СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ДАННЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БАЗИРУЮЩЕГОСЯ НА ФАЗОВОМ СДВИГЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО КОДИРОВАНИЯ И ПРИЕМОПЕРЕДАТЧИК ДЛЯ ПОДДЕРЖКИ ТОГО ЖЕ Российский патент 2012 года по МПК H04B7/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу выполнения предварительного кодирования на основе обобщенного фазового сдвига или предварительного кодирования на основе расширенного фазового сдвига и приемопередатчику для поддержки того же и относится к способу передачи и приема данных с использованием предварительного кодирования в системе с множественными входами и множественными выходами (MIMO) с использованием множества поднесущих.

Уровень техники

В последнее время с увеличивающимся развитием технологий передачи информации разрабатываются и вводятся на рынок многообразие мультимедийных услуг и многообразие услуг высокого качества, так что спрос на услуги беспроводной связи быстро возрастает во всем мире. Чтобы активно справляться с возрастающим спросом, пропускная способность системы связи должна увеличиваться.

Рассматривается многообразие способов увеличения пропускной способности связи при беспроводной связи, например способ поиска нового доступного частотного диапазона во всех частотных диапазонах и способ увеличения эффективности ограниченных ресурсов. В качестве представительных примеров последнего способа приемопередатчик включает в себя множество антенн, чтобы гарантировать дополнительное пространство с использованием ресурсов, так что получается усиление разнесения, или многими компаниями или разработчиками разрабатываются технологии связи MIMO для увеличения пропускной способности передачи посредством передачи данных посредством индивидуальных антенн параллельно.

В частности, ниже будет описываться со ссылкой на фиг.1 система с множественными входами и множественными выходами (MIMO) на основе мультиплексирования с ортогональным разделением частот (OFDM) из числа технологий связи MIMO.

Фиг.1 является блок-схемой, иллюстрирующей систему OFDM, оснащенную множественными антеннами передачи/приема (Tx/Rx).

Ссылаясь на фиг.1, в модуле передачи канальный кодировщик 101 прикрепляет избыточный бит к биту данных Tx, чтобы уменьшать отрицательное влияние канала или шума. Модуль 103 отображения отображает информацию битов данных на информацию символов данных. Последовательно-параллельный (S/P) преобразователь 105 преобразует символ данных в параллельный символ данных, так что параллельный символ данных может загружаться на нескольких поднесущих. Кодировщик 107 MIMO преобразует параллельный символ данных в пространственно-временные сигналы.

В модуле приема декодер 109 MIMO, параллельно-последовательный (P/S) преобразователь 111, модуль 113 обратного отображения и канальный декодер 115 имеют функции, противоположные функциям кодировщика 107 MIMO, преобразователя 105 S/P, модуля отображения 103 и канального кодировщика 101 в модуле передачи.

Система MIMO-OFDM требует многообразия технологий для увеличения Tx надежности данных, например схему пространственно-временного кода (STC) или разнесения циклической задержки (CDD), чтобы увеличивать усиление пространственного разнесения, и схему формирования диаграммы направленности (BF) или предварительного кодирования, чтобы увеличивать отношение сигнала к шуму (SNR). В этом случае используется схема STC или CDD, чтобы увеличивать Tx надежность системы открытого контура, которая является неспособной использовать информацию обратной связи в модуле передачи, и используется схема BF или предварительного кодирования, чтобы максимизировать SNR, используя соответствующую информацию обратной связи системы замкнутого контура, которая является способной использовать информацию обратной связи в модуле передачи.

В частности, ниже будут описываться подробно схема CDD для увеличения усиления пространственного разнесения и схема предварительного кодирования для увеличения SNR.

Когда система, оснащенная множественными антеннами Tx, передает сигналы OFDM, схема CDD обеспечивает возможность всем антеннам передавать сигналы OFDM, имеющие разные задержки или амплитуды, так что модуль приема может получать усиление частотного разнесения.

Фиг.2 является блок-схемой, иллюстрирующей модуль передачи системы MIMO на основе схемы CDD.

Ссылаясь на фиг.2, символ OFDM распределяется в индивидуальные антенны посредством преобразователя S/P и кодировщика MIMO, циклический префикс (CP) для предотвращения интерференции между каналами прикрепляется к символу OFDM, и затем результирующий символ OFDM с CP передается в модуль приема. В этом случае последовательность данных, передаваемая в первую антенну, применяется к модулю приема без какого-либо изменения, и другая последовательность данных, передаваемая во вторую антенну, подвергается циклической задержке посредством предопределенного количества отсчетов по сравнению с первой антенной, так что подвергнутая циклической задержке последовательность данных передается во вторую антенну.

Тем временем, если в частотной области реализуется схема CDD, циклическая задержка может обозначаться посредством произведения (или умножения) фазовых последовательностей. Подробное описание этого будет ниже описываться со ссылкой на фиг.3.

Фиг.3 является блок-схемой, иллюстрирующей модуль передачи системы MIMO на основе стандартной схемы разнесения фазового сдвига (PSD).

Ссылаясь на фиг.3, разные фазовые последовательности (фазовая последовательность 1 - фазовая последовательность M) индивидуальных антенн умножаются посредством индивидуальных последовательностей данных в частотной области, обратное быстрое преобразование Фурье (IFFT) выполняется над умноженным результатом, и IFFT умноженные данные передаются в модуль приема. Вышеупомянутый способ из фиг.3 называется схемой разнесения фазового сдвига.

В случае использования схемы разнесения фазового сдвига канал равномерного затухания может изменяться в частотно-избирательный канал, усиление частотного разнесения может получаться посредством обработки канального кодирования, или усиление многопользовательского разнесения может получаться посредством обработки частотно-избирательного планирования.

Тем временем, если система замкнутого контура включает в себя конечную информацию обратной связи, могут использоваться две схемы предварительного кодирования, т.е. схема базирующегося на кодовой книге предварительного кодирования и схема для квантования канальной информации и передачи назад квантованной канальной информации. Схема базирующегося на кодовой книге предварительного кодирования передает назад индекс матрицы предварительного кодирования, который распознается модулями передачи/приема, в модули передачи/приема, так что она может получать усиление SNR.

Фиг.4 является блок-схемой, иллюстрирующей модули передачи/приема системы MIMO на основе базирующегося на кодовой книге предварительного кодирования.

Ссылаясь на фиг.4, каждый из модулей передачи/приема имеет конечную матрицу предварительного кодирования (P₁~P_L). Модуль приема передает назад оптимальный индекс матрицы предварительного кодирования (l) в модуль передачи с использованием канальной информации, и модуль передачи применяет матрицу предварительного кодирования, соответствующую индексу обратной связи, к данным передачи (χ₁~χ_Mt). Для ссылки следующая таблица 1 показывает иллюстративную кодовую книгу, используемую, когда информация обратной связи из 3 бит используется в системе IEEE 802.16e, оснащенной двумя антеннами Tx, чтобы поддерживать пространственную скорость мультиплексирования 2.

