовується розкладання по сингулярних значеннях. Розкладання по сингулярних значеннях матриці H(k ) відгуку каналу може бути виражене як: H(k) = U(k )S(k )VH(k ), для k Î K (1) де U(k ) являє собою (NRxNR) унітарну матрицю лівих власних векторів для H(k ) ; S(k ) являє собою (NRxNT) діагональну матрицю сингулярних значень для H(k ) ; V(k ) являє собою (NTxNT) унітарну матрицю правих власних векторів для H(k ) ; і "H" являє собою транспонування з комплексним спряженням. Унітарна матриця М характеризується властивістю MHM = I де І являє собою одиничну матрицю. Розкладання по сингулярних значеннях описане більш детально Gilbert Strang у книзі, озаглавленій "Linear Algebra and Its Applications", друге видання, Academic Press, 1980 p. Власна мода звичайно відноситься-до теоретичної конструкції. ΜΙΜΟ канал також можна розглядати як такий, що включає в себе Ng просторових каналів, які можуть бути використані для передачі даних/пілотсигналу. Кожний просторовий канал може відповідати або може не відповідати власній моді в залежності від того, була успішною чи ні просторова обробка у передавачі при діагоналізації ΜΙΜΟ каналу. Наприклад, потоки даних передаються по просторових каналах (а не по власних модах) ΜΙΜΟ каналу, якщо передавач не має інформації про ΜΙΜΟ канал, або має неточну його оцінку. Для простоти, термін "власна мода" у даному описі також використовують для позначення випадку, коли здійснюється спроба діагоналізації ΜΙΜΟ каналу, навіть якщо вона не є повністю успішною, наприклад, внаслідок неточної оцінки каналу. 23 83472 24 ристовуючи м ультиплексування піддіапазонів, яке Діагональна матриця S(k ) для кожного піддіаописане нижче). Для простоти, у наведеному нижпазону містить невід'ємні дійсні значення на діагоче описі передбачається, що один набір пілотних налі і нулі в інших місцях. Діагональні елементи символів передають по одній широкосмуговій вланазиваються сингулярними значеннями H(k ) і явсній моді у даний період символу (тобто, мультиляють собою посилення для незалежних каналів плексування піддіапазонів відсутнє). (або власних мод) ΜΙΜΟ каналу для k-го піддіапаВ одному з варіантів здійснення набір пілотних зону. символів для направленого опорного сигналу явРозкладання по власних значеннях може бути ляє собою той же самий OFDM символ Р, який використовується для ΜΙΜΟ пілот-сигналу. Однак виконане незалежно для матриці H(k ) відгуку кадля направленого опорного сигналу також можуть налу для кожного з 52 використовуваних піддіапавикористовува тися інші OFDM символи, і це зназонів для визначення Ns власних мод для даного ходиться у межах об'єму даного винаходу. піддіапазону. Сингулярні значення для кожної діаНаправлений опорний сигнал, що передається гональної матриці S(k ) можуть бути впорядковані по m-й широкосмуговій моді (використовуючи фотаким чином, що {s1(k )³s 2 (k)³... ³sNs(k )} , де s1(k ) є найбільшим сингулярним значенням, s 2 (k ) є другим за величиною сингулярним значенням і т.д., і sNs (k ) є найменшим сингулярним значенням для k-го піддіапазону. Якщо сингулярні значення для кожної діагональної матриці S(k ) впорядковані, то власні вектори (або стовпці) відповідних матриць U(k ) і V(k ) також впорядковані, відповідно. Після упорядкування s1(k ) являє собою сингулярне значення для кращої власної моди для піддіапазону k, яку також часто називають "основною" власною модою. "Широкосмугова" власна мода може бути визначена як набір власних мод, що мають однаковий індекс для всіх піддіапазонів після упорядкування. Таким чином m-а широкосмугова власна мода включає в себе m-і власні моди всіх піддіапазонів. Кожна широкосмугова власна мода зв'язана з відповідним набором власних векторів для всіх піддіапазонів. "Основна" широкосмугова власна мода являє собою власну моду, зв'язану з найбільшим сингулярним значенням у кожній матриці ˆ S(k ) кожногопіддіапазону після упорядкування. Матриця V(k ) включає в себе ΝT власних векторів, які можуть бути використані для просторової обробки у передавачі, де = [ v1(k)v 2 (k )...v Nт (k )] , і vm(k) являє собою m-й V (k ) стовпець V(k ) , який є власним вектором для m-ϊ власної моди. Для унітарної матриці власні вектори є взаємно ортогональними. Власні вектори також