УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ПИЛОТ-СИГНАЛА В СИСТЕМЕ СВЯЗИ BWA С ПОМОЩЬЮ ПЕРЕДАЮЩИХ АНТЕНН Российский патент 2009 года по МПК H04J11/00 

Уровень техники

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение, в общем, относится к системе связи широкополосного беспроводного доступа, а более конкретно, к устройству и способу передачи пилот-сигналов в системе связи BWA с помощью множества передающих антенн.

Описание предшествующего уровня техники

В системе связи четвертого поколения (4G), которая является системой связи следующего поколения, активно проводились исследования, чтобы предоставлять пользователям услуги, имеющие различное качество обслуживания (QoS), на высокой скорости. В частности, в текущей системе связи 4G активно проводятся исследования по поддержке высокоскоростной услуги для обеспечения мобильности и QoS в системе связи BWA, такой как система беспроводной локальной вычислительной сети (ЛВС) и система беспроводной городской вычислительной сети (ГВС).

Типичные типы системы связи 4G - это система связи по стандарту Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) 802.16a/d и система связи IEEE 802.16e. Система связи IEEE 802.16a/d и система связи IEEE 802.16e используют схему мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM)/схему множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA), чтобы поддерживать сеть широковещательной передачи для физического канала системы беспроводной ГВС. Система связи IEEE 802.16a/d и система связи IEEE 802.16e передают большие объемы данных на высоких скоростях при использовании схемы OFDM/OFDMA. Система связи IEEE 802.16a/d предусматривает только структуру с одной сотой и стационарными абонентскими станциями (SS), т.е. эта система не предполагает мобильности SS. Тем не менее, система связи IEEE 802.16e предусматривает мобильность SS в системе связи IEEE 802.16a. При этом SS, обладающая мобильностью, упоминается как мобильная станция (MS).

Фиг.1 - это схема, иллюстрирующая структуру традиционного миниподканала системы связи IEEE 802.16d, использующей схему с одним входом и одним выходом (SISO). Поскольку система связи IEEE 802.16d использует схему OFDMA, система связи IEEE 802.16d использует множество поднесущих и множество подкананалов, каждый из которых содержит, по меньшей мере, одну поднесущую.

Ссылаясь на Фиг.1, горизонтальная ось представляет временную область, вертикальная область представляет частотную область, а один блок, занимаемый временной областью и частотной областью, представляет тон, т.е. поднесущую. При этом частотная область, занимаемая поднесущей, упоминается как "область субгармоники". Следует отметить, что тон используется вместе с поднесущей для удобства описания.

Один миниподканал 101 содержит заранее определенное число тонов, к примеру 18 тонов. Когда используется схема SISO, миниподканал 101 содержит заранее определенное число пилот-тонов, к примеру два пилот (контрольных) тона 102 и 103, для оценки канала. Оставшиеся тона, за исключением контрольных тонов 102 и 103, представляют тона данных.

Как проиллюстрировано на Фиг.1, контрольные тона 102 и 103 располагаются в центральных позициях миниподканала 101 для оценки канала. Например, передающее устройство, к примеру базовая станция (BS), передает контрольные тона 102 и 103, с тем чтобы приемное устройство, к примеру MS или множество MS, могло оценивать характеристики радиоканала в нисходящей линии связи.

Поскольку миниподканал 101 содержит два контрольных тона 102 и 103, соотношение контрольных тонов относительно общего числа тонов равно 1/9.

Как описано выше, MS оценивают характеристики радиоканала с помощью пилот (контрольных) тонов, передаваемых от BS, и демодулируют принимаемые данные согласно оцененным характеристикам радиоканала. Следовательно, оценка характеристик радиоканала имеет большое влияние на производительность всей системы.

Подканал, являющийся базовой единицей передачи данных в системе связи IEEE 802.16d, содержит три миниподканала. Следовательно, через один подканал можно передавать символ, включающий в себя 48 тонов.

Система связи IEEE 802.16d поддерживает схему с несколькими антеннами. В схеме с несколькими антеннами BS передает сигналы посредством множества передающих антенн. Схема с несколькими антеннами может классифицироваться на схему с несколькими входами и несколькими выходами (MIMO) и схему с несколькими входами и одним выходом (MISO) согласно числу приемных антенн, используемых MS.

Общеизвестно, что схема с несколькими антеннами обладает рядом преимуществ. Например, схема с несколькими антеннами позволяет передавать сигналы посредством множества передающих антенн, так что передаваемые сигналы имеют множество трактов передачи. Следовательно, можно добиваться усиления при разнесении передающих антенн. Дополнительно схема с несколькими антеннами позволяет передавать сигналы посредством множества передающих антенн, так что передаваемые сигналы имеют множество интервалов передачи. Следовательно, можно добиваться усиления при пространственном разнесении передачи с помощью схемы пространственного мультиплексирования (SM).

Когда используется вышеописанная схема с несколькими антеннами, можно добиваться выигрыша от разнесения передающих антенн и выигрыша от пространственного разнесения передачи. Следовательно, схема с несколькими антеннами используется для эффективной передачи информационных данных. Тем не менее, даже при использовании схемы с несколькими антеннами выигрыш от разнесения передающих антенн и выигрыш от пространственного разнесения передачи может варьироваться в зависимости от фактических характеристик радиоканала.

Дополнительно, когда используется вышеописанная схема с несколькими антеннами, MS должна точно оценивать характеристики радиоканала от каждой из передающих антенн к приемной антенне MS для того, чтобы демодулировать сигналы, передаваемые из BS посредством каждой из передающих антенн, поскольку можно добиваться выигрыша от разнесения передающих антенн и выигрыша от пространственного разнесения передачи только посредством точной оценки характеристик радиоканала. В традиционной системе беспроводной связи характеристики радиоканала оцениваются с помощью пилот-сигналов (контрольных сигналов).

