ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АДАПТИВНОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ ВМЕСТЕ С КАНАЛЬНЫМ ПОВТОРИТЕЛЕМ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА СИГНАЛА Российский патент 2012 года по МПК H04B7/05 

Настоящая заявка испрашивает приоритет на основании предварительной патентной заявки США №60/904368, поданной 2 марта 2007 г. и озаглавленной «ADAPTIVE SAME FREQUENCY REPEATER TECHNIQUES», которая включена в данный документ посредством ссылки во всей своей полноте.

Уровень техники

Обычно зона покрытия сети беспроводной связи, такой как, например, дуплекс с временным разделением (TDD), дуплекс с частотным разделением (FDD), «Беспроводная точность» (Wi-Fi), Всемирная функциональная совместимость для микроволнового доступа (Wi-max), сотовая глобальная система мобильной связи (GSM), множественный доступ с кодовым разделением (CDMA) или основанная на 3G (третье поколение) беспроводная сеть, может быть увеличена посредством ретранслятора. Примерные ретрансляторы включают в себя, например, ретрансляторы с преобразованием частоты или ретрансляторы с использованием одной и той же частоты, которые работают на физическом уровне или канальном уровне, определяемых базовой эталонной моделью взаимосвязи открытых систем (модель OSI).

Ретрансляторы физического уровня могут быть категоризированы на устройства «с использованием одной и той же частоты» или «с преобразованием частоты». Сетевая архитектура, связанная с тем, где предполагается развертывание ретранслятора, определяет тип используемого ретранслятора. Если используется ретранслятор с использованием одной и той же частоты, то она требует, чтобы ретранслятор принимал и передавал одновременно на одной и той же частоте. Следовательно, ретранслятор должен осуществлять развязку между приемником и передатчиком, используя различные антенны и цифровые/аналоговые способы подавления. Если используется ретранслятор с преобразованием частоты, ретранслятор принимает сигнал по первому частотному каналу и затем преобразует его во второй частотный канал для одновременной передачи. Таким образом, развязка между передатчиком и приемником достигается до некоторой степени посредством разделения частот. Предпочтительно антенны для приема и передачи, а также схемы ретранслятора включены в одну и ту же сборку, чтобы достичь снижения производственных затрат, легкости установки или т.п. Это особенно существенно, когда ретранслятор предназначен для использования потребителем в качестве бытового устройства или устройства для малого офиса, где форм-фактор и легкость установки являются важным фактором. В таком устройстве одна антенна или набор антенн обычно обращены, например, к базовой станции, точке доступа, шлюзу или другой антенне или набору антенн, обращенных к абонентскому устройству.

Для ретранслятора, который принимает и передает одновременно, развязка между приемной и передающей антеннами представляет собой существенный фактор в общих рабочих характеристиках ретранслятора - это верно как для ретрансляции на этой же частоте, так и для ретрансляции на другой частоте. Более конкретно, если антенны приемника и передатчика не развязаны надлежащим образом, могут существенно ухудшаться рабочие характеристики ретранслятора. Обычно коэффициент усиления ретранслятора не может быть больше коэффициента развязки, чтобы предотвратить колебание в ретрансляторе или начальное снижение чувствительности. Развязка в основном достигается физическим разделением, диаграммами направленности антенны или поляризацией. Для ретрансляторов с преобразованием частоты дополнительная развязка может достигаться использованием полосовой фильтрации, но развязка антенн обычно остается ограничивающим фактором в рабочих характеристиках ретранслятора из-за нежелательного шума и внеполосных излучений передатчика, принимаемых в диапазоне внутриполосных частот приемной антенны. Развязка антенны от приемника к передатчику представляет собой даже более критическую проблему с ретрансляторами, работающими на одинаковых частотах, и где полосовая фильтрация не обеспечивает дополнительной развязки.

Часто сотовые системы имеют ограниченный доступный лицензируемый спектр и не могут использовать принципы ретрансляции с преобразованием частоты, поэтому применяют ретрансляторы, использующие одинаковые частотные каналы приема и передачи.

Как упомянуто выше, в отношении ретранслятора, предназначенного для использования потребителями, было бы предпочтительным производить ретранслятор, имеющий физически малый форм-фактор, чтобы достичь дополнительного снижения затрат, легкости установки и т.п. Однако малая форма может приводить к антеннам, расположенным в непосредственной близости, тем самым усиливая описанную выше проблему развязки.

Современные ретрансляторы имеют другой существенный недостаток, заключающийся в том, что они не могут отделять утечку от своих собственных передатчиков от сигнала, который им нужно ретранслировать. В результате, обычные ретрансляторы не могут обычно оптимизировать системную развязку и рабочие характеристики на основе реального времени, приводя к плохой работе или разрушающему влиянию на общие рабочие характеристики сети. Конкретно, существующие практики не принимают во внимание адаптивное подавление нежелательных сигналов в среде ретранслятора, в то же время позволяя ретранслятору работать в целом. Вместо этого, современные применения ретрансляторов предлагают ограниченные контуры подавления из-за стоимости и сложности, представляют собой отдельные реализации и, как правило, применяются в однополосных системах без субполосной фильтрации. Кроме того, настоящие применения контуров подавления помех предполагают задержки при многолучевом распространении и испытывают избыточную или несогласованную задержку в рассеянных сигналах, изменение задержки в сигналах (например, из-за эффекта Доплера) и ограниченное подавление широкополосных сигналов (например, полосы частот системы подавления помех (ICs)).

Из вышеописанного очевидно, что существует потребность в системах и способах преодоления недостатков существующих практик.

Сущность изобретения

Данный раздел «Сущность изобретения» предусмотрен для того, чтобы представить выбор идей в упрощенном виде, которые дополнительно описаны ниже в разделе «Подробное описание». Данный раздел «Сущность изобретения», как предполагается, не определяет ключевые признаки или существенные признаки заявленного предмета изобретения, он, как предполагается, также не используется для того, чтобы ограничивать объем заявленного предмета изобретения.

Современные практики не рассматривают использование адаптивных антенных решеток с модулем подавителя и с составной метрикой (например, выводимой из других доступных метрик ретранслятора/системы) как часть процесса оптимизации для оптимизации установочных параметров взвешивания для антенной решетки в качестве части операций подавления. С использованием адаптивной антенной решетки, с подавителем и составными метриками, весовые коэффициенты решетки могут оптимизироваться, «просматривая» модуль подавителя и учитывая совместную оптимизацию подавления и весовые коэффициенты решетки.

Описанные в данном документе системы и способы обеспечивают среду ретранслятора, выполненную с возможностью применения адаптивной антенной решетки, так что может быть выведена выбранная составная метрика, причем среда ретранслятора содержит выбранный банк фильтров, выполненный с возможностью обработки сигнала на побиновой основе, и выведенная метрика может быть применена к комбинации антенной решетки и контура подавления обратной связи для улучшения целостности и усиления сигнала, операций формирования луча и операций управления пилот-сигналом и управления служебным каналом. В иллюстративной реализации примерная среда ретранслятора содержит передатчик, приемник, модуль составной метрики, операционно подсоединенные к антенной решетке.

При иллюстративной работе примерная среда ретранслятора может операционно выполнять рекурсивный способ, в котором набор временных рядов частотных бинов приема после подавления или временных рядов сигнала приема после подавления, ассоциированного с полезным частотным каналом сигнала несущей, используется в корреляции с ассоциированной псевдошумовой последовательностью (PN) пилот-сигнала с такой фазой PN-кода, что достигается максимальная корреляция для получения Ec; набор временных рядов частотных бинов приема после подавления или временных рядов сигнала приема после подавления, ассоциированного с полезным частотным каналом сигнала несущей, используется в корреляции с ассоциированной PN-последовательностью пилот-сигнала с такой фазой PN-кода, которая по меньшей мере на несколько выборок смещена от пиковой корреляции, так что измеряется I средняя помеха; Ec делится на Io для получения Ec/Io; вычисляется метрика корреляции остаточной утечки; выборки N передатчиков, передающих N взвешенных сигналов передачи ретранслятора, используются для определения Pout (например, иллюстративно выраженной как сумма среднеквадратических величин каждого из сигналов решетки, которая представляет собой полную переданную мощность); вычисляется метрика, основанная на Ec, Io, Pout, и измеренных/вычисленных значениях остаточной утечки (последний блок); применяется адаптивный алгоритм наискорейшего спуска (алгоритм наименьших квадратов (LMS), рекурсивный алгоритм наименьших квадратов (RLS) или алгоритм возмущений) для модифицирования установочных параметров пространственных весовых коэффициентов для оптимизирования метрики в одной адаптивной итерации контура, когда создаются новые весовые коэффициенты.

