ФОРМИРОВАНИЕ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ С ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫМ КОДИРОВАНИЕМ И РАЗНЕСЕНИЕМ ПЕРЕДАЧИ Российский патент 2012 года по МПК H04B7/06 

По настоящей патентной заявке испрашивается приоритет на основании предварительной заявки №60/870,653 «Формирование диаграммы направленности с пространственно-временным кодированием и разнесением передачи», поданной 19 декабря 2006 г., права на которую переуступлены заявителю настоящей заявки и которая включена в настоящий документ путем ссылки.

Уровень техники

Устройства беспроводной связи выполнены с возможностью работы в различных операционных условиях и операционных средах. Мобильное беспроводное устройство может испытывать радикальные изменения качества сигнала в зависимости от расположения этого устройства относительно источника, передающего сигнал. Изменения качества сигнала могут быть охарактеризованы изменениями беспроводного канала, связывающего передатчик с беспроводным приемником.

Существует множество факторов, влияющих на беспроводной канал. Например, уровень принятого сигнала падает при увеличении расстояния между передатчиком и приемником. Кроме того, изменения в рельефе местности и наличие препятствий и отражающих поверхностей способствуют многолучевому распространению. Сигналы, проходящие по множеству трактов от передатчика к приемнику, могут конструктивно или деструктивно комбинироваться. Деструктивное комбинирование сигналов из-за, например, вращения фазы в компоненте многолучевого сигнала может привести к значительному падению качества сигнала в приемнике. Падение качества сигнала часто называют замиранием сигнала, или просто замиранием.

В системах беспроводной связи могут применяться различные способы компенсации вероятности глубокого замирания. Для способствования компенсации замираний в системах беспроводной связи может использоваться разнесение сигнала. Разнесение относится к реализации некоторого рода избыточности для предоставления или разрешения независимых путей распространения сигнала.

Передатчик может обеспечить разнесение путем введения явного разрешимого сигнала, так что в приемнике обеспечивается большая вероятность приема и разрешения переданного сигнала. Передатчик может ввести разнесение путем использования множества передающих антенн, множества частот передачи, множества временных моментов передачи или некоторой комбинации перечисленных.

Например, разнесение передачи может быть достигнуто путем передачи исходного информационного символа с одной антенны и передачи модифицированной версии этого символа с другой антенны. Модифицированная версия исходного символа может относиться к версии исходного символа, который задержан, сопряжен, инвертирован, повернут и т.п., или некоторой комбинации некоторых или всех перечисленных приемов. Термин вращение сигнала относится к комплексному вращению фазы сигнала относительно точки отсчета. Приемник обрабатывает общий принятый сигнал в течение одного или более периодов передачи символа, чтобы восстановить переданный символ.

Аналогично приемник может обеспечить разнесение небольшой величины путем использования множества приемных антенн, которые пространственно разнесены. Предпочтительно множество приемных антенн разнесены друг от друга на некоторое расстояние, которое позволяет каждой антенне испытывать характеристики канала, которые не зависят от характеристик канала, испытываемых другими приемными антеннами.

Раскрытие изобретения

Предложены способы и устройство для усиления разнесения в приемнике путем применения формирования диаграммы направленности к сигналам, кодированным по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования. Разнесение передачи может быть обеспечено в источнике сигнала путем пространственно-временного кодирования сигнала. Сигнал передачи подвергается пространственно-временному кодированию по множеству пространственно-временных антенных групп, причем каждая пространственно-временная антенная группа соотнесена с конкретным пространственно-временным кодом. По каждому сигналу в каждой пространственно-временной антенной группе формируется диаграмма направленности по множеству антенн в пространственно-временной антенной группе. Каждой антенне из множества антенн в пространственно-временной антенной группе присваивается отдельный весовой коэффициент относительно другой антенны в данной пространственно-временной группе. Каждый весовой коэффициент может иметь определенную амплитуду, фазу или комбинацию амплитуды и фазы. Весовые коэффициенты могут быть статическими или динамическими. Для динамических коэффициентов амплитуда, фаза или комбинация амплитуды и фазы могут варьировать в течение времени.

Аспекты настоящего раскрытия включают в себя систему передатчика, которая включает в себя передатчик, выполненный с возможностью генерирования потока сигналов передачи, кодер разнесения передачи, выполненный с возможностью приема потока сигналов передачи и генерирования из потока сигналов передачи множества G потоков передачи, кодированных по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования, и множество кодеров формирования диаграммы направленности, каждый из которых выполнен с возможностью приема одного из множества потоков передачи, кодированных по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования, и генерирования множества K взвешенных субпотоков для формирования диаграммы направленности одного из множества потоков передачи, кодированных по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования.

Аспекты настоящего раскрытия включают в себя способ введения разнесения передачи. Способ включает в себя этапы, на которых генерируют поток передачи, разделяют поток передачи на множество G потоков сигналов, выполняют кодирование G потоков сигналов по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования, формируют диаграмму направленности каждого из G потоков сигналов по K антеннам и передают G сигналов, для которых сформирована диаграмма направленности.

Аспекты настоящего раскрытия включают в себя систему передатчика, которая включает в себя средство для генерации потока передачи, средство для кодирования потока передачи по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования, чтобы генерировать G кодированных потоков передачи, средство для формирования диаграммы направленности по каждому из G кодированных потоков передачи, чтобы генерировать G групп, для которых сформирована диаграмма направленности, и множество антенн для передачи G групп, для которых сформирована диаграмма направленности.

Аспекты настоящего раскрытия включают в себя машиночитаемый носитель, содержащий компьютерную программу для выполнения этапов, на которых принимают поток передачи, кодируют G потоков сигналов по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования, и присваивают весовые коэффициенты каждому из G потоков сигналов посредством соответствующего комплексного весового вектора, чтобы формировать диаграмму направленности по каждому из G потоков сигналов.

Краткое описание чертежей

Признаки, задачи и преимущества вариантов осуществления настоящего описания будут очевидны из нижеследующего подробного описания и сопровождающих чертежей, на которых одинаковые элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями.

Фиг.1 - упрощенная функциональная структурная схема варианта осуществления системы беспроводной связи;

Фиг.2 - упрощенная функциональная структурная схема варианта осуществления передатчика и приемника в системе беспроводной связи с множественным доступом;

Фиг.3 - упрощенная функциональная структурная схема варианта осуществления системы передатчика с разнесением передачи, реализуемым путем пространственно-временного кодирования с формированием диаграммы направленности;

Фиг.4 - упрощенная функциональная структурная схема варианта осуществления системы передатчика с разнесением передачи, реализуемым путем пространственно-временного кодирования с формированием диаграммы направленности;

Фиг.5 - упрощенная схема варианта осуществления способа предоставления разнесения передачи путем использования кодирования разнесения передачи/пространственно-временного кодирования с формированием диаграммы направленности;

Фиг.6 - упрощенная функциональная структурная схема варианта осуществления системы передатчика с разнесением передачи, реализуемым путем пространственно-временного кодирования с формированием диаграммы направленности.

Детальное описание раскрытия

Ниже описаны способы и устройство для генерации и передачи беспроводных сигналов, которые сочетают преимущества кодирования по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования и формирования диаграммы направленности. Передатчик снабжен N передающими антеннами. N передающих антенн разделяются на G групп антенн, где G<N. В каждой группе антенн антенны взвешиваются посредством весового вектора w _g = [w _g1 w _g2 ••• w _g,N/G ], чтобы сформировать диаграмму направленности.