Тем не менее, при использовании вышеописанных передающих антенн тракты (маршруты) передачи, используемые сигналами, которые передаются посредством каждой из передающих антенн, могут варьироваться. Следовательно, радиоканалы, используемые сигналами, которые передаются посредством каждой из передающих антенн, также могут варьироваться. Как следствие, можно получать точную оценку радиоканала только в том случае, когда возможна точная идентификация передающих антенн. Помимо этого, можно точно демодулировать принимаемые сигналы с помощью точной оценки радиоканала. Более конкретно, поскольку контрольные сигналы используются для оценки радиоканала иначе, чем общие информационные данные, идентификация передающих антенн становится все более важной.

Для того чтобы идентифицировать передающие антенны, миниподканал 101 должен передавать контрольные сигналы посредством каждой передающей антенны в различных позициях. Тем не менее, для передачи контрольных сигналов посредством каждой из передающих антенн необходимо уменьшить объем передаваемых данных. В результате, число передающих антенн возрастает, а объем передаваемых данных снижается.

Например, когда используется одна передающая антенна, один миниподканал 101 использует только два контрольных тона 102 и 103 и может передавать данные с помощью оставшихся тонов, т.е. тонов данных, как описано на Фиг.1. Тем не менее, когда используются две передающие антенны, т.е. первая и вторая передающие антенны, невозможно передавать данные посредством второй передающей антенне в тоне, идентичном тону, передающему контрольные сигналы посредством первой передающей антенны. Как описано выше, объем передаваемых данных уменьшается по мере увеличения числа передающих антенн, тем самым снижая общую пропускную способность системы. Следовательно, может ухудшаться качество всей системы.

Сущность изобретения

Следовательно, настоящее изобретение предназначено для разрешения вышеуказанной и других проблем, возникающих в предшествующем уровне техники. Цель настоящего изобретения - предоставить устройство и способ передачи пилот-сигналов (контрольных сигналов) в системе связи BWA с помощью множества передающих антенн.

Цель настоящего изобретения - предоставить устройство и способ передачи контрольных сигналов с помощью схемы сверточного турбокодирования (CTC) в системе связи BWA с помощью передающих антенн.

Чтобы добиться вышеуказанных и других целей, согласно аспекту настоящего изобретения предусмотрен способ передачи опорных сигналов в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA), включающей в себя первую передающую антенну, вторую передающую антенну и множество поднесущих, причем каждая поднесущая занимает область субгармоники. Способ содержит этапы, на которых передают опорные сигналы для идентификации первой передающей антенны посредством второго заранее определенного числа поднесущих в первом миниподканале, при этом первый миниподканал передается посредством первой передающей антенны и занимает заранее определенную временную область и области субгармоник первого заранее определенного числа поднесущих; и передают опорные сигналы для идентификации второй передающей антенны посредством второго заранее определенного числа поднесущих во втором миниподканале, при этом второй миниподканал передается посредством второй передающей антенны и занимает временную область и области субгармоник первого заранее определенного числа поднесущих.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предусмотрен способ передачи опорных сигналов в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA), включающей в себя первую передающую антенну, вторую передающую антенну и множество поднесущих, причем каждая поднесущая занимает область субгармоники. Способ содержит этапы, на которых генерируют закодированные символы посредством кодирования информационных данных, которые должны передаваться, согласно первой заранее определенной схеме кодирования; генерируют закодированные символы, которые должны передаваться посредством первой передающей антенны, и закодированные символы, которые должны передаваться посредством второй передающей антенны, посредством кодирования закодированных символов согласно второй заранее определенной схеме кодирования; вставляют опорные сигналы для идентификации первой передающей антенны во второе заранее определенное число поднесущих в первом миниподканале, причем первый миниподканал передается посредством первой передающей антенны и занимает заранее определенную временную область и области субгармоник первого заранее определенного числа поднесущих; вставляют опорные сигналы для идентификации второй передающей антенны во второе заранее определенное число поднесущих во втором миниподканале, причем второй миниподканал передается посредством второй передающей антенны и занимает заранее определенную временную область и области субгармоник первого заранее определенного числа поднесущих; вставляют отсутствие данных в поднесущие, включающие в себя области субгармоник, которые идентичны областям субгармоник поднесущих для передачи опорных сигналов для идентификации второй передающей антенны из числа поднесущих за исключением тех поднесущих, которые передают опорные сигналы для идентификации первой передающей антенны, в первый миниподканал; вставляют отсутствие данных в поднесущие, включающие в себя области субгармоник, которые идентичны областям субгармоник поднесущих для передачи опорных сигналов для идентификации первой передающей антенны из числа поднесущих за исключением тех поднесущих, которые передают опорные сигналы для идентификации второй передающей антенны, во второй миниподканал; вставляют закодированные символы, которые должны быть переданы посредством первой передающей антенны, в поднесущие с помощью схемы усечения, которая исключает поднесущие, включающие в себя упомянутые опорные сигналы и упомянутое отсутствие данных, в первый миниподканал; вставляют закодированные символы, которые должны быть переданы посредством второй передающей антенны, в поднесущие с помощью схемы усечения, которая исключает поднесущие, включающие в себя упомянутые опорные сигналы и упомянутое отсутствие данных, во второй миниподканал; обрабатывают сигналы первого миниподканала, чтобы передавать обработанные сигналы посредством первой передающей антенны; и обрабатывают сигналы второго миниподканала, чтобы передавать обработанные сигналы посредством второй передающей антенны.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предусмотрено устройство передачи опорных сигналов в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с помощью первой передающей антенны, второй передающей антенны и множества поднесущих, причем каждая поднесущая занимает область субгармоники. Устройство содержит первое передающее устройство для передачи опорных сигналов для идентификации первой передающей антенны посредством второго заранее определенного числа поднесущих в первом миниподканале, при этом первый миниподканал передается посредством первой передающей антенны и занимает заранее определенную временную область и области субгармоник первого заранее определенного числа поднесущих; и второе передающее устройство для передачи опорных сигналов для идентификации второй передающей антенны посредством второго заранее определенного числа поднесущих во втором миниподканале, при этом второй миниподканал передается посредством второй передающей антенны и занимает временную область и области субгармоник первого заранее определенного числа поднесущих.