Согласно одному аспекту ретранслятор для сети беспроводной связи, выполненный с возможностью обеспечения подавления обратной связи, содержит антенную решетку, содержащую один или более антенных элементов; и модуль метрики, содержащий одно или более из банка фильтров, формирователя луча и/или контура подавления обратной связи, действующих как часть одной или более выбранных операций управления «загрязнением» пилот-сигнала.

Согласно другому аспекту способ, который способствует подавлению контура обратной связи в среде ретранслятора, содержит модуль метрики, действующий для выполнения одной или более метрик, выполняемых скорректированным контуром подавления обратной связи, банком фильтров и формирователем луча. Модуль метрики действует для реализации способа, содержащего: прием сигнала утечки передатчика ретранслятора и сигнала приема на количестве М приемников; сохранение принятых сигналов в качестве количества Ns временных выборок; выполнение быстрого преобразования Фурье (FFT) над принятыми блоками для генерирования бинов FFT; применение количества М комплексных пространственных весовых коэффициентов приема к количеству М приемников для генерирования взвешенных сигналов приемника на побиновой основе для бинов FFT; объединение взвешенных сигналов приемника для генерирования составного взвешенного сигнала; получение частотного бина приема после подавления для использования при генерировании выходных частотных бинов автоматической регулировки усиления; применение пространственного взвешивания к выходным частотным бинам автоматической регулировки усиления (АРУ) для получения массива взвешенных частотных бинов передачи; выполнение обратного FFT над частотными бинами передачи для получения N рядов временной области, которые передаются на М приемников и суммируются с полезным сигналом приема на М приемниках для подавления.

Согласно одному аспекту машиночитаемый носитель имеет хранимые на нем исполняемые компьютером инструкции для выполнения по меньшей мере следующих действий: прием сигнала утечки передатчика ретранслятора и сигнала приема на М приемников от адаптивной антенной решетки; сохранение принятых сигналов как Ns временных выборок; выполнение быстрого преобразования Фурье (FFT) над принятыми блоками для генерирования бинов FFT; применение М комплексных пространственных весовых коэффициентов приема к М приемников для генерирования взвешенных сигналов приемника на побиновой основе для бинов FFT; объединение взвешенных сигналов приемника для генерирования составного взвешенного сигнала; получение частотного бина приема после подавления для использования при генерировании выходных частотных бинов автоматической регулировки усиления; применение пространственного взвешивания к выходным частотным бинам АРУ для получения массивов взвешенных частотных бинов передачи; выполнение обратного FFT над частотными бинами передачи для получения рядов временной области, которые передаются на М приемников и суммируются на М приемниках для подавления.

В другом аспекте заявлен процессор, содержащий память, имеющую хранимые в ней исполняемые компьютером инструкции, вызывающие выполнение процессором по меньшей мере следующих действий: прием сигнала утечки передатчика ретранслятора и сигнала приема на М приемников от адаптивной антенной решетки; сохранение принятых сигналов как Ns временных выборок; выполнение быстрого преобразования Фурье (FFT) над принятыми блоками для генерирования бинов FFT; применение М комплексных пространственных весовых коэффициентов приема к количеству М приемников для генерирования взвешенных сигналов приемника на побиновой основе для бинов FFT; объединение взвешенных сигналов приемника для генерирования составного взвешенного сигнала; получение частотного бина приема после подавления для использования при генерировании выходных частотных бинов автоматической регулировки усиления; применение пространственного взвешивания к выходным частотным бинам АРУ для получения массивов взвешенных частотных бинов передачи; выполнения обратного FFT над частотными бинами передачи для получения рядов временной области, которые передаются на М приемников и суммируются на М приемниках для подавления.

В еще одном аспекте система, которая способствует подавлению контура обратной связи в среде ретранслятора, содержит средство приема сигнала утечки передатчика ретранслятора и сигнала приема на М приемников от адаптивной антенной решетки; средство сохранения принятых сигналов как Ns временных выборок; средство выполнения быстрого преобразования Фурье (FFT) над принятыми блоками для генерирования бинов FFT; средство применения М комплексных пространственных весовых коэффициентов приема к М приемников для генерирования взвешенных сигналов приемника на побиновой основе для бинов FFT; средство объединения взвешенных сигналов приемника для генерирования составного взвешенного сигнала; средство получения частотного бина приема после подавления для использования при генерировании выходных частотных бинов автоматической регулировки усиления; средство применения пространственного взвешивания к выходным частотным бинам АРУ для получения массивов взвешенных частотных бинов передачи; средство выполнения обратного FFT над частотными бинами передачи для получения рядов временной области, которые передаются на М приемников и суммируются на М приемниках для подавления.

Нижеследующее описание и прилагаемые чертежи подробно излагают некоторые иллюстративные аспекты сущности изобретения. Эти аспекты, однако, указывают только на некоторые из различных путей, которыми сущность изобретения может быть использована, и, как предполагается, заявленная сущность изобретения включает все такие аспекты и их эквиваленты.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой блок-схему примерного корпуса иллюстративного ретранслятора согласно описанным в данном документе системам и способам.

Фиг.2 представляет собой блок-схему примерного распространения сигнала для примерного радиочастотного (РЧ) ретранслятора, выполняющего подавление обратной связи согласно описанным в данном документе системам и способам.

Фиг.3 представляет собой блок-схему примерных антенных компонентов ретранслятора согласно описанным в данном документе системам и способам.

Фиг.4 представляет собой блок-схему примерных компонентов ретранслятора согласно описанным в данном документе системам и способам.

Фиг.5 представляет собой блок-схему взаимодействия примерных компонентов иллюстративного РЧ-ретранслятора согласно описанным в данном документе системам и способам.

Фиг.6 представляет собой другую блок-схему взаимодействия примерных компонентов иллюстративного РЧ-ретранслятора согласно описанным в данном документе системам и способам.

Фиг.7 представляет собой блок-схему ретранслятора дуплекса с частотным разделением (FDD), имеющего двухполосную решетку, согласно описанным в данном документе системам и способам.

Фиг.8 представляет собой блок-схему примерного ретранслятора одной полосы частот FDD, имеющего цифровую систему подавления помех, согласно описанным в данном документе системам и способам.

Фиг.9 представляет собой блок-схему примерных ретрансляторов одной полосы частот FDD, имеющих цифровую систему подавления помех и решетку, согласно описанным в данном документе системам и способам.

Фиг.10 представляет собой блок-схему, изображающую взаимодействие примерных компонентов, имеющих механизмы подавления обратной связи и применения метрик, использующие подход с банком фильтров, согласно описанным в данном документе системам и способам.

Фиг.11 представляет собой блок-схему, изображающую взаимодействие примерных компонентов, имеющих механизмы подавления обратной связи и применения метрик, использующие подход с банком фильтров, действующий совместно с антенной решеткой адаптивным образом, согласно описанным в данном документе системам и способам.

Фиг.12 представляет собой графическую диаграмму, изображающую влияние примерных используемых механизмов подавления обратной связи и применения метрик согласно описанным в данном документе системам и способам.

Фиг.13 представляет собой другую графическую диаграмму, изображающую влияние примерных используемых механизмов подавления обратной связи и применения метрик согласно описанным в данном документе системам и способам.

Фиг.14 представляет собой другую графическую диаграмму, изображающую влияние примерных используемых механизмов подавления обратной связи и применения метрик согласно описанным в данном документе системам и способам.

Фиг.15 представляет собой блок-схему примерных уравнений для использования при вычислении примерных весовых коэффициентов сигнала для адаптивной антенной решетки, использующей составные метрики, согласно описанным в данном документе системам и способам.

Фиг.16 представляет собой блок-схему примерной среды связи, где составные метрики могут применяться для оптимизации интенсивности и целостности сигнала.

Фиг.17 представляет собой блок-схему примерной одной полосы FDD с параллельным демодулятором пилотного и служебного канала согласно описанным в данном документе системам и способам.

Фиг.18 представляет собой блок-схему примерной одной полосы FDD с параллельным демодулятором пилотного и служебного канала, использующим подход с банком фильтров.

Фиг.19 представляет собой график зависимости коэффициента усиления антенны и нормализованной индикации интенсивности принимаемого сигнала относительно угла для несущей согласно описанным в данном документе системам и способам.

Фиг.20 представляет собой график улучшения Ec/Io для решетки для несущей согласно описанным в данном документе системам и способам.

Фиг.21 представляет собой блок-схему последовательности операций обработки, выполняемой при применении составной метрики для использования адаптивной решеткой, согласно описанным в данном документе системам и способам.

Фиг.22 и 22А представляют собой блок-схемы последовательности операций примерного способа, выполняемого при использовании подхода с банком фильтров для улучшения подавления сигнала.