Информационный поток, который требуется передать, сначала кодируется на G субпотоков по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования. Для каждого субпотока формируется диаграмма направленности и субпоток передается одной группой антенн.

Фиг.1 представляет собой упрощенную функциональную структурную схему варианта осуществления системы 100 беспроводной связи с множественным доступом. Система 100 беспроводной связи с множественным доступом включает в себя множество ячеек, например ячейки 102, 104 и 106. В варианте осуществления по Фиг.1 каждая из ячеек 102, 104 и 106 может включать в себя точку 150 доступа, которая включает в себя множество секторов.

Множество секторов формируются группами из антенн, каждая из которых отвечает за связь с терминалами доступа в части данной ячейки. В ячейке 102 каждая из антенных групп 112, 114 и 116 соответствует разным секторам. Например, ячейка 102 разделана на три сектора: 120a, 120b и 102c. Первая антенна 112 обслуживает первый сектор 102a, вторая антенна 114 обслуживает второй сектор 102b, а третья антенна 116 обслуживает третий сектор 102c. В ячейке 104 каждая из антенных групп 118, 120 и 122 соответствует разным секторам. В ячейке 106 каждая из антенных групп 124, 126 и 128 соответствует разным секторам.

Каждая ячейка выполнена с возможностью поддержки или иного образом обслуживания нескольких терминалов доступа, которые осуществляют связь с одним или более секторами соответствующей точки доступа. Например, терминалы 130 и 132 доступа осуществляют связь с точкой 142 доступа, терминалы 134 и 136 осуществляют связь с точкой 144 доступа, а терминалы 138 и 140 осуществляют связь с точкой 146 доступа. Несмотря на то что согласно данной иллюстрации каждая из точек 142, 144 и 146 доступа осуществляет связь с двумя терминалами доступа, каждая точка 142, 144 и 146 доступа может поддерживать любое количество терминалов доступа, причем это количество ограничивается некоторым физическим пределом или пределом, налагаемым стандартом связи.

В контексте настоящего документа термин «точка доступа» может обозначать фиксированную станцию, используемую для связи с терминалами, и она также может быть названа базовой станцией, Узлом B (Node B) и т.п. Терминал доступа (AT) также может быть назван пользовательским оборудованием (UE), пользовательским терминалом, устройством беспроводной связи, терминалом, мобильным терминалом, мобильной станцией и т.п.

Как показано на Фиг.1, каждый из терминалов 130, 132, 134, 136, 138 и 140 расположен в разных частях соответствующей ячейки. Кроме того, каждый терминал доступа может находиться на разном расстоянии от антенных групп, соответствующих точке доступа, с которой он осуществляет связь. Оба этих фактора, в добавление к состоянию среды и иным состояниям в ячейке, обусловливают различные ситуации, в которых между каждым терминалом доступа и антенной группой, соответствующей точке доступа, с которой он осуществляет связь, формируются различные состояния канала.

Каждый терминал доступа, например терминал 130 доступа, испытывает уникальные характеристики канала, которые отличаются от характеристик, испытываемых любым другим терминалом доступа, из-за меняющихся состояний канала. Кроме того, характеристики канала меняются в течение времени и являются различными из-за изменений местоположения. Точки доступа, например точки 142, 144 и 146 доступа, могут быть выполнены с возможностью осуществления динамического взвешивания антенн в каждой антенной группе, чтобы улучшить разнесение сигнала, испытываемое в терминалах 130, 132, 134, 136, 138 и 140 доступа.

Вышеописанные варианты осуществления могут быть реализованы с помощью процессора 220 и 260 передачи (TX), процессора 230 или 270, а также памяти 232 или 272, как показано на Фиг.2. Процессы могут быть выполнены в любом процессоре, контроллере или другом устройстве обработки, и они могут храниться в виде машиночитаемых инструкций на машиночитаемом носителе в форме исходного кода, объектного кода или иным образом.

Фиг.2 представляет собой упрощенную функциональную структурную схему варианта осуществления передатчика и приемника в системе 200 беспроводной связи с множественным доступом. В системе 210 передатчика данные трафика для некоторого количества потоков данных передаются из источника 212 данных в процессор 214 данных передачи. В варианте осуществления каждый поток данных передается через соответствующую передающую антенну. Чтобы обеспечить кодированные данные, процессор 214 данных передачи форматирует, кодирует и перемежает данные трафика для каждого потока данных на основании определенной схемы кодирования, выбранной для этого потока данных. В некоторых вариантах осуществления процессор 214 данных кодирования применяет весовые коэффициенты формирования диаграммы направленности к символам потоков данных на основании конкретного пользователя, которому передаются эти символы, и антенны, с которой передаются эти символы. В некоторых вариантах осуществления весовые коэффициенты формирования диаграммы направленности могут быть сгенерированы на основании информации характеристики канала, которая является показателем состояния трактов передачи между точкой доступа и терминалом доступа. Кроме того, в случае запланированных передач процессор 214 данных передачи может выбрать формат пакета на основании информации ранга, которая передается от пользователя.

Кодированные данные для каждого потока данных могут быть мультиплексированы с данными контрольного (пилотного) сигнала с использованием методов OFDM. Данные контрольного сигнала, как правило, представляют собой известный шаблон данных, который обрабатывается известным образом и который может быть использован в приемнике для оценки характеристики канала. Далее, для обеспечения модулированных символов мультиплексированные данные контрольного сигнала и кодированные данные для каждого потока данных модулируются (например, выполняется сопоставление символов) на основании определенной схемы модуляции (например, BPSK, QPSK, M-PSK и M-QAM), выбранной для этого потока данных. Скорость передачи данных, кодирование и модуляция для каждого потока данных могут быть определены инструкциями, обеспечиваемыми процессором 230. В некоторых вариантах осуществления некоторое количество параллельных пространственных потоков могут быть различными в зависимости от информации ранга, которая передается от пользователя.

Далее, модулированные символы для всех потоков данных передаются в процессор 220 MIMO-передачи, который может дополнительно обрабатывать модулированные символы (например, для OFDM). Процессор 220 MIMO-передачи затем передает N _T потоков символов в N _T передатчиков 222a~222t. Процессор 220 MIMO-передачи применяет весовые коэффициенты формирования диаграммы направленности к символам потоков данных на основании пользователя, которому передаются эти символы, и антенны, с которой передаются эти символы.

Каждый из передатчиков 222a~222t принимает и обрабатывает соответствующий поток символов, чтобы предоставить один или более аналоговых сигналов, и дополнительно обрабатывает (например, усиливает, фильтрует и преобразует с повышением частоты) аналоговые сигналы, чтобы предоставить модулированный сигнал, подходящий для передачи по MIMO-каналу. Далее, N _T модулированных сигналов из передатчиков 222a~222t передаются с N _T антенн 224a~224t, соответственно.

В системе 250 приемника переданные модулированные сигналы принимаются N _R антеннами 252a~252r, и принятый сигнал с каждой антенны 252 передается в соответствующий приемник 254. Каждый приемник 254 обрабатывает (например, фильтрует, усиливает и преобразует с понижением частоты) соответствующий принятый сигнал, оцифровывает обработанный сигнал, чтобы обеспечить выборки, и дополнительно обрабатывает выборки, чтобы обеспечить соответствующий поток «принятых» символов.

