RU2402163C2 - Systems and methods for generation of antenna directivity patterns in systems of communication with multiple inputs and multiple outputs - Google Patents

Abstract

FIELD: radio engineering.

SUBSTANCE: methods and devices are disclosed, using information from at least all tracks of transmission from transmitter, to develop weight coefficients intended to generate directivity patterns of antenna for transmission. Besides methods and devices are disclosed, using information about channel, for instance information about of channel quality, weight coefficients of own directivity pattern of antenna and/or assessment of channel parametres to develop weight coefficients to generate directivity pattern of antenna.

EFFECT: improved ratio of signal-noise with availability of multiple antennas.

49 cl, 11 dwg

Description

ОписаниеDescription

Настоящая заявка на патент испрашивает приоритет предварительной заявки на патент № 60/660,719, имеющей название "Apparatus to Obtain Pseudo Eigen Beamforming Gains in MIMO Systems", с датой подачи 10 марта 2005 г., предварительной заявки на патент № 60/678,610, имеющей название "SYSTEM AND METHODS FOR GENERATING BEAMFORMING GAINS IN MULTI-INPUT MULTI-OUTPUT COMMUNICATION SYSTEMS", с датой подачи 6 мая 2005 г, предварительной заявки на патент № 60/691,467, имеющей название "SYSTEMS AND METHODS FOR BEAMFORMING IN MULTI-INPUT MULTI-OUTPUT COMMUNICATION SYSTEMS", с датой подачи 16 июня 2005 г. и предварительной заявки на патент № 60/691,432, имеющей название "SYSTEMS AND METHODS FOR BEAMFORMING AND RATE CONTROL IN A MULTI-INPUT MULTI-OUTPUT COMMUNICATION SYSTEM", с датой подачи 16 июня 2005, права на которые переуступлены правопреемнику настоящего изобретения и которые, тем самым, включены в настоящий документ в явном виде путем ссылки.This patent application claims the priority of provisional patent application No. 60 / 660,719, entitled "Apparatus to Obtain Pseudo Eigen Beamforming Gains in MIMO Systems", filed March 10, 2005, provisional patent application No. 60 / 678,610, entitled "SYSTEM AND METHODS FOR GENERATING BEAMFORMING GAINS IN MULTI-INPUT MULTI-OUTPUT COMMUNICATION SYSTEMS", filed May 6, 2005, provisional patent application No. 60 / 691,467, entitled "SYSTEMS AND METHODS FOR BEAMFORMING IN MULTI-INPUT MULTI- OUTPUT COMMUNICATION SYSTEMS ", filed June 16, 2005 and provisional patent application No. 60 / 691,432, entitled" SYSTEMS AND METHODS FOR BEAMFORMING AND RATE CONTROL IN A MULTI-INPUT MULTI-OUTPUT COMMUNICATION SYSTEM ", filed June 16, 2005, the rights to which are assigned to the assignee of the present invention and which are hereby expressly incorporated herein by reference.

I. Ссылка на заявки на патент, находящиеся в процессе одновременного рассмотренияI. Link to patent applications pending simultaneous review

Настоящая заявка на изобретение является родственной следующим заявкам, находящимся в процессе одновременного рассмотрения: заявке на патент США № 050507U2 в досье патентного поверенного, имеющей название "Systems And Methods For Beamforming In Multi-Input Multi-Output Communication Systems" и имеющей ту же самую дату подачи, что и настоящая заявка на изобретение. Настоящая заявка на изобретение также является родственной заявке на патент США № 60/660925 с датой подачи 10 марта 2005 г.; и заявке на патент США № 60/667705, с датой подачи 1 апреля 2005, права на каждую из которых переуступлены правопреемнику настоящего изобретения и которые включены в настоящий документ в явном виде путем ссылки.This patent application is related to the following pending applications: US Patent Application No. 050507U2 in the file of a patent attorney entitled "Systems And Methods For Beamforming In Multi-Input Multi-Output Communication Systems" and having the same date filing as the present application for invention. This application for invention is also related application for US patent No. 60/660925 with a filing date March 10, 2005; and U.S. Patent Application No. 60/667705, filed April 1, 2005, the rights to each of which are assigned to the assignee of the present invention and which are expressly incorporated herein by reference.

Область техникиTechnical field

Настоящий документ относится к области беспроводной связи, более конкретно, к формированию диаграммы направленности антенны для систем беспроводной связи.This document relates to the field of wireless communication, and more particularly, to the formation of the antenna radiation pattern for wireless communication systems.

Известный уровень техникиPrior art

Система множественного доступа с ортогональным частотным разделением (МДОЧР) использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (МОЧР). МОЧР представляет собой способ модуляции на нескольких несущих, который делит полную ширину полосы пропускания системы на множество (N) ортогональных частотных поднесущих. Эти поднесущие также могут именоваться тонами, элементами дискретизации и частотными каналами. Каждая поднесущая связана с соответствующей поднесущей, которая может быть промодулирована данными. На поднесущих, общее количество которых равно N, может быть передано до N модуляционных символов в каждом периоде символа МОЧР. Преобразование этих модуляционных символов во временную область осуществляют способом N-точечного быстрого обратного преобразования Фурье (БОПФ) для генерации преобразованного символа, содержащего N элементарных посылок или выборок сигнала во временной области.An orthogonal frequency division multiple access (OFDM) system uses orthogonal frequency division multiplexing (OFDM). OFDM is a multi-carrier modulation technique that divides the overall system bandwidth into multiple ( N ) orthogonal frequency subcarriers. These subcarriers may also be referred to as tones, bins, and frequency channels. Each subcarrier is associated with a corresponding subcarrier that can be modulated with data. On subcarriers whose total number is N , up to N modulation symbols may be transmitted in each period of the OFDM symbol. The conversion of these modulation symbols to the time domain is performed by the N- point fast inverse Fourier transform (FFT) method to generate a transformed symbol containing N chips or signal samples in the time domain.

В системе связи со скачкообразной перестройкой частоты данные передают на различных частотных поднесущих в течение различных промежутков времени, которые могут именоваться "периодами скачкообразной перестройки". Эти частотные поднесущие могут быть созданы способом мультиплексирования с ортогональным частотным разделением, другими способами модуляции на нескольких несущих или некоторыми иными способами. При скачкообразной перестройке частоты передачу данных осуществляют путем псевдослучайных перескоков с одной поднесущей на другую поднесущую. Эта скачкообразная перестройка обеспечивает частотное разнесение и возможность лучше противостоять вредным воздействиям в тракте передачи, таким как, например, узкополосные помехи, взаимные помехи при приеме, замирание и т.д. при передаче данных.In a frequency hopping communication system, data is transmitted on different frequency subcarriers for different time periods, which may be referred to as “hopping periods." These frequency subcarriers can be created by orthogonal frequency division multiplexing, other multi-carrier modulation methods, or some other methods. In frequency hopping, data is transmitted by pseudo-random hopping from one subcarrier to another subcarrier. This hopping provides frequency diversity and the ability to better withstand harmful effects in the transmission path, such as, for example, narrow-band interference, mutual interference during reception, fading, etc. when transferring data.

Система МДОЧР может обеспечивать одновременное обслуживание множества терминалов доступа. Для системы МДОЧР со скачкообразной перестройкой частоты передача данных для заданного терминала доступа может производиться по каналу "трафика", связанному с конкретной последовательностью скачкообразной перестройки частоты (СПЧ). Эта последовательность СПЧ указывает конкретные поднесущие, которые подлежат использованию для передачи данных в каждый период скачкообразной перестройки. Может производиться одновременная передача множества передаваемых данных для множества терминалов доступа по множеству каналов информационного обмена, связанных с различными последовательностями СПЧ. Эти последовательности СПЧ могут быть заданы как ортогональные одна относительно другой, поэтому в каждом периоде скачкообразной перестройки каждая поднесущая используется только одним каналом информационного обмена и, следовательно, только для одной передачи данных. При использовании ортогональных последовательностей СПЧ множество передач данных обычно не создают взаимных помех вследствие использования преимуществ частотного разнесения.An OFDM system may provide simultaneous service to multiple access terminals. For an OFDMA system with frequency hopping, data can be transmitted for a given access terminal through a “traffic” channel associated with a particular frequency hopping (FH) sequence. This FH sequence indicates the specific subcarriers to be used for data transmission in each hopping period. Simultaneous transmission of a plurality of transmitted data for a plurality of access terminals over a plurality of information exchange channels associated with different FH sequences can be performed. These FH sequences can be defined as orthogonal to one another, therefore, in each hopping period, each subcarrier is used by only one information exchange channel and, therefore, only for one data transmission. When using orthogonal FH sequences, multiple data transmissions usually do not interfere due to the benefits of frequency diversity.

Проблема, которую необходимо решать во всех системах связи, состоит в том, что приемник расположен в конкретном участке зоны, обслуживаемой узлом доступа. В таких случаях, когда передатчик имеет множество передающих антенн, не обязательно должно выполняться объединение сигналов, передаваемых из каждой антенны, для обеспечения максимальной мощности в приемнике. В этих случаях могут возникать проблемы при декодировании сигналов, принятых в приемнике. Один из способов решения этих проблем состоит в использовании формирования диаграммы направленности антенны.The problem that needs to be solved in all communication systems is that the receiver is located in a specific area of the zone served by the access node. In such cases, when the transmitter has multiple transmitting antennas, it is not necessary to combine the signals transmitted from each antenna to ensure maximum power in the receiver. In these cases, problems may occur when decoding the signals received at the receiver. One way to solve these problems is to use antenna beamforming.

Формирование диаграммы направленности антенны представляет собой способ пространственной обработки, который улучшает отношение сигнал - шум канала беспроводной связи при наличии множества антенн. Как правило, формирование диаграммы направленности антенны может использоваться в любом передатчике и/или приемнике в системе с множеством антенн. Формирование диаграммы направленности антенны обеспечивает множество преимуществ по улучшению значений отношения сигнал - шум, что улучшает декодирование сигналов приемником.Antenna beamforming is a spatial processing technique that improves the signal-to-noise ratio of a wireless communication channel in the presence of multiple antennas. Typically, antenna beamforming can be used at any transmitter and / or receiver in a multi-antenna system. Antenna beamforming provides many advantages for improving signal-to-noise ratios, which improves receiver decoding.

Проблема при формировании диаграммы направленности антенны для систем передачи МОЧР состоит в получении надлежащей информации о канале (каналах) между передатчиком и приемником для генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны в системах беспроводной связи, в том числе в системах, основанных на МОЧР. Это является проблемой вследствие сложности, необходимой для вычисления весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны, и необходимости предоставления достаточного объема информации из приемника в передатчик.The problem in generating an antenna radiation pattern for an OFDM transmission system is to obtain the appropriate channel information (s) between the transmitter and receiver to generate weighting factors for generating an antenna radiation pattern in wireless communication systems, including in OFDM based systems. This is a problem due to the complexity necessary to calculate the weights for the antenna pattern and the need to provide a sufficient amount of information from the receiver to the transmitter.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения аппаратура беспроводной связи содержит, по меньшей мере, две антенны и устройство обработки. Устройство обработки выполнено таким образом, что осуществляет генерацию весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны на основании информации о канале, соответствующей нескольким трактам передачи, количество которых является меньшим, чем общее количество трактов передачи из аппаратуры беспроводной связи в устройство беспроводной связи.In one embodiment of the present invention, the wireless communications apparatus comprises at least two antennas and a processing device. The processing device is designed in such a way that it generates weighting coefficients for generating an antenna radiation pattern based on channel information corresponding to several transmission paths, the number of which is less than the total number of transmission paths from the wireless communication equipment to the wireless communication device.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения аппаратура беспроводной связи содержит, по меньшей мере, две антенны и средство генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны на основании информации о канале, соответствующей нескольким трактам передачи, количество которых является меньшим, чем количество трактов передачи из передающих антенн, которыми являются, по меньшей мере, две антенны, в устройство беспроводной связи.In another embodiment of the present invention, the wireless communications apparatus comprises at least two antennas and weighting means for generating an antenna pattern based on channel information corresponding to several transmission paths, the number of which is less than the number of transmission paths from the transmitting antennas which are at least two antennas to a wireless communication device.

В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения предложен способ формирования весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны, содержащий следующие операции: считывают информацию о канале, соответствующую нескольким трактам передачи, количество которых меньше, чем количество трактов передачи между беспроводным передатчиком и беспроводным приемником, и осуществляют генерацию весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны на основании информации о канале для их передачи из передающих антенн беспроводного передатчика.In yet another embodiment of the present invention, there is provided a method of generating weights for generating an antenna pattern, comprising the following operations: reading channel information corresponding to several transmission paths, the number of which is less than the number of transmission paths between the wireless transmitter and the wireless receiver, and generating weights for forming the antenna pattern based on channel information for transmission of transmitting a wireless transmitter antennas.

В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения аппаратура беспроводной связи содержит, по меньшей мере, две антенны и устройство обработки, выполненное таким образом, что для передачи символов в устройство беспроводной связи оно осуществляет генерацию весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны на основании информации о канале, соответствующей нескольким приемным антеннам устройства беспроводной связи, причем количество приемных антенн меньше, чем общее количество антенн, используемых для приема в устройстве беспроводной связи.In yet another embodiment of the present invention, the wireless communications apparatus comprises at least two antennas and a processing device configured such that, to transmit symbols to the wireless communications apparatus, it generates weights for generating an antenna pattern based on the channel information, corresponding to several receiving antennas of a wireless communication device, the number of receiving antennas being less than the total number of antennas used for EMA in the wireless communication device.

В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения аппаратура беспроводной связи содержит, по меньшей мере, две антенны и средство генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны на основании информации о канале, соответствующей нескольким каналам, количество которых меньше, чем количество приемных антенн в устройстве беспроводной связи.In yet another embodiment of the present invention, the wireless communication apparatus comprises at least two antennas and weighting means for generating an antenna pattern based on channel information corresponding to several channels, the number of which is less than the number of receiving antennas in the wireless communication device .

В дополнительных вариантах осуществления настоящего изобретения в аппаратуру беспроводной связи могут быть поданы весовые коэффициенты собственной диаграммы направленности антенны, сформированные в устройстве беспроводной связи, и они могут быть использованы в дополнение к информации о канале или вместо нее.In further embodiments of the present invention, the weights of the antenna’s own radiation patterns generated in the wireless communications device can be fed to the wireless communications equipment, and they can be used in addition to or instead of channel information.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения информация о канале может содержать статистические данные о канале, информацию о качестве канала (ИКК) и/или оценки параметров канала.In some embodiments of the present invention, the channel information may comprise channel statistics, channel quality information (CQI) and / or channel parameter estimates.