Таблица 1 Матричный индекс (двоичный) Столбец 1 Столбец 2 Матричный индекс (двоичный) Столбец 1 Столбец 2 000 1 0 100 0,7941 0,6038-j0,0689 0 1 0,6038+j0,0689 -0,7941 001 0,7940 -0,5801-j0,1818 101 0,3289 0,6614-j0,6740 -0,5801+j0,1818 -0,7940 0,6614+j0,6740 -0,3289 010 0,7940 0,0576-j0,6051 110 0,5112 0,4754+j0,7160 -0,0576+j0,6051 -0,7940 0,4754-j0,7160 -0,5112 011 0,7941 -0,2978+j0,5298 111 0,3289 -0,8779+j0,3481 -0,2978+j0,5298 -0,7941 -0,8779-j0,3481 -0,3289

Вышеупомянутая схема разнесения фазового сдвига может получать частотно-избирательное усиление разнесения в открытом контуре и может получать усиление частотного планирования в замкнутом контуре. Вследствие этих преимуществ схемы разнесения фазового сдвига многие разработчики проводят интенсивное исследование в схеме разнесения фазового сдвига. Однако схема разнесения фазового сдвига имеет скорость пространственного мультиплексирования 1, так что она не может получать высокую скорость передачи. И если назначение ресурсов является фиксированным, схема разнесения фазового сдвига имеет трудность в получении частотно-избирательного усиления разнесения и усиления частотного планирования.

Схема базирующегося на кодовой книге предварительного кодирования может использовать высокую скорость пространственного мультиплексирования одновременно при требовании маленькой величины информации обратной связи (т.е. индексной информации), так что она может эффективно передавать данные. Однако так как она должна гарантировать устойчивый канал для информации обратной связи, она является неподходящей для мобильной среды, имеющей неожиданно изменяющийся канал, и может быть доступной только для системы замкнутого контура.

Раскрытие

Техническая проблема

Соответственно, настоящее изобретение направлено на способ базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования и приемопередатчик для поддержки того же, которые существенно облегчают одну или более проблем, обусловленных ограничениями и недостатками предшествующего уровня техники.

Целью настоящего изобретения является обеспечить способ базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования для решения проблем схемы разнесения фазового сдвига и схемы предварительного кодирования и способ применения схемы базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования различными способами посредством обобщения или расширения матрицы базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования.

Дополнительные преимущества, цели и признаки этого изобретения будут излагаться частично в описании, которое следует, и частично будут становиться очевидными для специалистов в данной области техники при изучении последующего или могут быть изучены из использования на практике этого изобретения. Цели и другие преимущества этого изобретения могут реализовываться и достигаться посредством структуры, конкретно указанной в написанном описании и пунктах формулы изобретения отсюда, так же как в приложенных чертежах.

Техническое решение

Чтобы достигать эти цели и другие преимущества и в соответствии с целью этого изобретения, как осуществляется и широко здесь описывается, способ передачи и приема данных в системе с множественными входами и множественными выходами (MIMO) с использованием множества поднесущих содержит: определение матрицы предварительного кодирования как части матрицы базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования; определение первой диагональной матрицы для фазового сдвига как части матрицы базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования; определение унитарной матрицы как части матрицы базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования; и умножение матрицы предварительного кодирования, первой диагональной матрицы и унитарной матрицы, и выполнение предварительного кодирования для соответствующей поднесущей или виртуального ресурса с использованием умноженного результата.

В другом аспекте настоящего изобретения обеспечивается приемопередатчик для передачи и приема данных в системе с множественными входами и множественными выходами (MIMO) с использованием множества поднесущих, при этом приемопередатчик содержит: модуль выбора матрицы предварительного кодирования, который определяет матрицу предварительного кодирования как часть матрицы базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования, определяет первую диагональную матрицу для фазового сдвига как часть матрицы базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования, определяет унитарную матрицу как часть матрицы базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования и затем умножает матрицу предварительного кодирования, первую диагональную матрицу и унитарную матрицу, чтобы определять матрицу базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования; и модуль предварительного кодирования для выполнения предварительного кодирования посредством умножения определенной матрицы базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования посредством символа соответствующей поднесущей.

В каждом аспекте настоящего изобретения матрица предварительного кодирования может выбираться посредством циклического повторения множества матриц в первой кодовой книге в предопределенный период на основе индекса k соответствующей поднесущей или ресурса. В этом случае матрица предварительного кодирования может выбираться посредством выполнения операции по модулю размера кодовой книги над индексом соответствующей поднесущей или ресурса. Дополнительно, матрица предварительного кодирования может выбраться только из одной или более матриц предварительного кодирования, содержащихся в первой кодовой книге, при этом упомянутая одна или более матриц предварительного кодирования включают в себя, по меньшей мере, одно из '1', '-1', 'j', '-j' в качестве элемента, или матрица предварительного кодирования может выбираться из второй кодовой книги, при этом вторая кодовая книга составляется только с одной или более матрицами предварительного кодирования, включающими в себя, по меньшей мере, одно из 1, -1, j, -j в качестве элемента, при этом упомянутая одна или более матриц предварительного кодирования включаются в первую кодовую книгу.

В другом аспекте настоящего изобретения обеспечивается способ передачи и приема данных в системе с множественными входами и множественными выходами (MIMO) с использованием множества поднесущих. Способ содержит определение матрицы предварительного кодирования и декодирование символа соответствующей поднесущей или виртуального ресурса на основе матрицы предварительного кодирования, при этом матрица предварительного кодирования выбирается посредством циклического повторения множества матриц предварительного кодирования в первой кодовой книге в предопределенном периоде на основе индекса k соответствующей поднесущей или виртуального ресурса.

Следует понимать, что как предшествующее общее описание, так и последующее подробное описание настоящего изобретения являются иллюстративными и объяснительными и предназначаются, чтобы обеспечивать дополнительное описание этого изобретения, как заявляется.

Полезные эффекты

Настоящее изобретение обеспечивает технологию базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования для решения проблем стандартных CDD, PSD и способов предварительного кодирования, давая результатом вариант реализации эффективной связи. Конкретно, технология базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования обобщается или расширяется, конструкция приемопередатчика упрощается или эффективность связи увеличивается.

Описание чертежей

Сопровождающие чертежи, которые включаются сюда, чтобы обеспечивать дополнительное понимание этого изобретения, иллюстрируют варианты осуществления этого изобретения и вместе с описанием служат, чтобы объяснять принцип этого изобретения.

На чертежах:

фиг.1 является блок-схемой, иллюстрирующей систему OFDM, оснащенную множественными антеннами передачи/приема (Tx/Rx);

фиг.2 является блок-схемой, иллюстрирующей модуль передачи системы MIMO на основе стандартной схемы разнесения циклической задержки (CDD);

фиг.3 является блок-схемой, иллюстрирующей модуль передачи системы MIMO на основе стандартной схемы разнесения фазового сдвига (PSD);

фиг.4 является блок-схемой, иллюстрирующей приемопередатчик системы MIMO на основе стандартной схемы предварительного кодирования;

фиг.5 является блок-схемой, иллюстрирующей основные компоненты приемопередатчика для выполнения схемы базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования согласно настоящему изобретению;

фиг.6 графически показывает два приложения базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования или разнесения фазового сдвига согласно настоящему изобретению;

фиг.7 является блок-схемой, иллюстрирующей передатчик OFDM SCW на основе схемы базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования согласно настоящему изобретению; и

фиг.8 является блок-схемой, иллюстрирующей передатчик OFDM MCW согласно настоящему изобретению.