Фиг.23 представляет собой блок-схему последовательности операций примерного способа, выполняемого при применении адаптивной решетки совместно с корректированным подавителем для улучшения подавления сигнала.

Фиг.24 представляет собой блок-схему примерной системы ретранслятора для применения подхода с составной метрикой с адаптивной решеткой и примерным подавителем согласно описанным в данном документе системам и способам.

Подробное описание

Настоящее раскрытие относится к следующим заявкам на патент США, поданным 3 марта 2008 г.: «PHYSICAL LAYER REPEATER UTILIZING REAL TIME MEASUREMENT METRICS AND ADAPTIVE ANTENNA ARRAY TO PROMOTE SIGNAL INTEGRITY AND AMPLIFICATION», дело поверенного №080603U1, номер заявки ХХ/ХХХ,ХХХ; «CLOSED FORM CALCULATION OF TEMPORAL EQUALIZER WEIGHTS USED IN A REPEATER TRANSMITTER LEAKAGE CANCELLATION SYSTEM», дело поверенного №080603U2, номер заявки ХХ/ХХХ,ХХХ; «USE OF A FILTERBANK IN AN ADAPTIVE ON-CHANNEL REPEATER UTILIZING ADAPTIVE ANTENNA ARRAYS», дело поверенного №080603U3, номер заявки ХХ/ХХХ,ХХХ; «ATOMATIC GAIN CONTROL AND FILTERING TECHNIQUES FOR USE IN ON-CHANNEL REPEATER», дело поверенного №080603U5, номер заявки ХХ/ХХХ,ХХХ; «CONFIGURATION OF A REPEATER», дело поверенного №080603U6, номер заявки ХХ/ХХХ,ХХХ; и «SUPERIMPOSED COMPOSITE CHANNEL FILTER», дело поверенного №080603U7, номер заявки ХХ/ХХХ,ХХХ, содержимое каждой из которых включено в данный документ посредством ссылки во всей своей полноте.

Ниже описываются различные варианты осуществления со ссылкой на чертежи, на которых подобные позиции используются для ссылки на подобные элементы по всем чертежам. В нижеследующем описании, с целью объяснения, изложены многочисленные конкретные подробности, чтобы обеспечить полное понимание одного или нескольких вариантов осуществления. Может быть очевидным, однако, что такие варианты осуществления могут быть осуществлены на практике без этих конкретных подробностей. В других случаях общеизвестные конструкции и устройства показаны в виде блок-схемы, чтобы способствовать описанию одного или нескольких вариантов осуществления.

Кроме того, ниже описываются различные аспекты настоящего изобретения. Должно быть очевидно, что идеи в данном документе могут быть воплощены в многочисленных видах и что любая конкретная конструкция и/или функция, описанная в данном документе, является просто показательной. Основываясь на идеях данного документа, специалист в данной области техники должен понять, что аспект, описанный в данном документе, может быть реализован независимо от любых других аспектов, и что два или более из этих аспектов могут быть объединены различными способами. Например, устройство может быть реализовано и/или способ может быть осуществлен на практике с использованием любого количества аспектов, изложенных в данном документе. Кроме того, устройство может быть реализовано и/или способ может быть осуществлен на практике с использованием другой конструкции и/или функциональной возможности в дополнение или вместо одного или нескольких аспектов, изложенных в данном документе. В качестве примера многие способы, приспособления, системы и устройства, описанные в данном документе, описываются в контексте усиления пилот-сигналов восходящей линии связи в системе связи широкополосного множественного доступа с кодовым разделением (W-CDMA). Специалист в данной области техники должен понять, что подобные технологии могут применяться в других средах связи.

Как используется в данной заявке, термины «компонент», «модуль», «система» и т.п., как предполагается, относятся к относящемуся к компьютерам объекту, или аппаратному средству, или аппаратно-программному средству, или объединению аппаратных и программных средств, или программному средству, или программному средству при исполнении, или программно-аппаратному средству, или межплатформенному программному средству, или микрокоду и/или любому их объединению. Например, компонентом может быть, но не ограничивается ими, процесс, выполняющийся на процессоре, процессор, объект, исполняемый файл, поток управления, программа и/или компьютер. В качестве иллюстрации, а не ограничения, компонентом может быть как приложение, выполняющееся на вычислительном устройстве, так и вычислительное устройство. Один или несколько компонентов могут находиться в процессе и/или потоке управления, и компонент может быть локализован на одном компьютере и/или распределен между двумя или более компьютерами. Кроме того, эти компоненты могут исполняться с различных машиночитаемых носителей, имеющих различные структуры данных, хранимые на них. Компоненты могут устанавливать связь посредством локальных и/или удаленных процессов, таких как в соответствии с сигналом, имеющим один или несколько пакетов данных (например, данные от одного компонента взаимодействуют с другим компонентом в локальной системе, распределенной системе и/или по сети, такой как Интернет, с другими системами посредством сигнала). Кроме того, компоненты систем, описанных в данном документе, могут переупорядочиваться и/или дополняться дополнительными компонентами, чтобы способствовать достижению различных аспектов, целей, преимуществ и т.д., описанных в отношении их, и не ограничиваются точными конфигурациями, изложенными на данной фигуре, что понятно для специалиста в данной области техники.

Кроме того, различные варианты осуществления описаны в данном документе в связи с беспроводным терминалом или пользовательским оборудованием (UE). Беспроводный терминал или UE также может называться системой, абонентским блоком, абонентской станцией, мобильной станцией, мобильным телефоном, мобильным устройством, удаленной станцией, удаленным терминалом, UE, пользовательским терминалом, терминалом, устройством беспроводной связи, агентом пользователя или пользовательским устройством. Беспроводным терминалом или UE может быть сотовый телефон, беспроводный телефон, телефон по протоколу установления сеансов связи (SIP), станция беспроводного абонентского доступа (WLL), персональный цифровой помощник (PDA), карманное устройство, имеющее возможность беспроводного подключения, вычислительное устройство или другое устройство обработки, подсоединенное к беспроводному модему. Кроме того, в данном документе описываются различные варианты осуществления в связи с базовой станцией. Базовая станция может использоваться для установления связи с беспроводным терминалом (терминалами) и также может упоминаться в качестве точки доступа, узла В или некоторой другой терминологии.

Кроме того, различные аспекты или признаки, описанные в данном документе, могут быть реализованы в виде способа, устройства или изделия, используя стандартные способы программирования и/или конструирования. Термин «изделие», как он используется в данном документе, как предполагается, охватывает компьютерную программу, доступную с любого машиночитаемого устройства, несущей или носителей. Например, машиночитаемые носители могут включать в себя, но не ограничиваются ими, магнитные запоминающие устройства (например, жесткий диск, дискета, магнитные полоски и т.д.), оптические диски (например, компакт-диск (CD), цифровой многофункциональный диск (DVD) и т.д.), смарт-карты и устройства флэш-памяти (например, стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (СППЗУ), накопитель в виде карты, памяти типа stick, key drive и т.д.). Кроме того, различные носители данных, описанные в данном документе, могут представлять одно или несколько устройств и/или другие машиночитаемые носители для хранения информации. Кроме того, необходимо понять, что несущая волна может применяться для переноса машиночитаемых электронных данных или инструкций, как те, которые используются при передаче и приеме голосовой почты, при обращении к сети, такой как сотовая сеть, или при инструктировании устройства на выполнение заданной функции. Следовательно, термин «машиночитаемый носитель» ссылается на различные физические носители, способные сохранять, содержать и/или переносить инструкцию (инструкции) и/или данные (но не относится к вакууму). Кроме того, описанные в данном документе системы и способы могут применяться в качестве машиночитаемого носителя как часть беспроводных каналов, способных сохранять, содержать и/или переносить инструкции и/или данные. Конечно, для специалиста в данной области техники понятно, что многочисленные модификации могут быть сделаны для описанных вариантов осуществления без отступления от объема или сущности изобретения, описанного и заявленного в данном документе.

Кроме того, слово «примерный» используется в данном документе для того, чтобы означать «служащий в качестве примера, образца или иллюстрации». Любой аспект или разработка, описанные в данном документе как «примерные», необязательно должны толковаться как предпочтительные или выгодные относительно других аспектов или разработок. Скорее использование слова «примерный», как предполагается, представляет идеи в конкретной форме. Как используется в данной заявке, термин «или», как предполагается, означает включающее «или», а не исключающее «или». Т.е., если не указано иначе или ясно из контекста, «Х применяет А или В», как предполагается, означает любую из естественных включающих перестановок. Т.е., если Х применяет А; Х применяет В; или Х применяет как А, так и В, то «Х применяет А или В» удовлетворяет любому вышеприведенному случаю. Кроме того, артикли «a» и «an», используемые в данной заявке и прилагаемой формуле изобретения, должны, как правило, толковаться со значением «один или несколько», если не указано иначе или ясно из контекста, что относятся к форме единственного числа.