Понятно, что другие объекты раскрытия сущности настоящего изобретения легко станут очевидными для специалистов в данной области техники из приведенного ниже подробного описания, в котором продемонстрированы и описаны только лишь примеры вариантов осуществления настоящего изобретения, которые служат просто в качестве иллюстративных примеров. Понятно, что помимо раскрытых здесь вариантов осуществления настоящего изобретения могут существовать иные и отличающиеся от описанных варианты осуществления и объекты изобретения, и что некоторые его подробности могут быть видоизменены различным образом, причем все это не выходит за пределы объема раскрытия сущности настоящего изобретения.It is understood that other disclosures of the invention will readily become apparent to those skilled in the art from the following detailed description, which shows and describes only examples of embodiments of the present invention, which serve merely as illustrative examples. It is understood that in addition to the embodiments disclosed herein, other embodiments and objects of the invention, different from those described, may exist, and that some of its details may be modified in various ways, all of which do not go beyond the scope of the disclosure of the essence of the present invention.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Признаки, сущность и преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения могут стать более очевидными из приведенного ниже подробного описания при его рассмотрении совместно с чертежами, на которых одинаковыми номерами позиций на разных чертежах обозначены, соответственно, одинаковые блоки и на которых изображено следующее:The characteristics, nature and advantages of embodiments of the present invention may become more apparent from the following detailed description when considered in conjunction with the drawings, in which the same reference numbers in different drawings indicate, respectively, the same blocks and which depict the following:

на Фиг. 1 проиллюстрирована система беспроводной связи с множественным доступом согласно одному из вариантов осуществления изобретения;in FIG. 1 illustrates a multiple access wireless communication system according to one embodiment of the invention;

на Фиг. 2 проиллюстрирована схема распределения спектра частот для системы беспроводной связи с множественным доступом согласно одному из вариантов осуществления изобретения;in FIG. 2 illustrates a frequency spectrum allocation scheme for a multiple access wireless communication system according to one embodiment of the invention;

на Фиг. 3 проиллюстрирована блок-схема распределения частот по времени для системы беспроводной связи с множественным доступом согласно одному из вариантов осуществления изобретения;in FIG. 3 illustrates a block diagram of a frequency allocation over time for a multiple access wireless communication system according to one embodiment of the invention;

на Фиг. 4 проиллюстрированы передатчик и приемник в системе беспроводной связи с множественным доступом согласно одному из вариантов осуществления изобретения;in FIG. 4 illustrates a transmitter and a receiver in a multiple access wireless communication system according to one embodiment of the invention;

на Фиг. 5А проиллюстрирована блок-схема прямой линии свяизи в системе беспроводной связи с множественным доступом согласно одному из вариантов осуществления изобретения;in FIG. 5A illustrates a block diagram of a forward link in a multiple access wireless communication system according to one embodiment of the invention;

на Фиг. 5Б проиллюстрирована блок-схема обратной линии связи в системе беспроводной связи с множественным доступом согласно одному из вариантов осуществления изобретения;in FIG. 5B illustrates a block diagram of a reverse link in a multiple access wireless communication system according to one embodiment of the invention;

на Фиг. 6 проиллюстрирована блок-схема системы передатчика в системе беспроводной связи с множественным доступом согласно одному из вариантов осуществления изобретения;in FIG. 6 illustrates a block diagram of a transmitter system in a multiple access wireless communication system according to one embodiment of the invention;

на Фиг. 7 проиллюстрирована блок-схема системы приемника в системе беспроводной связи с множественным доступом согласно одному из вариантов осуществления изобретения;in FIG. 7 illustrates a block diagram of a receiver system in a multiple access wireless communication system according to one embodiment of the invention;

на Фиг. 8 проиллюстрирована схема последовательности операций генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны согласно одному из вариантов осуществления изобретения;in FIG. 8 illustrates a flow chart for generating weights for generating an antenna pattern according to one embodiment of the invention;

на Фиг. 9 проиллюстрирована схема последовательности операций генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны согласно другому варианту осуществления изобретения; иin FIG. 9 illustrates a flow chart for generating weighting coefficients for generating an antenna pattern according to another embodiment of the invention; and

на Фиг. 10 проиллюстрирована схема последовательности операций генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны согласно еще одному варианту осуществления изобретения.in FIG. 10 illustrates a flow diagram for generating weights for generating an antenna pattern according to another embodiment of the invention.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION

На Фиг. 1 проиллюстрирована система беспроводной связи с множественным доступом согласно одному из вариантов осуществления изобретения. Система 100 беспроводной связи с множественным доступом содержит множество ячеек сотовой связи, например ячейки 102, 104 и 106 сотовой связи. В варианте осуществления изобретения, показанном на Фиг. 1, каждая ячейка 102, 104 и 106 сотовой связи может содержать узел 150 доступа, содержащий множество секторов. Множество секторов сформировано посредством групп антенн, каждая из которых отвечает за связь с терминалами доступа в части ячейки сотовой связи. В ячейке 102 сотовой связи находятся группы 112, 114 и 116 антенн, каждая из которых соответствует различному сектору. В ячейке 104 находятся группы 118, 120 и 122 антенн, каждая из которых соответствует различному сектору. В ячейке 106 находятся группы 124, 126 и 128 антенн, каждая из которых соответствует различному сектору.In FIG. 1 illustrates a multiple access wireless communication system according to one embodiment of the invention. A multiple access wireless communication system 100 comprises a plurality of cellular cells, for example, cellular cells 102, 104, and 106. In the embodiment shown in FIG. 1, each cell 102, 104, and 106 of a cellular communication may comprise an access node 150 comprising a plurality of sectors. Many sectors are formed by groups of antennas, each of which is responsible for communication with access terminals in part of a cellular communication cell. In cell 102 of the cellular communication are groups of antennas 112, 114 and 116, each of which corresponds to a different sector. In cell 104, there are antenna groups 118, 120, and 122, each of which corresponds to a different sector. In cell 106, there are groups of 124, 126, and 128 antennas, each of which corresponds to a different sector.

Каждая ячейка сотовой связи содержит несколько терминалов доступа, которые поддерживают связь с одним или с большим количеством секторов каждого узла доступа. Например, терминалы 130 и 132 доступа поддерживают связь с базовой станцией 142, терминалы 134 и 136 доступа поддерживают связь с узлом 144 доступа, а терминалы 138 и 140 доступа поддерживают связь с узлом 146 доступа.Each cell contains several access terminals that communicate with one or more sectors of each access node. For example, access terminals 130 and 132 communicate with base station 142, access terminals 134 and 136 communicate with access node 144, and access terminals 138 and 140 communicate with access node 146.

Из Фиг. 1 видно, что место расположения каждого терминала 130, 132, 134, 136, 138 и 140 доступа в соответствующей ему ячейке сотовой связи является иным, чем место расположения каждого из других терминалов доступа в той же самой ячейке сотовой связи. Кроме того, каждый терминал доступа может находиться на различном расстоянии от соответствующих групп антенн, с которыми он поддерживает связь. Оба эти фактора наряду с внешними условиями в ячейке сотовой связи являются причиной наличия различных состояний канала между каждым терминалом доступа и соответствующей ему группой антенн, с которой он поддерживает связь.From FIG. 1 it can be seen that the location of each access terminal 130, 132, 134, 136, 138, and 140 in its corresponding cell is different from the location of each of the other access terminals in the same cell. In addition, each access terminal may be at a different distance from the respective antenna groups with which it communicates. Both of these factors, along with the external conditions in the cellular communication cell, are the cause of the presence of different channel conditions between each access terminal and its corresponding group of antennas with which it communicates.

Используемый здесь термин "узел доступа" может означать стационарную станцию, используемую для связи с терминалами, и также может именоваться базовой станцией, узлом B (Node B) или каким-либо иным термином и содержать некоторые или все функциональные возможности этих устройств. Терминал доступа может также именоваться абонентской аппаратурой (UE), устройством беспроводной связи, оконечным устройством, подвижной станцией или каким-либо иным термином и содержать некоторые или все функциональные возможности этих устройств.As used herein, the term “access node” may mean a fixed station used to communicate with terminals, and may also be referred to as a base station, node B (Node B), or some other term and may contain some or all of the functionality of these devices. An access terminal may also be referred to as a user equipment (UE), a wireless communication device, a terminal device, a mobile station, or some other terminology and may contain some or all of the functionality of these devices.

На Фиг. 2 проиллюстрирована схема распределения спектра частот для системы беспроводной связи с множественным доступом. Множество символов 200 МОЧР распределено по T периодам символа и по S частотным поднесущим. Каждый символ 200 МОЧР содержит один период символа из T периодов символа и тон или частотную поднесущую из S поднесущих.In FIG. 2 illustrates a frequency spectrum allocation scheme for a multiple access wireless communication system. The multiple OFDM symbols 200 are distributed across T symbol periods and S frequency subcarriers. Each OFDM symbol 200 comprises one symbol period of T symbol periods and a tone or frequency subcarrier of S subcarriers.

В системе МОЧР со скачкообразной перестройкой частоты конкретному терминалу доступа может быть выделен один или большее количество символов 200. В одном из вариантов осуществления изобретения схемы распределения, который показан на Фиг. 2, группе терминалов доступа для обеспечения связи по обратной линии связи выделена одна или большее количество областей скачкообразной перестройки для символов, например, область 202 скачкообразной перестройки. В каждой области скачкообразной перестройки присвоение символов может быть выполнено по случайному закону для уменьшения потенциально возможных помех и для обеспечения частотного разнесения, противодействующего вредным воздействиям на тракт передачи.In a frequency hopping OFDM system, one or more symbols 200 may be allocated to a particular access terminal. In one embodiment of the invention, the distribution scheme shown in FIG. 2, a group of access terminals for providing reverse link communications is allocated one or more hop areas for symbols, for example, hop area 202. In each hop area, symbol assignment can be done randomly to reduce potential interference and to provide frequency diversity that counteracts harmful effects on the transmission path.

Каждая область 202 скачкообразной перестройки содержит символы 204, выделенные для передачи по прямой линии связи в один или большее количество терминалов доступа, поддерживающих связь с сектором узла доступа, и для приема из этих терминалов доступа по обратной линии связи. В течение каждого периода скачкообразной перестройки, или кадра, местоположение области 202 скачкообразной перестройки в пределах T периодов символа и на S поднесущих изменяется в соответствии с последовательностью скачкообразной перестройки. Кроме того, распределение символов 204 для отдельных терминалов доступа в пределах области 202 скачкообразной перестройки может изменяться для каждого периода скачкообразной перестройки.Each hop region 202 contains symbols 204 allocated for transmission on a forward link to one or more access terminals in communication with a sector of the access node, and for reception from these access terminals on a reverse link. During each hopping period, or frame, the location of the hopping area 202 within T symbol periods and S subcarriers is changed in accordance with the hopping sequence. In addition, the distribution of symbols 204 for individual access terminals within the hopping area 202 may vary for each hopping period.

Последовательность скачкообразной перестройки может обеспечивать выбор местоположения области 202 скачкообразной перестройки для каждого периода скачкообразной перестройки, производимый псевдослучайным образом, по случайному закону или согласно заранее заданной последовательности. Последовательности скачкообразной перестройки для различных секторов одного и того же узла доступа созданы таким образом, что являются взаимно ортогональными во избежание "внутриячеечных" помех между терминалами доступа, поддерживающими связь с одним и тем же узлом доступа. Кроме того, последовательности скачкообразной перестройки для каждого узла доступа могут быть псевдослучайными относительно последовательностей скачкообразной перестройки для соседних узлов доступа. Это может помочь в рандомизации "межячеечных" помех между терминалами доступа, поддерживающими связь с различными узлами доступа.The hopping sequence may provide a location selection of the hopping region 202 for each hopping period, performed in a pseudo-random manner, according to a random law or according to a predetermined sequence. Hopping sequences for different sectors of the same access node are designed in such a way that they are mutually orthogonal in order to avoid "intracellular" interference between access terminals that communicate with the same access node. In addition, hop sequences for each access node may be pseudo-random with respect to hop sequences for neighboring access nodes. This can help in the randomization of “cell-to-cell” interference between access terminals communicating with different access nodes.

В случае связи по обратной линии связи некоторые из символов 204 из области 202 скачкообразной перестройки выделены для контрольных символов, которые передают из терминалов доступа в узел доступа. Процедура распределения контрольных символов для символов 204 предпочтительно должна обеспечивать поддержку множественного доступа с пространственным разделением (МДПР), при котором сигналы от различных терминалов доступа, накладывающиеся друг на друга в той же самой области скачкообразной перестройки, могут быть разделены вследствие наличия множества приемных антенн в секторе или в узле доступа при условии достаточного различия пространственных характеристик, соответствующих различным терминалам доступа.In the case of reverse link communications, some of the symbols 204 from the hopping area 202 are allocated for pilot symbols that are transmitted from the access terminals to the access node. The pilot symbol allocation procedure for symbols 204 should preferably provide support for spatial division multiple access (MDP), in which signals from different access terminals overlapping each other in the same hopping region can be separated due to the presence of multiple receiving antennas in the sector or in the access node, provided that the spatial characteristics corresponding to the various access terminals are sufficiently different.

Хотя на Фиг. 2 область 202 скачкообразной перестройки имеет длину, равную семи периодам символа, область 202 скачкообразной перестройки может иметь длину, равную любой желательной величине, ее размер может изменяться между периодами скачкообразной перестройки или между различными областями скачкообразной перестройки в заданном периоде скачкообразной перестройки.Although in FIG. 2, the hopping region 202 has a length equal to seven symbol periods, the hopping region 202 can have a length equal to any desired value, its size can vary between hopping periods or between different hopping regions in a given hopping period.

Хотя вариант осуществления изобретения по Фиг. 2 описан применительно к использованию блочной скачкообразной перестройки, местоположение блока не обязательно должно изменяться между последовательными периодами скачкообразной перестройки.Although the embodiment of FIG. 2 is described with respect to the use of block hopping, the location of the block does not have to change between successive hopping periods.

На Фиг. 3 проиллюстрирована блок-схема распределения частот по времени для системы беспроводной связи с множественным доступом согласно одному из вариантов осуществления изобретения. Распределение частот по времени содержит промежутки 300 времени, которые содержат контрольные символы 310, передаваемые способом широковещательной передачи из узла доступа во все терминалы доступа, которые поддерживают с ним связь. Распределение частот по времени также содержит промежутки 302 времени, которые содержат одну или большее количество областей 320 скачкообразной перестройки, каждая из которых содержит один или большее количество специализированных контрольных символов 322, передаваемых в один или в большее количество желательных терминалов доступа. Специализированные контрольные символы 322 могут содержать те же самые весовые коэффициенты для формирования диаграммы направленности антенны, которые применяют для символов данных, передаваемых в терминалы доступа.In FIG. 3 illustrates a block diagram of a frequency allocation over time for a multiple access wireless communication system according to one embodiment of the invention. The frequency distribution in time contains time intervals 300 that contain pilot symbols 310 transmitted by the broadcast method from the access node to all access terminals that communicate with it. The frequency distribution over time also comprises time intervals 302 that comprise one or more hop areas 320, each of which contains one or more specialized pilot symbols 322 transmitted to one or more desired access terminals. Specialized control symbols 322 may contain the same weights for antenna patterning that are used for data symbols transmitted to access terminals.