Процессор 260 данных приема далее принимает и обрабатывает N _R потоков принятых символов из N _R приемников 254 на основании конкретного способа обработки, чтобы обеспечить номер ранга потоков «детектированных» символов. Обработка, выполняемая процессором 260 данных приема, более подробно описана ниже. Каждый поток детектированных символов включает в себя символы, которые являются оценками модулированных символов, передаваемых для соответствующего потока данных. Далее, процессор 260 данных приема демодулирует, выполняет обратное перемежение и декодирует каждый поток детектированных символов, чтобы восстановить данные трафика для потока данных. Обработка, выполняемая процессором 260 данных приема, дополняет обработку, выполняемую процессором 220 MIMO-передачи и процессором 214 данных передачи в системе 210 передатчика.

Оценка характеристики канала, сгенерированная процессором 260 данных приема, может быть использована для выполнения пространственной, пространственно/временной обработки в приемнике, для регулирования уровней, изменения частот или схем модуляции и для других действий. Процессор 260 данных приема может дополнительно оценить отношения сигнала к шуму и помехам (SNR) потоков детектированных символов и предоставить эти величины в процессор 270.

В приемнике могут быть использованы различные способы обработки для обработки N _R принятых сигналов, чтобы детектировать N _T потоков переданных символов. Эти способы обработки могут быть классифицированы на две основные категории: (i) способы пространственной и пространственно-временной обработки в приемнике (которые также называют способами выравнивания); и (ii) способ «последовательного обнуления/выравнивания и подавления помех» (который также называют «последовательным подавлением помех» или «последовательным подавлением»).

MIMO-канал, формируемый N _T передающими антеннами и N _R приемными антеннами, может быть разложен на Ns независимых каналов, где N _s ≤min {N _T , N _R }. Каждый из Ns независимых каналов также называют пространственным подканалом (или каналом передачи) MIMO-канала и он соответствует одному измерению.

Фиг.3 представляет собой упрощенную функциональную структурную схему одного варианта осуществления системы 300 передатчика, реализующей формирование диаграммы направленности сигналов, кодированных по схеме пространственно-временного кодирования. Упрощенная функциональная структурная схема по Фиг.3 ограничена частью системы передатчика, которая относится к формированию диаграммы направленности сигналов, кодированных по схеме пространственно-временного кодирования. Другие части системы передатчика не показаны в целях простоты и ясности. Система 300 передатчика может быть интегрирована в, например, базовую станцию системы связи по Фиг.1, и она может представлять собой вариант осуществления системы передатчика по Фиг.2.

Система 300 передатчика может быть выполнена с возможностью реализации формирования диаграммы направленности сигналов, кодированных по схеме пространственно-временного кодирования, для всех терминалов доступа в ее зоне покрытия. В качестве альтернативы, система 300 передатчика может быть выполнена с возможностью реализации множества отдельных процессов формирования диаграммы направленности сигналов, кодированных по схеме пространственно-временного кодирования, когда в ее зоне покрытия находится множество терминалов доступа. Например, система 300 передатчика может применять отдельные весовые коэффициенты к антеннам для каждого терминала в ее зоне покрытия. В еще одном варианте осуществления система 300 передатчика может применять отдельные весовые коэффициенты к антеннам для групп терминалов доступа в ее зоне покрытия, причем каждая группа может представлять собой подгруппу всего множества терминалов доступа в ее зоне покрытия.

Система 300 передатчика включает в себя передатчик 310, соединенный с кодером 320 разнесения передачи/пространственно-временного кодирования. Кодер 320 разнесения передачи/пространственно-временного кодирования передает кодированные сигналы во множество кодеров 330₀-330_G формирования диаграммы направленности. Кодеры 330₀-330_G формирования диаграммы направленности передают сигналы, для которых сформирована диаграмма направленности, на множество антенн 340₀₀-340_GK. Модуль 350 хронирования и синхронизации соединен с генератором 360 весовой матрицы, который соединен с множеством кодеров 330₀-330G формирования диаграммы направленности.

Передатчик 310 выполнен с возможностью обработки выборки для генерации потока модулированных сигналов. Например, передатчик 310 может быть выполнен с возможностью генерирования множества выборок OFDM-символа из множества информационных битов. Передатчик 310 может быть выполнен с возможностью сопоставления информационных битов с различными поднесущими OFDM-символа, и модулирования информационных битов в поднесущие согласно заданному формату модуляции. Передатчик 310 может преобразовывать частоту OFDM-символа до желаемой радиочастоты передачи. Выходной сигнал передатчика 310 в подобном варианте осуществления представляет собой последовательный поток выборок OFDM-символа на желаемой радиочастоте передачи.

Выходной сигнал передатчика 310 подается на кодер 320 временного разнесения/пространственно-временного кодирования. Кодер 320 временного разнесения/пространственно-временного кодирования выполнен с возможностью разделения потока сигналов из передатчика 310 на множество G потоков сигналов. Кодер 320 временного разнесения/пространственно-временного кодирования обрабатывает множество потоков сигналов для генерации модифицированных версий потоков сигналов. Например, кодер 320 временного разнесения/пространственно-временного кодирования может быть выполнен с возможностью пропускания одного по существу немодифицированного потока сигналов и модифицирования каждого из остальных G-1 потоков сигналов. В целом один поток сигналов может рассматриваться как немодифицированный, поскольку все потоки сигнала могут быть нормированы к определенному потоку сигналов.

Кодер 320 временного разнесения/пространственно-временного кодирования может быть выполнен с возможностью, например, подвергать каждый из G-1 потоков сигналов задержке, инвертированию, сопряжению, вращению и т.п., либо некоторой комбинации перечисленных операций. Кодер 320 временного разнесения/пространственно-временного кодирования может вводить задержку в конкретный поток сигналов, используя переменную задержку, линию задержки с отводами, цифровую задержку и т.п., либо некоторую комбинацию перечисленных элементов задержки. Кодер 320 временного разнесения/пространственно-временного кодирования может быть выполнен с возможностью инвертирования потока сигналов, используя, например, инвертирующий усилитель. Кодер 320 временного разнесения/пространственно-временного кодирования может быть выполнен с возможностью сопряжения потока сигналов, используя, например, ротатор, инвертер, соединенный с компонентом квадратурной составляющей сигнала, и т.п., либо некоторую комбинацию перечисленных элементов. В качестве дополнения, кодер 320 временного разнесения/пространственно-временного кодирования может быть выполнен с возможностью вращения потока сигналов, используя один или более умножителей, обрабатывающих синфазные и квадратурные составляющие, один или более умножителей, взвешивающих фазную составляющую, элементы задержки и т.п., либо некоторую комбинацию перечисленных элементов.

Как правило, кодер 320 временного разнесения/пространственно-временного кодирования выполняет определенную модификацию каждого потока сигналов, так что разнесение передачи может быть достигнуто путем передачи множества G потоков сигналов через множество G отдельных антенн. В типовой системе с кодированием по схеме временного разнесения/пространственно-временного кодирования множество G антенн могут быть пространственно разнесены. В варианте осуществления по Фиг.3 каждый из G отдельных потоков, кодированных по схеме временного разнесения/пространственно-временного кодирования, подвергается дополнительной обработке.