Как используется в данном документе, термины «делать предположение» или «предположение» ссылаются в основном на процесс рассуждения или предположения о состояниях системы, среды и/или пользователя из множества наблюдений, зафиксированных посредством событий и/или данных. Предположение может применяться для определения конкретного контекста или действия или может создавать, например, распределение вероятности по состояниям. Предположение может быть вероятностным, т.е. вычисление распределения вероятности по представляющим интерес состояниям, основываясь на рассмотрении данных и событий. Предположение также может ссылаться на способы, применяемые для составления событий более высокого уровня из множества событий и/или данных. Такое предположение приводит к составлению новых событий или действий из множества наблюдаемых событий и/или хранимых данных о событии, коррелируются или нет события в непосредственной временной близости и происходят ли события и данные от одного или нескольких источников событий и данных.

Способы, описанные в данном документе, могут использоваться для различных сетей беспроводной связи, таких как сети множественного доступа с кодовым разделением (CDMA), сети множественного доступа с временным разделением (TDMA), сети множественного доступа с частотным разделением (FDMA), сети множественного доступа с ортогональным частотным разделением (OFDMA), сети FDMA с одной несущей (SC-FDMA) и т.д. Термины «сети» и «системы» часто используются взаимозаменяемо. Сеть CDMA может реализовать радиотехнологию, такую как универсальный наземный радиодоступ (UTRA), cdma2000 и т.п. UTRA включает в себя широкополосный CDMA (W-CDMA), множественный доступ с временным разделением синхронно с кодовым разделением (TD-SCDMA) и множественный доступ с кодовым и временным разделением (TD-CDMA). cdma2000 охватывает стандарты IS-2000, IS-95 и IS-856. Сеть TDMA может реализовать радиотехнологию, такую как глобальная система мобильной связи (GSM). Сеть OFDMA может реализовать радиотехнологию, такую как эволюционированный UTRA (E-UTRA), IEEE 802.11, IEEE 802.16, IEEE 802.20, Flash-OFDM® и т.д. UTRA, E-UTRA и GSM являются частью универсальной системы мобильной связи (UMTS). Долгосрочная эволюция (LTE) представляет собой предстоящую версию UMTS, которая использует E-UTRA. UTRA, E-UTRA, GSM, UMTS и LTE описаны в документах организации, названной «Проект партнерства по созданию системы 3-го поколения» (3GPP). cdma2000 описана в документах организации, названной «Проект 2 партнерства по созданию системы 3-го поколения». Эти различные радиотехнологии и стандарты известны в технике. Для ясности, некоторые аспекты вышеупомянутых способов могут описываться ниже в контексте мультиплексирования пилот-сигнала по восходящей линии связи, когда оно применяется в LTE, и, как результат, терминология 3GPP может использоваться в большинстве описаний ниже, где это подходит.

Адаптивная антенная решетка и составные метрики для оптимизации весовых коэффициентов сигнала, используемых для подавления сигнала в среде ретранслятора:

Использование антенной решетки с подавителем и с «составной» метрикой, выведенной из других метрик, доступных в системе, используемых для улучшения или даже оптимизации установочных параметров взвешивания решетки, обеспечивается описанными в данном документе системами и способами. Конкретные используемые метрики могут включать в себя Ec/Io, отношение сигнал-шум (SNR), индикацию интенсивности принимаемого сигнала (RSSI), коррелированную мощность и характерные, относящиеся к развязке метрики, связанные с работой ретранслятора. Вычислением других метрик можно вывести одну или несколько метрик, используя адаптивную антенную решетку с подавителем. В иллюстративной реализации может использоваться адаптивный алгоритм наискорейшего спуска вместе с метрикой корреляции после подавления в качестве первичного компонента метрики, минимизируемой в решетке. Таким образом, весовые коэффициенты решетки могут быть оптимизированы просматриванием «через» подавитель, поэтому могут совместно оптимизироваться весовые коэффициенты подавления и решетки.

Объединяя «метрику остаточной утечки» (например, метрику корреляции после подавления) с другими метриками, такими как «составная развязка», RSSI, SNR или Ec/Io, на результаты адаптации антенной решетки можно оказывать влияние при совместной адаптации решетки с подавителем для достижения заданных целей. Преимущество, которое может быть реализовано при использовании подхода с составной метрикой, заключается в устранении помех от других базовых станций. Другим преимуществом является повышение уровня принимаемого сигнала, когда присутствуют низкие уровни сигнала. Опять же, работа банка фильтров может выполняться на побиновой основе. Результаты вычислений весовых коэффициентов могут объединяться или усредняться по поднабору частотных бинов, если требуется согласование поведения этих наборов бинов. Одним таким случаем является тот, когда может требоваться усреднение наборов заданных весовых коэффициентов антенны в частотных бинах вместе с генерированием единственного совместного результата, и совместно используемый результат будет по индивидуальной несущей CDMA или W-CDMA.

Альтернативой усреднению весовых коэффициентов по выбранным бинам, охватывающим заданную несущую, для которой применяется новая метрика, является получение компонента «совместной метрики», который обеспечивает такую же обратную связь, получаемую для общих частотных бинов. Примером этого будет выполнение корреляции сигнала, представленного этими частотными бинами, охватывающими, например, несущую cdma2000 или W-CDMA. Общим компонентом метрики может быть энергия коррелированного пилотного канала (Ес) или отношение коррелированной энергии Ес пилот-сигнала к некоррелированной энергии (Io). Это отношение известно как Ec/Io и представляет собой индикацию качества сигнала от заданной базовой станции. Эта метрика используется в большинстве систем CDMA. В системах, основанных на мультиплексировании с ортогональным частотным разделением (OFDM), может использоваться энергия несущей пилот-сигнала или величина вектора ошибки (EVM) пилот-сигнала или величина вектора ошибки в качестве представления качества сигнала.

В иллюстративной реализации, в случае подхода без банка фильтров, после подавления сигнала утечки полезный сигнал может преобразовываться с понижением частоты цифровым образом, фильтроваться и подаваться на коррелятор. В данной реализации компонент «совместной метрики» будет обязательно присутствовать в процессе.

В другой иллюстративной реализации могут собираться заданные частотные бины, представляющие полезный сигнал, и может выполняться обратное FFT (после этапа подавления), меньшего размера, чем исходное FFT, для получения временных выборок для использования с коррелятором. В данной реализации компонент «совместной метрики» будет также обязательно присутствовать в процессе.

В другой иллюстративной реализации может выполняться новый тип процесса корреляции по каждому из индивидуальных частотных бинов, представляющих требуемую несущую. В качестве иллюстрации, FFT последовательности, используемой для выполнения корреляции «по группам» или основанной на всей несущей, может выполняться, но коррелируя каждый бин индивидуально, основываясь на каждом связанном бине из этого нового FFT. Результатом могут быть индивидуальные коррелированные мощности или измерения «Ес». При этой реализации результаты корреляции могут использоваться индивидуально или суммироваться вместе для общего результата для компонента совместной метрики.

В иллюстративных реализациях Io (помеха) получается посредством смещения коррелятора относительно требуемой центровки Pn для получения минимального уровня шума взаимной корреляции.

В качестве иллюстрации, весовые коэффициенты антенны на восходящей линии связи, основанные на установочных параметрах, связанных с весовыми коэффициентами антенны на нисходящей линии связи на базовую станцию, могут рассматриваться как часть процессов вычисления метрики. Если решетка управляется на основе попытки устранить помеху от соседней соты, может оказываться влияние на выбор весовых коэффициентов. Чтобы выполнить данное рабочее ограничение, в иллюстративной реализации весовые коэффициенты передачи восходящей линии связи (от ретранслятора на базовую станцию) могут устанавливаться такими же, что и весовые коэффициенты приема нисходящей линии связи. Это было бы разумным подходом, когда доминирует член Ec/Io на нисходящей линии связи.

Кроме того, когда является достаточным член развязки на восходящей линии связи, весовые коэффициенты, используемые для максимизирования Ec/Io нисходящей линии связи, могут использоваться на восходящей линии связи. В иллюстративной реализации, где решетка нисходящей линии связи представляет собой цифровой формирователь луча, определение весовых коэффициентов для максимизирования Ec/Io может достигаться независимо от того, какие весовые коэффициенты фактически применяются к сигналам нисходящей линии связи.