Вариант осуществления изобретения

Ниже даются ссылки на предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, примеры которых иллюстрируются в сопровождающих чертежах. Когда возможно, одни и те же ссылочные позиции будут использоваться всюду по чертежам, чтобы указывать на одни и те же или сходные части.

До описания настоящего изобретения следует отметить, что большинство терминов, раскрытых в настоящем изобретении, соответствуют общим терминам, хорошо известным в данной области техники, но некоторые термины были выбраны заявителем как необходимые и будут ниже раскрываться в последующем описании настоящего изобретения. Поэтому является предпочтительным, чтобы термины, определенные заявителем, понимались на основе их содержаний в настоящем изобретении.

Для удобства описания и более лучшего понимания настоящего изобретения общие структуры и устройства, хорошо известные в данной области техники, будут опускаться или обозначаться посредством блок-схемы или блок-схемы последовательности операций. Когда возможно, одни и те же ссылочные позиции будут использоваться во всех чертежах, чтобы указывать на одни и те же или сходные части.

Вариант 1 осуществления

Матрица базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования

Фиг.5 является блок-схемой, иллюстрирующей основные компоненты приемопередатчика для выполнения схемы базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования согласно настоящему изобретению.

Схема базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования умножает последовательности, имеющие разные фазы, посредством всех потоков и передает умноженные потоки посредством всех антенн. В общем, с точки зрения приемника, если фазовая последовательность генерируется с низким значением циклической задержки, канал может иметь частотную избирательность, и размер канала становится больше или меньше согласно частям частотной области.

Как можно видеть из фиг.5, передатчик назначает пользовательское оборудование (UE) конкретной части частотного диапазона с флуктуированием с относительно низким значением циклической задержки, так что он получает усиление планирования из конкретной части, в которой частота увеличивается, чтобы реализовывать устойчивое канальное состояние. В этом случае, чтобы применять значение циклической задержки, регулярно возрастающее или уменьшающееся, к индивидуальным антеннам, передатчик использует матрицу базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования.

Матрица базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования (P) может представляться посредством следующего уравнения 1:

Уравнение 1

где k - это индекс поднесущей или индекс конкретного ресурсного блока, (i=1,..., N_t, j=1,..., R) является комплексным весом, выбираемым посредством "k", N_t является количеством антенн Tx и R - это скорость пространственного мультиплексирования.

В этом случае комплексный вес может иметь разные значения согласно либо символу OFDM, умноженному посредством антенн, или соответствующему индексу поднесущей. Комплексный вес может определяться посредством, по меньшей мере, одного из канального состояния и присутствия или отсутствия информации обратной связи.

Тем временем, является предпочтительным, чтобы матрица предварительного кодирования (P) уравнения 1 конфигурировалась в форме унитарной матрицы, чтобы уменьшать потерю канальной пропускной способности в системе MIMO открытого контура. В этом случае, чтобы распознавать составляющее условие унитарной матрицы, канальная пропускная способность MIMO системы открытого контура может представляться посредством уравнения 2:

Уравнение 2

где H - это матрица канала MIMO размера (N_r×N_t) и N_r - это количество антенн Rx. Если матрица базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования P применяется к уравнению 2, получается следующее уравнение 3:

Уравнение 3

Как можно видеть из уравнения 3, чтобы предохранять канальную пропускную способность от повреждения, PP^H должна быть единичной матрицей, так что матрица базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования P должна удовлетворять следующему уравнению 4:

Уравнение 4

Чтобы конфигурировать матрицу базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования P в форме унитарной матрицы, следующие два ограничения должны одновременно удовлетворяться, т.е. ограничение мощности и ортогональное ограничение. Ограничение мощности позволяет размеру каждого столбца матрицы быть "1" и может представляться посредством следующего уравнения 5:

Уравнение 5

Ортогональное ограничение позволяет индивидуальным столбцам иметь ортогональность между ними и может представляться посредством следующего уравнения 6:

Уравнение 6

Далее, ниже будут подробно описываться обобщенное уравнение матрицы базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования размера (2×2) и уравнение для удовлетворения вышеупомянутых двух ограничений.

Следующее уравнение 7 показывает матрицу базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования, которая имеет скорость пространственного мультиплексирования 2 при 2 антеннах Tx:

Уравнение 7

где α_i и β_i (i=1, 2) имеют действительное число, θ_i (i=1, 2, 3, 4) является фазовым значением и k - это индекс поднесущей сигнала OFDM или индекс ресурсного блока. Чтобы конфигурировать вышеупомянутую матрицу предварительного кодирования в форме унитарной матрицы, ограничение мощности следующего уравнения 8 и ортогональное ограничение следующего уравнения 9 должны удовлетворяться:

Уравнение 8

,

Уравнение 9

где "*" - это сопряженное комплексное число.

Пример матрицы базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования размера (2×2), удовлетворяющей уравнениям 8 и 9, представляется посредством следующего уравнения 10:

Уравнение 10

где отношение между θ₂ и θ₃ представляется посредством следующего уравнения 11:

Уравнение 11

Матрица предварительного кодирования может конфигурироваться в форме кодовой книги, так что форматированная по кодовой книге матрица предварительного кодирования может храниться в памяти модуля передачи или приема. Кодовая книга может включать в себя многообразие матриц предварительного кодирования, созданных посредством разных конечных θ₂ значений.

В этом случае "θ₂" может быть должным образом установленным посредством канального состояния и присутствием или отсутствием информации обратной связи. Если используется информация обратной связи, "θ₂" устанавливается на низкое значение. Если информация обратной связи не используется, "θ₂" устанавливается на высокое значение. Как результат, получается высокое усиление частотного разнесения.

Тем временем, усиление частотного разнесения или усиление частотного планирования могут получаться согласно размеру отсчета задержки, примененному к базирующемуся на фазовом сдвиге предварительному кодированию.

Фиг.6 графически показывает два приложения базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования или разнесения фазового сдвига согласно настоящему изобретению.

Как можно видеть из фиг.6, если используется отсчет задержки (или циклическая задержка) высокого значения, частотно-избирательный период становится более коротким, так что частотная избирательность увеличивается, и канальный код может получать усиление частотного разнесения. Таким образом, является предпочтительным, чтобы отсчет задержки высокого значения использовался для системы открытого контура, в которой надежность информации обратной связи ухудшается вследствие внезапного канального изменения во времени.

Если используется отсчет задержки низкого значения, первая часть, в которой канальный размер становится больше, и вторая часть, в которой канальный размер становится меньше, происходят в измененном частотно-избирательном канале канала равномерного затухания. Поэтому канальный размер становится больше в предопределенной области поднесущей сигнала OFDM и становится меньше в другой области поднесущей.