називаються "напрямними" векторами. Направлений опорний сигнал (тобто, направлений пілот-сигнал) містить один або більше наборів пілотних символів, які передають через Ν T передавальних антен. В одному з варіантів здійснення один набір пілотних символів передають по одному набору піддіапазонів для однієї широкосмугової власної моди у даний період символу за допомогою виконання просторової обробки з множиною напрямних векторів для цієї широкосмугової власної моди. В іншому варіанті здійснення множину наборів пілотних символів передають по множині неперетинних наборів піддіапазонів для множини широкосмугових власни х мод у даний період символу за допомогою виконання просторової обробки з множиною наборів напрямних векторів для цих широкосмугових власних мод, (вико рмування променя, яке описане нижче) може бути виражений, як: (2) xm(k)=vm(k)×p(k), для k Î K де xm(k) являє собою (ΝTx1) вектор передачі для m-ї власної моди k-го піддіапазону; vm(k) являє собою напрямний вектор для m-ї власної моди k-го піддіапазону; і р(k) являє собою пілотний символ для k-го піддіапазону (наприклад, наведений у таблиці 2). Вектор xm(k) включає в себе Ν T символів передачі, призначених для відправки через Ν τ передавальних антен для k-го піддіапазону. Направлений опорний сигнал може використовуватися у приймачі для оцінки вектора, який може використовуватися для просторової обробки як при прийомі, так і при передачі даних, як описано нижче. Обробка для направленого опорного сигналу більш детально описана нижче. 4. Пілот-сигнал несучої Ілюстративна стр уктура піддіапазонів OFDM, описана вище, включає в себе чотири піддіапазони пілот-сигналу з індексами -21, -7, 7 і 21. В одному з варіантів здійснення пілот-сигнал несучої передає по чотирьох діапазонах пілот-сигналу у всіх періодах символів, які не використовуються для інших типів пілот-сигналів. Пілот-сигнал несучої може використовуватися у приймачі для відслідковування змін фази РЧ сигналу несучої і дрейфу генераторів, як у передавачі, так і у приймачі. Це може забезпечити поліпшену продуктивність при демодуляції даних. В одному з варіантів здійснення пілот-сигнал несучої містить чотири пілотні послідовності, Рc1(n), Рc2(n), Рc3(n) і Рc4(n), і передається по чотирьох піддіапазонах пілот-сигналу. В одному з варіантів здійснення чотири пілотні послідовності визначають наступним чином: Рc1(n)=Рc2(n)=Рc3(n)=-Рc4(n) (3) де n є індексом періоду символу (або OFDM символу). Пілотні послідовності можуть бути визначені, базуючись на різних послідовностях даних. В одному з варіантів здійснення пілотна послідовність Pc1(n) генерується, базуючись на поліномі G(x)=x7+x4+x, де ви хідний стан встановлений в одиниці і вихідні біти відображаються на значення сигналу наступним чином: 1=>-1 і 0=>1. Пілотна послідовність Рс1(n), для n={1, 2, ... 127}, при цьому може бути виражена, як: 25 83472 26 систем з однією несучою, які не використовують OFDM. У цьому випадку, застосовна велика частина опису, наведена вище, але без індексу k піддіапазону. Для пілот-сигналу маяка специфічний пілотний символ b модуляції може бути переданий через кожну з Ν T передавальних антен. Для ΜΙΜΟ пілот-сигналу специфічний пілотний символ ρ моЗначення "1" і "-1" у пілотній послідовності дуляції може бути покритий ΝT ортогональними Рс1(n) можуть бути відображені на пілотні символи, послідовностями і переданий через Ν T передававикористовуючи конкретну схему модуляції. Нальних антен. Пілотний символ b може бути таким приклад, використовуючи BPSK "1" може бути віже або відрізнятися від пілотного символу р. Надображений на 1+j, і "-1" може бути відображений правлений опорний сигнал може передаватися, як на -(1+j). У випадку наявності більш ніж 127 OFDM показано у рівнянні (2). Однак вектор хm передачі, символів, пілотна послідовність може бути повтонапрямний вектор vm і пілотний символ p не є фунрена таким чином, що Pc1(n)=Pc1(n mod 127) для кціями індексу k піддіапазону. Пілот-сигнал несучої n>127. може передаватися способом мультиплексування В одному з варіантів здійснення чотири пілотні з часовим розділенням, або може бути просто послідовності Рс1(n), Рc2(n), Рс3(n) і Рc4(n) передаопущений. ють через чотири різних пари