Примерный ретранслятор:

Фиг.1 иллюстрирует примерный корпус для иллюстративного ретранслятора согласно различным аспектам, описанным в данном документе. Конфигурация дипольной антенны с двумя лепестками вместе с электроникой ретранслятора может рационально размещаться в компактном корпусе 100, как показано на фиг.1. Конструкция корпуса 100 может быть такой, что он может быть интуитивно ориентирован по меньшей мере одним способом из двух; однако инструкции могут направлять пользователя в связи с размещением корпуса для максимизирования приема сигнала. В примерной конфигурации дипольной антенны с двумя лепестками заземленный экран 113, объединенный с печатной платой (PCB) для электроники ретранслятора, может быть размещен между двумя патч-антеннами 114 и 115 и параллельно им, используя, например, элементы 120 жесткости. Ограждение 112 развязки может применяться для улучшения развязки во многих случаях.

Каждая из патч-антенн 114 и 115 может располагаться, например, параллельно заземленному экрану 113 и может быть отпечатана на монтажной плате или т.п., может быть выполнена из штампованной металлической детали, встроенной в пластмассовый корпус, или может быть изготовлена другим образом. Плоский участок PCB, связанный с заземленным экраном 113, может включать в себя дипольную антенну 111, выполненную, например, в виде встроенного отпечатка на PCB. Обычно патч-антенны 114 и 115 являются вертикально поляризованными, а дипольная антенна 111 горизонтально поляризована, хотя могут использоваться другие варианты осуществления.

Комбинация неперекрывающихся диаграмм направленности антенн и противоположных поляризаций может использоваться для достижения приблизительно развязки в 40 дБ между приемными и передающими антеннами в антенне с двумя диполями и двумя лепестками. В частности, один из передатчика и приемника использует одну из двух двойных коммутируемых патч-антенн, имеющих вертикальную поляризацию для связи с точкой доступа, тогда как другой из передатчика и приемника использует дипольную антенну, имеющую горизонтальную поляризацию. Этот подход является особенно подходящим, когда ретранслятор предназначается для транслирования сетевых сигналов внутри помещения клиентам внутри помещения. В данном случае диаграмма направленности антенн, передающих к клиентам, обычно должна быть в основном всенаправленной, требуя использования двойных дипольных антенн, так как направление на клиентов неизвестно.

Фиг.2 изображает иллюстративную блок-схему примерного потока сигналов в иллюстративной среде 200 ретранслятора. Как показано, слабый принимаемый сигнал (полезный принимаемый сигнал) 220 может приниматься антенным элементом 210 и может служить в качестве входного сигнала на компонент 205 усиления и задержки. Компонент 205 усиления и задержки может обрабатывать слабый принимаемый сигнал 220 для получения сильного сигнала 230 в качестве выходного сигнала с антенного элемента 215. Кроме того, утечка сигнала передачи в приемник 225 также может служить в качестве входного сигнала для усиления и задержки 205 на антенном элементе 210 для использования при обработке слабого принимаемого сигнала 220 для генерирования сильного сигнала 230. Сигнал утечки передачи в приемник 225 может генерироваться контуром подавления обратной связи (не показан), операционно связанным с антенными элементами 210 и 215. Т.е. контур подавления обратной связи генерирует сигнал, передаваемый ретранслятором, некоторая часть которого принимается приемником 225 в виде сигнала утечки передачи.

Фиг.3 иллюстрирует взаимодействие антенных элементов примерной среды 300 ретранслятора. Примерная среда 300 ретранслятора содержит печатную плату 330, которая включает в себя дипольные антенны 305 и 320 и дополнительно включает в себя патч-антенны 310 и 315. В иллюстративной реализации комбинация дипольной/патч-антенны может достигать выбранной развязки между каналами передачи и приема, чтобы учитывать использование требуемого подавления обратной связи. Конфигурация антенны по фиг.3 представляет собой пример конфигурации антенных решеток, которые могут использоваться в других вариантах осуществления, описанных в данном документе.

Фиг.4 иллюстрирует одну сторону другой конфигурации антенны для использования при обеспечении выбранной развязки для примерного ретранслятора. Конфигурация 400 антенны содержит плату 405 PCB, имеющую одну или несколько патч-антенн 410 и 415, установленных на ней. Отмечается, что обычно имеется идентичное количество антенных излучателей на противоположной стороне PCB и ориентированных обычно с противоположной или предпочтительной поляризацией по сравнению с поляризацией антенн 410 и 415, так что достигается достаточная или даже максимальная величина развязки между антеннами на противоположных сторонах PCB. В иллюстративной реализации плата 405 PCB может содержать одну или несколько патч-антенн 410 и 415 в различных конфигурациях и иметь более одной пары патч-антенн, а также нечетное количество соответствующих патч-антенн, которые составляют их надмножество. Конфигурация 400 антенны, при использовании патч-антенн 410 и 415 вместе с аналогичным количеством антенн на противоположной стороне PCB, может обеспечивать выбранную развязку между каналом передачи и приема (например, каналы передачи операционно связаны с одной или несколькими патч-антеннами, и каналы приема операционно связаны с одной или несколькими патч-антеннами), чтобы взаимодействовать с развязкой и усилением, обеспечиваемыми примерным взаимодействующим контуром подавления обратной связи (например, контур подавления обратной связи операционно подсоединен к антенной решетке). Конфигурация по фиг.4 изображает другой пример антенных решеток, которые могут использоваться в вариантах осуществления, описанных в данном документе.

Фиг.5 изображает примерную среду 500 ретранслятора, выполненную с возможностью выполнения приведения в определенное состояние и усиления сигнала, используя одну или несколько антенных решеток. Примерная среда 500 ретранслятора содержит первую антенную решетку 505, имеющую антенные элементы 510 и 515, вторую антенную решетку, имеющую антенные элементы 530 и 535, схему 545 обработки, содержащую схему 520 с множеством приемопередатчиков и контроллер 525. Антенные решетки 505 и 540 могут действовать совместно со схемой 520 с множеством приемопередатчиков, которая действует совместно с контроллером 525 как часть операций примерной среды 500 ретранслятора. Сигналы могут приниматься антенными решетками 505 и 540 и подаваться на схему 545 обработки для приведения в определенное состояние и обработки сигнала и затем подаваться обратно на антенные решетки 505 и 540 для установления связи с одним или несколькими взаимодействующими компонентами (например, базовой станцией сети беспроводной связи CDMA).

В иллюстративной реализации антенные решетки 505 и 540 могут содержать дополнительные антенные элементы, необходимые для выполнения способа(ов), описанного(ых) ниже, для достижения адаптивного подавления обратной связи, реализуемого посредством совместного действия одной или нескольких антенных решеток и применения одной или нескольких метрик, таких как один или несколько результатов корреляции. Кроме того, количество и конфигурация антенных решеток, описанных в данном документе, являются просто иллюстративными, так как описанные в данном документе системы и способы рассматривают использование изменяющегося количества антенных решеток, имеющих изменяющиеся конфигурации и содержащие изменяющееся количество антенных элементов.

Фиг.6 иллюстрирует взаимодействие примерной среды 600 ретранслятора. Примерная среда 600 ретранслятора содержит схему 620 обработки, содержащую антенную решетку 645, содержащую первую антенну 625 и четвертую антенну 640, экранированный элемент 630 с множеством приемопередатчиков и антенную решетку 650, содержащую второй антенный элемент 660 и третий антенный элемент 655. Сигналы 610 нисходящей линии связи, порождаемые первой сетью 605, могут обрабатываться схемой 620 обработки для генерирования транслируемых сигналов 665 нисходящей линии связи для передачи на вторую сеть 675, и сигналы восходящей линии связи, порождаемые второй сетью 675, могут обрабатываться схемой 620 обработки для генерирования транслируемых сигналов 615 восходящей линии связи для передачи на первую сеть 605. Конфигурация и ориентация антенных решеток 645 и 650 способствуют выбранной развязке не приведенных в определенное состояние сигналов восходящей линии связи и нисходящей линии связи, подаваемых на схему 620 обработки, и способствуют требуемому усилению и увеличению таких сигналов.

В альтернативной реализации примерная среда 600 ретранслятора может содержать дополнительные антенные элементы, необходимые для выполнения способа (способов), как описано в данном документе, для достижения адаптивного подавления обратной связи, реализуемого совместным действием одной или нескольких антенных решеток и применения коррелированной метрики. Кроме того, понятно, что количество и конфигурация антенных решеток, описанных в данном документе, являются просто иллюстративными, так как описанные в данном документе системы и способы рассматривают использование изменяющегося количества антенных решеток, имеющих изменяющиеся конфигурации и содержащие изменяющееся количество антенных элементов.