В этом случае, если система множественного доступа ортогонального разделения частот (OFDMA), вмещающая несколько пользователей, передает целевой сигнал посредством частотного диапазона большего канального размера для каждого пользователя, отношение сигнала к шуму (SNR) может увеличиваться. И индивидуальные пользователи могут иметь разные частотные диапазоны большего канального размера очень часто, так что система может получать усиление планирования многопользовательского разнесения. С точки зрения модуля приема он должен передавать только информацию индикатора качества канала (CQI) области поднесущей с использованием информации обратной связи, так что величина информации обратной связи относительно уменьшается.

Отсчет задержки (или циклическая задержка) для базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования может предварительно определяться в приемопередатчике или может обеспечиваться назад из приемника в передатчик.

Также скорость пространственного мультиплексирования R может также предварительно определяться в приемопередатчике. Однако приемник периодически распознает канальное состояние, вычисляет скорость пространственного мультиплексирования и передает назад вычисленную скорость пространственного мультиплексирования в передатчик. Иначе передатчик может вычислять или изменять скорость пространственного мультиплексирования с использованием канальной информации, передаваемой назад из приемника.

Вариант 2 осуществления

Матрица разнесения обобщенного фазового сдвига

В случае использования системы, в которой количество антенн - это N_t (N_t является натуральным числом, более высоким чем 2) и скорость пространственного мультиплексирования - это R, вышеупомянутая матрица базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования может представляться посредством следующего уравнения 12:

Уравнение 12

Уравнение 12 может рассматриваться как обобщенный формат стандартной схемы разнесения фазового сдвига, так что схема MIMO, показанная на фиг.12, будет ниже указываться как схема разнесения обобщенного фазового сдвига (GPSD).

В уравнении 12 - это матрица GPSD k-й поднесущей или k-го ресурса сигнала MIMO-OFDM, который имеет N_t антенн Tx и скорость пространственного мультиплексирования R. - это унитарная матрица (т.е. вторая матрица), удовлетворяющая и адаптируется, чтобы минимизировать интерференцию между символами поднесущей, соответствующими индивидуальным антеннам. Конкретно, чтобы поддерживать диагональную матрицу (т.е. первую матрицу) для фазового сдвига без какого-либо изменения, является предпочтительным, чтобы могла удовлетворять условию унитарной матрицы. В уравнении 12 фазовый угол θ_i (i=1, ..., N_t) частотной области и время задержки τ_i (i=1, ..., N_t) временной области имеют предопределенное отношение, которое представляется посредством следующего уравнения 13:

Уравнение 13

где N_fft - это количество поднесущих сигнала OFDM.

Модифицированный пример уравнения 12 показывается в следующем уравнении 14, так что матрица GPSD может вычисляться посредством уравнения 14:

Уравнение 14

Если матрица GPSD вырабатывается посредством уравнения 14, символы каждого потока данных (или поднесущей OFDM) сдвигаются посредством одной и той же фазы, так что матрица GPSD может легко конфигурироваться. Другими словами, матрица GPSD уравнения 14 имеет столбцы, имеющие одну и ту же фазу, тогда как матрица GPSD уравнения 12 имеет строки, имеющие одну и ту же фазу, так что индивидуальные символы поднесущей сдвигаются посредством одной и той же фазы. Если уравнение 14 расширяется, матрица GPSD может вычисляться посредством следующего уравнения 15:

Уравнение 15

Как можно видеть из уравнения 15, строки и столбцы матрицы GPSD имеют независимые фазы, так что может получаться многообразие усилений частотного разнесения.

В качестве примера уравнения 12, 14 или 15 уравнение матрицы GPSD системы, которая использует две антенны Tx и 1-битную кодовую книгу, может представляться посредством следующего уравнения 16:

Уравнение 16

В уравнении 16, если выбирается "α", "β" легко выбирается. Таким образом, значение "α" может фиксироваться на два должных значения, и информация, ассоциированная со значением "α", может обеспечиваться назад в индекс кодовой книги, как необходимо. Например, могут предписываться два условия между передатчиком и приемником, т.е. одно условие, в котором "α" устанавливается на "0.2", если индекс обратной связи - это "0", и другое условие, в котором "α" устанавливается на "0.8", если индекс обратной связи - это "1".

Предварительно определенная матрица предварительного кодирования для получения усиления SNR может использоваться в качестве примера унитарной матрицы в уравнении 12, 14 или 15. Матрица Уолша Адамара или матрица DFT может использоваться в качестве вышеупомянутой матрицы предварительного кодирования. Если используется матрица Уолша Адамара, пример матрицы GPSD уравнения 12 может представляться посредством следующего уравнения 17:

Уравнение 17

Уравнение 17 получается на предположении, что система имеет 4 антенны Tx и скорость пространственного мультиплексирования 4. В этом случае вторая матрица реконструируется должным образом, так что выбирается конкретная антенна Tx (т.е. выбор антенны) или может адаптироваться скорость пространственного мультиплексирования (т.е. адаптация скорости).

Тем временем, унитарная матрица уравнения 12, 14 или 15 может конфигурироваться в форме кодовой книги, так что форматированная по кодовой книге унитарная матрица хранится в модуле передачи или приема. В этом случае модуль передачи принимает информацию индекса кодовой книги от модуля приема, выбирает вторую матрицу соответствующего индекса из своей собственной кодовой книги и конфигурирует матрицу базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования с использованием уравнений 12, 14 или 15.

Если код Уолша размера (2×2) или (4×4) используется в качестве унитарной матрицы уравнения 12, 14 или 15, получается пример матрицы GPSD, как представляется посредством следующих таблиц 2 и 3:

Таблица 2 2 Tx Скорость 1 Скорость 2

Таблица 3 4Tx Скорость 1 Скорость 2 Скорость 3

Вариант 3 осуществления

Переменное по времени разнесение обобщенного фазового сдвига

В матрице GPSD уравнения 12, 14 или 15 фазовый угол (θ_i) диагональной матрицы и/или унитарной матрицы (U) может изменяться во времени. Например, переменное по времени GPSD уравнения 12 может представляться посредством следующего уравнения 18:

Уравнение 18

где GPSD(t) является матрицей GPSD k-й поднесущей или k-го ресурсного блока сигнала MIMO-OFDM, который имеет N_t антенн Tx и скорость пространственного мультиплексирования R в конкретное время (t). является унитарной матрицей (т.е. четвертой матрицей), удовлетворяющей и адаптируется, чтобы минимизировать интерференцию между символами поднесущей, соответствующими индивидуальным антеннам.

Конкретно, чтобы поддерживать характеристики унитарной матрицы диагональной матрицы (т.е. третьей матрицы) для фазового сдвига без какого-либо изменения, является предпочтительным, чтобы могла удовлетворять условию унитарной матрицы. В уравнении 18 фазовый угол θ_i(t) (i=1, ..., N_t) и время задержки τ_i(t) (i=1, ..., N_t) имеют предопределенное отношение, которое представляется посредством следующего уравнения 19:

Уравнение 19

где N_fft - это количество поднесущих сигнала OFDM.

Как можно видеть из уравнений 18 и 19, значение отсчета временной задержки и унитарная матрица могут изменяться во времени. В этом случае единица времени может устанавливаться на символ OFDM или время предопределенной единицы.