Согласно еще одному другому аспекту настоящего изобретения предусмотрено устройство передачи опорных сигналов в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA), включающей в себя первую передающую антенну, вторую передающую антенну и множество поднесущих, причем каждая поднесущая занимает область субгармоники. Устройство содержит первый кодер для генерирования закодированных символов посредством кодирования информационных данных, которые должны передаваться, согласно первой заранее определенной схеме кодирования; второй кодер для кодирования закодированных символов согласно второй заранее определенной схеме кодирования, чтобы генерировать закодированные символы, которые должны передаваться посредством первой передающей антенны, и закодированных символов, которые должны передаваться посредством второй передающей антенны; первое устройство ввода поднесущих опорных сигналов для вставки опорных сигналов для идентификации первой передающей антенны, во второе заранее определенное число поднесущих в первом миниподканале, при этом первый миниподканал передается посредством первой передающей антенны и занимает заранее определенную временную область и области субгармоник первого заранее определенного числа поднесущих; первое устройство преобразования поднесущих для вставки отсутствия данных в поднесущие, включающие в себя области субгармоник, которые идентичны областям субгармоник поднесущих для передачи опорных сигналов для идентификации второй передающей антенны, из числа поднесущих за исключением поднесущих, которые передают опорные сигналы для идентификации первой передающей антенны, в первый миниподканал, и вставки закодированных символов, которые должны передаваться посредством первой передающей антенны, в поднесущие с помощью схемы усечения, которая исключает поднесущие, включающие в себя опорные сигналы и отсутствие данных, в первый миниподканал; второе устройство ввода поднесущих опорных сигналов для вставки опорных сигналов для идентификации второй передающей антенны, во второе заранее определенное число поднесущих во втором миниподканале, при этом второй миниподканал передается посредством второй передающей антенны и занимает временную область и области субгармоник первого заранее определенного числа поднесущих; второе устройство преобразования поднесущих для вставки отсутствия данных в поднесущие, включающие в себя области субгармоник, которые идентичны областям субгармоник поднесущих для передачи опорных сигналов для идентификации первой передающей антенны, из числа поднесущих за исключением поднесущих, которые передают опорные сигналы для идентификации второй передающей антенны, во второй миниподканал, и вставки закодированных символов, которые должны передаваться посредством второй передающей антенны, в поднесущие с помощью схемы усечения, которая исключает поднесущие, включающие в себя опорные сигналы и отсутствие данных, во второй миниподканал; первое передающее устройство для обработки сигналов первого миниподканала и передачи обработанных сигналов посредством первой передающей антенны; и второе передающее устройство для обработки сигналов второго миниподканала и передачи обработанных сигналов посредством второй передающей антенны.

Краткое описание чертежей

Вышеуказанные и другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более понятными из последующего подробного описания, рассматриваемого вместе с прилагаемыми чертежами, из которых:

Фиг.1 - это схема, иллюстрирующая структуру традиционного миниподканала системы связи IEEE 802.16d, использующей схему SISO;

Фиг.2 - это схема, схематично иллюстрирующая операцию передачи данных передающего устройства с помощью множества передающих антенн в системе связи IEEE 802.16e, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.3 - это схема, иллюстрирующая структуру миниподканала в системе связи IEEE 802.16e с помощью множества передающих антенн, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.4 - это схема, иллюстрирующая CTC-кодер в системе связи IEEE 802.16e, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.5 - это схема, иллюстрирующая операцию перемежения для потока систематических символов и потока символов четности, выводимых из CTC-кодера в системе связи IEEE 802.16e, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.6 - это блок-схема, иллюстрирующая передающее устройство в системе связи IEEE 802.16e, согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и

Фиг.7 - это блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая операцию вставки поднесущих пилот-сигнала (контрольных поднесущих), осуществляемую первым устройством ввода контрольных поднесущих и вторым устройством ввода контрольных поднесущих по Фиг.6.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления

Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения далее подробно описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи. В нижеследующей операции показаны конкретные элементы, но они предоставлены для помощи в общем понимании настоящего изобретения. Поэтому специалисты в данной области техники должны понимать, что настоящее изобретение может быть осуществлено даже без этих конкретных элементов.

В последующем описании подробное описание известных функций и конфигураций, содержащихся в данном документе, опущено в случаях, когда это может отвлечь от предмета настоящего изобретения.

Настоящее изобретение предлагает устройство и способ передачи пилот-сигналов (контрольных сигналов), которые являются опорными сигналами, в системе связи широкополосного беспроводного способа, с помощью множества передающих антенн. Более конкретно, настоящее изобретение предлагает устройство и способ передачи контрольных сигналов с помощью схемы сверточного турбокодирования (CTC) в системе связи BWA с помощью множества передающих антенн.

В качестве одного примера, для удобства описания настоящая заявка описывает систему связи по стандарту Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) 802.16e, но схема, предлагаемая настоящим изобретением, также может быть применена к другим системам связи. Система связи IEEE 802.16e использует схему мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM)/схему множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA), чтобы поддерживать сеть широковещательной передачи для физического канала системы беспроводной городской вычислительной сети (ГВС).

Фиг.2 - это схема, схематично иллюстрирующая операцию передачи данных передающего устройства с помощью множества передающих антенн в системе связи IEEE 802.16e, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Ссылаясь на Фиг.2, предполагается, что передающее устройство, к примеру базовая станция (BS) 200, использует множество передающих антенн, к примеру две передающие антенны, т.е. первую передающую антенну (ANT1) 201 и вторую передающую антенну (ANT2) 202. Первая передающая антенна 201 и вторая передающая антенна 202 одновременно передают данные. Данные, передаваемые посредством первой передающей антенны 201 и второй передающей антенны 202, могут варьироваться согласно схеме кодирования, используемой BS 200.

Таблица ниже показывает передаваемые данные согласно времени передачи, когда BS 200 использует схему кодирования посредством пространственно-временного блочного кода (STBC).

Таблица   t t+1 Первая передающая антенна 201 S₁ -S₂* Вторая передающая антенна 202 S₂ S₁*

Ссылаясь на таблицу, если введены данные S₁ и S₂, данные S₁ передаются посредством первой передающей антенны 201, а данные S₂ передаются посредством второй передающей антенны 202 в момент времени t. В момент времени (t+1), время следующей передачи, данные -S₂* передаются посредством первой передающей антенны 201, а данные S₁ * передаются посредством второй передающей антенны 202.