Фиг.7 представляет собой блок-схему четырехантенного устройства 700 с множеством приемопередатчиков, выполненного с возможностью работы в многочисленных полосах частот согласно различным иллюстративным реализациям. Данное устройство 700 может свободно передавать сигналы по двум разным полосам частот, используя изменяемую конфигурацию доступных антенн.

Как показано на фиг.7, устройство 700 может включать в себя экранированный элемент 701 с множеством приемопередатчиков, имеющий первую сторону 710 и вторую сторону 712. Экранированный элемент 701 с множеством приемопередатчиков включает в себя приемопередатчики 732 и 748 первой полосы частот, схему 734 основной полосы частот первой полосы частот, приемопередатчики 750 и 754 второй полосы частот, схему 752 основной полосы частот второй полосы частот, дуплексеры 724, 726, 728, 730, 738, 740, 744 и 746; диплексеры 720, 722, 736 и 742, первая сторона 710 включает в себя антенны 706 и 708; и вторая сторона 712 включает в себя антенны 714 и 716. Хотя и не показано, устройство 700 включает в себя по меньшей мере один элемент электромагнитной развязки, как описано выше, обеспечивающий электромагнитную (ЭМ) развязку между антеннами 706 и 708 на первой стороне 710 и антеннами 714 и 716 на второй стороне 712.

В качестве иллюстрации, антенна 706 может посылать или принимать сигналы 702; антенна 708 может посылать или принимать сигналы 704; антенна 714 может посылать или принимать сигналы 756; и антенна 716 может посылать или принимать сигналы 718. Эти антенны 706, 708, 714 и 716 могут быть плоскими (например, патч) антеннами или любых других требуемых типов антенн, которые могут быть эффективно развязанными друг от друга.

Приемопередатчик 732 первой полосы частот подсоединен к антеннам 706 и 708 через дуплексеры 724, 726, 728 и 730 и диплексеры 720 и 722 для посылки или приема данных через антенны 706 и 708. Приемопередатчик 748 первой полосы частот подсоединен к антеннам 714 и 742 через дуплексеры 738, 740, 744 и 746 и диплексеры 736 и 742 для посылки или приема данных через антенны 714 и 716. Схема 734 основной полосы частот первой полосы частот подсоединена между приемопередатчиком 732 первой полосы частот и приемопередатчиком 748 первой полосы частот для обеспечения связи между этими двумя схемами.

Приемопередатчик 750 второй полосы частот подсоединен к антеннам 706 и 708 через дуплексеры 728 и 730 и диплексеры 720 и 722 для посылки или приема данных через антенны 706 и 708. Приемопередатчик 754 второй полосы частот подсоединен к антеннам 714 и 716 через дуплексеры 738 и 740 и диплексеры 736 и 742 для посылки или приема данных через антенны 714 и 716. Схема 752 основной полосы частот второй полосы частот подсоединена между приемопередатчиком 750 второй полосы частот и приемопередатчиком 754 второй полосы частот для обеспечения связи между этими двумя схемами.

Диплексеры 720, 722 подсоединены между антеннами 706 и 708 и дуплексерами 724, 726, 728 и 730. Они иллюстративно работают для определения, какие сигналы будут проходить между антеннами 706 и 708 и приемопередатчиком 732 первой полосы частот и между антеннами 706 и 708 и приемопередатчиком 750 второй полосы частот.

Диплексеры 720, 722 выполнены с возможностью разделения сигналов, основываясь на частоте, пропуская сигналы первой полосы частот на дуплексеры 724 и 726 и от них и пропуская сигналы второй полосы частот на дуплексеры 728 и 730 и от них.

Дуплексеры 726, 728 подсоединены между диплексерами 720, 722 и приемопередатчиком 732 первой полосы частот; и дуплексеры 728, 730 подсоединены между диплексерами 720, 722 и приемопередатчиком 750 второй полосы частот. Эти дуплексеры 724, 726, 728, 730 служат для маршрутизации сигналов со слегка отличающимися частотами в первой или второй полосе частот, соответственно, чтобы надлежащим образом направлять передаваемые или принимаемые сигналы между приемопередатчиками 732 и 750 первой и второй полосы частот и диплексерами 720, 722.

Диплексеры 736, 742 подсоединены между антеннами 714 и 716 и дуплексерами 738, 740, 744 и 746. Они работают, например, для определения, какие сигналы будут проходить между антеннами 714 и 716 и приемопередатчиком 748 первой полосы частот и между антеннами 714 и 716 и приемопередатчиком 754 второй полосы частот.

Диплексеры 736, 742 выполнены с возможностью разделения сигналов, основываясь на частоте, пропуская сигналы второй полосы частот на дуплексеры 738 и 740 и от них и пропуская сигналы первой полосы частот на дуплексеры 744 и 746 и от них.

Дуплексеры 738, 740 подсоединены между диплексерами 736, 742 и приемопередатчиком 754 второй полосы частот; и дуплексеры 744, 746 подсоединены между диплексерами 736, 742 и приемопередатчиком 748 первой полосы частот. Эти дуплексеры 738, 740, 744, 746 служат для направления сигналов с незначительно отличающимися частотами в первой или второй полосе частот, соответственно, чтобы надлежащим образом направлять передаваемые или принимаемые сигналы между приемопередатчиками 748 и 754 первой и второй полосы частот и диплексерами 736, 742.

В альтернативных иллюстративных реализациях некоторые дуплексеры 724, 726, 728, 730, 738, 740, 744 и 746 или диплексеры 720, 722, 736 и 742 могут быть исключены, так как в некоторых вариантах осуществления могут быть запрещены некоторые перестановки полосы частот и антенны.

В других иллюстративных реализациях сигналы из разных полос частот могут специально назначаться некоторым ориентациям передачи. В некоторых вариантах осуществления выходы дуплексеров 724, 726, 728, 730, 738, 740, 744 и 746 могут непосредственно подсоединяться к антеннам 706, 708, 714 или 716. Например, первая полоса частот может назначаться на передачу/прием с использованием горизонтальной ориентации, и вторая полоса частот может назначаться на передачу/прием с использованием вертикальной ориентации.

Хотя вышеупомянутые иллюстративные реализации изображают использование только двух или четырех антенн вместе с двумя приемопередатчиками, это только в качестве примера. Также могут использоваться устройства с множеством антенн и множеством приемопередатчиков, использующие различное количество антенн или приемопередатчиков.

Кроме того, хотя вышеупомянутые иллюстративные реализации изображают антенны, которые отделены от PCB, альтернативные варианты осуществления могут формировать антенны непосредственно на противоположных сторонах PCB. В таких вариантах осуществления изолирующие слои в PCB могут формировать требуемые непроводящие опорные элементы для отделения антенн от заземленного экрана. Также, в таких вариантах осуществления приемопередатчики, вероятно, будут сформированы вне PCB и подсоединены к антеннам посредством монтажа на PCB. Этот вид интегрированной конструкции может обеспечивать более компактное устройство.

Фиг.8 иллюстрирует примерную среду 800 ретранслятора, выполненную с возможностью применения одной полосы частот FDD с цифровой системой подавления помех в соответствии с выполнением примерного способа (способов), описанного(ых) в данном документе. Как показано, примерная среда 800 ретранслятора содержит дуплексер 804, операционно подсоединенный к антенному элементу, выполненному с возможностью приема сигналов от базовой станции 802 и подачи входных сигналов на приемопередатчик 806, и действует для приема сигналов для обработки от приемопередатчика 806. Кроме того, примерная среда ретранслятора содержит цифровой компонент 808 основной полосы частот ретранслятора, операционно подсоединенный к приемопередатчику 806 и приемопередатчику 810, который операционно подсоединен к дуплексеру 812. В иллюстративной реализации дуплексер операционно подсоединен к антенному элементу, который позволяет выполнять передачу сигналов на совместно действующий абонентский компонент 814 (например, мобильную микротелефонную трубку).

При иллюстративной работе, как показано линиями со стрелками, поступающие и передаваемые сигналы могут обрабатываться примерной средой 800 ретранслятора, например, примерным способом (способами) подавления обратной связи, описанным(ми) в данном документе.

Фиг.9 иллюстрирует примерную среду 900 ретранслятора, выполненную с возможностью применения одной полосы частот FDD с цифровой помехой и антенной решеткой в соответствии с выполнением примерного способа (способов), описанного(ых) в данном документе. Как показано, примерная среда 900 ретранслятора содержит дуплексеры 904, 906, 914 и 916, приемопередатчики 908 и 912 и основную полосу 910 частот цифрового ретранслятора. Дуплексеры 904, 906, 914 и 916 могут операционно подсоединяться к одному или нескольким антенным элементам, которые могут принимать/передавать сигналы с базовой станции 902 и абонентского компонента 918.