піддіапазонів/антен. Для ΜΙΜΟ-OFDM системи циклічний префікс, У таблиці 5 показане ілюстративне призначення як правило, використовують для забезпечення чотирьох пілотних послідовностей чотирьом піддігарантії ортогональності між піддіапазонами при апазонам пілот-сигналу і чотирьом передавальним наявності розкиду затримок у системі, а ортогонаантенам. льні коди дозволяють ідентифікувати окремі передавальні антени. Для ΜΙΜΟ системи з однією неТаблиця 5 сучою ортогональні коди забезпечують як ортогональність, так і ідентифікацію антени. Таким Пілот-сигнал несучої чином, ортогональні коди, що використовуються для покривання пілотних символів у ΜΙΜΟ системі Піддіапазон Антена 1 Антена 2 Антена 3 Антена 4 з однією несучою, можуть бути вибрані таким чи-21 Рc1(n) ном, що вони будуть мати хороші властивості вза-7 Рс2(n) ємної кореляції і співвідношення пік-до-побічного 7 Рc3(n) максимуму (тобто, при наявності розкиду затримок 21 Рс4(n) у системі, кореляція між будь-якими двома ортогональними послідовностями, що використовуються Як показано у таблиці 5, пілотна послідовність для покривання, є маленькою). Прикладом такого Рс1(n) передається у піддіапазоні -21 антени 1, ортогонального коду з хорошими властивостями пілотна послідовність Рс2(n) передається у піддіавзаємної кореляції і співвідношенням пік-допазоні -7 антени 2, пілотна послідовність Рс3(n) побічного максимуму є Μ послідовність та її версії передається у піддіапазоні 7 антени 3, і пілотна зі зсувом за часом. Однак для покривання пілотпослідовність Рc4(n) передається у піддіапазоні 21 них символів у ΜΙΜΟ системі з однією несучою антени 4. Кожна пілотна послідовність, таким читакож можуть бути використані інші типи кодів. ном, передається в унікальному піддіапазоні і чеДля широкосмугової ΜΙΜΟ системи з однією рез унікальну антену. При такій схемі передачі несучою направлений опорний сигнал може перепілот-сигналу несучій вдається уникнути передаватися різними способами, що враховують часшкод, які з'являються внаслідок того, що пілотна тотно-селективне завмирання (тобто, частотний послідовність передається через множину передавідгук, який не є плоским по всій робочій смузі часвальних антен у даному піддіапазоні. тот). Декілька схем для передачі направленого В іншому варіанті здійснення чотири пілотні опорного сигналу у широкосмуговій ΜΙΜΟ системі послідовності передають по основній власній моді з однією несучою описано нижче. У загальному призначених їм піддіапазонів. Просторова обробка випадку, передавач може передавати опорний пілотних символів несучої є аналогічною простосигнал, який оброблений таким же або подібним ровій обробці для направленого опорного сигналу, способом, що і обробка, яка використовується при яка описана вище і показана у рівнянні (2). Для передачі даних трафіку по визначених широкосмупередачі пілот-сигналу несучої по основній власній гових власних модах. Потім приймач може якиммоді для просторової обробки використовують небудь способом виконати кореляцію прийнятого напрямний вектор v1(k). Таким чином, пілотна посигналу з локально генерованою копією переданослідовність Рс1(n) піддається просторовій обробці з го опорного сигналу і дістати інформацію про канапрямним вектором v1(-26), пілотна послідовність нал, яка дає можливість передавачу оцінити узгоРс2(n) піддається просторовій обробці з напрямним джений фільтр каналу. вектором v1(-7), пілотна послідовність Рс3(n) піддаУ першій схемі передавач спочатку одержує ється просторовій обробці з напрямним вектором напрямний вектор vm (k) для власної моди. Наv1(-7), і пілотна послідовність Рс4(n) піддається просторовій обробці з напрямним вектором v1(26). прямний вектор vm (k) може бути одержаний за II. Пілот-сигнали для ΜΙΜΟ системи з однією допомогою періодичної передачі OFDM пілотних несучою символів за допомогою виконання аналізу у частоПілот-сигнали, що розглядаються у даному тному домені прийнятого ΜΙΜΟ пілот-сигналу, описі, також можуть бути використані для ΜΙΜΟ 27 83472 28 який був переданий без OFDM або яким-небудь понент як вузькосмуговий канал і одержує один іншим способом. Для кожного значення k, де напрямний вектор vm для даного багатопроменевого компонента для кожної власної моди. Далі 1£k