Широкополосные контрольные символы 310 и специализированные контрольные символы 322 могут быть использованы терминалами доступа для генерации информации о качестве канала (ИКК), относящейся к каналам связи между терминалом доступа и узлом доступа, для канала между каждой передающей антенной, посредством которой производят передачу символов, и приемной антенной, посредством которой принимают эти символы. В одном из вариантов осуществления изобретения оценка параметров канала может содержать сведения о шуме, о значениях отношения сигнал - шум, о мощности контрольного сигнала, о замирании, о задержках, о потерях в тракте передачи, об экранировании, о корреляции или любую иную измеримую характеристику канала беспроводной связи.Broadband pilot symbols 310 and specialized pilot symbols 322 can be used by access terminals to generate channel quality information (CQI) related to communication channels between the access terminal and the access node, for the channel between each transmit antenna through which the symbols are transmitted and the receive the antenna through which these symbols are received. In one embodiment of the invention, the estimation of channel parameters may include information about noise, signal-to-noise ratios, control signal power, fading, delays, transmission path loss, shielding, correlation, or any other measurable channel characteristic wireless connection.

В одном из вариантов осуществления изобретения может быть осуществлена генерация информации ИКК, которой могут являться значения эффективного отношения сигнал - шум (ОСШ), и она может быть подана в узел доступа отдельно в качестве широкополосных контрольных символов 310 (эту информацию именуют широкополосной ИКК). Информация ИКК также может представлять значения эффективного отношения сигнал - шум (ОСШ), сгенерированные и поданные в узел доступа отдельно в качестве специализированных контрольных символов 322 (эту информацию именуют специализированной ИКК или ИКК со сформированной диаграммой направленности). Таким образом, узел доступа может иметь информацию о качестве канала (ИКК) для всей ширины полосы частот, доступной для связи, а также для конкретных областей скачкообразной перестройки, которые были использованы для передачи в терминал доступа. ИКК от широкополосных контрольных символов 310 и от специализированных контрольных символов 322 независимо может обеспечивать более точное прогнозирование скорости передачи для следующего передаваемого пакета данных, для больших распределений со случайными последовательностями скачкообразной перестройки и для согласованного выделения области скачкообразной перестройки для каждого абонента. Вне зависимости от того, какую именно информацию ИКК передают по обратной линии связи, в некоторых вариантах осуществления изобретения широкополосная ИКК, периодически предоставляемая таким способом из терминала доступа в узле доступа, может быть использована для распределения мощности передачи по одному или по большему количеству каналов прямой линии связи, например, по каналам управления прямой линии связи.In one embodiment of the invention, CQI information can be generated, which can be values of the effective signal-to-noise ratio (SNR), and it can be fed to the access node separately as broadband control symbols 310 (this information is called broadband CQI). The CQI information can also represent the values of the effective signal-to-noise ratio (SNR) generated and submitted to the access node separately as specialized control symbols 322 (this information is referred to as a specialized CQI or CQI with a radiation pattern formed). Thus, the access node can have information about the quality of the channel (CQI) for the entire bandwidth available for communication, as well as for specific areas of hopping, which were used for transmission to the access terminal. The CQI from the wideband control symbols 310 and the specialized control symbols 322 independently can provide more accurate prediction of the transmission rate for the next transmitted data packet, for large distributions with random hopping sequences and for coordinated allocation of the hopping domain for each subscriber. Regardless of which particular CQI information is transmitted on the reverse link, in some embodiments of the invention, the broadband CQI, periodically provided in this way from the access terminal in the access node, can be used to distribute the transmit power over one or more direct channel channels communication, for example, on the control channels of the direct communication line.

Кроме того, в тех ситуациях, когда график передачи по прямой линии связи для терминала доступа не установлен или когда он установлен таким образом, что передачи производят нерегулярно, то есть, когда для терминала доступа не запланирована передача по прямой линии связи в течение каждого периода скачкообразной перестройки, широкополосная ИКК может быть подана по каналу обратной линии связи в узел доступа для следующей передачи по каналу прямой линии связи, например, путем передачи служебных сигналов по обратной линии связи или по каналу управления. Эта широкополосная ИКК не содержит коэффициенты усиления для формирования диаграммы направленности антенны, так как для широкополосных контрольных символов 310 диаграмма направленности антенны обычно не сформирована.In addition, in those situations where the forward link transmission schedule for the access terminal is not set or when it is set in such a way that transmissions are made irregularly, that is, when the forward line transmission is not planned for the access terminal during each spasmodic period adjustment, the broadband CQI can be filed on the reverse link channel to the access node for the next transmission on the forward link channel, for example, by transmitting service signals on the reverse link or channel a systematic way. This broadband CQI does not contain gain factors for generating the antenna pattern, since for the broadband pilot symbols 310, the antenna pattern is usually not formed.

В одном из вариантов осуществления изобретения узел доступа может получать весовые коэффициенты для формирования диаграммы направленности антенны на основании ее оценок параметров канала с использованием передач по обратной линии связи из терминала доступа. Узел доступа может получать оценки параметров канала на основании символов, содержащих информацию ИКК, переданную из терминала доступа по выделенному каналу, например, путем передачи служебных сигналов или по каналу управления, специально предназначенному для обратной связи из терминала доступа. Вместо использования информации ИКК для генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны могут быть использованы оценки параметров канала.In one embodiment of the invention, the access node may receive weights for generating an antenna pattern based on its estimates of the channel parameters using reverse link transmissions from the access terminal. The access node may receive channel parameter estimates based on symbols containing CQI information transmitted from the access terminal via a dedicated channel, for example, by transmitting service signals or through a control channel specifically designed for feedback from the access terminal. Instead of using CQI information to generate weights to generate antenna patterns, channel parameter estimates can be used.

В другом варианте осуществления изобретения узел доступа может получать весовые коэффициенты для формирования диаграммы направленности антенны на основании оценок параметров канала, определенных в терминале доступа и предоставленных в узел доступа путем передачи по обратной линии связи. Если терминал доступа также имеет назначение обратной линии связи в каждом кадре или периоде скачкообразной перестройки, либо в отдельном, либо в том же самом периоде скачкообразной перестройки или кадре, что и при передаче по прямой линии связи, то информация об оценке параметров канала может быть предоставлена в узел доступа путем передач по обратной линии связи согласно установленному графику. Переданные оценки параметров канала могут быть использованы для генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны.In another embodiment of the invention, the access node may receive weights for generating an antenna pattern based on channel parameter estimates determined in the access terminal and provided to the access node by transmitting on the reverse link. If the access terminal also has a reverse link assignment in each frame or hopping period, or in a separate or in the same hopping period or frame as when transmitting on a forward link, then information about the estimation of channel parameters can be provided to the access node by transmitting on the reverse link according to the established schedule. The transmitted estimates of the channel parameters can be used to generate weighting coefficients for forming the antenna pattern.

В другом варианте осуществления изобретения узел доступа может принимать весовые коэффициенты для формирования диаграммы направленности антенны из терминала доступа путем их передачи по обратной линии связи. Если терминал доступа также имеет назначение обратной линии связи в каждом кадре или периоде скачкообразной перестройки, либо в отдельном, либо в том же самом периоде скачкообразной перестройки или кадре, что и при передаче по прямой линии связи, то весовые коэффициенты для формирования диаграммы направленности антенны могут быть предоставлены в узел доступа путем передач по обратной линии связи согласно установленному графику.In another embodiment of the invention, the access node may receive weights for generating antenna patterns from the access terminal by transmitting them on the reverse link. If the access terminal also has a reverse link assignment in each frame or hopping period, or in a separate or in the same hopping period or frame as when transmitting on a forward link, then the weights for forming the antenna pattern can be provided to the access node by transmitting on the reverse link according to the established schedule.

Используемые здесь термины "информация о качестве канала (ИКК)", "оценки параметров канала", "данные о собственной диаграмме направленности антенны, передаваемые по обратной линии связи" или их комбинации могут трактоваться как информация о канале, используемая узлом доступа для генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны.The terms “channel quality information (CQI)”, “channel parameter estimates”, “reverse antenna proprietary beam pattern data” used herein or combinations thereof may be interpreted as channel information used by the access node to generate weight coefficients to form the antenna pattern.

На Фиг. 4 проиллюстрированы передатчик и приемник в системе беспроводной связи с множественным доступом согласно одному из вариантов осуществления изобретения. В системе 410 передатчика данные трафика для нескольких потоков данных подают из источника 412 данных в процессор 444 данных передачи. В одном из вариантов осуществления изобретения каждый поток данных передают через соответствующую передающую антенну. Процессор 444 данных передачи форматирует, кодирует и выполняет перемежение данных трафика для каждого потока данных на основании конкретного алгоритма кодирования, выбранного для этого потока данных, создавая закодированные данные. В некоторых вариантах осуществления изобретения процессор 444 данных передачи применяет весовые коэффициенты, предназначенные для формирования диаграммы направленности антенны, к символам потоков данных, на основании сведений об абоненте, которому производят передачу символов, и об антенне, из которой передают символ. В некоторых вариантах осуществления изобретения генерация весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны может быть осуществлена на основании информации об отклике канала, указывающей состояние трактов передачи между узлом доступа и терминалом доступа. Эта информация об отклике канала может быть сгенерирована с использованием информации ИКК или оценок параметров канала, предоставленных абонентом. Кроме того, в случаях передач согласно установленному графику процессор 444 данных передачи может выбрать формат пакета на основании информации о ранге, переданной от абонента.In FIG. 4 illustrates a transmitter and a receiver in a multiple access wireless communication system according to one embodiment of the invention. At transmitter system 410, traffic data for multiple data streams is supplied from data source 412 to transmission data processor 444. In one embodiment, each data stream is transmitted through a respective transmit antenna. Transmission data processor 444 formats, codes, and interleaves the traffic data for each data stream based on the particular coding algorithm selected for that data stream, creating encoded data. In some embodiments of the invention, the transmit data processor 444 applies weights intended to form the antenna pattern to the symbols of the data streams, based on the information of the subscriber to which the symbols are transmitted and the antenna from which the symbol is transmitted. In some embodiments of the invention, the generation of weights for generating an antenna pattern may be based on channel response information indicating the state of transmission paths between the access node and the access terminal. This channel response information may be generated using CQI information or channel parameter estimates provided by the subscriber. In addition, in the case of transmissions according to a set schedule, the transmission data processor 444 may select a packet format based on the rank information transmitted from the subscriber.

Может быть произведено мультиплексирование закодированных данных для каждого потока данных с данными контрольного сигнала, используя способы МОЧР. Данные контрольного сигнала обычно представляют собой известную комбинацию данных, обработанную известным способом, и они могут использоваться в системе приемника для оценки отклика канала. Затем выполняют модуляцию мультиплексированных данных контрольного сигнала и закодированных данных для каждого потока данных (то есть их отображение на символы) на основании конкретной схемы модуляции (например, двухпозиционной фазовой манипуляции (ДФМн), квадратурной фазовой манипуляции (КФМн), М-позиционной фазовой манипуляции (М-ФМн) или М-позиционной квадратурной амплитудной модуляции (М-КВАМ)), выбранной для этого потока данных, для создания модуляционных символов. Скорость передачи данных, кодирование и модуляция для каждого потока данных могут быть определены посредством исполняемых команд, поданных процессором 430. В некоторых вариантах осуществления изобретения количество параллельных пространственных потоков может изменяться в соответствии с информацией о ранге, переданной от абонента.Multiplexed encoded data for each data stream with pilot data may be multiplexed using the OFDM techniques. The pilot data is typically a known combination of data processed in a known manner and can be used in a receiver system to estimate channel response. Then, modulation of the multiplexed pilot signal data and the encoded data for each data stream (i.e., their mapping to symbols) is performed based on a specific modulation scheme (e.g., on-off phase shift keying (DPSK), quadrature phase shift keying (QPSK), M-position phase shift keying ( M-PSK) or M-position quadrature amplitude modulation (M-KVAM)) selected for this data stream to create modulation symbols. The data rate, coding, and modulation for each data stream may be determined by executable instructions provided by processor 430. In some embodiments of the invention, the number of parallel spatial streams may vary in accordance with the rank information transmitted from the subscriber.

Модуляционные символы для всех потоков данных затем подают в процессор 446 передаваемых данных MIMO, который может выполнять дополнительную обработку модуляционных символов (например, МОРЧ). Затем процессор 446 передаваемых данных MIMO подает N _T потоков символов в N _T передатчиков (ПРД) 422a-422t. В определенных вариантах осуществления изобретения процессор 446 передаваемых данных MIMO применяет весовые коэффициенты для формирования диаграммы направленности антенны к символам потоков данных на основании сведений об абоненте, которому передают символы, и об антенне, из которой передают символ, полученных из этой информации абонента об отклике канала.The modulation symbols for all data streams are then supplied to the transmit MIMO processor 446, which can perform additional processing of the modulation symbols (eg, OFDM). Then, the MIMO transmit data processor 446 supplies N _T symbol streams to N _T transmitters (TXs) 422a-422t. In certain embodiments of the invention, the MIMO transmit data processor 446 applies weights to form the antenna pattern for the data stream symbols based on information about the subscriber to which the symbols are transmitted and the antenna from which the symbol is transmitted, received from this subscriber information about the channel response.

Каждый передатчик 422 принимает и обрабатывает соответствующий поток символов, создавая один или большее количество аналоговых сигналов, и, кроме того, осуществляет предварительное формирование (например, усиление, фильтрацию и преобразование с повышением частоты) аналоговых сигналов, создавая модулированный сигнал, пригодный для передачи по каналу системы MIMO. Затем производят передачу N _T модулированных сигналов из передатчиков 422a-422t через N _T соответствующих антенн 424a-424t.Each transmitter 422 receives and processes the corresponding symbol stream, creating one or more analog signals, and, in addition, pre-generates (e.g., amplifies, filters, and upconverts) the analog signals, creating a modulated signal suitable for channel transmission MIMO systems. Then, N _T modulated signals are transmitted from the transmitters 422a-422t through N _{T of the} respective antennas 424a-424t.