Еще один подход для обеспечения усиления разнесения в приемнике заключается в применении формирования диаграммы направленности передачи, где по существу один и тот же информационный символ передается с множества антенн. Сигналы с каждой из множества антенн могут быть взвешены разным образом так, чтобы общее отношение сигнала к шуму в приемнике было максимизировано. Это взвешивание сигналов может быть реализовано путем использования разных коэффициентов усиления антенны или путем взвешивания отдельных сигналов, передаваемых на каждую из антенн.

В варианте осуществления по Фиг.3 каждый из G потоков сигналов по отдельности подвергается формированию диаграммы направленности, используя множество антенн. Каждый из отдельных потоков сигналов из кодера 320 временного разнесения/пространственно-временного кодирования передается на один из множества кодеров 330₀-330_G формирования диаграммы направленности. Количество кодеров 330₀-330_G формирования диаграммы направленности соответствует количеству потоков сигналов разнесения передачи, генерируемых кодером 320 временного разнесения/пространственно-временного кодирования.

Каждый кодер формирования диаграммы направленности, например, 330₀, выполнен с возможностью генерирования множества взвешенных потоков сигналов, каждый из которых применяется к соответствующей антенне. Каждый кодер формирования диаграммы направленности, например, 330₀, принимает один из множества потоков сигналов из кодера 320 разнесения передачи/пространственно-временного кодирования. Кодер 330₀ формирования диаграммы направленности разделяет этот сигнал на множество K копий потоков сигналов и взвешивает каждую из K копий потоков сигналов посредством соответствующего весового коэффициента формирования диаграммы направленности. Кодер 330₀ формирования диаграммы направленности передает взвешенные потоки сигналов на множество K антенн 330₀₀~330_0K, связанных с конкретным кодером 330₀ формирования диаграммы направленности.

Следовательно, общее количество антенн равно количеству групп G кодирования временного разнесения/пространственно-временного кодирования, помноженному на количество K потоков сигналов, для которых формируется диаграмма направленности, генерируемая из каждой группы кодирования временного разнесения/пространственно-временного кодирования. В варианте осуществления по Фиг.3 присутствует N=G×K антенн. В варианте осуществления системы 300 передатчика по Фиг.3 проиллюстрирован случай, когда применяется одинаковое количество потоков сигналов формирования диаграммы направленности для каждого из сигналов временного разнесения/пространственно-временного кодирования. Тем не менее в других вариантах осуществления могут применяться различные измерения формирования диаграммы направленности для разных сигналов временного разнесения/пространственно-временного кодирования.

Генератор 360 весовой матрицы выполнен с возможностью генерирования весовых векторов, используемых каждым из кодеров 330₀-330_G формирования диаграммы направленности. Каждый вектор в весовой матрице может соответствовать одному кодеру формирования диаграммы направленности, например, 330₀. Как правило, каждый весовой вектор является уникальным, но это не обязательно.

Каждый из весов w в весовом векторе может иметь соответствующую амплитуду A и фазу φ. Генератор 360 весовой матрицы может быть выполнен с возможностью генерирования постоянной весовой матрицы или переменной весовой матрицы. В некоторых вариантах осуществления генератор 360 весовой матрицы может быть выполнен с возможностью генерирования комбинации постоянных весовых векторов и переменных весовых векторов. Генератор 360 весовой матрицы может быть выполнен с возможностью изменения весов на основании, например, времени, событий, или комбинации времени и событий.

Если в передатчике доступны оценки канала от передающих антенн к приемнику, то генератор 360 весовой матрицы может определять оптимальные величины для весовых коэффициентов для каждого весового вектора, которые максимизируют отношение сигнала к шуму. Однако, как правило, система 300 передатчика и, соответственно, генератор 360 весовой матрицы имеют сведения об оценках канала. Для обеспечения непрерывности разнесения в приемнике генератор 360 весовой матрицы может быть выполнен с возможностью изменения весовых коэффициентов с течением времени таким образом, чтобы эффективный канал в каждой диаграмме направленности также менялся с течением времени, причем эффективный канал включает в себя действительный канал в комбинации с эффектами формирования диаграммы направленности, меняющимися с течением времени. Изменения в весовых векторах, производимых генератором 360 весовой матрицы, обуславливают переменное формирование диаграммы направленности, которое симулирует эффект быстрого замирания.

В весовом векторе, например, w_g = [w_g1 w _g2 ••• w_g,N/G] каждый весовой коэффициент может включать в себя амплитудную составляющую и фазовую составляющую, например, w ₀ = A ₀•e ^jφ ₀ . Генератор 360 весовой матрицы может быть выполнен с возможностью введения временных вариаций в весовые коэффициенты. Генератор 360 весовой матрицы может быть выполнен с возможностью изменения амплитудных составляющих, фазовых составляющих или их комбинации. В качестве дополнения, генератор 360 весовой матрицы может быть выполнен с возможностью независимого изменения весовых коэффициентов в рамках любого весового вектора, или изменения весовых коэффициентов на основании одного из этих весовых коэффициентов или как функцию от одного из этих весовых коэффициентов.

Например, генератор 360 весовой матрицы может быть выполнен с возможностью поддержки амплитудных составляющих по существу на постоянном уровне и изменения фазовых составляющих как функции от времени. Например, генератор 360 весовой матрицы может изменять первую и вторую фазовые составляющие как функцию от времени φ ₀ = φ ₀(t) и φ ₁ = φ ₁(t). Генератор 360 весовой матрицы может независимым образом изменять фазовые составляющие отдельных весовых коэффициентов, или может изменять вторую фазовую составляющую на основании первой фазовой составляющей, например, φ ₁ = φ ₀(t-Δ).

В еще одном примере генератор 360 весовой матрицы может быть выполнен с возможностью поддержки фазовых составляющих на по существу постоянном уровне и изменения амплитудных составляющих разных весовых коэффициентов как функции от времени. Например, генератор 360 весовой матрицы может поддерживать φ ₁ и φ ₀ на постоянном уровне и может изменять первую и вторую амплитудные составляющие как функцию от времени, то есть A ₀ = A ₀(t) и A ₁ = A ₁(t). Генератор 360 весовой матрицы может независимым образом изменять амплитудные составляющие отдельных весовых коэффициентов, или может изменять вторую амплитудную составляющую на основании первой амплитудной составляющей, например, A ₁=A ₀(t+Δ). В еще одном варианте осуществления генератор 360 весовой матрицы может быть выполнен с возможностью изменения амплитудной и фазовой составляющих по меньшей мере некоторых весовых коэффициентов формирования диаграммы направленности.

Скорость, с которой генератор 360 весовой матрицы изменяет требуемые весовые коэффициенты, может быть постоянной или переменной. Генератор 360 весовой матрицы может быть выполнен с возможностью изменения составляющих на основании времени, событий или их комбинации. Генератор 360 весовой матрицы может быть выполнен с возможностью применения независимых скоростей для каждого переменного весового коэффициента при изменении множества весовых коэффициентов. В качестве альтернативы или дополнения, генератор 360 весовой матрицы может быть выполнен с возможностью использования одинаковой скорости или разных скоростей для каждого из векторов в весовой матрице. Генератор 360 весовой матрицы в общем может быть выполнен с возможностью изменения отдельных весовых составляющих и скорости изменения отдельных весовых составляющих, используя совершенно независимые функции для каждой составляющей или скорости.