Как описано выше, BS 200 передает различные закодированные символы посредством первой передающей антенны 201 и второй передающей антенны 202 с помощью схемы кодирования STBC в различные моменты времени, т.е. в момент времени t и момент времени (t+1), так чтобы MS могла оценить характеристики радиоканала согласно каждой передающей антенне.

Фиг.3 - это схема, иллюстрирующая структуру миниподканала в системе связи IEEE 802.16e с помощью множества передающих антенн, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Структура миниподканала по Фиг.3 иллюстрирует структуру миниподканала, когда BS использует две передающие антенны, как описано на Фиг.2. Чтобы оценить характеристики радиоканала каждой из двух передающих антенн, конкретные пилот-сигналы (контрольные сигналы) должны передаваться согласно каждой передающей антенне. Тем не менее, если тона пилот-сигнала (контрольные тона) для идентификации двух передающих антенн добавляются к структуре миниподканала, когда используется схема с одним входом и одним выходом (SISO), описанная на Фиг.1 в предшествующем уровне техники, отношение контрольных тонов к общему числу тонов возрастает. Как указывалось выше, следует отметить, что тон используется вместе с поднесущей для удобства описания.

Поскольку пропускная способность передачи данных ухудшается по мере того, как отношение контрольных тонов к общему числу тонов возрастает, настоящее изобретение прокалывает (пробивает) заранее определенное число тонов данных и вставляет контрольные тона в позиции пробитых тонов данных, чтобы добавить контрольные тона для идентификации передающих антенн, при этом не допуская снижения скорости передачи данных. Далее описываются операции пробивания тонов данных и вставки контрольных тонов в позиции пробитых тонов данных.

Ссылаясь на Фиг.3, схема сопоставления тона с миниподканалом, передаваемым посредством первой передающей антенны, и схема сопоставления тона со вторым миниподканалом, передаваемым посредством второй передающей антенны, отличается. Миниподканал, передаваемый посредством первой передающей антенны, содержит два контрольных тона 301 и 303. При этом данные должны передаваться посредством тонов 306 и 308 в миниподканале, передаваемом посредством второй передающей антенны 202, которые размещены в тех же позициях, что и данные, в которых находятся контрольные тона 301 и 303.

Миниподканал, передаваемый посредством второй передающей антенны, содержит два контрольных тона 305 и 307. При этом данные должны передаваться посредством тонов 302 и 304 в миниподканале, передаваемом посредством первой передающей антенны 201, размещены в тех же позициях, что и данные, в которых находятся контрольные тона 305 и 307.

Когда контрольные тона и тона данных созданы таким образом, можно оценить испытываемые сигналами характеристики канала, передаваемыми посредством каждой из передающих антенн. Тем не менее, если сигналы миниподканала передаются таким образом, когда используется несколько передающих антенн, эффективность передачи данных может ухудшаться, и трудно надежно передавать информационные данные, поскольку закодированные информационные данные, т.е. закодированные символы, должны пробиваться, как описано в предшествующем уровне техники.

Следовательно, настоящее изобретение кодирует информационные данные с помощью схемы кодирования CTC и дает возможность размещения символа четности, который является закодированным символом, соответствующим четности, из числа закодированных символов, в тоне, соответствующем контрольному тону, передающему контрольные сигналы посредством различных передающих антенн вместо соответствующей передающей антенны, с тем чтобы символ четности усекался вместо символа данных. Дополнительно тон отсутствия данных вставляется в позицию, в которой усечен символ данных. Т.е. отсутствие данных передается посредством тона позиции, из которой усечен символ данных.

Фиг.4 - это схема, иллюстрирующая CTC-кодер в системе связи IEEE 802.16e, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. При этом предполагается, что CTC-кодер имеет скорость кодирования в 1/3 (R=1/3).

Ссылаясь на Фиг.4, когда потоки информационных данных A и B вводят, CTC-кодер выводит потоки информационных данных A и B (401). Потоки информационных данных A и B, выводимые из CTC-кодера, содержат систематические символы.

После приема потоков информационных данных A и B CTC-кодер перемежает принимаемые потоки информационных данных A и B посредством CTC-перемежителя 410 и выводит перемеженные сигналы составному кодеру 420. CTC-перемежитель 410 соединен с коммутатором 430, который обеспечивает возможность последовательного вывода перемеженных сигналов посредством составного кодера 420 как двух пар символов четности. Когда составной кодер 420 кодирует потоки информационных данных A и B, коммутатор 430 осуществляет операцию переключения, чтобы вводить сигналы, выводимые из CTC-перемежителя 410, в составной кодер 420.

Фиг.4 иллюстрирует две пары символов четности (Y₁, W₁) и (Y₂, W₂), последовательно выводимых из составного кодера 420. Следовательно, скорость кодирования R в 1/3 фактически удовлетворяется.

Составной кодер 420 содержит пять сумматоров, т.е. первый сумматор 421, второй сумматор 423, третий сумматор 425, четвертый сумматор 427 и пятый сумматор 428, и три устройства задержки, т.е. первое устройство задержки 422, второе устройство задержки 424 и третье устройство задержки 426. Сигналы Y₁ и Y₂ последовательно выводятся из четвертого сумматора 427, а сигналы W₁ и W₂ последовательно выводятся из пятого сумматора 428, тем самым генерируя две пары символов четности (Y₁, W₁) и (Y₂, W₂) (402).

Символы, закодированные посредством CTC-кодера таким образом, перемежаются снова, что подробнее описывается со ссылкой на Фиг.5.