В системе 420 приемника переданные модулированные сигналы принимают посредством N _R антенн 452a-452r, и принятый сигнал из каждой антенны 452 подают в соответствующий приемник (ПРМ) 454a-454r. Каждый приемник 454 осуществляет предварительное формирование (например, фильтрацию, усиление и преобразование с понижением частоты) соответствующего принятого сигнала, преобразовывает предварительное сформированный сигнал в цифровую форму, создавая выборки, и производит дальнейшую обработку выборок для создания соответствующего "принятого" потока символов.In the receiver system 420, the transmitted modulated signals are received by N _R antennas 452a through 452r, and the received signal from each antenna 452 is supplied to a respective receiver (Rx) 454a through 454r. Each receiver 454 pre-generates (eg, filters, amplifies and down-converts) the corresponding received signal, converts the pre-generated signal to digital form, creating samples, and performs further processing of the samples to create the corresponding “received” symbol stream.

Затем процессор 460 принятых данных (RX) получает и обрабатывает N _R принятых потоков символов из N _R приемников 454a-454r на основании конкретного способа обработки в приемнике для получения номера ранга "обнаруженных" потоков символов. Более подробное описание обработки, выполняемой процессором 460 принятых данных, приведено ниже. Каждый обнаруженный поток символов содержит символы, которые представляют собой оценочные значения модуляционных символов, переданных для соответствующего потока данных. Затем процессор 460 принятых данных выполняет демодуляцию, обращение перемежения и декодирование каждого обнаруженного потока символов для восстановления данных трафика для потока данных, которые подают в приемник 464 данных для хранения и/или дополнительной обработки. Обработка, выполняемая процессором 460 принятых данных, является взаимодополняющей для той обработки, которая выполнена процессором 446 передаваемых данных MIMO и процессором 444 данных передачи в системе 410 передатчика.Then, a received data (RX) processor 460 receives and processes N _R received symbol streams from N _R receivers 454a through 454r based on a particular receiver processing method to obtain the rank number of the “detected” symbol streams. A more detailed description of the processing performed by the received data processor 460 is given below. Each detected symbol stream contains symbols, which are estimated values of modulation symbols transmitted for the corresponding data stream. Then, the received data processor 460 performs demodulation, interleaving, and decoding of each detected symbol stream to recover traffic data for the data stream that is supplied to the data receiver 464 for storage and / or further processing. The processing performed by the received data processor 460 is complementary to the processing performed by the transmit MIMO data processor 446 and the transmission data processor 444 in the transmitter system 410.

Оценка отклика канала, сгенерированная процессором 460 принятых данных, может использоваться для выполнения пространственной, пространственно/временной обработки в приемнике, для регулировки уровней мощности, для изменения степени или алгоритмов модуляции или для иных действий. Кроме того, процессор 460 принятых данных может оценивать значения отношения "сигнал - смесь помехи с шумом" (ОСШ) для обнаруженных потоков символов и, возможно, другие характеристики канала, и подавать эти величины в процессор 470. Процессор 460 принятых данных или процессор 470 могут дополнительно вычислять оценочное значение "эффективного" ОСШ для системы. Затем процессор 470 предоставляет оценочную информацию о канале (ОИК), которая может содержать информацию различных типов относительно линии связи и/или принятого потока данных. Например, ОИК может содержать только рабочее значение ОСШ. Затем выполняют обработку ОИК процессором 478 данных передачи, который также получает из источника 476 данных данные трафика для нескольких потоков данных, подвергнутые модуляции посредством модулятора 480, подвергнутые предварительному формированию передатчиками 454a-454r и переданные обратно в систему 410 передатчика.The channel response estimate generated by the received data processor 460 can be used to perform spatial, spatial / temporal processing at the receiver, to adjust power levels, to change the degree or modulation algorithms, or for other actions. In addition, the received data processor 460 may evaluate the signal-to-noise-noise-noise ratio (SNR) values for the detected symbol streams and possibly other channel characteristics and provide these values to the processor 470. The received data processor 460 or processor 470 may additionally calculate the estimated value of the "effective" SNR for the system. Processor 470 then provides channel estimation information (OIC), which may contain various types of information regarding the communication link and / or the received data stream. For example, the DEC may contain only the operating value of the SNR. Then, the OIC is processed by the transmission data processor 478, which also receives traffic data from several data sources 476, modulated by a modulator 480, pre-formed by transmitters 454a-454r and transmitted back to the transmitter system 410.

В системе передатчика 410 модулированные сигналы из системы 450 приемника принимают посредством антенн 424, выполняют их предварительное формирование приемниками 422, их демодуляцию посредством демодулятора 490 и их обработку процессором 492 принятых данных для восстановления ОИК, переданной из системы приемника, и подают данные в приемник 494 данных для хранения и/или дополнительной обработки. Переданную ОИК затем подают в процессор 430 и используют (1) для определения скорости передачи данных и алгоритмов кодирования и модуляции, которые следует использовать для потоков данных, и (2) для генерации различных средств управления для процессора 444 данных передачи, и для процессора 446 передаваемых данных MIMO.In the transmitter system 410, the modulated signals from the receiver system 450 are received via antennas 424, pre-formed by the receivers 422, demodulated by a demodulator 490 and processed by the received data processor 492 to reconstruct the DEC transmitted from the receiver system, and data is fed to the data receiver 494 for storage and / or additional processing. The transmitted DEC is then fed to processor 430 and used (1) to determine the data rate and coding and modulation algorithms to be used for data streams, and (2) to generate various controls for the transmit data processor 444, and for the transmit processor 446 MIMO data.

Следует отметить, что передатчик 410 осуществляет передачу множества потоков символов в множество приемников, например, в множество терминалов доступа, в то время как приемник 420 осуществляет передачу одного потока данных в одну структуру, например, в узел доступа, таким образом, учитывают изображенные на чертеже отличающиеся каналы приема и передачи. Однако обоими передатчиками могут являться передатчики с множеством входов и множеством выходов, что, следовательно, делает прием и передачу идентичными.It should be noted that the transmitter 410 transmits a plurality of symbol streams to a plurality of receivers, for example, to a plurality of access terminals, while the receiver 420 transmits a single data stream to a single structure, for example, to an access node, thus taking into account the figures shown in the drawing different transmission and reception channels. However, both transmitters can be transmitters with multiple inputs and multiple outputs, which, therefore, makes the reception and transmission identical.

В приемнике могут использоваться различные способы обработки для обработки N _R принятых сигналов с целью обнаружения N _T переданных потоков символов. Эти способы обработки в приемнике могут быть классифицированы на две основные категории (i) способы пространственной и пространственно-временной обработки в приемнике (которые также именуют способами выравнивания); и (ii) способ обработки в приемнике путем "последовательного обнуления/выравнивания и подавления помех" (который также именуют способом обработки в приемнике путем "последовательного подавления помех" или "последовательного подавления").Various processing methods may be used at the receiver to process the N _R received signals to detect N _T transmitted symbol streams. These receiver processing methods can be classified into two main categories: (i) receiver spatial and spatio-temporal processing methods (also referred to as alignment methods); and (ii) a receiver processing method by “sequentially zeroing / equalizing and suppressing interference” (which is also referred to as a receiver processing method by “sequential interference suppression” or “sequential suppression”).

Канал системы MIMO, сформированный посредством N _T передающих и N _R приемных антенн, может быть разложен на N _S независимых каналов, где N _S≤min{N _T,N _R}. Каждые N _S независимых каналов могут также именоваться пространственным подканалом (или каналом передачи) канала системы с множеством входов и множеством выходов и соответствуют размерности.A MIMO channel formed by N _T transmit and N _R receive antennas can be decomposed into N _S independent channels, where N _S ≤min { N _T , N _R }. Each N _S independent channels can also be called a spatial subchannel (or transmission channel) of a system channel with multiple inputs and multiple outputs and correspond to a dimension.

Для канала системы MIMO полного ранга, где N _S=N _T≤N _R, независимый поток данных может быть передан с каждой из N _T передающих антенн. Переданные потоки данных могут иметь различные состояния канала (например, различные эффекты замирания и многолучевого распространения), и в них могут быть достигнуты различные значения отношения "сигнал - смесь помехи с шумом" (ОСШ) для заданной величины мощности передачи. Кроме того, в тех случаях, когда в приемнике используется последовательная обработка по подавлению помех для восстановления переданных потоков данных, могут быть достигнуты различные значения ОСШ для потоков данных в зависимости от конкретного порядка, в котором производят восстановление потоков данных. Следовательно, могут поддерживаться различные скорости передачи данных для различных потоков данных в зависимости от достигнутых для них значений ОСШ. Так как с течением времени состояния канала обычно изменяются, то скорость передачи данных, поддерживаемая каждым потоком данных, также изменяется во времени.For a full-rank MIMO system channel, where N _S = N _T ≤ N _R , an independent data stream may be transmitted from each of the N _T transmit antennas. Transmitted data streams can have different channel conditions (for example, various effects of fading and multipath propagation), and various values of the signal-to-noise-noise-mixture ratio (SNR) can be achieved in them for a given transmit power. In addition, in cases where the receiver uses sequential interference suppression processing to recover the transmitted data streams, different SNR values for the data streams can be achieved depending on the particular order in which the data streams are restored. Therefore, different data rates for different data streams may be supported, depending on the SNR values achieved for them. Since channel states usually change over time, the data rate supported by each data stream also changes over time.

Схема MIMO может иметь два режима работы: с одним кодовым словом (ОКС) и с множеством кодовых слов (МКС). В режиме МКС передатчик может выполнять независимое кодирование данных, переданных на каждом пространственном уровне, возможно, с различными скоростями. Приемник использует алгоритм последовательного подавления помех (ППП), который работает следующим образом: декодируют первый уровень и затем вычитают его вклад из принятого сигнала после повторного кодирования и умножения закодированного первого уровня на "произведенную оценку параметров канала", а затем декодируют второй уровень и т.д. Этот подход типа "чистка лука" означает, что каждый последовательно декодированный уровень имеет возрастающее значение ОСШ и, следовательно, может поддерживать более высокие скорости передачи. При отсутствии распространения ошибки схема МКС с ППП обеспечивает максимальную пропускную способность системы на основании состояний канала. Недостаток этой схемы обусловлен наличием отягощающей нагрузки по "управлению" скоростями передачи каждого пространственного уровня: (a) увеличенным объемом информации ИКК, передаваемой по обратной линии связи (необходимо предоставление одной ИКК для каждого уровня); (b) увеличенным объемом обмена сообщениями о подтверждении приема (ACK) или сообщениями о неподтверждении приема (NACK) (по одному для каждого уровня); (c) усложнениями в гибридном автоматическом запросе на повторную передачу (HARQ), поскольку каждый уровень может завершаться в различных передачах; (d) чувствительность функционирования ППП к ошибкам оценки параметров канала при увеличении доплеровского смещения и/или при низком значении ОСШ; и (e) повышенными требованиями к времени задержки при декодировании, так как каждый последовательный уровень не может быть декодирован до тех пор, пока не будет выполнено декодирование предыдущих уровней.A MIMO scheme can have two modes of operation: with one codeword (ACS) and with many codewords (ISS). In the ISS mode, the transmitter can independently encode data transmitted at each spatial level, possibly at different speeds. The receiver uses a sequential interference cancellation algorithm (RFP), which works as follows: decode the first level and then subtract its contribution from the received signal after re-encoding and multiplying the encoded first level by the “channel parameter estimate made”, and then decode the second level, etc. d. This onion-peeling approach means that each sequentially decoded level has an increasing SNR and, therefore, can support higher bit rates. In the absence of error propagation, the ISS scheme with IFR provides the maximum system throughput based on channel conditions. The disadvantage of this scheme is due to the aggravating burden of “controlling” the transmission speeds of each spatial level: (a) the increased amount of CQI information transmitted on the reverse link (it is necessary to provide one CQI for each level); (b) increased acknowledgment (ACK) or non-acknowledgment (NACK) messages (one for each level); (c) complications in the hybrid automatic retransmission request (HARQ), since each level can complete in different transmissions; (d) the sensitivity of the IFR operation to channel estimation errors with increasing Doppler bias and / or with a low SNR; and (e) increased requirements for decoding delay time, since each successive layer cannot be decoded until decoding of previous layers is performed.

В схеме, работающей в режиме ОКС, передатчик осуществляет кодирование данных, переданных на каждом пространственном уровне с "идентичными скоростями передачи данных." В приемнике может быть использован линейный приемник низкой степени сложности, например, приемник, основанный на минимальном среднеквадратичном решении (MMSE) или на нулевой частоте (ZF), либо нелинейные приемники, такие как, например, QRM, для каждого тона. Это дает приемнику возможность сообщать информацию ИКК только лишь для "наилучшего" ранга и, следовательно, это приводит к уменьшению непроизводительных издержек при передаче для предоставления этой информации.In the scheme operating in the ACS mode, the transmitter encodes the data transmitted at each spatial level with "identical data rates." The receiver can use a linear receiver of low complexity, for example, a receiver based on the minimum root mean square solution (MMSE) or zero frequency (ZF), or non-linear receivers, such as, for example, QRM, for each tone. This gives the receiver the opportunity to report CQI information only for the "best" rank and, therefore, it reduces the transmission overhead for providing this information.

На Фиг. 5A проиллюстрирована блок-схема прямой линии связи в системе беспроводной связи с множественным доступом согласно одному из вариантов осуществления изобретения. Канал прямой линии связи может быть смоделирован как передача из множества передающих антенн 500a-500t в узле доступа (УД), к множеству приемных антенн 502a-502r в терминале доступа (ТД). Канал прямой линии связи (HFL) может быть определен как совокупность трактов передачи из каждой из передающих антенн 500a-500t в каждую из приемных антенн 502a-502r.In FIG. 5A illustrates a block diagram of a forward link in a multiple access wireless communication system according to one embodiment of the invention. A forward link channel can be modeled as a transmission from a plurality of transmit antennas 500a-500t at an access node (AT) to a plurality of receiving antennas 502a-502r at an access terminal (AT). A forward link channel (HFL) can be defined as a collection of transmission paths from each of the transmit antennas 500a-500t to each of the receive antennas 502a-502r.

На Фиг. 5Б проиллюстрирована блок-схема обратной линии связи в системе беспроводной связи с множественным доступом согласно одному из вариантов осуществления изобретения. Канал обратной линии связи может быть смоделирован как передача из одной или из большего количества передающих антенн, например, из антенны 512t в терминале доступа, которым является абонентский пункт, терминал доступа и т.д., во множество приемных антенн 510a-510r в узле доступа, которой является узел доступа, узел B и т.п. Обратный канал связи (HRL) может быть определен как совокупность трактов передачи из передающей антенны 512t в каждую из приемных антенн 510a-510r.In FIG. 5B, a reverse link block diagram is illustrated in a multiple access wireless communication system according to one embodiment of the invention. The reverse link channel can be modeled as a transmission from one or more transmit antennas, for example, from an antenna 512t in an access terminal, which is a subscriber station, access terminal, etc., to a plurality of receiving antennas 510a-510r in an access node which is the access node, node B, and the like. A reverse link (HRL) may be defined as a plurality of transmission paths from a transmit antenna 512t to each of the receive antennas 510a-510r.