Генератор 360 весовой матрицы может осуществлять изменение во времени, которое обновляется на скорости, основанной на скорости передачи OFDM-символа. Например, генератор 360 весовой матрицы может изменять весовые коэффициенты в весовой матрице в каждом кадре, содержащем предопределенное количество OFDM-символов. В других вариантах осуществления генератор 360 весовой матрицы может обновлять весовые коэффициенты в каждом периоде символа или в начале каждого суперкадра, который включает в себя множество кадров.

Например, генератор 360 весовой матрицы может быть выполнен с возможностью выбора скорости изменения во времени для амплитуды и фазы каждого из весовых коэффициентов, чтобы обеспечить соответствие используемого кода канала. Таким образом, генератор 360 весовой матрицы изменяет весовые компоненты с течением времени, причем скорость изменения весовых коэффициентов зависит от события, выбора кода канала. В еще одном варианте осуществления генератор 360 весовой матрицы может быть выполнен с возможностью выбора скорости изменения во времени, используемого для амплитуды и фазы, согласно двум разным наборам заданных функций, соответствующих двум весовым коэффициентам w₀ и w₁. В еще одном варианте осуществления генератор 360 весовой матрицы может быть выполнен с возможностью выбора функции или скорости изменения на основании обратной связи из приемника.

Модуль 350 хронирования и синхронизации выполнен с возможностью синхронизации момента работы генератора весовой матрицы с моментом, используемым в передатчике 310. Например, модуль 350 хронирования и синхронизации может включать в себя часы, которые синхронизируются с системным временем, используемым передатчиком 310 при генерации потока передачи. В одном варианте осуществления модуль хронирования и синхронизации может синхронизироваться с моментом OFDM-символа потока передачи, чтобы генератор 360 весовой матрицы мог генерировать изменяющиеся во времени весовые коэффициенты, которые изменяются по границам символов.

Модуль 350 хронирования и синхронизации также может выполнять мониторинг передатчика 310 на предмет наличия одного или более случаев, которые могут быть использованы генератором 360 весовой матрицы в качестве триггеров для изменения весовых коэффициентов. Например, модуль 350 хронирования и синхронизации может отслеживать скорость кодирования, используемую передатчиком 310, и может генерировать индикатор или событие для генератора 360 весовой матрицы, указывающее скорость кодирования или изменение скорости кодирования.

Фиг.4 представляет собой упрощенную функциональную структурную схему одного варианта осуществления системы 300 передатчика, выполненной с возможностью формирования диаграммы направленности. В варианте осуществления по Фиг.4 система 300 передатчика содержит четыре антенны и выполнена с возможностью осуществления кодирования по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования по двум отдельным группам. Вариант осуществления по Фиг.4 иллюстрирует частный случай системы, проиллюстрированной на Фиг.3.

В варианте осуществления по Фиг.4 передатчик 310 выполнен с возможностью генерирования потока передачи, который может представлять собой, например, поток множества OFDM-символов, преобразованных в радиочастоту передачи. Передатчик 310 передает поток передачи на кодер 320 разнесения передачи/пространственно-временного кодирования.

Кодер 320 разнесения передачи/пространственно-временного кодирования выполнен с возможностью генерирования из вводимого потока передачи группы из двух кодированных потоков передачи. Кодер 320 разнесения передачи/пространственно-временного кодирования может, например, разделять вводимый поток передачи на две копии. Кодер 320 разнесения передачи/пространственно-временного кодирования может выводить первую из двух копий в качестве первого кодированного потока передачи и может дополнительно обрабатывать вторую из двух копий до ее вывода в качестве второго кодированного потока передачи. Кодер 320 разнесения передачи/пространственно-временного кодирования может обрабатывать вторую копию путем, например, выполнения задержки, сопряжения, инвертирования, вращения и т.п. потока сигналов или выполнения некоторой комбинации перечисленных операций.

Система 300 передатчика формирует диаграмму направленности для каждой группы потоков сигналов, кодированных по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования. Первая группа антенн включает в себя антенны 340₀₀ и 340₀₁, а вторая группа антенн включает в себя антенны 340₁₀ и 340₁₁. Система 300 передатчика формирует диаграмму направленности первого потока сигналов, кодированных по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования, используя первую группу антенн 340₀₀ и 340₀₁, и формирует диаграмму направленности второго потока сигналов, кодированных по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования, используя вторую группу антенн 340₁₀ и 340₁₁.

Кодер 320 разнесения передачи/пространственно-временного кодирования передает первый кодированный поток на первый кодер 330₀ формирования диаграммы направленности. Первый кодер 330₀ формирования диаграммы направленности включает в себя разделитель 410₀ сигнала, который выполнен с возможностью разделения первого кодированного потока передачи на две копии. Первый кодер 330₀ формирования диаграммы направленности передает первый выходной сигнал из разделителя 410₀ на первую антенну 340₀₀, связанную с группой разнесения передачи. Первый кодер 330₀ формирования диаграммы направленности передает второй выходной сигнал из разделителя 410₀ на умножитель 420₀, который выполнен с возможностью взвешивания потока сигналов с помощью комплексного весового коэффициента, принятого из генератора 360 весовой матрицы. Первый кодер 330₀ формирования диаграммы направленности передает взвешенный поток передачи на вторую антенну 340₀₁, соотнесенную с группой разнесения передачи.

Система 300 передатчика формирует диаграмму направленности второго кодированного потока аналогичным образом. Кодер 320 разнесения передачи/пространственно-временного кодирования передает второй кодированный поток на второй кодер 330₁ формирования диаграммы направленности. Второй кодер 330₁ формирования диаграммы направленности включает в себя разделитель 410₁ сигнала, который выполнен с возможностью разделения второго кодированного потока передачи на две копии. Второй кодер 330₁ формирования диаграммы направленности передает первый выходной сигнал из разделителя 410₁ на первую антенну 340₁₀. Второй кодер 330₁ формирования диаграммы направленности передает второй выходной сигнал из разделителя 410₁ на умножитель 420₁, который выполнен с возможностью взвешивания потока сигналов с помощью комплексного весового коэффициента, принятого из генератора 360 весовой матрицы. Второй кодер 330₁ формирования диаграммы направленности передает взвешенный поток передачи на вторую антенну 340₁₁.

Модуль 350 хронирования и синхронизации выполнен с возможностью синхронизации с системным временем, используемым передатчиком 310 при генерации потока передачи. Модуль 350 хронирования и синхронизации также может быть выполнен с возможностью отслеживания заданных событий или состояний передатчика 310. Модуль 350 хронирования и синхронизации передает информацию момента и статуса события в генератор 360 весовой матрицы.

Генератор 360 проиллюстрирован в виде весовой матрицы размером 2×2, поскольку диаграмма направленности по каждой группе разнесения передачи формируется для двух отдельных антенн. В общем случае генератор 360 весовой матрицы генерирует вектор 1×2 для каждой из двух групп разнесения передачи, и в результате получается весовая матрица 2×2. Тем не менее, поскольку кодеры 330₀ и 330₁ формирования диаграммы направленности взвешивают только один из двух сигналов, направляемых на антенны, генератор 360 весовой матрицы должен генерировать только один комплексный весовой коэффициент для каждой группы разнесения передачи.