При иллюстративной работе, как показано линиями со стрелками, поступающие и передаваемые сигналы могут обрабатываться примерной средой 900 ретранслятора согласно примерному способу (способам) подавления обратной связи, описанному(ым) в данном документе.

Фиг.10 представляет собой блок-схему, изображающую взаимодействие примерных компонентов иллюстративной среды 1000 ретранслятора, выполненной с возможностью выполнения примерного способа (способов), описанного(ых) в данном документе. Фиг.10 изображает иллюстративную реализацию примерной среды 1000 ретранслятора, использующей вычисления взвешивающих коэффициентов и применение метрик как часть способа подавления контура обратной связи. Примерная среда 1000 ретранслятора действует для исполнения одного или нескольких бинов цифровых процессов приема и передачи, описываемых бином 1 1005, бином 2 1010, бином 3 1015 и до бина N 1020. Кроме того, входы и выходы бина цифрового процесса приема и передачи могут содержать модули 1025 и 1030 быстрого преобразования Фурье (FFT).

При иллюстративной работе сигналы могут поступать на антенный элемент 1035 для обработки средой 1000 ретранслятора. Принимаемый сигнал может обрабатываться в соответствии с модулем 1025 FFT одного или нескольких бинов бин 1 1005-бин N 1020 процессов приема и передачи, выходной сигнал которого может подаваться на вход умножителя 1038, компонента 1036 вычитания и компонента 1034 умножителя. Выходной сигнал компонента умножителя может служить в качестве входного сигнала для компонента 1032 сумматора для генерирования выбранных значений для использования в операциях банка фильтров. Выходной сигнал блока 1036 вычитания может служить в качестве входного сигнала для умножителя 1056, который принимает вычитаемый сигнал (например, вычитание выходного сигнала модуля 1025 FFT и модуля 1044 деления) и умножает на вычисленные весовые коэффициенты от блока 1054 весовых коэффициентов. Выходной сигнал умножителя 1056 может служить в качестве входного сигнала для умножителя 1060, выходной сигнал умножителя 1060 может служить в качестве входного сигнала для сумматора 1058, который генерирует выбранное значение для использования в операциях банка фильтров. Выходной сигнал умножителя 1054 также может служить в качестве входного сигнала для блока 1062 задержки, который может обеспечивать выбранную временную задержку для обрабатываемого сигнала в соответствии с одной или несколькими операциями банка фильтров.

Выходной сигнал блока 1062 задержки может служить в качестве входного сигнала для умножителя 1038, который умножает временную задержку на выходной сигнал модуля 1025 FFT. Выходной сигнал блока 1038 умножителя может служить в качестве входного сигнала для блока 1040 сумматора, причем выходной сигнал блока 1040 сумматора служит в качестве входного сигнала для блока 1042 умножителя, выполненного с возможностью умножения временной задержки от блока 1062 задержки на выходной сигнал блока 1040 сумматора. Выходной сигнал блока 1042 умножителя может служить в качестве входного сигнала для блока 1044 деления, который может делить выходной сигнал блока 1042 умножителя на выходной сигнал блока 1046 сумматора, выходной сигнал блока 1044 деления может служить в качестве входного сигнала для блока 1036 вычитания. Кроме того, как показано, выходной сигнал блока 1062 задержки может служить в качестве входного сигнала для умножителя 1050, который может умножать временную задержку от блока 1062 задержки на выходной сигнал блока 1036 вычитания. Выходной сигнал блока 1050 умножителя может служить в качестве входного сигнала блока 1052 сумматора, который генерирует выбранные значения для операций банка фильтров. Кроме того, выходной сигнал блока 1062 задержки может служить в качестве входного сигнала для умножителя 1048, который умножает выходной сигнал блока задержки на самого себя. Выходной сигнал блока 1048 умножителя может служить в качестве входного сигнала для блока 1046 сумматора, выходной сигнал блока 1046 сумматора может служить в качестве входного сигнала для блока 1044 деления. Кроме того, выходной сигнал блока 1056 умножителя может служить в качестве входного сигнала для блока 1030 FFT, который может выполнять одну или несколько операций обратного FFT. Выходной сигнал блока 1030 FFT может передаваться одному или нескольким совместно действующим компонентам (например, абонентскому модулю), используя антенный элемент 1040.

Фиг.11 представляет собой блок-схему, изображающую взаимодействие примерных компонентов и примерные тракты сигнала для выполнения описанных в данном документе примерных способов, выполняемых примерной средой 1100 ретранслятора. Сигнал может приниматься по меньшей мере одним из антенных элементов 1112 и 1116 и может обрабатываться модулями 1110 или 1114 FFT, соответственно. Кроме того, на выходе примерной среды 1100 ретранслятора антенные элементы 1176 и 1172 могут действовать совместно с модулями 1174 и 1170 FFT, соответственно. В иллюстративной реализации многочисленные антенные элементы 1112 и 1116 (а также 1176 и 1172) могут содержать адаптивную антенную решетку, выполненную с возможностью совместного действия с бинами бин 1 1102, бин 2 1104, бин 3 1106 и до бин N 1108 процессов приема и передачи. В качестве иллюстрации, бины процессов могут представлять параллельную обработку поступающего сигнала, используя подход с банком фильтров, так что широкополосный поступающий сигнал может разлагаться на один или несколько блоков с узкой полосой частот, которые обрабатываются в частотной области в соответствии с компонентами обработки, описываемыми в каждом из примерных бинов бин 1 1102, бин 2 1104, бин 3 1106 и до бин N 1008 обработки, и трактами сигнала между компонентами обработки, как показано линиями со стрелками.

В качестве иллюстрации компоненты обработки могут содержать блоки 1118, 1168, 1160 весовых коэффициентов; умножители 1120, 1130, 1124, 1132, 1140, 1144, 1146, 1152, 1154, 1164 и 1162; блоки 1128, 1134, 1148, 1142 и 1156 сумматора. Компоненты обработки дополнительно включают в себя блок 1138 деления, блок 1136 вычитания и блоки 1122 и 1158 сумматора. Иллюстративные компоненты обработки действуют совместно, как показано линией со стрелками, для выполнения одного или нескольких способов для исполнения подхода с банком фильтров, способствующего подавлению сигнала между компонентами передатчика и компонентами приемника примерной среды 1100 ретранслятора.

Фиг.12 представляет собой графическую диаграмму, изображающую взаимную корреляцию множества частотных бинов обработки приема и передачи (например, как изображено на фиг.10 и 11). Как показано на графической диаграмме 1200, утечка 1205 обратной связи образует пик относительно полезного сигнала 1210, представляя полезный сигнал, заглушенный сигналом утечки обратной связи (например, сигналом, просачивающимся со стороны передачи обратно на приемник примерного ретранслятора). В качестве иллюстрации мощность сигнала 1205 утечки обратной связи составляет около 50 дБ, где, как показано, полезный сигнал 1210 имеет уровень мощности 25 дБ. Разность между сигналом 1205 утечки обратной связи и полезным сигналом 1210 может оказывать существенное влияние на рабочие характеристики примерного ретранслятора.

Фиг.13 представляет собой графическую диаграмму, изображающую график коэффициента усиления рабочих характеристик, реализуемого посредством применения примерного подхода с банком фильтров при снижении влияния сигнала подавления обратной связи на примерную среду ретранслятора. Как показано, на графике 1300 удален сигнал утечки обратной связи, как показано окном 1310 «удалена утечка обратной связи». Кроме того, как показано, полезный сигнал 1320 имеет улучшение рабочих характеристик свыше 20 дБ с применением описанных в данном документе способов обработки подавлением обратной связи банком фильтров.

Фиг.14 представляет собой трехмерную графическую диаграмму, изображающую график обработки, выполняемой количеством N бинов обработки (ось Х), выполняемых параллельно. Как показано на графике 1400, входной сигнал 1410 может дискретно разлагаться на составные части и обрабатываться в параллельных бинах в соответствии с подходом с банком фильтров, описанным в данном документе. Разложенный на составные части сигнал (например, разбитый на дискретные узкие полосы частот) может коррелироваться (по оси Y), как показано на фиг.14, так что полезный сигнал 1410 может обрабатываться и поддерживаться для реализации улучшения рабочих характеристик (например, повышение мощности - ось Z).

Фиг.15 представляет собой блок-схему примерных уравнений 1510 и 1520, используемых при выполнении способа (способов), описанного(ых) в данном документе. Примерное уравнение 1510 может использоваться для вычисления развязки адаптивной антенной решетки, и примерное уравнение 1520 может использоваться для вычисления полной составной развязки, реализуемой посредством выполнения способа (способов), описанного(ых) в данном документе. В уравнении 1510 ISOАнтенна представляет собой развязку с выхода Тх на вход подавителя на блок на частотный бин. Pout представляет собой фактическую мощность, передаваемую в каждом бине, PCL представляет собой утечку перед подавлением, n равно текущему бину, i равно текущему бину. В уравнении 1520 ISOСоставной представляет собой полную развязку (развязка антенны плюс развязка подавителя), RL представляет собой остаточную утечку после подавления.