На Фиг. 5A и Фиг. 5Б видно, что каждый терминал доступа может иметь одну или большее количество антенн. В некоторых вариантах осуществления изобретения количество антенн 512t, используемых для передачи, является меньшим, чем количество антенн 502a-502r, используемых для приема в терминале доступа. Кроме того, во многих вариантах осуществления изобретения количество передающих антенн 500a-500t в каждом узле доступа больше, чем количество любых из передающих или приемных антенн в терминале доступа или чем количество обеих из них.In FIG. 5A and FIG. 5B, it can be seen that each access terminal may have one or more antennas. In some embodiments, the number of antennas 512t used for transmission is less than the number of antennas 502a-502r used for reception at the access terminal. In addition, in many embodiments of the invention, the number of transmit antennas 500a-500t in each access node is greater than the number of any of the transmit or receive antennas in the access terminal or the number of both of them.

При дуплексной связи с временным разделением не существует полная обратимость каналов в том случае, если количество антенн, используемых в терминале доступа для передачи, меньше, чем количество антенн, используемых в терминале доступа для приема. Следовательно, трудно получить канал прямой линии связи для всех приемных антенн в терминале доступа.In time division duplex communication, there is no complete reversibility of the channels if the number of antennas used in the access terminal for transmission is less than the number of antennas used in the access terminal for reception. Therefore, it is difficult to obtain a forward link channel for all receiving antennas in an access terminal.

При дуплексной связи с частотным разделением передача информации о состоянии канала по обратной линии связи для всех собственных диаграмм направленности антенны матрицы канала прямой линии связи может быть неэффективной или почти невозможной вследствие ограниченных ресурсов обратной линии связи. Следовательно, трудно получить канал прямой линии связи для всех приемных антенн в терминале доступа.In frequency division duplexed communication, transmitting channel status information on the reverse link for all proprietary directivity antenna patterns of the forward link channel matrix may be ineffective or nearly impossible due to limited reverse link resources. Therefore, it is difficult to obtain a forward link channel for all receiving antennas in an access terminal.

В одном из вариантов осуществления изобретения обратная связь для канала из терминала доступа в узел доступа обеспечена для подмножества возможных трактов передачи между передающими антеннами узел доступа и приемными антеннами терминала доступа.In one embodiment, feedback for a channel from an access terminal to an access node is provided for a subset of the possible transmission paths between transmitting antennas of the access node and receiving antennas of the access terminal.

В одном из вариантов осуществления изобретения обратная связь может содержать информацию ИКК, генерация которой осуществлена узлом доступа на основании одного или большего количества символов, переданных из терминала доступа в узел доступа, например, по каналу передачи контрольных сигналов или по каналу управления. В этих вариантах осуществления изобретения оценки параметров канала для количества трактов передачи, равного количеству передающих антенн, используемых в терминале доступа для каждой приемной антенны узла доступа, могут быть получены из информации ИКК, расценивая ее в качестве контрольного сигнала. Это позволяет производить повторное вычисление весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны на регулярной основе и, следовательно, с более высокой точностью в виде реакции на состояние канала между терминалом доступа и узлом доступа. Этот подход уменьшает сложность необходимой обработки в терминале доступа, так как в терминале доступа отсутствует какая-либо обработка, связанная с генерацией весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны. Матрица построения диаграммы направленности может быть сгенерирована в узле доступа с использованием оценок параметров канала, полученных из информации о качестве канала (ИКК),

, где b ₂, b ₃,…b _M - случайные векторы, а

представляет собой канал, полученный с использованием информации ИКК в качестве контрольного сигнала. Информация для

может быть получена путем определения

в узле доступа. Следует отметить, что

представляет собой оценки параметров канала ответных контрольных символов, переданных из передающей антенны (передающих антенн) терминала доступа по обратной линии связи. Следует отметить, что h^FL обеспечен только лишь для нескольких передающих антенн в терминале доступа, изображенных на Фиг. 5Б как одна антенна, количество которых меньше, чем количество приемных антенн в терминале доступа, которые изображены на Фиг. 5A как r антенн. Матрицу

канала получают путем калибровки

с использованием матрицы Λ, которая является функцией разностей между каналом обратной связи и вычисленной информацией о прямой линии связи, принятой из терминала доступа. В одном из вариантов осуществления изобретения матрица Λ может быть определена показанным ниже способом, где λ _i - погрешности калибровки для каждого канала,In one embodiment, the feedback may comprise CQI information generated by the access node based on one or more symbols transmitted from the access terminal to the access node, for example, via a control signal transmission channel or a control channel. In these embodiments, estimates of channel parameters for the number of transmission paths equal to the number of transmit antennas used in the access terminal for each receive antenna of the access node can be obtained from the CQI information, regarding it as a control signal. This allows you to re-calculate the weight coefficients to form the antenna pattern on a regular basis and, therefore, with higher accuracy in the form of a reaction to the state of the channel between the access terminal and the access node. This approach reduces the complexity of the necessary processing in the access terminal, since there is no processing associated with the generation of weighting coefficients for generating an antenna pattern in the access terminal. A radiation pattern matrix can be generated in the access node using channel parameter estimates obtained from channel quality information (CQI),

, where b ₂ , b ₃ , ... b _M are random vectors, and

represents a channel obtained using CQI information as a control signal. Information for

can be obtained by defining

in the access node. It should be noted that

represents the channel parameter estimates of the response pilot symbols transmitted from the transmitting antenna (s) of the access terminal on the reverse link. It should be noted that h ^{FL is} provided for only a few transmit antennas in the access terminal shown in FIG. 5B as a single antenna, the number of which is less than the number of receiving antennas in the access terminal, which are shown in FIG. 5A as r antennas. Matrix

channels obtained by calibration

using the matrix Λ, which is a function of the differences between the feedback channel and the calculated forward link information received from the access terminal. In one embodiment, the matrix Λ can be determined by the method shown below, where λ _i are the calibration errors for each channel,

Для вычисления погрешностей калибровки может быть использована как информация о канале прямой линии связи, так и информация о канале обратной линии связи. В некоторых вариантах осуществления изобретения коэффициенты λ _i могут быть определены на основании всех состояний канала через регулярные интервалы, и они не являются особыми для любого конкретного терминала доступа, поддерживающего связь с узлом доступа. В других вариантах осуществления изобретения коэффициенты λ _i могут быть определены путем использования среднего значения из каждого из терминалов доступа, поддерживающих связь с узлом доступа.To calculate calibration errors, both forward channel information and reverse link channel information can be used. In some embodiments of the invention, the coefficients λ _i can be determined based on all channel conditions at regular intervals, and they are not special for any particular access terminal in communication with the access node. In other embodiments of the invention, the coefficients λ _i can be determined by using the average value from each of the access terminals in communication with the access node.

В другом варианте осуществления изобретения обратная связь может содержать собственные диаграммы направленности антенны, вычисленные в терминале доступа на основании контрольных символов, переданных из узла доступа. Собственные диаграммы направленности антенны могут быть усреднены по нескольким кадрам прямой линии связи или могут относиться к одиночному кадру. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления изобретения собственные диаграммы направленности антенны могут быть усреднены по множеству тонов в частотной области. В других вариантах осуществления изобретения обеспечивают только лишь доминирующие собственные диаграммы направленности антенны из матрицы канала прямой линии связи. В иных вариантах осуществления изобретения доминирующие собственные диаграммы направленности антенны могут быть усреднены для двух или для большего количества кадров во временной области, или могут быть усреднены по множеству тонов в частотной области. Это может быть выполнено не только для уменьшения сложности вычислений в терминале доступа, но и для сокращения ресурсов передачи, требуемых для предоставления собственных диаграмм направленности антенны из терминала доступа в узел доступа. Пример матрицы построения диаграммы направленности, сгенерированной в узле доступа при наличии 2 квантованных собственных диаграмм направленности антенны, имеет следующий вид:

, где

- имеющиеся квантованные собственные диаграммы направленности антенны, а b ₃…b _M - псевдовекторы или иные величины, сгенерированные терминалом доступа.In another embodiment, the feedback may include antenna patterns of their own calculated in the access terminal based on the pilot symbols transmitted from the access node. Own antenna patterns can be averaged over several frames of the forward link or can refer to a single frame. In addition, in some embodiments of the invention, the antenna's own radiation patterns can be averaged over multiple tones in the frequency domain. In other embodiments, only dominant intrinsic radiation patterns of the antenna from the forward link channel matrix are provided. In other embodiments, dominant intrinsic antenna patterns may be averaged over two or more frames in the time domain, or may be averaged over multiple tones in the frequency domain. This can be done not only to reduce the computational complexity in the access terminal, but also to reduce the transmission resources required to provide custom antenna patterns from the access terminal to the access node. An example of a matrix for constructing a radiation pattern generated in an access node in the presence of 2 quantized own antenna radiation patterns has the following form:

where

- the available quantized intrinsic antenna radiation patterns, and b ₃ ... b _M are pseudovectors or other quantities generated by the access terminal.

В другом варианте осуществления изобретения обратная связь может содержать квантованные оценки параметров канала, вычисленные в терминале доступа на основании контрольных символов, переданных из узла доступа. Оценки параметров канала могут быть усреднены по нескольким кадрам прямой линии связи или могут относиться к одиночному кадру. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления изобретения оценки параметров канала могут быть усреднены по множеству тонов в частотной области. Пример матрицы построения диаграммы направленности, сгенерированной в узле доступа при наличии 2 строк матрицы прямого канала MIMO (FL-MIMO), имеет следующий вид:

, где

представляет собой i-тую строку матрицы прямого канала с множеством входов и множеством выходов (FL-MIMO).In another embodiment, the feedback may comprise quantized channel parameter estimates calculated at the access terminal based on pilot symbols transmitted from the access node. Channel parameter estimates may be averaged over several frames of the forward link, or may refer to a single frame. In addition, in some embodiments of the invention, channel parameter estimates may be averaged over a plurality of tones in the frequency domain. An example of a matrix for constructing a radiation pattern generated in an access node in the presence of 2 rows of a direct channel MIMO matrix (FL-MIMO) has the following form:

where

represents the i-th row of the forward channel matrix with multiple inputs and multiple outputs (FL-MIMO).

В еще одном варианте осуществления изобретения обратная связь может содержать статистические данные второго порядка о канале, а именно корреляционную матрицу передачи, вычисленную в терминале доступа на основании контрольных символов, переданных из узла доступа. Статистические данные второго порядка могут быть усреднены по нескольким кадрам прямой линии связи или могут относиться к одиночному кадру. В некоторых вариантах осуществления изобретения статистические данные канала могут быть усреднены по множеству тонов в частотной области. В этом случае собственные диаграммы направленности антенны могут быть получены в узле доступа из корреляционной матрицы передачи, и матрица построения диаграммы направленности может быть создана имеющей следующий вид:

, где

- собственные диаграммы направленности антенны.In yet another embodiment, the feedback may comprise second-order channel statistics, namely, a transmission correlation matrix calculated in an access terminal based on control symbols transmitted from the access node. Second-order statistics may be averaged over several frames of the forward link, or may refer to a single frame. In some embodiments of the invention, the channel statistics may be averaged over a plurality of tones in the frequency domain. In this case, the antenna’s own radiation patterns can be obtained in the access node from the transmission correlation matrix, and the radiation pattern construction matrix can be created as follows:

where

- Own antenna patterns.

В еще одном варианте осуществления изобретения обратная связь может содержать собственные диаграммы направленности антенны для статистических данных второго порядка о канале, а именно, корреляционную матрицу передачи, вычисленную в терминале доступа на основании контрольных символов, переданных из узла доступа. Собственные диаграммы направленности антенны могут быть усреднены по нескольким кадрам прямой линии связи или могут относиться к одиночному кадру. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления изобретения собственные диаграммы направленности антенны могут быть усреднены по множеству тонов в частотной области. В других вариантах осуществления изобретения обеспечивают только лишь доминирующие собственные диаграммы направленности антенны из корреляционной матрицы передачи. Доминирующие собственные диаграммы направленности антенны могут быть усреднены по нескольким кадрам прямой линии связи или могут относиться к одиночному кадру. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления изобретения доминирующие собственные диаграммы направленности антенны могут быть усреднены по множеству тонов в частотной области. Пример матрицы построения диаграммы направленности для того случая, когда по обратной линии связи переданы 2 квантованные собственные диаграммы направленности антенны, имеет следующий вид:

, где

- квантованные собственные диаграммы направленности антенны для каждой скачкообразной перестройки частоты корреляционной матрицы передачи.In yet another embodiment of the invention, the feedback may comprise antenna antenna patterns for second order channel statistics, namely, a transmission correlation matrix calculated in the access terminal based on the pilot symbols transmitted from the access node. Own antenna patterns can be averaged over several frames of the forward link or can refer to a single frame. In addition, in some embodiments of the invention, the antenna's own radiation patterns can be averaged over multiple tones in the frequency domain. In other embodiments, only dominant intrinsic antenna patterns from the transmission correlation matrix are provided. Dominant intrinsic radiation patterns of the antenna can be averaged over several frames of the forward link or can refer to a single frame. In addition, in some embodiments of the invention, the dominant intrinsic antenna patterns may be averaged over multiple tones in the frequency domain. An example of a matrix for constructing a radiation pattern for the case when 2 quantized own antenna radiation patterns are transmitted on the reverse link has the following form:

where

- quantized intrinsic antenna patterns for each frequency hopping of the transmission correlation matrix.

В иных вариантах осуществления изобретения матрица построения диаграммы направленности может быть сгенерирована посредством комбинации из оценки параметров канала, полученной из информации ИКК, и доминирующей собственной диаграммы направленности антенны, полученной по обратной линии связи. Пример матрицы построения диаграммы направленности имеет следующий вид:In other embodiments of the invention, the radiation pattern matrix may be generated by a combination of channel parameter estimates obtained from CQI information and the dominant intrinsic antenna radiation pattern obtained on the reverse link. An example of a radiation pattern matrix is as follows:

,

Уравнение 5

,

Equation 5

где

- доминирующая собственная диаграмма направленности антенны для конкретного h^FL, а

основано на информации ИКК.Where

- the dominant intrinsic antenna pattern for a particular h ^FL , and

based on KIC information.