Если унитарная матрица для получения переменного по времени GPSD представляется посредством матрицы GPSD на основе кода Уолша размера (2×2), может получаться следующая матрица GPSD, как показано в следующей таблице 4:

Таблица 4 2 Tx Скорость 1 Скорость 2

Если унитарная матрица для получения переменного по времени GPSD представляется посредством матрицы GPSD на основе кода Уолша размера (4×4), следующая матрица GPSD может делаться, как показано в следующей таблице 5:

Таблица 5 4 Tx Скорость 1 Скорость 2 Скорость 3

Хотя вышеупомянутый третий вариант осуществления раскрыл переменную по времени матрицу GPSD, ассоциированную с уравнением 12, следует отметить, что переменная по времени матрица GPSD может также применяться к диагональной матрице и унитарной матрице уравнений 14 и 15. Поэтому, хотя следующие варианты осуществления будут описываться со ссылкой на уравнение 12, является очевидным специалистам в данной области техники, что объем последующих вариантов осуществления не ограничен уравнением 12 и может также применяться к уравнениям 14 и 15.

Вариант 4 осуществления

Расширение разнесения обобщенного фазового сдвига

Если третья матрица, соответствующая матрице предварительного кодирования, добавляется к матрице GPSD, скомпонованной из как диагональной матрицы, так и унитарной матрицы, расширенная матрица GPSD может делаться, как показано в следующем уравнении 20:

Уравнение 20

По сравнению с уравнением 12 расширенная матрица GPSD уравнения 20 дополнительно включает в себя матрицу предварительного кодирования (P) размера (N_t×R), располагающуюся перед диагональной матрицей. Поэтому размер диагональной матрицы изменяется на размер (R×R).

Добавленная матрица предварительного кодирования может различным образом назначаться конкретному частотному диапазону или конкретному символу поднесущей. Предпочтительно, в случае системы открытого контура добавленная матрица предварительного кодирования может устанавливаться на фиксированную матрицу. Посредством добавления матрицы предварительного кодирования может получаться оптимальное усиление SNR. Альтернативно, модуль передачи или модуль приема может иметь кодовую книгу, оснащенную множеством матриц предварительного кодирования (P).

Тем временем, в расширенной матрице GPSD, по меньшей мере, одно из матрицы предварительного кодирования (P), фазового угла (θ) диагональной матрицы и унитарной матрицы (U) может изменяться во времени. Для этой цели, если индекс следующей матрицы предварительного кодирования P передается назад в единицах предопределенного времени или предопределенной поднесущей, конкретная матрица предварительного кодирования P, соответствующая индексу, может выбираться из предварительно определенной кодовой книги.

Расширенная матрица GPSD согласно четвертому варианту осуществления может представляться посредством следующего уравнения 21:

Уравнение 21

В качестве примера расширенной матрицы GPSD матричное уравнение системы MIMO, которая включает в себя две или четыре антенны Tx, показано в следующих уравнениях 22 и 23:

Уравнение 22

Уравнение 23

В уравнениях 22 и 23, хотя матрица DFT используется как унитарная матрица, объем настоящего изобретения не ограничен матрицей DFT и может также применяться к другим матрицам, способным удовлетворять заданному условию унитарности, такому как код Уолша Адамара.

В качестве другого примера расширенной матрицы GPSD матричное уравнение системы MIMO, которая включает в себя четыре антенны Tx, показано в следующем уравнении 24:

Уравнение 24

По сравнению с уравнением 12 расширенная матрица GPSD уравнения 24 дополнительно включает в себя диагональную матрицу (D1) размера (N_t×N_t) и матрицу предварительного кодирования (P) размера (N_t×R), которые располагаются перед диагональной матрицей (D2). Поэтому размер диагональной матрицы (D2) изменяется на размер (R×R).

Добавленная матрица предварительного кодирования может различным образом назначаться конкретному частотному диапазону или конкретному символу поднесущей. Предпочтительно, в случае системы открытого контура добавленная матрица предварительного кодирования может устанавливаться на фиксированную матрицу. Посредством добавления матрицы предварительного кодирования может получаться оптимальное усиление SNR.

Предпочтительно, модуль передачи или модуль приема может иметь кодовую книгу, оснащенную множеством матриц предварительного кодирования (P).

В этом случае посредством диагональных матриц D1 и D2 фазовый угол может сдвигаться двумя способами в одиночной системе. Например, если фазовый сдвиг низкого значения используется диагональной матрицей D1, может получаться усиление планирования многопользовательского разнесения. Если фазовый сдвиг высокого значения используется диагональной матрицей D2, может получаться усиление частотного разнесения. Диагональная матрица D1 адаптируется, чтобы увеличивать системную производительность, и другая диагональная матрица D2 адаптируется, чтобы усреднять канал между потоками. И фазовый сдвиг высокого значения используется диагональной матрицей D1, так что усиление частотного разнесения может увеличиваться. Разнесение фазового сдвига высокого значения используется диагональной матрицей D2, канал между потоками может усредняться. Это усиление может получаться из уравнения 21. В этом случае матрица P уравнения 21 может модифицироваться на основе блока поднесущих или ресурсного блока без информации обратной связи от приемника и затем использоваться. Этот модифицированный формат может представляться посредством следующего уравнения 25:

Уравнение 25

В уравнении 25 показывает конкретный случай, в котором индивидуальные ресурсные индексы (k) используют разные матрицы предварительного кодирования, усиление частотного разнесения увеличивается, и канал между потоками усредняется посредством диагональной матрицы и унитарной матрицы (U).

Вариант 5 осуществления

Схема ограничения поднабора кодовой книги

Ниже схема ограничения поднабора кодовой книги указывает на схему, в которой только конкретная часть кодовой книги, которая включает в себя число N_c матриц предварительного кодирования, используется согласно базовой станции или мобильному терминалу. Например, если используется схема ограничения поднабора кодовой книги, используется количество N_restrict матриц предварительного кодирования среди количества N_c матриц предварительного кодирования. Схема ограничения поднабора кодовой книги может использоваться, чтобы уменьшать сложность или уменьшать интерференции между множественными ячейками. В этом случае N_restrict не должно быть больше чем N_c. Например, предполагая, что N_c равно 6, , представляющая кодовую книгу, имеющую в целом 6 матриц предварительного кодирования, и , представляющая кодовую книгу, имеющую только 4 матрицы предварительного кодирования из совокупных 6 матриц предварительного кодирования, могут представляться посредством следующего уравнения 26:

Уравнение 26

В уравнении 26 кодовая книга является такой же, как кодовая книга , за исключением того, что индексы переставляются. В случае использования схемы ограничения поднабора кодовой книги с уравнением 26 могут использоваться матрицы предварительного кодирования, состоящие только из элементов {1, -1, j, -j}, и размер элементов может иметь разное значение согласно коэффициенту нормализации.