Генератор 360 весовой матрицы эффективно генерирует вектор 1×2 для каждой группы разнесения передачи, в котором первый элемент задан равным единице. Таким образом, для каждой группы разнесения передачи есть только один переменный комплексный весовой коэффициент. Весовые коэффициенты могут рассматриваться как нормированные к первому весовому коэффициенту.

Фиг.5 представляет собой упрощенную схему последовательности операций способа 500 обеспечения разнесения передачи путем использования кодирования по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования с формированием диаграммы направленности. Способ 500 может быть реализован, например, в базовых станциях по Фиг.1 или системами передатчика, показанными на Фиг.3 и 4. Ниже способ 500 описан как выполняемый системой передатчика.

Способ 500 начинается с этапа 510, на котором система передатчика генерирует поток передачи. Например, система передатчика может генерировать поток передачи OFDM-символов, который был преобразован до желаемой рабочей радиочастоты. Система передатчика переходит к этапу 520 и разделяет поток передачи на G групп, где G представляет целое число больше 1. Например, система передатчика может быть выполнена с возможностью разделения потока передачи на G групп, используя разделитель.

Система передатчика переходит к блоку 530 и выполняет кодирование G потоков сигналов по схеме временного разнесения/пространственно-временного кодирования. Один или более из G потоков сигналов могут быть обработаны для введения разнесения передачи в поток передачи. В одном варианте осуществления система передатчика может быть выполнена с возможностью обработки или модифицирования потока сигналов путем задержки, сопряжения, инвертирования, вращения или иным образом. В качестве дополнения, при введении разнесения передачи система передатчика может реализовывать комбинацию множества способов обработки.

После введения разнесения передачи система передатчика переходит к блоку 540 и разделяет каждый кодированный сигнал передачи из G кодированных потоков сигналов на группы из K сигналов. Система передатчика может быть выполнена с возможностью, например, разделения каждого из кодированных потоков передачи на K сигналов, используя разделитель сигналов с отношением 1:K. Следовательно, система передатчика выполнена с возможностью поддержки N=G×K сигналов.

В целях ясности и простоты описания согласно описанному способу 500 каждый из G потоков сигналов разделяется на группы из K сигналов. Тем не менее способ 500 не ограничен тем, чтобы количество антенн в каждой группе было равным. Так, в альтернативном варианте осуществления система передатчика может разделять первую подгруппу потоков сигналов на группы из K1 сигналов, между тем разделяя каждую вторую подгруппу сигналов на группы из K2 сигналов, где K1 не равно K2. В еще одном варианте осуществления система передатчика может разделять каждый из G потоков сигналов на разное количество субпотоков.

После того как система передатчика разделяет каждый из G потоков сигналов на группы субпотоков, система передатчика переходит к блоку 550 и генерирует весовой вектор для каждой из G групп. В проиллюстрированном варианте осуществления система передатчика генерирует G весовых векторов длиной K. Система передатчика может генерировать отдельные весовые векторы для каждой из G групп или может использовать один и тот же весовой вектор для множества групп. Каждый из весовых векторов представляет весовые коэффициенты, используемые для формирования диаграммы направленности по группе из K потоков сигналов.

Система передатчика может быть выполнена с возможностью генерирования статических весовых векторов или динамических, изменяющихся весовых векторов, либо комбинации статических и динамических весовых векторов. Система передатчика может быть выполнена с возможностью изменения весового вектора формирования диаграммы направленности на основании, например, времени, событий, или комбинации времени и событий. Скорость изменения может быть основана, например, на скорости передачи OFDM-символов, скорости кадров, скорости суперкадров или некоторой другой скорости, изменяющейся во времени.

Система передатчика может изменять один или более динамических весовых векторов формирования диаграммы направленности по принципу незамкнутого контура, без обратной связи от приемника, или по принципу замкнутого контура на основании прямой или непрямой обратной связи от одного или более приемников. Система передатчика может менять весовые векторы формирования диаграммы направленности, например, на основании скорости канала, типа кодирования или некоторого параметра, на который приемник может оказывать прямое или косвенное влияние. Например, система передатчика может менять один или более весовых векторов, отчасти на сновании выбранного кода канала.

Система передатчика переходит к блоку 560 и взвешивает каждый из K потоков сигналов в каждой из G групп на основании соответствующего весового вектора. Система передатчика переходит к блоку 570 и передает сигналы через N=G×K антенн. Каждая группа из K антенн передает представление в форме сформированной диаграммы направленности соответствующего потока сигналов из группы G потоков сигналов, кодированных по схеме временного разнесения/пространственно-временного кодирования. Система передатчика может продолжить выполнение способа 500 для всей передаваемой информации, или она может быть выполнена с возможностью выборочного активирования и деактивирования формирования диаграммы направленности.

Фиг.6 представляет собой упрощенную функциональную структурную схему одного варианта осуществления системы 600 передатчика, выполненной с возможностью формирования диаграммы направленности. Система 600 передатчика включает в себя один или более процессоров 610 для генерации, которые выполнены с возможностью генерирования потока передачи. Один или более процессоров 610 для генерации могут включать в себя, например, источник сигнала, модулятор, преобразователь частоты и т.п. В одном варианте осуществления один или более процессоров 610 для генерации выполнены с возможностью передачи потока OFDM-символов, преобразованного до частоты передачи.

Один или более процессоров 610 для генерации подают поток передачи в один или более процессоров 620 для кодирования по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования. Один или более процессоров 620 для кодирования по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования выполнены с возможностью генерирования множества G потоков сигналов, кодированных из вводимого потока передачи по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования. Один или более процессоров 620 для кодирования разнесения передачи/пространственно-временного кодирования генерируют множество потоков сигналов из входного потока передачи и кодируют каждый из G потоков сигналов, чтобы ввести разнесение передачи.

Один или более процессоров 620 для кодирования по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования могут включать в себя, например, один или более элементов, выполненных с возможностью задержки, сопряжения, инвертирования, вращения или иной обработки потока сигналов.

Один или более процессоров 620 для кодирования по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования подают каждый из множества кодированных потоков передачи в соответствующее множество процессоров для формирования диаграммы направленности 630₀~630_G. Система 600 передатчика по отдельности формирует диаграмму направленности по каждому из кодированных потоков передачи и таким образом реализует один или более процессоров для формирования диаграммы направленности, например, 630₀, для каждого кодированного потока передачи.

Каждый процессор для формирования диаграммы направленности, например, 630₀, разделяет свой соответствующий поток передачи на множество K субпотоков формирования диаграммы направленности. Один или более процессоров для формирования диаграммы направленности, например, 630₀, взвешивают K субпотоков формирования диаграммы направленности с помощью весового коэффициента из соответствующего весового вектора формирования диаграммы направленности, обеспечиваемого средством 660 для генерации весовой матрицы.

Один или более процессоров для формирования диаграммы направленности, например, 630₀, подают K взвешенных субпотоков формирования диаграммы направленности на множество соответствующих антенн, например, 640₀₀~640_0K, причем сигналы, для которых сформирована диаграмма направленности, передаются одному или более приемникам.