В других вариантах осуществления изобретения обратная связь может содержать информацию ИКК и произведенные оценки собственных диаграмм направленности антенны, оценки параметров канала, корреляционную матрицу передачи, собственные диаграммы направленности антенны из корреляционной матрицы передачи или любую их комбинацию.In other embodiments, the feedback may include CQI information and estimates of the antenna’s own radiation patterns, channel parameter estimates, transmission correlation matrix, antenna own radiation patterns from the transmission correlation matrix, or any combination thereof.

Генерация матрицы построения диаграммы направленности может быть осуществлена в узле доступа с использованием оценок параметров канала, полученных из информации ИКК, произведенные оценок собственных диаграмм направленности антенны, оценок параметров канала, корреляционной матрицы передачи, собственных диаграмм направленности антенны из корреляционной матрицы передачи или из любой их комбинации.The radiation pattern matrix can be generated in the access node using channel parameter estimates derived from CQI information, estimates of the antenna’s own radiation patterns, channel parameter estimates, transmission correlation matrix, antenna’s own radiation patterns from the transmission correlation matrix or any combination thereof .

Для создания векторов формирования диаграммы направленности антенны для каждой передачи выполняют QR-разложение матрицы B построения диаграммы направленности для формирования псевдособственных векторов, каждый из которых соответствует группе передаваемых символов, переданных из M_T антенн в конкретный терминал доступа.To create vectors of formation of the antenna radiation pattern for each transmission, QR decomposition of the radiation pattern matrix B is performed to generate pseudo-specific vectors, each of which corresponds to a group of transmitted symbols transmitted from M _T antennas to a specific access terminal.

,

Уравнение 6

,

Equation 6

где

- псевдособственные вектораWhere

- pseudo-eigenvectors

Отдельные скалярные величины векторов формирования диаграммы направленности антенны представляют собой весовые коэффициенты для формирования диаграммы направленности антенны, которые применяют для символов, переданных из M_T антенн в каждый терминал доступа. Эти векторы затем формируют следующим образом:The individual scalar values of the antenna beamforming vectors are the weights for the antenna beamforming that are used for the symbols transmitted from the M _T antennas to each access terminal. These vectors are then formed as follows:

,

Уравнение 7

,

Equation 7

где М - количество уровней, используемых для передачи.where M is the number of levels used for transmission.

Для принятия решения о том, какое количество собственных диаграмм направленности антенны следует использовать (прогнозирование ранга), и о том, какое какой режим передачи следует использовать для получения максимального выигрыша от формирования собственной диаграммы направленности антенны, может быть использовано несколько подходов. Если для терминала доступа не установлен график передач, то на основании широкополосных контрольных сигналов может быть вычислена оценка, например, 7-битовая оценка параметров канала, которая может содержать информацию о ранге, и она может быть сообщена вместе с информацией ИКК. Информация, переданная по каналу управления или по каналу передачи служебных сигналов из терминала доступа, после ее декодирования действует в качестве широкополосного контрольного сигнала для обратной линии связи. Путем использования этого канала, весовые коэффициенты для формирования диаграммы направленности антенны могут быть вычислены показанным выше способом. Вычисленная информация ИКК также предоставляет информацию для алгоритма прогнозирования скорости передачи в передатчике.To make a decision about how many native antenna patterns should be used (rank prediction), and what kind of transmission mode should be used to maximize the gain from generating your own antenna patterns, several approaches can be used. If the transmission schedule is not set for the access terminal, then, based on the wideband control signals, an estimate can be calculated, for example, a 7-bit channel parameter estimate, which can contain rank information, and it can be reported together with CQI information. The information transmitted through the control channel or the channel for transmitting service signals from the access terminal, after its decoding, acts as a broadband control signal for the reverse link. By using this channel, the weights for forming the antenna pattern can be calculated as shown above. The calculated CQI information also provides information for the transmitter rate prediction algorithm.

В альтернативном варианте, если для терминала доступа установлен график приема данных по прямой линии связи, то информация ИКК, содержащая сведения об оптимальном ранге и ИКК для этого ранга, может быть вычислена на основании контрольных символов со сформированной диаграммой направленности антенны, например, контрольных символов 322 из Фиг. 3, и передана по обратной линии связи по каналу управления или по каналу передачи служебных сигналов обратной линии связи. В этих случаях оценка параметров канала содержит сведения о выигрыше за счет формирования собственной диаграммы направленности антенны и обеспечивает более точную скорость передачи и прогнозирование ранга для следующего пакета. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления изобретения может периодически осуществляться удаление отдельных элементов ("выкалывание") ИКК для формирования диаграммы направленности антенны с использованием широкополосной информации ИКК, и, следовательно, в таких вариантах осуществления изобретения она не всегда может быть доступной.Alternatively, if a data reception schedule is established for the access terminal in a forward link, then the CQI information containing information about the optimal rank and CQI for this rank can be calculated based on the control symbols with the antenna pattern, for example, control symbols 322 from FIG. 3, and transmitted over the reverse link through the control channel or over the transmission channel of service signals of the reverse link. In these cases, the estimation of the channel parameters contains information about the gain due to the formation of the antenna’s own radiation pattern and provides a more accurate transmission rate and rank prediction for the next packet. In addition, in some embodiments, the removal of individual CQI elements (“puncturing”) of the CQI may be periodically performed to form the antenna pattern using CQI broadband information, and therefore, in such embodiments, it may not always be available.

Если для терминала доступа установлен график приема данных по прямой линии связи и по обратной линии связи, то информация ИКК, может быть получена на основании контрольных символов со сформированной диаграммой направленности и также может быть передана в рабочей полосе частот, то есть, во время передачи по обратной линии связи в узел доступа.If the access terminal has a schedule for receiving data on the forward link and on the reverse link, then the CQI information can be obtained on the basis of control symbols with a radiation pattern and can also be transmitted in the working frequency band, that is, during transmission via reverse link to the access node.

В другом варианте осуществления изобретения терминал доступа может вычислять информацию ИКК на основании широкополосного контрольного сигнала и ИКК для канала передачи контрольных сигналов, основанных на скачкообразной перестройке, для всех рангов. После этого он может вычислить выигрыш за счет формирования диаграммы направленности антенны, который обеспечен вследствие формирования диаграммы направленности антенны в узле доступа. Выигрыш за счет формирования диаграммы направленности антенны может быть вычислен путем вычисления разности между ИКК широкополосных контрольных сигналов и контрольных сигналов, основанных на скачкообразной перестройке. После того, как вычислен выигрыш за счет формирования диаграммы направленности антенны, он может быть разложен на вычисленные значения ИКК для широкополосных контрольных сигналов для формирования более точной оценки параметров канала для широкополосных контрольных сигналов всех рангов. Наконец, из этой эффективной оценки канала передачи широкополосных контрольных сигналов получают информацию ИКК, которая содержит оптимальный ранг и оценку параметров канала для этого ранга, и передают ее по обратной линии связи в узел доступа по каналу управления или по каналу передачи служебных сигналов.In another embodiment of the invention, the access terminal may calculate CQI information based on the wideband pilot and CQI for the hopping channel based on hopping for all ranks. After that, he can calculate the gain due to the formation of the antenna pattern, which is provided due to the formation of the antenna pattern in the access node. The gain due to the formation of the antenna pattern can be calculated by calculating the difference between the CQI of the broadband control signals and control signals based on hopping. After the gain is calculated by forming the antenna radiation pattern, it can be decomposed into the calculated CQI values for the wideband control signals to form a more accurate estimate of the channel parameters for the wideband control signals of all ranks. Finally, from this effective estimate of the transmission channel of the wideband control signals, CQI information is obtained that contains the optimal rank and channel parameter estimate for this rank, and it is transmitted via the reverse link to the access node via the control channel or the signaling channel.

На Фиг. 6 проиллюстрирована блок-схема системы передатчика в системе беспроводной связи с множественным доступом согласно одному из вариантов осуществления изобретения. Передатчик 600, на основании информации о канале, использует блок 602 прогнозирования скорости передачи, который осуществляет управление устройством 604 кодирования с одним входом и одним выходом (SISO) для генерации информационного потока.In FIG. 6 illustrates a block diagram of a transmitter system in a multiple access wireless communication system according to one embodiment of the invention. The transmitter 600, based on the channel information, uses a transmission rate prediction unit 602 that controls a single input and single output (SISO) encoding device 604 to generate an information stream.

Блок 606 устройства кодирования осуществляет турбокодирование битов, а блок 608 отображения ставит их в соответствие модуляционным символам в зависимости от формата 624 пакета, определенного блоком 602 прогнозирования скорости передачи. Затем демультиплексор 610 осуществляет демультиплексирование закодированных символов по к M_T уровням 612, которые подают в модуль 614 формирования диаграммы направленности антенны.Block 606 of the encoding device performs turbocoding of the bits, and block 608 of the mapping associates them with modulation symbols depending on the format 624 of the packet defined by block 602 predicting the transmission rate. Then, the demultiplexer 610 demultiplexes the encoded symbols to M _T levels 612, which are supplied to the antenna beamforming module 614.

Модуль 614 формирования диаграммы направленности антенны осуществляет генерацию весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны, используемых для изменения мощности передачи каждого из символов из M_T уровней 612 в зависимости от терминалов доступа, в которые они должны быть переданы. Весовые коэффициенты собственной диаграммы направленности антенны могут быть сгенерированы исходя из информации, переданной терминалом доступа в узел доступа по каналу управления или по каналу передачи служебных сигналов. Весовые коэффициенты для формирования диаграммы направленности антенны могут быть сгенерированы согласно любому из вариантов осуществления изобретения, которые описаны выше со ссылкой на Фиг. 5A и Фиг. 5Б.Antenna beamforming module 614 generates weighting coefficients for generating the antenna radiation pattern used to change the transmit power of each of the symbols from M _T levels 612 depending on the access terminals to which they should be transmitted. The weights of the antenna’s own radiation pattern can be generated based on the information transmitted by the access terminal to the access node via the control channel or the signaling channel. Weights for generating an antenna pattern can be generated according to any of the embodiments of the invention described above with reference to FIG. 5A and FIG. 5 B.

После формирования диаграммы направленности антенны M_T уровней 612 подаются блоки 618, где выполняется перемежение потоков выходных символов с контрольными символами. Затем обработка продолжается МОРЧ в модуляторах 620a-620t MOЧP для каждой передающей антенны идентичным способом, после чего сигналы передаются по схеме MIMO.After forming the radiation pattern of the antenna M _T levels 612, blocks 618 are fed, where the output symbol streams are interleaved with control symbols. Processing then continues with OFDM in the MOCP modulators 620a-620t for each transmit antenna in an identical manner, after which the signals are transmitted according to the MIMO scheme.

В устройстве 604 кодирования SISO устройство 606 турбокодирования осуществляет кодирование потока данных, и в одном из вариантов осуществления оно использует скорость кодирование, равную 1/5. Следует отметить, что могут быть использованы устройства кодирования иных типов и иные скорости кодирования. Устройство 608 кодирования символов ставит закодированные данные в соответствие совокупностям символов для передачи. В одном из вариантов осуществления изобретения этими совокупностями могут являться совокупности, полученные путем квадратурной амплитудной модуляции (КвАМ). Несмотря на то что здесь описано устройство кодирования SISO, могут быть использованы устройства кодирования иных типов, в том числе устройства кодирования MIMO.In a SISO encoding device 604, a turbocoding device 606 encodes a data stream, and in one embodiment, it uses a coding rate of 1/5. It should be noted that encoding devices of other types and other encoding rates may be used. A character encoding device 608 maps the encoded data to the character sets for transmission. In one embodiment of the invention, these populations may be populations obtained by quadrature amplitude modulation (QUAM). Although a SISO encoding device is described herein, other types of encoding devices may be used, including MIMO encoding devices.

Блок 602 прогнозирования скорости передачи выполняет обработку информации ИКК, содержащей информацию о ранге, которую принимают в узле доступа для каждого терминала доступа. Информация о ранге может быть предоставлена на основании широкополосных контрольных символов, на основании контрольных символов со скачкообразной перестройкой частоты или обоих из них. Информация о ранге используется для определения количества пространственных уровней, подлежащих передаче блоком 602 прогнозирования скорости передачи. В одном из вариантов осуществления изобретения алгоритм прогнозирования скорости передачи может использовать 5-битовую информацию 622 ИКК, передаваемую по обратной линии связи, приблизительно, через каждые 5 миллисекунд. Формат пакета, например, степень модуляции, определяется с использованием нескольких способов.The transmission rate prediction unit 602 performs processing of CQI information containing rank information that is received at the access node for each access terminal. Rank information may be provided based on the wideband control symbols, on the basis of frequency hopping control symbols or both of them. The rank information is used to determine the number of spatial levels to be transmitted by the transmission rate prediction unit 602. In one embodiment, the transmission rate prediction algorithm may use 5-bit CQI information 622 transmitted on the reverse link approximately every 5 milliseconds. The packet format, for example, the degree of modulation, is determined using several methods.

На чертеже Фиг. 7 проиллюстрирована блок-схема системы приемника в системе беспроводной связи с множественным доступом согласно одному из вариантов осуществления изобретения. Как показано на Фиг. 7, каждая антенна 702a-702t принимает один или большее количество символов, предназначенных для приемника 700. Каждая из антенн 702a-702t соединена с одним из демодуляторов 704a-704t МОЧР, каждый из которых соединен с буфером 706 скачкообразной перестройки. Каждый из демодуляторов 704a-704t МОЧР выполняет демодуляцию принятых символов МОЧР в принятые потоки символов. Буфер 706 скачкообразной перестройки сохраняет принятые символы для той области скачкообразной перестройки, в которой была произведена их передача.In the drawing of FIG. 7 illustrates a block diagram of a receiver system in a multiple access wireless communication system according to one embodiment of the invention. As shown in FIG. 7, each antenna 702a-702t receives one or more symbols destined for the receiver 700. Each of the antennas 702a-702t is connected to one of the OFDM demodulators 704a-704t, each of which is connected to a hopping buffer 706. Each of the OFDM demodulators 704a-704t demodulates the received OFDM symbols into the received symbol streams. The hopping buffer 706 stores the received symbols for the hopping area in which they were transmitted.

Выходной сигнал из буфера 706 скачкообразной перестройки подают в устройство 708 декодирования, которое может выполнять независимую обработку каждой несущей частоты в диапазоне МОЧР. Оба устройства: буфер 706 скачкообразной перестройки и устройство 708 декодирования соединены с устройством 710 оценки параметров канала со скачкообразной перестройкой частоты, которое использует оценки параметров прямого канала связи вместе с весовыми коэффициентами собственной диаграммы направленности антенны для демодуляции информационных потоков. Демодулированные информационные потоки, созданные демодулятором 712, затем подают в блок 714 вычисления логарифмического отношения правдоподобия, и в устройство 716 декодирования, которым может являться устройство турбодекодирования или иное устройство декодирования, соответствующее устройству кодирования, использованному в узле доступа, которое обеспечивает декодированный поток данных для его обработки.The output from the hopping buffer 706 is supplied to a decoding device 708 that can independently process each carrier frequency in the OFDM band. Both devices: a hopping buffer 706 and a decoding device 708 are connected to a frequency hopping channel parameter estimator 710, which uses forward channel parameter estimates along with weight coefficients of the antenna’s own radiation pattern to demodulate information flows. The demodulated information streams created by the demodulator 712 are then fed to the logarithmic likelihood ratio calculator 714, and to a decoding device 716, which may be a turbo decoding device or other decoding device corresponding to the encoding device used in the access node, which provides a decoded data stream for its processing.