Вариант 6 осуществления

Циклическое повторение матриц предварительного кодирования в кодовой книге для использования

Например, если между передатчиком и приемником в конкретное время осуществляется предопределение и соглашение относительно набора матриц предварительного кодирования, это может представляться посредством уравнения 27 следующим образом:

Уравнение 27

В уравнении 27 набор матриц предварительного кодирования включает в себя количество N_c матриц предварительного кодирования. Уравнение 27 может упрощаться до уравнения 28 следующим образом:

Уравнение 28

Уравнение 27 и уравнение 28 представляют способ циклического повторения матриц предварительного кодирования в кодовой книге согласно поднесущим или ресурсному индексу.

В дополнение, в уравнении 28 имеет роль потока данных скремблирования, и, таким образом, может указываться как матрица перестановки потока данных. может выбираться согласно скорости пространственного мультиплексирования (R), как показано в уравнении 27. может представляться с простой формой как уравнение 29 следующим образом:

Уравнение 29

Скорость пространственного мультиплексирования: 2

Скорость пространственного мультиплексирования: 3

Скорость пространственного мультиплексирования: 4

Как показано в уравнении 29, может включать в себя единичную матрицу, поэтому является возможным пропускать операцию скремблирования потока данных.

Способ циклического повторения матриц предварительного кодирования в кодовой книге, как объяснялось выше, может также использоваться в кодовой книге, в которой применяется схема ограничения поднабора кодовой книги. Например, применяя в уравнении 26 к уравнению 28, уравнение 28 может представляться как уравнение 30 следующим образом:

Уравнение 30

где "k" - это индекс поднесущей или ресурсный индекс. В уравнении 30 N_restrict равно 4. То есть уравнение 30 представляет способ циклического повторения матриц предварительного кодирования в ограниченной по матрицам предварительного кодирования кодовой книге согласно поднесущим или ресурсному индексу.

Вариант 6-1 осуществления

Циклическое повторение матриц предварительного кодирования в кодовой книге в предварительно определенном блоке

Уравнение 28 может быть представлено как уравнение 31 согласно конкретной частотной ресурсной конфигурации.

Уравнение 31

или

В уравнении 31 "k" может быть индексом поднесущей или индексом виртуального ресурса. Согласно уравнению 31, если "k" является индексом поднесущей, разные матрицы предварительного кодирования назначаются каждые v поднесущих. Иначе если "k" является индексом виртуального ресурса, разные матрицы предварительного кодирования назначаются каждые v виртуальных ресурсов.

Уравнение 31 показывает конкретный случай, в котором матрица предварительного кодирования конфигурируется, чтобы обеспечивать возможность изменяться в N_c матрицах предварительного кодирования. И значение v может выбираться посредством скорости пространственного мультиплексирования матрицы предварительного кодирования. Например, значение v может обозначаться посредством v=R.

Также в случае использования схемы ограничения поднабора кодовой книги, которая объяснялась с уравнениями 26, матрица предварительного кодирования может также изменяться на основе предопределенного количества блоков поднесущих или предопределенного количества ресурсных блоков. Этот модифицированный формат может представляться посредством следующего уравнения 32:

Уравнение 32

или

Как случай уравнения 31, матрица предварительного кодирования уравнения 32 также может изменяться согласно значению v на основе v блоков. Отличным образом от уравнения 31 матрица предварительного кодирования уравнения 32 изменяется в количестве N_restrict (≤N_c) матриц предварительного кодирования.

Тем временем, в случае когда применяется схема частотного разнесения, так что матрицы предварительного кодирования циклически повторяются в расчете на конкретный ресурс на основе схемы ограничения поднабора кодовой книги, объясненной в варианте 5 осуществления, усиление частотного разнесения может изменяться согласно количеству циклически повторенной матрицы предварительного кодирования. Ниже будут объясняться различные модифицированные варианты осуществления схемы ограничения поднабора кодовой книги.

Вариант 5-1 осуществления

Схема ограничения поднабора кодовой книги согласно скорости пространственного мультиплексирования

Поднаборы могут различным образом определяться согласно скорости пространственного мультиплексирования. Например, в случае низкой скорости пространственного мультиплексирования, количество поднабора может увеличиваться, чтобы получать большее усиление частотного разнесения, в другом случае высокой скорости пространственного мультиплексирования, количество поднабора может уменьшаться, чтобы уменьшать сложность, при поддержании производительности.

Уравнение 33 представляет иллюстративный способ определения поднаборов кодовой книги с разным размером согласно каждой скорости пространственного мультиплексирования.

Уравнение 33

или

N в уравнении 33 представляет количество матриц предварительного кодирования поднабора кодовой книги согласно скорости пространственного мультиплексирования R. С использованием способа уравнения 33, в случае циклического повторения матриц предварительного кодирования для кодовой книги, для которой применяется схема ограничения поднабора кодовой книги варианта 5 осуществления, сложность приемника может уменьшаться и производительность может увеличиваться.

Вариант 5-2 осуществления

Схема ограничения поднабора кодовой книги согласно скорости кодирования канала

Поднаборы могут различным образом определяться согласно скорости кодирования канала. Например, в случае низкой скорости кодирования канала усиление частотного разнесения может, в общем, увеличиваться, в другом случае высокой скорости кодирования канала усиление частотного разнесения может, в общем, уменьшаться. Поэтому в среде с одной и той же скоростью пространственного мультиплексирования поднаборы кодовой книги с разными размерами могут адаптироваться согласно скорости кодирования канала, так что производительность оптимизируется.

Вариант 5-3 осуществления

Схема ограничения поднабора кодовой книги согласно повторной передаче

Поднаборы могут различным образом определяться, принимая во внимание повторную передачу. Например, возможность успеха повторной передачи в приемнике может увеличиваться посредством использования поднабора, иного нежели поднабор кодовой книги, который использовался во время начальной передачи, во время повторной передачи. Поэтому согласно тому, осуществлять ли повторную передачу или нет, или согласно номеру повторной передачи системная производительность может увеличиваться посредством циклического повторения матрицы предварительного кодирования посредством использования разных поднаборов, имеющих одно и то же количество матриц предварительного кодирования.

Вариант 7 осуществления

Расширение разнесения обобщенного фазового сдвига с использованием управления мощностью в расчете на антенну передачи

Производительность может увеличиваться или мощность может эффективно использоваться посредством использования разных уровней мощности согласно частоте или времени в расчете на антенну передачи для схем предварительного кодирования.

Например, мощность может управляться в расчете на антенну посредством использования уравнения 28, уравнения 30, уравнения 31 и уравнения 32. В частности, иллюстративное применение для уравнения 31 и уравнения 32 может представляться, как уравнение 34 и уравнение 35 следующим образом:

Уравнение 34

или

Роль в уравнении 34 состоит в том, чтобы переставлять поток данных, как объяснено выше. может представляться в такой же форме уравнения 29. Дополнительно, представляет диагональную матрицу, которая обеспечивает возможность разным уровням мощности передавать в расчете на антенну передачи согласно m-й ресурсной области или времени t. В дополнение, представляет коэффициент управления мощностью, используемый во время t m-й ресурсной области i-й антенны передачи.

Уравнение 34 представляет схему, в которой схема управления мощностью в расчете на антенну передачи применяется, посредством использования кодовой книги, имеющей количество N_c матриц предварительного кодирования, к схеме циклического повторения. Следующее уравнение 35 представляет способ, в котором схема управления мощностью в расчете на антенну передачи применяется, посредством использования схемы ограничения поднабора кодовой книги, к схеме циклического повторения в уравнении 32.