Один или более процессоров 660 для генерации весовой матрицы генерируют весовой вектор для каждого из одного или более процессоров 630₀~630_G для формирования диаграммы направленности. Обычно один или более процессоров 660 для генерации весовой матрицы генерируют весовой коэффициент для каждой антенны и таким образом генерируют вектор с размерностью K для каждого из одного или более процессоров 630₀~630_G для формирования диаграммы направленности. Один или более процессоров 660 для генерации весовой матрицы 660 могут генерировать отдельный весовой вектор для каждого из средств 630₀~630_G для формирования диаграммы направленности, или могут снабжать один и тот же весовой вектор в одно или более средств для формирования диаграммы направленности.

Один или более процессоров 660 для генерации весовой матрицы могут быть выполнены с возможностью генерирования постоянных весовых векторов или переменных весовых векторов. Один или более процессоров 660 для генерации весовой матрицы могут изменять каждый весовой коэффициент в переменном весовом векторе, или могут изменять подгруппу весовых коэффициентов в переменном весовом векторе.

Один или более процессоров 660 для генерации весовой матрицы могут изменять весовой вектор на основании времени, событий, или на основании комбинации времени и событий. Один или более процессоров 650 для хронирования и синхронизации могут быть выполнены с возможностью отслеживания одного или более процессоров 610 для генерации на предмет наличия или отсутствия событий, и они могут быть выполнены с возможностью синхронизирования времени с эталонным временем, используемым одним или более процессорами 610 для генерации. Например, один или более процессоров 650 для хронирования и синхронизации могут быть выполнены с возможностью синхронизирования с системным временем или символьным временем.

Один или более процессоров 650 для хронирования и синхронизации подают информацию, относящуюся к событиям и синхронизации, на средство 660 для генерации весовой матрицы. Один или более процессоров 660 для генерации весовой матрицы могут быть выполнены с возможностью изменения одного или более весовых векторов, например, используя предопределенную функцию, таблицу или комбинацию функций и таблиц, которые связаны с информацией, предоставляемой одним или более процессорами 650 для хронирования и синхронизации.

Применение описанных способов и устройств обеспечивает возможность системе связи использовать преимущества кодирования по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования и формирования диаграммы направленности. Система передатчика может действовать, чтобы по отдельности формировать диаграмму направленности для каждой группы сигналов, кодированных по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования. Система передатчика может изменять способ формирования диаграммы направленности для каждого кодированного потока сигналов из группы сигналов, кодированных по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования. Система передатчика может изменять с течением времени способ формирования диаграммы направленности для каждого потока сигналов. Система передатчика может изменять способ формирования диаграммы направленности по принципу незамкнутого контура, где нет зависимости от характеристик канала или качества сигнала в приемнике.

В использованном здесь значении термин «соединен» или «связан» используются для обозначения косвенной связи, а также прямой связи или соединения. Когда два или более блоков, модулей, приборов или устройство связаны, между ними могут присутствовать один или более промежуточных блоков.

Различные иллюстративные логические блоки, модули и схемы, описанные в связи с раскрытыми в настоящем документе вариантами осуществления, могут быть реализованы или выполнены с помощью процессора общего назначения, цифрового процессора сигналов (DSP), процессора с сокращенным набором команд (RISC), специализированной микросхемы (ASIC), программируемой вентильной матрицы (FPGA) или другого программируемого логического устройства, дискретного вентиля или транзисторной логической схемы, дискретных аппаратных компонентов или их любой комбинации, предназначенной для выполнения описанных здесь функций. Процессор общего назначения может быть микропроцессором, но в качестве альтернативы процессор может быть любым процессором, котроллером, микроконтроллером или конечным автоматом. Процессор также может быть реализован в форме комбинации вычислительных устройств, например комбинации цифрового процессора сигналов и микропроцессора, множества микропроцессоров, одного или более микропроцессоров в сочетании с цифровым процессором сигналов в качестве ядра, или любой другой такой конфигурации.

Способы, процессы или алгоритмы, описанные в одном или более примерах осуществления, могут быть реализованы с помощью аппаратного обеспечения, аппаратно-программного обеспечения, программного обеспечения или их комбинации. При реализации в программном обеспечении функции могут храниться на машиночитаемом носителе и передаваться с него в виде одной или более инструкций или кодов. Машиночитаемый носитель включает в себя как компьютерные средства хранения, так и средства передачи, включающие в себя любой носитель, который облегчает передачу компьютерной программы с одного места в другое. Машиночитаемый носитель может быть любым доступным носителем, к которому может быть выполнен доступ компьютером. В качестве примера, но не ограничиваясь перечисленным, подобные машиночитаемые носители могут включать в себя ПЗУ, ОЗУ, ЭСППЗУ, компакт диски CD-ROM или другие накопители на оптических дисках, накопители на магнитных дисках или другие магнитные устройства хранения, или любой другой носитель, который может быть использован для хранения желаемого программного кода в форме инструкций или структур данных и к которому может быть выполнен доступ компьютером. Кроме того, любое соединение определяется как машиночитаемый носитель. Например, если программное обеспечение передается с веб-сайта, сервера или другого удаленного источника через коаксиальный кабель, волоконно-оптический кабель, витую пару, цифровую абонентскую линию (DSL) или с помощью беспроводных технологий, таких как инфракрасная связь, радиосвязь и микроволновая связь, то коаксиальный кабель, волоконно-оптический кабель, витая пара, DSL или беспроводные технологии, такие как инфракрасная связь, радиосвязь и микроволновая связь, входят в определение носителя. Диски в контексте настоящего документа включают в себя компакт-диск (CD), лазерный диск, оптический диск, цифровой универсальный диск (DVD), гибкий диск и диск blu-ray, причем disks обычно воспроизводят данные магнитным способом, а discs воспроизводят данные оптическим способом с помощью лазеров. Комбинации из каких-либо вышеперечисленных типов также входят в объем понятия машиночитаемый носитель.

Вышеприведенное описание раскрытых вариантов осуществления предназначено для обеспечения возможности реализации или использования настоящего описания специалистами в данной области техники. Специалистам в данной области техники будут очевидны различные модификации вариантов осуществления, и описанные здесь ключевые принципы могут применяться к другим вариантам осуществления в рамках сущности или объема настоящего раскрытия. Следовательно, настоящее раскрытие не ограничивается описанными здесь примерами и должно быть истолковано в самом широком объеме в соответствии с описанными в настоящем документе принципами и новыми признаками.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться для усиления разнесения в приемнике путем применения формирования диаграммы направленности для сигналов, кодированных по схеме разнесения передачи и пространственно-временного кодирования. Технический результат состоит в разнесении передачи. Для этого сигнал передачи подвергается пространственно-временному кодированию по множеству пространственно-временных антенных групп, причем каждая пространственно-временная антенная группа соотнесена с конкретным пространственно-временным кодом. По каждому сигналу в каждой пространственно-временной антенной группе формируется диаграмма направленности для множества антенн в заданной пространственно-временной антенной группе. Каждой антенне из множества антенн в пространственно-временной антенной группе присваивается отдельный весовой коэффициент относительно другой антенны в данной пространственно-временной группе. Каждый весовой коэффициент может иметь определенную амплитуду, фазу или комбинацию амплитуды и фазы. Весовые коэффициенты могут быть статическими или динамическими. Для динамических коэффициентов амплитуда, фаза или комбинация амплитуды и фазы могут изменяться с течением времени. 4 н. и 25 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Передатчик, содержащий: генератор, выполненный с возможностью генерирования потока сигналов передачи; кодер разнесения передачи, выполненный с возможностью приема потоков сигналов передачи и генерирования из потока сигналов передачи множества G потоков передачи, кодированных по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования; и множество кодеров формирования диаграммы направленности, каждый из которых выполнен с возможностью приема одного из множества потоков передачи, кодированных по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования, и генерирования множества K взвешенных субпотоков, причем каждый взвешенный субпоток из множества взвешенных субпотоков выполнен с возможностью связи с соответствующей выделенной антенной из множества К антенн независимо от каждого другого взвешенного субпотока, чтобы формировать диаграмму направленности для одного из множества потоков передачи, кодированных по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования.