На Фиг. 8 проиллюстрирована схема последовательности операций генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны согласно одному из вариантов осуществления изобретения. Производят считывание информации о качестве канала (ИКК) из запоминающего устройства или из буфера (блок 800). В дополнение к этому информация ИКК может быть заменена информацией о собственной диаграмме направленности антенны, переданной по обратной линии связи из терминала доступа. Эта информация может храниться в буфере или может быть обработана в реальном масштабе времени. Информацию ИКК используют в качестве контрольного сигнала для построения матрицы канала для прямой линии связи блок 802. Построение диаграммы направленности антенны может быть выполнено способом, описанным выше со ссылкой на Фиг. 5A и Фиг. 5Б. Затем выполняют разложение матрицы построения диаграммы направленности (блок 804). Этим разложением может являться QR-разложение. Затем может быть осуществлена генерация собственных векторов, отображающих весовые коэффициенты для формирования диаграммы направленности антенны, для символов из следующей области скачкообразной перестройки, подлежащих передаче в терминал доступа (блок 806).In FIG. 8 illustrates a flow diagram for generating weights for generating an antenna pattern according to one embodiment of the invention. The channel quality information (CQI) is read from the storage device or from the buffer (block 800). In addition, CQI information can be replaced by information about the antenna’s own radiation pattern transmitted over the reverse link from the access terminal. This information may be stored in a buffer or may be processed in real time. The CQI information is used as a control signal for constructing the channel matrix for the forward link block 802. The antenna radiation pattern can be performed by the method described above with reference to FIG. 5A and FIG. 5 B. Then, decomposition of the radiation pattern matrix is performed (block 804). This decomposition may be QR decomposition. Then, eigenvectors generating weighting coefficients for generating the antenna pattern can be generated for symbols from the next hopping region to be transmitted to the access terminal (block 806).

На Фиг. 9 проиллюстрирована схема последовательности операций генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны согласно другому варианту осуществления изобретения. Из запоминающего устройства или из буфера производят считывание информации об оцененном канале, предоставленной из терминала доступа (блок 900). Информация об оцененном канале может храниться в буфере или может быть обработана в реальном масштабе времени. Информацию об оцененном канале используют для создания матрицы построения диаграммы направленности для прямой линии связи (блок 902). Матрица построения диаграммы направленности может быть создана способом, описанным выше со ссылкой на Фиг. 5A и Фиг. 5Б. Затем выполняют разложение матрицы построения диаграммы направленности (блок 904). Этим разложением может являться QR-разложение. Затем может быть осуществлена генерация собственных векторов, отображающих весовые коэффициенты для формирования диаграммы направленности антенны, для символов из следующей области скачкообразной перестройки, подлежащих передаче в терминал доступа (блок 906).In FIG. 9 illustrates a flow chart for generating weights for generating an antenna pattern according to another embodiment of the invention. From the storage device or from the buffer, the estimated channel information provided from the access terminal is read (block 900). The estimated channel information may be stored in a buffer or may be processed in real time. Information about the estimated channel is used to create a radiation pattern matrix for the forward link (block 902). The radiation pattern matrix can be created by the method described above with reference to FIG. 5A and FIG. 5 B. Then, the decomposition of the radiation pattern matrix is performed (block 904). This decomposition may be QR decomposition. Then, eigenvectors generating weighting coefficients for generating the antenna radiation pattern can be generated for symbols from the next hopping region to be transmitted to the access terminal (block 906).

На Фиг. 10 проиллюстрирована схема последовательности операций генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны согласно еще одному варианту осуществления изобретения. Из запоминающего устройства или из буфера производят считывание информации о собственной диаграмме направленности антенны, предоставленной из терминала доступа (блок 1000). В дополнение к этому также производят считывание информации о канале (блок 1002). Информация о канале может содержать информацию ИКК, оценке канала и/или статистические данные второго порядка о канале для всех тех случаев, когда она была первоначально сгенерирована. Информация о собственной диаграмме направленности антенны и информация о канале могут быть запомнены в буфере или могут быть обработаны в реальном масштабе времени. Информацию о собственной диаграмме направленности антенны и информацию о канале используют для создания матрицы построения диаграммы направленности для прямой линии связи (блок 1004). Матрица построения диаграммы направленности может быть создана способом, описанным выше со ссылкой на чертежи Фиг. 5A и Фиг. 5Б. Затем выполняют разложение матрицы построения диаграммы направленности (блок 1006). Этим разложением может являться QR-разложение. Затем может быть осуществлена генерация собственных векторов, отображающих весовые коэффициенты для формирования диаграммы направленности антенны, для символов из следующей области скачкообразной перестройки, подлежащих передаче в терминал доступа (блок 1008).In FIG. 10 illustrates a flow diagram for generating weights for generating an antenna pattern according to another embodiment of the invention. From the storage device or from the buffer, information is read about the antenna’s own radiation pattern provided from the access terminal (block 1000). In addition, channel information is also read (block 1002). The channel information may contain CQI information, channel estimation, and / or second-order channel statistics for all cases where it was originally generated. Information about the antenna’s own radiation pattern and channel information can be stored in a buffer or can be processed in real time. Information about the antenna’s own radiation pattern and channel information is used to create a radiation pattern matrix for the forward link (block 1004). The radiation pattern matrix can be created by the method described above with reference to the drawings of FIG. 5A and FIG. 5 B. Then, decomposition of the radiation pattern matrix is performed (block 1006). This decomposition may be QR decomposition. Then, eigenvectors generating weighting coefficients for generating the antenna pattern can be generated for symbols from the next hopping region to be transmitted to the access terminal (block 1008).

Вышеупомянутые последовательности операций могут быть выполнены с использованием процессора 444 или 478 данных передачи, процессора 446 передаваемых данных MIMO, процессора 460 или 492 принятых данных, процессора 430 или 470, запоминающего устройства 432 или 472 и комбинации этих устройств. Дополнительные способы, операции и признаки, описанные со ссылкой на Фиг. 5A, Фиг. 5Б и Фиг. 6-10, могут быть выполнены посредством любого процессора, контроллера или иного устройства обработки и могут храниться в виде считываемых посредством компьютера команд на считываемом посредством компьютера носителе информации в виде исходного кода, объектного кода или каким-либо иным образом.The above process sequences may be performed using a transmit data processor 444 or 478, a transmit MIMO data processor 446, a received data processor 460 or 492, a processor 430 or 470, a storage device 432 or 472, and a combination of these devices. Additional methods, operations, and features described with reference to FIG. 5A, FIG. 5B and FIG. 6-10, can be performed by any processor, controller, or other processing device, and can be stored as computer-readable instructions on a computer-readable storage medium in the form of source code, object code, or in some other way.

Описанные здесь способы могут быть реализованы различными средствами. Например, эти способы могут быть реализованы аппаратными средствами, программными средствами или посредством комбинации этих средств. Для аппаратной реализации устройства обработки, находящиеся в узле доступа или в терминале доступа, могут быть реализованы в виде одной или большего количества специализированных интегральных микросхем, СИС (ASICs), процессоров для цифровой обработки сигналов, ПЦОС (DSPs), устройств цифровой обработки сигналов, УЦОС (DSPDs), программируемых логических устройств, ПЛУ (PLDs), программируемых пользователем вентильных матриц, ППВМ (FPGAs), процессоров, контроллеров, микроконтроллеров, микропроцессоров, иных электронных устройства, выполненных таким образом, что они способны выполнять описанные здесь функции, или в виде их комбинации.The methods described herein may be implemented by various means. For example, these methods can be implemented in hardware, software, or through a combination of these tools. For hardware implementation, processing devices located in the access node or in the access terminal can be implemented in the form of one or more specialized integrated circuits, ASICs, processors for digital signal processing, DSPs, digital signal processing devices, DECS (DSPDs), programmable logic devices, PLDs, user-programmable gate arrays, FPGAs, processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and other electronic devices made in this way They are capable of performing the functions described here, or in the form of a combination thereof.

Для программной реализации описанные здесь способы могут быть реализованы посредством модулей (например, процедур, функций и т.д.), выполняющих описанные здесь функции. Программные коды могут быть запомнены в запоминающих устройствах и выполняться устройствами обработки. Запоминающее устройство может быть реализовано как находящееся внутри устройства обработки или как являющееся внешним относительно устройства обработки, и в этом случае оно может быть соединено с устройством обработки способом, обеспечивающим связь между ними, через различные средства, являющиеся известными в данной области техники.For a software implementation, the methods described herein may be implemented by modules (eg, procedures, functions, etc.) that perform the functions described herein. Program codes may be stored in memory devices and executed by processing devices. The storage device may be implemented as being located inside the processing device or as being external to the processing device, in which case it can be connected to the processing device in a manner that provides communication between them, through various means known in the art.

Вышеизложенное описание раскрытых вариантов осуществления настоящего изобретения приведено для того, чтобы предоставить любому специалисту в данной области техники возможность реализации или использования раскрытых здесь признаков, функций, операций и вариантов осуществления изобретения. Для специалистов в данной области техники очевидна возможность различных видоизменений этих вариантов осуществления изобретения, а определенные здесь основополагающие принципы могут быть применены к другим вариантам осуществления изобретения, не отступая от их сущности или объема. Таким образом, подразумевается, что раскрытие сущности настоящего изобретения не ограничено продемонстрированными вариантами осуществления, но должно соответствовать самому широкому объему, согласованному с раскрытыми принципами и новыми признаки.The foregoing description of the disclosed embodiments of the present invention is provided in order to enable any person skilled in the art to implement or use the features, functions, operations, and embodiments disclosed herein. The possibility of various modifications of these embodiments of the invention is obvious to those skilled in the art, and the fundamental principles defined herein can be applied to other embodiments of the invention without departing from their essence or scope. Thus, it is understood that the disclosure of the essence of the present invention is not limited to the demonstrated options for implementation, but should correspond to the widest scope consistent with the disclosed principles and new features.

Claims (49)