Уравнение 35

или

Каждая из в уравнении 35 представляет то же, что в уравнении 34. Однако уравнение 35 отличается от уравнения 34 тем, что матрица предварительного кодирования циклически повторяется в количестве N_restrict (≤N_c) матриц предварительного кодирования.

Вариант 8 осуществления

Приемопередатчик для выполнения базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования

В общем, система связи включает в себя передатчик и приемник. В этом случае передатчик и приемник могут рассматриваться являющимися приемопередатчиком. Чтобы прояснить функцию обратной связи, часть для передачи общих данных является передатчиком, и другая часть для передачи данных обратной связи в передатчик является приемником.

В нисходящей линии связи передатчик может быть частью Узла B, или приемник может быть частью пользовательского оборудования (UE). В восходящей линии связи приемопередатчик может быть частью UE или приемник может быть частью Узла B. Узел B может включать в себя множество приемников и множество передатчиков. И пользовательское оборудование (UE) может также включать в себя множество приемников и множество передатчиков. В общем, индивидуальные компоненты приемника имеют функции, противоположные функциям передатчика, так что ниже будет описываться только приемопередатчик для удобства описания и более лучшего понимания настоящего изобретения.

Фиг.7 является блок-схемой, иллюстрирующей передатчик OFDM SCW на основе схемы базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования согласно настоящему изобретению. Фиг.8 является блок-схемой, иллюстрирующей передатчик OFDM MCW согласно настоящему изобретению.

Ссылаясь на фиг.7 и 8, канальные кодировщики 510 и 610, модули 520 и 620 перемежения, блоки 550 и 650 IFFT (обратного быстрого преобразования Фурье) и аналоговые преобразователи 560 и 660 и так далее являются аналогичными представленным на фиг.1, так что их подробное описание будет здесь опущено для удобства описания. Только предварительные кодировщики 540 и 640 будут ниже описываться подробно.

Предварительный кодировщик 540 включает в себя модуль 541 выбора матрицы предварительного кодирования и модуль 542 предварительного кодирования. Предварительный кодировщик 640 включает в себя модуль 641 выбора матрицы предварительного кодирования и модуль 642 предварительного кодирования.

Модуль (541, 641) выбора матрицы предварительного кодирования конфигурируется в форме первой группы уравнений 12, 14 и 15 или второй группы уравнений 20 и 21 и определяет матрицу базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования. Детальный способ определения матрицы предварительного кодирования уже был описан во втором по четвертый варианты осуществления, так что его подробное описание будет здесь опущено для удобства описания. Матрица базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования на основе либо первой группы уравнений 12, 14 и 15 или второй группы уравнений 20 и 21 может изменять матрицу предварительного кодирования для предотвращения интерференции между поднесущими, фазовый угол диагональной матрицы и/или унитарную матрицу во времени, как показано в уравнении 18.

Модуль (541, 641) выбора матрицы предварительного кодирования может выбирать, по меньшей мере, одну из матрицы предварительного кодирования и унитарной матрицы на основе информации обратной связи модуля приема. В этом случае является предпочтительным, чтобы информация обратной связи могла включать в себя матричный индекс предварительно определенной кодовой книги.

Модуль (542, 642) предварительного кодирования выполняет предварительное кодирование посредством умножения определенной матрицы базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования на соответствующую поднесущую символа OFDM.

Процедура приема системы MIMO-OFDM с использованием базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования выполняется с обратным порядком объясненной выше процедуры передачи. Процедура приема будет кратко описываться ниже. Во-первых, с использованием символа пилот-сигнала для канального оценивания, получается MIMO канальная информация для поднесущей, посредством которой передавались соответствующие данные. И затем эквивалентная канальная информация получается посредством умножения полученной MIMO канальной информации на матрицу базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования. С использованием полученной эквивалентной канальной информации и принятого сигнального вектора, сигнал данных, который обрабатывался посредством базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования и затем передавался, извлекается посредством различных приемников MIMO. Извлеченный сигнал данных корректируется в отношении ошибок посредством обработки канального декодирования, и затем, наконец, получается переданная информация данных. Согласно каждой схеме приема MIMO эта процедура может повторяться, или дополнительный этап декодирования может туда включаться. Больше деталей схемы приема MIMO здесь не описывается, так как схема базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования, используемая в настоящем изобретении, не изменяется или варьируется согласно схеме приема MIMO.

Следует отметить, что большая часть терминологии, раскрытой в настоящем изобретении, определяется в рассмотрении функций настоящего изобретения и может различным образом определяться согласно замыслу специалистов в данной области техники или обычным практикам. Поэтому является предпочтительным, чтобы вышеупомянутая терминология понималась на основе всего содержимого, раскрытого в настоящем изобретении.

Специалистам в данной области техники должно быть видно, что различные модификации и изменения могут делаться в настоящем изобретении без отхода от сущности или объема этого изобретения. Таким образом, предполагается, что настоящее изобретение охватывает модификации и изменения этого изобретения при условии, что они находятся внутри объема приложенных пунктов формулы изобретения и их эквивалентов.

Промышленная применимость

Как видно из вышеизложенного описания, настоящее изобретение обеспечивает способ базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования для решения проблем стандартных способов CDD, PSD и предварительного кодирования, давая результатом вариант реализации эффективной связи. Конкретно, способ базирующегося на фазовом сдвиге предварительного кодирования обобщается или расширяется, конструкция приемопередатчика упрощается или эффективность связи увеличивается.

Хотя предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения были раскрыты для иллюстративных целей, специалисты в данной области техники должны принять во внимание, что являются возможными различные модификации, дополнения и замены без отхода от объема и сущности этого изобретения, как раскрывается в прилагаемых пунктах формулы изобретения.

Изобретение относится к способам выполнения предварительного кодирования на основе обобщенного и расширенного фазового сдвига и приемопередатчику для поддержки того же и относится к способу передачи и приема данных с использованием предварительного кодирования в системе с множественными входами и множественными выходами (MIMO) с использованием множества поднесущих. Техническим результатом является повышение эффективности связи. Указанный результат достигается тем, что способ передачи сигналов в передатчике системы MIMO с использованием множества антенн содержит кодирование входных сигналов кодировщика, чтобы выводить множество потоков, выполнение предварительного кодирования над множеством потоков в предварительном кодировщике, чтобы отображать множество потоков на множество антенн с использованием конкретной матрицы предварительного кодирования, выбираемой из первой кодовой книги, передачу отображенных на антенны сигналов в приемник. Первая кодовая книга включает в себя (N_restrict) матриц предварительного кодирования и является поднабором базовой кодовой книги, включающей (N_C) матриц предварительного кодирования, где (N_restrict)<(N_C). Каждая из (N_restrict) матриц имеет индекс (i), (i)=0, 1, …, (N_restrict)-1. Конкретная матрица предварительного кодирования выбирается согласно (i)=(s)mod(N_restrict), где (s) - переменная, изменяющаяся каждые (v) непрерывных поднесущих или виртуальных ресурсов, где (v) - целочисленное значение. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 8 ил., 5 табл.