Фиг.5 - это схема, иллюстрирующая операцию перемежения для потока систематических символов и потока символов четности, выводимых из CTC-кодера в системе связи IEEE 802.16e, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Ссылаясь на Фиг.5, AB-субблок 500 получается посредством последовательного соединения двух потоков систематических символов, т.е. потока A систематических символов и потока B систематических символов. Y₁-субблок 501 - это поток символов четности Y_l, а Y₂-субблок 502 - это поток символов четности Y₂, W₁-субблок 503 - это поток символов четности W₁, а W₂-субблок 504 - это поток символов четности W₂. Y₁-субблок 501 и Y₂-субблок 502 представляют потоки символов, выводимые из четвертого сумматора 427, как показано на Фиг.4, а W₁-субблок 503 и W₂-субблок 504 представляют потоки символов, выводимые из пятого сумматора 428, как показано на Фиг.4. Эти потоки символов, описанные выше, перемежаются посредством следующей схемы:

(1) символы, содержащиеся в систематической части, перемежаются в систематической части;

(2) символы четности перемежаются между потоками символов четности, выводимыми из одного сумматора; и

(3) при перемежении между символами четности символы четности размещаются таким образом, что они попеременно берутся один за одним из двух потоков символов четности.

Т.е. AB-субблок 500 перемежается в перемежителе 510 субблоков. Y₁-субблок 501 и Y₂-субблок 502 перемежаются в перемежителе 511 субблоков и перемежителе 512 субблоков. W₁-субблок 503 и W₂-субблок 504 перемежаются в перемежителе 513 субблоков и перемежителе 514 субблоков.

Потоки символов, перемеженные посредством вышеописанной схемы перемежения, генерируются как поток систематических символов или потоки символов четности. Т.е. AB-субблок 500 перемежается так, чтобы генерироваться как конечный поток 530 систематических символов. Y₁-субблок 501 и Y₂-субблок 502 перемежаются так, чтобы генерироваться как поток 531 символов четности. W₁-субблок 503 и W₂-субблок 504 перемежаются так, чтобы генерироваться как еще один поток 532 символов четности. Следовательно, конечная скорость кодирования составляет 1/3.

Когда передаются потоки символов, потоки символов передаются в порядке, проиллюстрированном на Фиг.5. Т.е. поток 530 систематических символов передается первым, а поток 532 символов четности передается последним. Вышеописанный CTC-кодер имеет характеристику, при которой он передает поток символов, который представляет наиболее важную информацию, т.е. важную информацию, имеющую наивысший приоритет, первой. Следовательно, при использовании CTC-кодера CTC-кодер имеет более оптимальную производительность кодирования, когда пробивание выполняется для последних символов, выводимых из CTC-кодера, чем при случайном пробивании данных. Т.е. когда используется CTC-кодер, данные не должны пробиваться случайно. Необходимо удалять данные из последних символов, выводимых из CTC-кодера, для повышения производительности кодирования.

Фиг.6 - это блок-схема, иллюстрирующая передающее устройство в системе связи IEEE 802.16e, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Передающее устройство содержит CTC-кодер 601, модулятор 602, STBC-кодер 603, первое устройство 604-1 ввода контрольных поднесущих, второе устройство 604-2 ввода контрольных поднесущих, первое устройство 605-1 преобразования поднесущей, второе устройство 605-2 преобразования поднесущей, первый блок 606-1 обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT), второй IFFT-блок 606-2, первый фильтр 607-1, второй фильтр 607-2, первый аналого-цифровой преобразователь (DAC) 608-1, второй DAC 608-2, первый радиочастотный (RF) процессор 609-1, второй RF-процессор 609-2, первую передающую антенну ANT1 и вторую передающую антенну ANT2.

Когда вводят потоки информационных данных, которые должны передаваться в передающее устройство, потоки информационных данных передаются в CTC-кодер 601. CTC-кодер 601 кодирует потоки информационных данных с помощью схемы CTC-кодирования и выводит потоки закодированных символов модулятору 602. В модулятор 602 вводят потоки закодированных символов, выводимые из CTC-кодера 601, и он модулирует введенные потоки символов с помощью заранее определенной схемы модуляции, к примеру схемы квадратурной фазовой манипуляции (QPSK), и выводит потоки модулированных символов в STBC-кодер 603.

STBC-кодер 603 принимает сигналы, выводимые из модулятора 602, и кодирует входные сигналы с помощью STBC-схемы. STBC-кодер 603 выводит поток закодированных символов, который должен передаваться посредством первой передающей антенны, первому устройству 604-1 ввода (вставки) контрольных поднесущих и выводит поток закодированных символов, который должен передаваться посредством второй передающей антенны, во второе устройство 604-2 ввода контрольных поднесущих.

Первое устройство 604-1 ввода контрольных поднесущих принимает сигналы, выводимые из STBC-кодера 603, вставляет контрольные поднесущие, которые должны передаваться посредством первой передающей антенны, и выводит сигналы, включающие в себя контрольные поднесущие, первому устройству 605-1 отображения (преобразования) поднесущих. Первое устройство 604-1 ввода контрольных поднесущих создает миниподканал, описанный на Фиг.3. Поскольку эта операция подробно описана выше со ссылкой на Фиг.3, ее подробное описание здесь опускается.

Первое устройство 605-1 преобразования поднесущих преобразует сигналы, выводимые из первого устройства 604-1 ввода контрольных поднесущих, согласно типам поднесущей, которая должна применяться в передающем устройстве, и выводит преобразованные сигналы первому IFFT-блоку 606-1. Первый IFFT-блок 606-1 выполняет IFFT для сигналов, выводимых из первого устройства 605-1 преобразования поднесущих, для генерирования сигналов во временной области, и выводит сгенерированные сигналы первому фильтру 607-1.

Первый фильтр 607-1 принимает и фильтрует сигналы, выводимые из первого IFFT-блока 606-1, и выводит фильтрованные сигналы первому DAC 608-1. Первый DAC 608-1 преобразует сигналы, выводимые из первого фильтра 607-1, в аналоговые сигналы и выводит аналоговые сигналы первому RF-процессору 609-1. Первый RF-процессор 609-1, включающий в себя блок входных каскадов и т.д., выполняет RF-обработку аналоговых сигналов, выводимых из первого DAC 608-1, и передает обработанные сигналы посредством первой передающей антенны.

Второе устройство 604-2 ввода контрольных поднесущих принимает сигналы, выводимые из STBC-кодера 603, вставляет контрольные поднесущие, которые должны передаваться посредством второй передающей антенны, и выводит сигналы, включающие в себя контрольные поднесущие, второму устройству 605-2 преобразования поднесущих. Второе устройство 604-2 ввода контрольных поднесущих создает миниподканал, описанный на Фиг.3. Как упоминалось выше, поскольку эта операция подробно описана выше со ссылкой на Фиг.3, ее подробное описание здесь опускается.