1. Аппаратура беспроводной связи, содержащая
по меньшей мере, две антенны;
процессор, конфигурированный для генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны для передачи символов в устройство беспроводной связи на основании информации о канале, соответствующей нескольким трактам передачи, при этом количество трактов передачи меньше чем общее количество трактов передачи из аппаратуры беспроводной связи в устройство беспроводной связи, при этом информация о канале содержит информацию об оцененном канале, сформированную на основании множества контрольных символов, основанных на скачкообразной перестройке, и информацию об оцененном канале, сформированную на основании множества широкополосных контрольных символов.1. Wireless communications equipment, comprising
at least two antennas;
a processor configured to generate weights for generating an antenna pattern for transmitting symbols to a wireless communication device based on channel information corresponding to several transmission paths, wherein the number of transmission paths is less than the total number of transmission paths from the wireless communication apparatus to the wireless communication device, wherein the channel information contains information about the estimated channel, formed on the basis of the set of control symbols, based on hopping, and information about the estimated channel, formed on the basis of many broadband control characters. 2. Аппаратура беспроводной связи по п.1, в которой количество трактов передачи равно количеству антенн, равному, по меньшей мере, двум.2. The wireless communications equipment of claim 1, wherein the number of transmission paths is equal to the number of antennas equal to at least two. 3. Аппаратура беспроводной связи по п.1, в которой информация о канале соответствует одному тракту передачи из каждой из, по меньшей мере, двух антенн, используемых для передачи.3. The wireless communications apparatus of claim 1, wherein the channel information corresponds to one transmission path from each of at least two antennas used for transmission. 4. Аппаратура беспроводной связи по п.1, в которой информация о канале соответствует одному тракту передачи для каждой из, по меньшей мере, двух антенн, используемых для приема.4. The wireless communications apparatus of claim 1, wherein the channel information corresponds to one transmission path for each of the at least two antennas used for reception. 5. Аппаратура беспроводной связи по п.1, в которой процессор генерирует матрицу канала на основании информации о канале, а затем генерирует весовые коэффициенты для формирования диаграммы направленности антенны с использованием матрицы канала.5. The wireless communications equipment of claim 1, wherein the processor generates a channel matrix based on the channel information, and then generates weighting coefficients for generating an antenna pattern using the channel matrix. 6. Аппаратура беспроводной связи по п.5, в которой для генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны процессор выполняет разложение матрицы канала путем выполнения QR-разложения.6. The wireless communications equipment of claim 5, wherein, to generate weight coefficients for generating an antenna pattern, the processor decomposes the channel matrix by performing QR decomposition. 7. Аппаратура беспроводной связи по п.1, в которой процессор генерирует информацию о канале с использованием данных обратной связи, принятых из устройства беспроводной связи.7. The wireless communications apparatus of claim 1, wherein the processor generates channel information using the feedback data received from the wireless communications apparatus. 8. Аппаратура беспроводной связи по п.1, в которой процессор генерирует информацию о канале с использованием контрольных символов, принятых из устройства беспроводной связи.8. The wireless communications apparatus of claim 1, wherein the processor generates channel information using pilot symbols received from the wireless communications apparatus. 9. Аппаратура беспроводной связи по п.1, в которой процессор генерирует информацию о канале с использованием данных обратной связи, принятых из устройства беспроводной связи, и контрольных символов, принятых из устройства беспроводной связи.9. The wireless communications apparatus of claim 1, wherein the processor generates channel information using the feedback data received from the wireless communications device and pilot symbols received from the wireless communications device. 10. Аппаратура беспроводной связи по п.1, в которой процессор дополнительно генерирует информацию о качестве канала, причем информация о качестве канала основана на контрольных символах, переданных из, по меньшей мере, одной передающей антенны устройства беспроводной связи, и принятых, по меньшей мере, двумя антеннами, и в которой информация о канале состоит из информации о качестве канала.10. The wireless communications apparatus of claim 1, wherein the processor further generates channel quality information, wherein the channel quality information is based on control symbols transmitted from at least one transmit antenna of the wireless communication device and received at least , two antennas, and in which the channel information consists of channel quality information. 11. Аппаратура беспроводной связи по п.10, в которой информация о качестве канала содержит информацию об отношении сигнал-шум.11. The wireless communications apparatus of claim 10, wherein the channel quality information comprises signal-to-noise ratio information. 12. Аппаратура беспроводной связи по п.1, в которой процессор дополнительно конфигурирован для генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны для передачи символов в устройство беспроводной связи как на основании информации о канале, так и на основании информации о собственной диаграмме направленности антенны.12. The wireless communications apparatus of claim 1, wherein the processor is further configured to generate weights for generating an antenna pattern for transmitting symbols to the wireless communications device, both based on channel information and based on information about the antenna’s own radiation pattern. 13. Аппаратура беспроводной связи, содержащая
по меньшей мере, две антенны; и
средство генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны на основании информации о канале, соответствующей нескольким трактам передачи, количество которых меньше, чем количество трактов передачи из передающих антенн, которыми являются, по меньшей мере, две антенны, в устройство беспроводной связи, причем информация о канале содержит информацию об оцененном канале, сформированную на основании множества контрольных символов, основанных на скачкообразной перестройке, и информацию об оцененном канале, сформированную на основании множества широкополосных контрольных символов.13. Wireless communications equipment, comprising
at least two antennas; and
means for generating weights for generating an antenna pattern based on channel information corresponding to several transmission paths, the number of which is less than the number of transmission paths from transmitting antennas, which are at least two antennas, to a wireless communication device, and information about the channel contains information about the estimated channel generated on the basis of the set of control symbols based on hopping, and information about the estimated channel, generated based on a plurality of broadband pilot symbols. 14. Аппаратура беспроводной связи по п.13, в которой количество трактов передачи равно количеству антенн, равному, по меньшей мере, двум.14. The wireless communications apparatus of claim 13, wherein the number of transmission paths is equal to the number of antennas equal to at least two. 15. Аппаратура беспроводной связи по п.13, в которой информация о канале соответствует одному тракту передачи из каждой из, по меньшей мере, двух антенн, используемых для передачи.15. The wireless communications apparatus of claim 13, wherein the channel information corresponds to one transmission path from each of at least two antennas used for transmission. 16. Аппаратура беспроводной связи по п.13, в которой информация о канале соответствует одному тракту передачи для каждой из, по меньшей мере, двух антенн, используемых для приема.16. The wireless communications apparatus of claim 13, wherein the channel information corresponds to one transmission path for each of the at least two antennas used for reception. 17. Аппаратура беспроводной связи по п.13, в которой информация о канале содержит информацию о качестве канала.17. The wireless communications apparatus of claim 13, wherein the channel information comprises channel quality information. 18. Аппаратура беспроводной связи по п.17, в которой информация о качестве канала содержит информацию об отношении сигнал-шум.18. The wireless communications apparatus of claim 17, wherein the channel quality information comprises signal-to-noise ratio information. 19. Аппаратура беспроводной связи по п.13, дополнительно содержащая средство генерации матрицы канала на основании информации о канале, причем средство генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны использует матрицу канала для генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны.19. The wireless communications apparatus of claim 13, further comprising means for generating a channel matrix based on the channel information, the means for generating weights for generating an antenna pattern uses a channel matrix for generating weights for generating an antenna pattern. 20. Аппаратура беспроводной связи по п.19, в которой схема, выполняющая разложение матрицы канала, содержит средство выполнения QR-разложения.20. The wireless communications equipment of claim 19, wherein the circuit performing decomposition of the channel matrix comprises means for performing QR decomposition. 21. Аппаратура беспроводной связи по п.13, дополнительно содержащая средство генерации матрицы канала на основании данных обратной связи, принятых из устройства беспроводной связи, причем средство генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны использует матрицу канала для генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны.21. The wireless communications apparatus of claim 13, further comprising means for generating a channel matrix based on feedback received from the wireless device, the means for generating weights for generating an antenna pattern uses a channel matrix for generating weights for generating an antenna pattern . 22. Аппаратура беспроводной связи по п.13, дополнительно содержащая средство генерации матрицы канала на основании контрольных символов, принятых из устройства беспроводной связи, причем средство генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны использует матрицу канала для генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны.22. The wireless communications apparatus of claim 13, further comprising means for generating a channel matrix based on control symbols received from the wireless device, the means for generating weights for generating an antenna pattern uses a channel matrix for generating weights for generating an antenna pattern. 23. Аппаратура беспроводной связи по п.13, дополнительно содержащая средство генерации матрицы канала на основании использования данных обратной связи, принятых из устройства беспроводной связи, и контрольных символов, принятых из устройства беспроводной связи, причем средство генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны использует матрицу канала для генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны.23. The wireless communications apparatus of claim 13, further comprising means for generating a channel matrix based on the use of feedback data received from the wireless communications apparatus and control symbols received from the wireless communications apparatus, the weighting means for generating antenna patterns using channel matrix for generating weights for forming the antenna pattern. 24. Аппаратура беспроводной связи по п.13, в которой средство генерации содержит средство генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны как на основании информации о канале, так и на основании информации о собственной диаграмме направленности антенны.24. The wireless communications apparatus of claim 13, wherein the generating means comprises weighting means for generating an antenna pattern based on channel information as well as information on the antenna’s own radiation pattern. 25. Способ формирования весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны, содержащий следующие операции:
считывают информацию о канале, соответствующую нескольким трактам передачи, количество которых меньше, чем количество трактов передачи между беспроводным передатчиком и беспроводным приемником; и генерируют весовые коэффициенты для формирования диаграммы направленности антенны на основании информации о канале для их передачи из передающих антенн беспроводного передатчика, при этом информация о канале содержит информацию об оцененном канале, сформированную на основании множества контрольных символов, основанных на скачкообразной перестройке, и информацию об оцененном канале, сформированную на основании множества широкополосных контрольных символов.25. A method of forming weights for forming an antenna pattern, comprising the following operations:
reading channel information corresponding to several transmission paths, the number of which is less than the number of transmission paths between the wireless transmitter and the wireless receiver; and generating weights for generating the antenna pattern based on the channel information for transmission from the transmitting antennas of the wireless transmitter, wherein the channel information contains estimated channel information generated from a plurality of pilot symbols based on hopping and estimated channel formed on the basis of many broadband control characters. 26. Способ по п.25, в котором количество трактов передачи меньше, чем количество передающих антенн беспроводного передатчика.26. The method according A.25, in which the number of transmission paths is less than the number of transmitting antennas of a wireless transmitter. 27. Способ по п.25, в котором информация о канале соответствует одному тракту передачи для каждой передающей антенны беспроводного передатчика.27. The method of claim 25, wherein the channel information corresponds to one transmission path for each transmit antenna of the wireless transmitter. 28. Способ по п.25, в котором информация о канале соответствует одному тракту передачи.28. The method according A.25, in which the channel information corresponds to one transmission path. 29. Способ по п.25, в котором информация о канале содержит информацию о качестве канала.29. The method according A.25, in which the channel information contains information about the quality of the channel. 30. Способ по п.29, в котором информация о качестве канала содержит информацию об отношении сигнал-шум.30. The method according to clause 29, in which information about the quality of the channel contains information about the signal-to-noise ratio. 31. Аппаратура беспроводной связи, содержащая
по меньшей мере, две антенны; и
процессор, конфигурированный для генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны для передачи символов в устройство беспроводной связи на основании информации о канале, соответствующей нескольким приемным антеннам устройства беспроводной связи, причем количество приемных антенн меньше, чем общее количество антенн, используемых для приема в устройстве беспроводной связи, при этом информация о канале содержит информацию об оцененном канале, сформированную на основании множества контрольных символов, основанных на скачкообразной перестройке, и информацию об оцененном канале, сформированную на основании множества широкополосных контрольных символов.31. Wireless communications equipment, comprising
at least two antennas; and
a processor configured to generate weights for generating an antenna pattern for transmitting symbols to the wireless communication device based on channel information corresponding to several receiving antennas of the wireless communication device, the number of receiving antennas being less than the total number of antennas used for receiving in the wireless device communication, while the channel information contains information about the estimated channel generated on the basis of the set of control symbols in, based on hopping, and information about the estimated channel, formed on the basis of many broadband control characters. 32. Аппаратура беспроводной связи по п.31, в которой количество приемных антенн равно одному.32. The wireless communications apparatus of claim 31, wherein the number of receiving antennas is one. 33. Аппаратура беспроводной связи по п.31, в которой процессор генерирует матрицу канала на основании информации о канале, а затем генерирует весовые коэффициенты для формирования диаграммы направленности антенны с использованием матрицы канала.33. The wireless communications apparatus of claim 31, wherein the processor generates a channel matrix based on the channel information and then generates weighting coefficients for generating an antenna pattern using the channel matrix. 34. Аппаратура беспроводной связи по п.33, в которой процессор для выполнения разложения матрицы канала содержит средство выполнения QR-разложения.34. The wireless communications equipment of claim 33, wherein the processor for performing decomposition of the channel matrix comprises means for performing QR decomposition. 35. Аппаратура беспроводной связи по п.33, в которой процессор генерирует информацию о канале с использованием данных обратной связи, принятых из устройства беспроводной связи.35. The wireless communications apparatus of claim 33, wherein the processor generates channel information using the feedback data received from the wireless communications apparatus. 36. Аппаратура беспроводной связи по п.33, в которой процессор генерирует информацию о канале с использованием контрольных символов, принятых из устройства беспроводной связи.36. The wireless communications apparatus of claim 33, wherein the processor generates channel information using pilot symbols received from the wireless communications apparatus. 37. Аппаратура беспроводной связи по п.33, в которой процессор генерирует информацию о канале с использованием данных обратной связи, принятых из устройства беспроводной связи, и контрольных символов, принятых из устройства беспроводной связи.37. The wireless communications apparatus of claim 33, wherein the processor generates channel information using the feedback data received from the wireless communications device and the pilot symbols received from the wireless communications device. 38. Аппаратура беспроводной связи по п.37, в которой процессор дополнительно генерирует информацию о качестве канала, при этом информация о качестве канала основана на контрольных символах, переданных из, по меньшей мере, одной передающей антенны устройства беспроводной связи и принятых, по меньшей мере, двумя антеннами, причем информация о канале состоит из информации о качестве канала.38. The wireless communications apparatus of claim 37, wherein the processor further generates channel quality information, wherein the channel quality information is based on pilot symbols transmitted from at least one transmit antenna of the wireless communication device and received at least , two antennas, and the channel information consists of channel quality information. 39. Аппаратура беспроводной связи по п.38, в которой информация о качестве канала содержит информацию об отношении сигнал-шум.39. The wireless communications apparatus of claim 38, wherein the channel quality information comprises signal-to-noise ratio information. 40. Аппаратура беспроводной связи по п.33, в которой процессор дополнительно конфигурирован для генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны для передачи символов в устройство беспроводной связи как на основании информации о канале, так и на основании информации о собственной диаграмме направленности антенны.40. The wireless communications apparatus of claim 33, wherein the processor is further configured to generate weights for generating an antenna pattern for transmitting symbols to the wireless communications device, both based on channel information and based on information about the antenna’s own radiation pattern. 41. Аппаратура беспроводной связи, содержащая
по меньшей мере, две антенны; и средство генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны на основании информации о канале, соответствующей нескольким каналам, количество которых меньше, чем количество приемных антенн в устройстве беспроводной связи при этом информация о канале содержит информацию об оцененном канале, сформированную на основании множества контрольных символов, основанных на скачкообразной перестройке, и информацию об оцененном канале, сформированную на основании множества широкополосных контрольных символов.41. Wireless communications equipment, comprising
at least two antennas; and means for generating weighting coefficients for generating an antenna pattern based on channel information corresponding to several channels, the number of which is less than the number of receiving antennas in a wireless communication device, wherein the channel information contains estimated channel information generated based on a plurality of pilot symbols, based on hopping, and information on the estimated channel, formed on the basis of many broadband control characters. 42. Аппаратура беспроводной связи по п.41, в которой информация о канале содержит информацию о качестве канала.42. The wireless communications equipment of claim 41, wherein the channel information comprises channel quality information. 43. Аппаратура беспроводной связи по п.42, в которой информация о качестве канала содержит информацию об отношении сигнал-шум.43. The wireless communications apparatus of claim 42, wherein the channel quality information comprises signal-to-noise ratio information. 44. Аппаратура беспроводной связи по п.41, дополнительно содержащая средство генерации матрицы канала на основании информации о канале, при этом средство генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны использует матрицу канала для генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны.44. The wireless communications apparatus of claim 41, further comprising means for generating a channel matrix based on the channel information, the means for generating weights for generating an antenna pattern uses a channel matrix for generating weights for generating an antenna pattern. 45. Аппаратура беспроводной связи по п.44, в которой схема, выполняющая разложение матрицы канала, содержит средство выполнения QR-разложения.45. The wireless communications apparatus of claim 44, wherein the circuit performing decomposition of the channel matrix comprises means for performing QR decomposition. 46. Аппаратура беспроводной связи по п.44, дополнительно содержащая средство генерации матрицы канала на основании данных обратной связи, принятых из устройства беспроводной связи, при этом средство генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны использует матрицу канала для генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны.46. The wireless communications apparatus of claim 44, further comprising means for generating a channel matrix based on feedback received from the wireless device, the means for generating weighting coefficients for generating an antenna pattern uses a channel matrix for generating weighting factors for generating a radiation pattern antennas. 47. Аппаратура беспроводной связи по п.44, дополнительно содержащая средство генерации матрицы канала на основании контрольных символов, принятых из устройства беспроводной связи, при этом средство генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны использует матрицу канала для генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны.47. The wireless communications apparatus of claim 44, further comprising means for generating a channel matrix based on control symbols received from the wireless device, the means for generating weight coefficients for generating an antenna pattern uses a channel matrix for generating weight coefficients for generating an antenna pattern . 48. Аппаратура беспроводной связи по п.44, дополнительно содержащая средство генерации матрицы канала на основании данных обратной связи, принятых из устройства беспроводной связи, и контрольных символов, принятых из устройства беспроводной связи, при этом средство генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны использует матрицу канала для генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны.48. The wireless communications apparatus of claim 44, further comprising means for generating a channel matrix based on feedback data received from the wireless communications apparatus and control symbols received from the wireless communications apparatus, wherein weighting means for generating an antenna pattern uses channel matrix for generating weights for forming the antenna pattern. 49. Аппаратура беспроводной связи по п.41, в которой средство генерации содержит средство генерации весовых коэффициентов для формирования диаграммы направленности антенны как на основании информации о канале, так и на основании информации о собственной диаграмме направленности антенны. 49. The wireless communications apparatus of claim 41, wherein the generating means comprises means for generating weighting coefficients for generating an antenna pattern both on the basis of channel information and on information about the antenna’s own radiation pattern.

Images