1. Способ передачи сигналов в передатчике системы с множественными входами и множественными выходами (MIMO) с использованием множества антенн, при этом способ содержит:
кодирование входных сигналов кодировщика, чтобы выводить множество потоков;
выполнение предварительного кодирования над множеством потоков в предварительном кодировщике, чтобы отображать множество потоков на множество антенн с использованием конкретной матрицы предварительного кодирования, выбираемой из первой кодовой книги, при этом первая кодовая книга является поднабором базовой кодовой книги, при этом базовая кодовая книга включает в себя (N_C) матриц предварительного кодирования, при этом первая кодовая книга включает в себя (N_restrict) матриц предварительного кодирования, при этом (N_restrict)<(N_C), при этом каждая из (N_restrict) матриц предварительного кодирования имеет индекс (i), (i)=0, 1, …, (N_restrict)-1, при этом конкретная матрица предварительного кодирования выбирается согласно (i)=(s)mod(N_restrict), при этом (s) является переменной, которая изменяется каждые (v) непрерывных поднесущих или (v) непрерывных виртуальных ресурсов, и (v) является предварительно определенным целочисленным значением; и
передачу отображенных на антенны сигналов в приемник.

2. Способ по п.1, в котором или , и при этом (k) является индексом поднесущей или виртуального ресурса.

3. Способ по п.1, в котором поднабор базовой кодовой книги предварительно определяется, чтобы иметь одну или более матриц предварительного кодирования, имеющих один или более элементов, выбранных только из группы из '1', '-1', 'j', и '-j'.

4. Способ по п.3, в котором амплитуды элементов зависят от нормализованного коэффициента упомянутой одной или более матриц предварительного кодирования.

5. Способ по п.1, в котором поднабор второй кодовой книги предварительно определяется согласно скорости пространственного мультиплексирования.

6. Приемопередатчик для передачи сигналов в системе с множественными входами и множественными выходами (MIMO) с использованием множества антенн, при этом приемопередатчик содержит:
кодировщик для кодирования входных сигналов, чтобы выводить множество потоков;
предварительный кодировщик для выполнения предварительного кодирования на множестве потоков, чтобы отображать множество потоков на множество антенн с использованием конкретной матрицы предварительного кодирования, выбираемой из первой кодовой книги, при этом первая кодовая книга является поднабором базовой кодовой книги, при этом базовая кодовая книга включает в себя (N_C) матриц предварительного кодирования, при этом первая кодовая книга включает в себя (N_restrict) матриц предварительного кодирования, при этом (N_restrict)<(N_c), при этом каждая из (N_restrict) матриц предварительного кодирования имеет индекс (i), (i)=0, 1, …, (N_restrict)-1, при этом конкретная матрица предварительного кодирования выбирается согласно (i)=(s)mod(N_restrict), при этом (s) является переменной, которая изменяется каждые (v) непрерывных поднесущих или (v) непрерывных виртуальных ресурсов, и (v) является предварительно определенным целочисленным значением; и
множество антенн для передачи отображенных на антенны сигналов в приемник.

7. Приемопередатчик по п.6, в котором или , и при этом (k) является индексом поднесущей или виртуального ресурса.

8. Приемопередатчик по п.6, в котором поднабор базовой кодовой книги предварительно определяется, чтобы иметь одну или более матриц предварительного кодирования, имеющих один или более элементов, выбранных только из группы из '1', '-1', 'j', и '-j'.

9. Приемопередатчик по п.6, в котором поднабор базовой кодовой книги предварительно определяется согласно скорости пространственного мультиплексирования.

10. Приемопередатчик по п.8, в котором амплитуда элементов зависит от нормализованного коэффициента упомянутой одной или более матриц предварительного кодирования.

11. Способ приема сигналов в приемнике системы с множественными входами и множественными выходами (MIMO), при этом способ содержит:
прием сигналов, передаваемых в передатчике с использованием множества антенн;
получение множества потоков с использованием конкретной матрицы предварительного кодирования, выбираемой из первой кодовой книги, при этом первая кодовая книга является поднабором базовой кодовой книги, при этом базовая кодовая книга включает в себя (N_C) матриц предварительного кодирования, при этом первая кодовая книга включает в себя (N_restrict) матриц предварительного кодирования, при этом (N_restrict)<(N_C), при этом каждая из (N_restrict) матриц предварительного кодирования имеет индекс (i), (i)=0, 1, …, (N_restrict)-1, при этом конкретная матрица предварительного кодирования выбирается согласно (i)=(s)mod(N_restrict), при этом (s) является переменной, которая изменяется каждые (v) непрерывных поднесущих или (v) непрерывных виртуальных ресурсов, и (v) является предварительно определенным целочисленным значением; и
декодирование множества потоков, чтобы получать информацию передачи в декодере.

12. Способ по п.11, в котором или , и при этом (k) является индексом поднесущей или виртуального ресурса.

13. Способ по п.11, в котором поднабор базовой кодовой книги предварительно определяется, чтобы иметь одну или более матриц предварительного кодирования, имеющих один или более элементов, выбранных только из группы из '1', '-1', 'j', и '-j'.

14. Способ по п.13, в котором амплитуды элементов зависят от нормализованного коэффициента упомянутой одной или более матриц предварительного кодирования.

15. Способ по п.11, в котором поднабор базовой кодовой книги предварительно определяется согласно скорости пространственного мультиплексирования.

16. Приемопередатчик для приема сигналов в системе с множественными входами и множественными выходами (MIMO), при этом приемопередатчик содержит:
антенну приема для приема сигналов, передаваемых в передатчике с использованием множества антенн передачи;
декодер MIMO для получения множества потоков с использованием конкретной матрицы предварительного кодирования, выбираемой из первой кодовой книги, при этом первая кодовая книга является поднабором базовой кодовой книги, при этом базовая кодовая книга включает в себя (N_C) матриц предварительного кодирования, при этом первая кодовая книга включает в себя (N_restrict) матриц предварительного кодирования, при этом (N_restrict)<(N_c), при этом каждая из (N_restrict) матриц предварительного кодирования имеет индекс (i), (i)=0, 1, …, (N_restrict)-1, при этом конкретная матрица предварительного кодирования выбирается согласно (i)=(s)mod(N_restrict), при этом (s) является переменной, которая изменяется каждые (v) непрерывных поднесущих или (v) непрерывных виртуальных ресурсов, и (v) является предварительно определенным целочисленным значением; и
декодер для декодирования множества потоков, чтобы получать информацию передачи.

17. Приемопередатчик по п.16, в котором или , и при этом (k) является индексом поднесущей или виртуального ресурса.

18. Приемопередатчик по п.16, в котором поднабор базовой кодовой книги предварительно определяется, чтобы иметь одну или более матриц предварительного кодирования, имеющих один или более элементов, выбранных только из группы из '1', '-1', 'j', и '-j'.

19. Приемопередатчик по п.18, в котором амплитуды элементов зависят от нормализованного коэффициента упомянутой одной или более матриц предварительного кодирования.

20. Приемопередатчик по п.16, в котором поднабор базовой кодовой книги предварительно определяется согласно скорости пространственного мультиплексирования.