Второе устройство 605-2 преобразования поднесущих преобразует сигналы, выводимые из второго устройства 604-2 ввода контрольных поднесущих, согласно типам поднесущей, которая должна применяться к передающему устройству, и выводит преобразованные сигналы второму IFFT-блоку 606-2. Второй IFFT-блок 606-2 выполняет IFFT для сигналов, выводимых из второго устройства 605-2 преобразования поднесущих, для генерирования сигналов во временной области, и выводит сгенерированные сигналы второму фильтру 607-2.

Второй фильтр 607-2 принимает и фильтрует сигналы, выводимые из первого IFFT-блока 606-2, и выводит фильтрованные сигналы второму DAC 608-2. Второй DAC 608-2 преобразует сигналы, выводимые из второго фильтра 607-2, в аналоговые сигналы и выводит аналоговые сигналы второму RF-процессору 609-2. Второй RF-процессор 609-2, включающий в себя блок входных каскадов и т.д., выполняет RF-обработку аналоговых сигналов, выводимых из второго DAC 608-2, и передает обработанные сигналы посредством второй передающей антенны.

Фиг.7 - это блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая операцию вставки контрольных поднесущих, выполняемую первым устройством 604-1 ввода контрольных поднесущих и вторым устройством 604-2 ввода контрольных поднесущих. Тем не менее, для удобства описания операция вставки описывается только посредством ссылки на работу первого устройства 604-1 ввода контрольных поднесущих.

Ссылаясь на Фиг.7, на этапе 701 первое устройство 604-1 ввода контрольных поднесущих вводит сигналы, выводимые из STBC-кодера 603, и выполняет усечение данных согласно структуре миниподканала, который должен передаваться посредством первой передающей антенны. Усечение данных выполняется для символов четности вместо систематических символов посредством использования характеристик схемы CTC-кодирования, чтобы не допустить ухудшения производительности, как описано выше. Дополнительно при усечении данных необходимо учитывать вставку контрольных сигналов и поднесущих, которые не могут передавать данные вследствие передачи контрольных сигналов посредством другой передающей антенны, т.е. второй передающей антенны.

На этапе 702 первое устройство 604-1 ввода контрольных символов вставляет контрольные символы, которые должны передаваться посредством первой передающей антенны, в соответствующую контрольную поднесущую. Вставка контрольных сигналов осуществляется для поднесущей без данных, как описано выше. На этапе 703 первое устройство 604-1 ввода контрольных поднесущих перегруппирует символы, включающие в себя контрольные сигналы, из которых усечены данные, и выводит символы первому устройству 605-1 преобразования. После этого процедура завершается.

При этом символы перегруппируются так, чтобы представлять структуру миниподканала.

Согласно настоящему изобретению, как описано выше, когда система связи IEEE 802.16e использует множество передающих антенн, передаются контрольные сигналы для идентификации передающих антенн, с тем чтобы можно было максимизировать производительность оценки характеристик канала. Дополнительно схема усечения данных используется, когда передаются сигналы для идентификации передающих антенн, так чтобы можно было выполнить оценку характеристик радиоканала, что позволяет минимизировать снижение пропускной способности системы при сохранении скорости передачи данных.

Несмотря на то, что настоящее изобретение показано и описано со ссылкой на его конкретные варианты осуществления, специалистам в данной области техники следует понимать, что различные изменения по форме и содержанию могут быть сделаны без отступления от духа и области применения изобретения, заданного прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение относится к системе связи широкополосного беспроводного доступа, конкретно к системе связи BWA с помощью множества передающих антенн. Достигаемый технический результат - увеличение пропускной способности системы связи. Способ и система используют первую и вторую передающие антенны и множество поднесущих. Каждая из поднесущих занимает область субгармоник. В способе опорные сигналы для идентификации первой передающей антенны передаются посредством второго заранее определенного числа поднесущих в первом миниподканале. Первый миниподканал передается посредством первой передающей антенны и занимает заранее определенную временную область и области субгармоник первого заранее определенного числа поднесущих. Опорные сигналы для идентификации второй передающей антенны передаются посредством второго заранее определенного числа поднесущих во втором миниподканале. Второй миниподканал передается посредством второй передающей антенны и занимает временную область и области субгармоник первого заранее определенного числа поднесущих. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.

1. Способ передачи опорных сигналов в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA), включающей в себя первую передающую антенну, вторую передающую антенну и множество поднесущих, причем каждая поднесущая занимает область субгармоники, при этом способ содержит этапы, на которых
генерируют первые закодированные символы посредством кодирования информационных данных, которые должны передаваться, согласно первой заранее определенной схеме кодирования;
генерируют вторые закодированные символы, которые должны передаваться посредством первой передающей антенны, и третьи закодированные символы, которые должны передаваться посредством второй передающей антенны, посредством кодирования первых закодированных символов согласно второй заранее определенной схеме кодирования;
передают первые опорные сигналы для идентификации первой передающей антенны посредством второго заранее определенного числа поднесущих в первом миниподканале, при этом первый миниподканал передается посредством первой передающей антенны и занимает заранее определенную временную область и области субгармоник первого, заранее определенного числа поднесущих, при этом первые опорные сигналы вставлены во вторые закодированные символы, являющиеся усеченными посредством схемы усечения; и
передают вторые опорные сигналы для идентификации второй передающей антенны посредством второго заранее определенного числа поднесущих во втором миниподканале, при этом второй миниподканал передается посредством второй передающей антенны и занимает временную область и области субгармоник упомянутого первого заранее определенного числа поднесущих, при этом вторые опорные сигналы вставлены в третьи закодированные символы, являющиеся усеченными посредством схемы усечения;
причем поднесущие, посредством которых передаются первые опорные сигналы, содержат области субгармоник, отличные от областей субгармоник, занимаемых поднесущими, через которые передаются вторые опорные сигналы;
при этом этап первой передачи дополнительно содержит этап, на котором в первом миниподканале передают отсутствие данных посредством поднесущих, включающих в себя области субгармоник, которые идентичны областям субгармоник поднесущих для передачи вторых опорных сигналов; и
при этом этап второй передачи дополнительно содержит этап, на котором во втором миниподканале передают отсутствие данных посредством поднесущих, включающих в себя области субгармоник, которые идентичны областям субгармоник поднесущих для передачи первых опорных сигналов.