2. Передатчик по п.1, причем передатчик соединен с множеством групп антенн, соединенных с множеством кодеров формирования диаграммы направленности, причем каждая из множества групп антенн содержит К антенн и выполнена с возможностью широковещательной передачи одного кодированного потока передачи, для которого сформирована диаграмма направленности, из множества потоков передачи, кодированных по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования.

3. Передатчик по п.2, в котором множество групп антенн содержит N=G^XK антенн.

4. Передатчик по п.1, дополнительно содержащий генератор весовой матрицы, выполненный с возможностью генерирования множества весовых векторов, причем каждый из множества кодеров формирования диаграммы направленности генерирует множество взвешенных субпотоков путем взвешивания одного из множества потоков передачи, кодированных по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования, с помощью соответствующего весового вектора.

5. Передатчик по п.4, в котором генератор весовой матрицы выполнен с возможностью генерирования по меньшей мере одного переменного весового вектора.

6. Передатчик по п.5, в котором по меньшей мере один переменный весовой вектор содержит весовой вектор, изменяющийся с течением времени.

7. Передатчик по п.5, в котором по меньшей мере один переменный весовой вектор содержит весовой вектор, определяемый на основании события передатчика.

8. Передатчик по п.4, в котором генератор весовой матрицы выполнен с возможностью генерирования по меньшей мере одного комплексного весового вектора.

9. Передатчик по п.4, в котором генератор весовой матрицы выполнен с возможностью генерирования отдельного комплексного весового вектора для каждого из множества терминалов доступа.

10. Передатчик по п.1, в котором по меньшей мере один из множества кодеров формирования диаграммы направленности выполнен с возможностью разделения принятого кодированного потока передачи на К субпотоков и взвешивания по меньшей мере одного из К субпотоков с помощью одного элемента комплексного весового вектора.

11. Передатчик по п.1, в котором поток передачи содержит символы мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM), преобразованные по частоте до рабочей частоты.

12. Передатчик по п.1, в котором кодер разнесения передачи выполнен с возможностью задержки версии потока передачи в качестве по меньшей мере части процесса генерации потока передачи, кодированного по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования.

13. Передатчик по п.1, в котором кодер разнесения передачи выполнен с возможностью сопряжения версии потока передачи в качестве по меньшей мере части процесса генерации потока передачи, кодированного по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования.

14. Передатчик по п.1, в котором кодер разнесения передачи выполнен с возможностью вращения версии потока передачи в качестве по меньшей мере части процесса генерации потока передачи, кодированного по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования.

15. Способ обеспечения разнесения передачи, содержащий этапы, на которых: генерируют поток передачи; разделяют поток передачи на множество G потоков сигналов; кодируют G потоков сигналов по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования; формируют диаграмму направленности для каждого из G потоков сигналов путем передачи каждого из G потоков сигналов в связанную антенну независимо от каждого другого из G потоков сигналов; и передают G сигналов, для которых сформирована диаграмма направленности.

16. Способ по п.15, в котором кодирование G потоков сигналов по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования содержит временную задержку по меньшей мере одного из G потоков сигналов относительно первого из G потоков сигналов.

17. Способ по п.15, в котором кодирование G потоков сигналов по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования содержит сопряжение по меньшей мере одного из G потоков сигналов относительно первого из G потоков сигналов.

18. Способ по п.15, в котором кодирование G потоков сигналов по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования содержит вращение по меньшей мере одного из G потоков сигналов относительно первого из G потоков сигналов.

19. Способ по п.15, в котором формирование диаграммы направленности по каждому из G потоков сигналов по К антеннам содержит взвешивание по меньшей мере одного из G потоков сигналов с помощью переменного вектора формирования диаграммы направленности.

20. Способ по п.19, в котором переменный вектор формирования диаграммы направленности содержит заданный вектор формирования диаграммы направленности, изменяющийся во времени.

21. Способ по п.15, в котором формирование диаграммы направленности для каждого из G потоков передачи по К антеннам содержит: взвешивание каждого из К субпотоков с помощью элемента соответствующего весового вектора.

22. Способ по п.21, в котором взвешивание каждого из К субпотоков содержит перемножение субпотока с комплексным весовым коэффициентом из соответствующего весового вектора.

23. Способ по п.21, в котором взвешивание каждого из К субпотоков содержит взвешивание по меньшей мере одного субпотока с помощью переменного весового коэффициента.

24. Передатчик, содержащий: средство для генерации потока передачи; средство для кодирования потока передачи по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования, чтобы генерировать G кодированных потоков передачи; средство для формирования диаграммы направленности по каждому из G кодированных потоков передачи путем разделения каждого из G потоков сигналов на К субпотоков, чтобы генерировать G групп, для которых сформирована диаграмма направленности; и множество К антенн для передачи G групп, для которых сформирована диаграмма направленности, причем каждая антенна из множества К антенн выполнена с возможностью передачи субпотока независимо от каждого другого субпотока.

25. Передатчик по п.24, в котором средство для кодирования потока передачи по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования содержит элемент, конфигурированный для генерации по меньшей мере одного из задержанного, сопряженного, повернутого и инвертированного потока сигналов из потока передачи.

26. Передатчик по п.24, дополнительно содержащий средство для генерации весовой матрицы, имеющей по меньшей мере один переменный весовой вектор, причем средство для формирования диаграммы направленности по каждому из G кодированных потоков передачи содержит средство для перемножения по меньшей мере одного из G кодированных потоков передачи с первым из по меньшей мере одного переменного весового вектора.

27. Передатчик по п.26, дополнительно содержащий средство для хронирования и синхронизации, конфигурированное для генерации эталона времени, используемого средством для генерации весовой матрицы, чтобы изменять по меньшей мере один переменный весовой вектор.

28. Машиночитаемый носитель, включающий в себя инструкции, конфигурированные для побуждения устройства обеспечивать разнесение передачи, причем упомянутые инструкции содержат: инструкции для передачи G потоков сигналов; инструкции для кодирования G потоков сигналов по схеме разнесения передачи/пространственно-временного кодирования; и инструкции для взвешивания каждого из G потоков сигналов с помощью соответствующего комплексного весового вектора, чтобы сформировать диаграмму направленности для каждого из G потоков сигналов путем разделения каждого из G потоков сигналов на К субпотоков, причем каждый субпоток из К субпотоков соответствует соответствующей выделенной антенне из множества К антенн для передачи связанного субпотока независимо от каждого другого субпотока.

29. Машиночитаемый носитель по п.28, дополнительно содержащий инструкции для генерации по меньшей мере одного переменного весового вектора.