2. Способ по п.1, содержащий также этап, на котором передают информационные данные в первом миниподканале посредством оставшихся поднесущих, не включающих в себя области субгармоник, которые идентичны поднесущим для передачи первых опорных сигналов.

3. Способ по п.1, содержащий также этап, на котором передают информационные данные во втором миниподканале посредством оставшихся поднесущих, не включающих в себя области субгармоник, которые идентичны поднесущим для передачи первых опорных сигналов.

4. Способ по п.1, в котором первая заранее определенная схема кодирования включает в себя схему сверточного турбокодирования (СТС).

5. Способ по п.1, в котором вторая, заранее определенная схема кодирования
включает в себя схему сверточного турбокодирования (СТС).

6. Способ передачи опорных сигналов в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA), включающей в себя первую передающую антенну, вторую передающую антенну и множество поднесущих, причем каждая поднесущая занимает область субгармоники, при этом способ содержит этапы, на которых:
генерируют первые закодированные символы посредством кодирования информационных данных, которое должны передаваться, согласно первой заранее определенной схеме кодирования;
генерируют вторые закодированные символы, которые должны передаваться посредством первой передающей антенны, и третьи закодированные символы, которые должны передаваться посредством второй передающей антенны при помощи кодирования первых закодированных символов согласно второй заранее определенной схеме кодирования;
вставляют первые опорные сигналы для идентификации первой передающей антенны во второе заранее определенное число поднесущих в первом миниподканале, причем первый миниподканал передается посредством первой передающей антенны и занимает заранее определенную временную область и области субгармоник первого заранее определенного числа поднесущих;
вставляют вторые опорные сигналы для идентификации второй передающей антенны во второе заранее определенное число поднесущих во втором миниподканале, причем второй миниподканал передается посредством второй передающей антенны и занимает упомянутые временную область и области субгармоник первого заранее определенного числа поднесущих;
вставляют отсутствие данных в первый миниподканал посредством поднесущих, включающих в себя области субгармоник, которые идентичны областям субгармоник поднесущих для передачи вторых опорных сигналов;
вставляют отсутствие данных во второй миниподканал посредством поднесущих, включающих в себя области субгармоник, которые идентичны областям субгармоник поднесущих для передачи первых опорных сигналов;
вставляют вторые закодированные символы, являющиеся усеченными посредством использования схемы усечения, в поднесущие, которая исключает поднесущие, включающие в себя первые опорные сигналы и отсутствие данных в первом миниподканале;
вставляют третьи закодированные символы, являющиеся усеченными посредством использования схемы усечения, в поднесущие, которая исключает поднесущие, включающие в себя опорные сигналы и отсутствие данных во втором миниподканале;
обрабатывают сигналы первого миниподканала, чтобы передавать обработанные сигналы посредством первой передающей антенны; и
обрабатывают сигналы второго миниподканала, чтобы передавать обработанные сигналы посредством второй передающей антенны.

7. Способ по п.6, в котором поднесущие, посредством которых передаются первые опорные сигналы, содержат области субгармоник, отличные от областей субгармоник, занимаемых поднесущими, через которые передаются вторые опорные сигналы.

8. Способ по п.7, в котором этап вставки вторых закодированных символов с помощью схемы усечения, содержит этап, на котором в первом миниподканале, передаваемом посредством первой передающей антенны, символы, представляющие информацию с наивысшим приоритетом, вставляют в последовательность закодированных символов до оставшихся кодированных символов.

9. Способ по п.7, в котором этап вставки закодированных символов с помощью схемы усечения, содержит этап, на котором во втором миниподканале, передаваемом посредством второй передающей антенны, символы, представляющие информацию с наивысшим приоритетом, вставляют в последовательность закодированных символов до оставшихся кодированных символов.

10. Способ по п.6, в котором первая схема кодирования содержит схему сверточного турбокодирования (СТС).

11. Способ по п.10, в котором на этапе вставки вторых закодированных символов с помощью схемы усечения вторые закодированные символы содержат систематические символы и символы четности, и систематические символы вставляются первыми, когда вторые закодированные символы последовательно вставляются в поднесущие за исключением поднесущих, включающих в себя первые опорные сигналы и отсутствие данных, в первый миниподканал.

12. Способ по п.9, в котором на этапе вставки третьих закодированных символов с помощью схемы усечения третьи закодированные символы содержат систематические символы и символы четности, и систематические символы вставляются первыми, когда третьи закодированные символы последовательно вставляются в поднесущие, за исключением поднесущих, включающих в себя вторые опорные сигналы и отсутствие данных, во второй миниподканал.

13. Способ по п.6, в котором вторая схема кодирования содержит схему кодирования посредством пространственно-временного блочного кода (STBC).

14. Устройство передачи опорных сигналов в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с помощью первой передающей антенны, второй передающей антенны и множества поднесущих, причем каждая поднесущая занимает область субгармоники, при этом устройство содержит первый кодер для генерирования первых закодированных символов посредством кодирования информационных данных, которые должны передаваться, согласно первой заранее определенной схеме кодирования;
второй кодер для кодирования вторых закодированных символов, которые должны передаваться посредством первой передающей антенны, и третьих закодированных символов, которые должны передавать посредством второй передающей антенны, путем кодирования первых закодированных символов согласно второй заранее определенной схеме кодирования;
первое передающее устройство для передачи первых опорных сигналов для идентификации первой передающей антенны посредством второго заранее определенного числа поднесущих в первом миниподканале, при этом первый миниподканал передается посредством первой передающей антенны занимает заранее определенную временную область и области субгармоник первого заранее определенного числа поднесущих, при этом первые опорные сигналы вставлены во вторые закодированные символы, являющиеся усеченными посредством схемы усечения; и
второе передающее устройство для передачи вторых опорных сигналов для идентификации второй передающей антенны посредством упомянутого второго заранее определенного числа поднесущих во втором миниподканале, при этом второй миниподканал передается посредством второй передающей антенны и занимает временную область и области субгармоник упомянутого первого заранее определенного числа поднесущих, при этом вторые опорные сигналы вставлены в третьи закодированные символы, являющиеся усеченными посредством схемы усечения
причем поднесущие, посредством которых передаются первые опорные сигналы, содержат области субгармоник, отличные от областей субгармоник, занимаемых поднесущими, через которые передаются вторые опорные сигналы;
при этом первое передающее устройство передает отсутствие данных в первом миниподканале посредством поднесущих, включающих в себя области субгармоник, которые идентичны областям субгармоник поднесущих для передачи вторых опорных сигналов; и
при этом второе передающее устройство передает отсутствие данных во втором миниподканале посредством поднесущих, включающих в себя области субгармоник, которые идентичны областям субгармоник поднесущих для передачи первых опорных сигналов.

15. Устройство по п.14, в котором первое передающее устройство передает информационные данные в первом миниподканале посредством оставшихся поднесущих, не включающих в себя поднесущих, содержащих области субгармоник, которые идентичны поднесущим для передачи вторых опорных сигналов.

16. Устройство по п.14, в котором второе передающее устройство передает информационные данные во втором миниподканале посредством оставшихся поднесущих, не включающих в себя поднесущих, содержащих области субгармоник, которые идентичны поднесущим для передачи первых опорных сигналов.

17. Устройство по п.14, в котором первая заранее определенная схема кодирования включает в себя схему сверточного турбокодирования (СТС).

18. Устройство по п.14, в котором вторая заранее определенная схема кодирования включает в себя схему сверточного турбокодирования (СТС).

19. Устройство передачи опорных сигналов в системе связи широкополосного беспроводного доступа (BWA) с помощью первой передающей антенны, второй передающей антенны и множества поднесущих, причем каждая поднесущая занимает область субгармоники, при этом устройство содержит
первый кодер для генерирования первых закодированных символов посредством кодирования информационных данных, которые должны передаваться, согласно первой заранее определенной схеме кодирования;
второй кодер для кодирования вторых закодированных символов, которые должны передаваться посредством первой передающей антенны, и третьих закодированных символов, которые должны передаваться посредством второй передающей антенны, посредством кодирования первых закодированных символов согласно второй заранее определенной схеме кодирования;
первое устройство ввода поднесущих опорных сигналов для вставки опорных сигналов идентификации первой передающей антенны, во второе заранее определенное число поднесущих в первом миниподканале, при этом первый миниподканал передается посредством первой передающей антенны и занимает заранее определенную временную область и области субгармоник первого заранее определенного числа поднесущих;
первое устройство отображения поднесущих для вставки отсутствия данных в поднесущие, включающие в себя области субгармоник, которые идентичны областям субгармоник поднесущих для передачи вторых опорных сигналов для идентификации второй передающей антенны, из поднесущих за исключением поднесущих, которые передают первые опорные сигналы, в первый миниподканал, и вставки вторых закодированных символов, являющихся усеченными посредством использования схемы усечения, в поднесущие, которая исключает поднесущие, включающее в себя первые опорные сигналы и отсутствие данных в первом миниподканале;
второе устройство ввода поднесущих опорных сигналов для вставки вторых опорных сигналов во второе заранее определенное число поднесущих во втором миниподканале, при этом второй миниподканал передается посредством второй передающей антенны и занимает временную область и области субгармоник первого заранее определенного числа поднесущих;
второе устройство отображения поднесущих для вставки отсутствия данных в поднесущие, включающие в себя области субгармоник, которые идентичны областям субгармоник поднесущих для передачи первых опорных сигналов для идентификации первой передающей антенны, из поднесущих за исключением поднесущих, которые передают вторые опорные сигналы во второй миниподканал, и вставки третьих закодированных символов, являющихся усеченными посредством использования схемы усечения, в поднесущие, которая исключает поднесущие, включающее в себя опорные сигналы и отсутствие данных, во втором миниподканале;
первое передающее устройство для обработки сигналов первого миниподканала и передачи обработанных сигналов посредством первой передающей антенны; и
второе передающее устройство для обработки сигналов второго миниподканала и передачи обработанных сигналов посредством второй передающей антенны.

20. Устройство по п.19, в котором поднесущие, посредством которых передаются первые опорные сигналы, содержат области субгармоник, отличные от областей субгармоник, занимаемых поднесущими, через которые передаются вторые опорные сигналы.

21. Устройство по п.19, в котором первое устройство отображения поднесущих вставляет вторые закодированные символы, которые должны быть переданы посредством первой передающей антенны, в первый миниподканал, используя схему усечения, при этом вставляемый символ представляет важную информацию с наивысшим приоритетом в последовательности закодированных символов до оставшихся кодированных символов.

22. Устройство по п.20, в котором второе устройство отображения поднесущих вставляет третьи закодированные символы, которые должны быть переданы посредством второй передающей антенны, во второй миниподканал, используя схему усечения, при этом вставляемый символ представляет важную информацию с наивысшим приоритетом в последовательности закодированных символов до оставшихся кодированных символов.

23. Устройство по п.19, в котором первая схема кодирования содержит схему сверточного турбокодирования (СТС).

24. Устройство по п.23, в котором вторые закодированные символы содержат систематические символы и символы четности, и в котором первое устройство отображения поднесущих вставляет систематические символы при последовательной вставке вторых закодированных символов в поднесущие, за исключением поднесущих, включающих в себя первые опорные сигналы и отсутствие данных, в первый миниподканал.

25. Устройство по п.23, в котором третьи закодированные символы содержат систематические символы и символы четности, и в котором второе устройство отображения поднесущих вставляет систематические символы при последовательной вставке третьих закодированных символов в поднесущие, за исключением поднесущих, включающих в себя вторые опорные сигналы и отсутствие данных, во второй миниподканал.

26. Устройство по п.19, в котором вторая схема кодирования содержит схему кодирования посредством пространственно-временного блочного кода (STBC).