Фиг.16 представляет собой блок-схему примерной среды беспроводной связи, учитывающей формирование луча для примерного ретранслятора. Как показано, среда беспроводной связи содержит базовую станцию 1610, базовую станцию 120, среду 1630 ретранслятора постоянного проживания и диаграммы 1640 и 1650 направленности луча. Для возможности работы базовой станции 1610 и 1620 могут быть назначены многочисленные несущие. Т.е. базовая станция 1610 может иметь несущие F1, F2, …, Fn, передающиеся одновременно. Базовая станция 1620 также может иметь эти же несущие, передающие, если они находятся в пределах этой же сотовой сети. Если формирователь луча реализован с использованием подхода с банком фильтров, тогда многочисленные лучи могут направляться на каждую базовую станцию с разными частотами. Примерные выбранные алгоритмы управления направлением могут оптимизироваться на наибольшее Ес/Io для каждой несущей. Возможно, что, хотя базовая станция 1610 на PNl F1 имела наибольшее Ес/Io, и который оптимизирован посредством описанного в данном документе способа (способов) по базовой станции 1620, для F2 может быть, что базовая станция 1620 имеет лучшее Ес/Io для F2, и в этом случае луч для F2 будет направлен на базовую станцию 1620, и базовая станция 1610 будет иметь тенденцию к тому, чтобы иметь нуль, направленный на нее. Примечание: обычно каждая базовая станция имеет множество несущих, назначенных ей. Это значит, что базовая станция 1 имеет несущие F1, F2 … Fn, передающие одновременно. Базовая станция 2 также имеет эти же несущие, передающие, если они находятся в этой же сотовой сети для сотовой системы с повторным использованием частот, равным 1. Если формирователь луча реализован с использованием подхода с банком фильтров, тогда многочисленные лучи будут направляться на каждую базовую станцию с разными частотами. Алгоритмы направления оптимизируют на наибольшее Ес/Io для каждой несущей. Возможно, что, хотя базовая станция 1 на F1 PN1 имела наибольший Ес/Io, и что оно было оптимизировано по базовой станции 2, для F2 может быть, что базовая станция 2 имеет лучшее Ес/Io для F2 и, в этом случае, луч для F2 будет направлен на базовую станцию 2, и базовая станция 1 будет стремиться к тому, чтобы иметь нулевое или уменьшенное усиление, направленное к ней и на другие нежелательные сигналы.

Фиг.17 представляет собой блок-схему, изображающую примерную одну полосу частот FDD с параллельным демодулятором пилотного и служебного канала. Как показано, примерная среда 1700 ретранслятора содержит антенные элементы 1710 и 1720, дуплексеры 1715 и 1725, двойные преобразователи 1730 приема и понижения частоты, систему 1735 подавления помех, блоки весовых коэффициентов и умножители 1740 и 745, блок 1747 сумматора и демодуляторы 1750 пилотного и служебного каналов.

При иллюстративной работе сигнал может приниматься антенными элементами 1710 и 1720 для обработки дуплексерами 1715 и 1725, которые могут операционно дуплексировать сигналы от источников 1755 и 1760 преобразователей с повышением частоты передатчика. Выходные сигналы дуплексеров 1715 и 1725 обрабатываются двойными преобразователями 1730 с понижением частоты приемника для подавления системой 1735 подавления помех. Выходной сигнал системы 1735 подавления помех может операционно умножаться на весовые коэффициенты от блоков 1740 и 1745 весовых коэффициентов, которые затем могут суммироваться и обрабатываться демодуляторами 1750 пилотного и служебного каналов.

Фиг.18 представляет собой блок-схему, изображающую примерную одну полосу частот FDD с параллельным демодулятором пилотного и служебного каналов, использующим подход с банком фильтров для осуществления способа (способов), описанного(ых) в данном документе. Как показано, примерный ретранслятор 1800 содержит базовую станцию 1802, антенные элементы 1804 и 1806, дуплексеры 1808 и 1810, двойные преобразователи 1812 с понижением частоты приемника, действующий совместно источник 1814 двойного преобразователя с повышением частоты, действующий совместно источник 1816 двойного преобразователя с понижением частоты, блоки 1818 и 1820 быстрого преобразования Фурье, бины 1834 цифровых процессов приема и передачи, содержащие компоненты 1822 и 1826 весовых коэффициентов, умножители 1828, компонент 1830 сумматора, систему 1832 подавления помех, блок 1838 обратного FFT, демодуляторы 1840 пилотного и служебного каналов и выходной отвод 1836 для предоставления и приема инструкций от примерного цифрового процессора ретранслятора.

При иллюстративной работе сигналы, обеспечиваемые базовой станцией 1802, могут приниматься антенными элементами 1804 и 1806 (например, адаптивной антенной решеткой) для обработки дуплексерами 1808 и 1810. Дуплексер 1810 также может принимать сигналы от двойного преобразователя 1814 с повышением частоты передачи, и дуплексер 1808 может принимать сигналы от двойного преобразователя 1816 с повышением частоты передачи для дуплексных операций. Выходной сигнал дуплексеров 1808 и 1810 может служить в качестве входного сигнала для приемопередатчика 1812, выходной сигнал двойных преобразователей с понижением частоты приемника приемопередатчика может служить в качестве входного сигнала для модулей 1818 и 1820 FFT. Выходной сигнал модулей 1818 и 1820 FFT затем может умножаться на выбранные весовые коэффициенты, предоставляемые блоками 1822 и 1826 весовых коэффициентов, соответственно, и затем суммироваться в соответствии с блоком 1830 сумматора на побиновой основе (например, подход с банком фильтров), как показано бинами 1834. Выходной сигнал блока 1830 сумматора служит в качестве входного сигнала для системы 1832 подавления помех, который затем обрабатывается блоком 1838 FFT. Выходной сигнала блока 1838 FFT служит в качестве входного сигнала для демодуляторов 1840 пилотного и служебного канала. Кроме того, выходной сигнал системы 1832 подавления помех (ICS) может подаваться на цифровой процессор 1836 ретранслятора.

Фиг.19 изображает график 1905, который изображает иллюстративный сценарий, встречающийся в обычной сотовой среде. График 1905 изображает угол прихода (AoA) различных псевдошумовых (PN) сдвигов от различных базовых станций на F1 и относительную мощность каждого из этих сигналов при приеме стандартным диполем с усилением 2 дБи (по отношению к изотропному источнику) (диаграмма 1910 направленности дипольной антенны относительно угла, нанесенная на график). Стрелки 1920 с кончиком в виде треугольника представляют собой относительные мощности, принимаемые диполем, нанесенные на правую ось Y в дБ. Стрелки 1930 с кончиком в виде ромба представляют собой относительную мощность, принимаемую решеткой, имеющей зависимость коэффициента усиления от угла, показанную на графике. Это пример ретранслятора, помещенного в окно с углом 0-180°, обращенным наружу, и 180-360°, обращенным внутрь. Как можно видеть, PN, принимаемые с углом 180-360°, значительно меньше, так как они поступают через корпус от базовой станции, предположительно, с противоположной стороны корпуса. В данном примере примерный процессор ретранслятора операционно выполнил поиск и определил, что PN3 имел первоначально наибольшую мощность. С этого момента он оптимизировал Ec/Io у PN3, и результатом является нанесенная на график диаграмма 1915 направленности решетки. Как можно видеть, мощность сигнала, выбранного PN3, принятого решеткой, больше мощности сигнала, принимаемого диполем, посредством разности коэффициента усиления между двумя антеннами. Аналогично мощность наибольшего из других источников помех (другие PN-сдвиги) уменьшается, так что сигналы с треугольным кончиком имеет более высокий уровень, чем сигналы с ромбовидным кончиком. Таким образом, решетка улучшила полезный сигнал PN3 и уменьшила нежелательные PN относительно диполя.

Фиг.20 изображает график 2005, который изображает улучшение Ec/Io в зависимости от угла для этой конкретной направленности решетки для данного PN AoA 1210. Как можно видеть, Ec/Io на требуемом PN при 90 градусах AoA лучше 3 дБ. На общую величину улучшения может сильно влиять AoA PN.

Фиг.21 представляет собой блок-схему последовательности операций примерной обработки, выполняемой при использовании адаптивной решетки совместно с одной или несколькими составными метриками, как описано на фиг.22, 22А и 23. В иллюстративной реализации способ, изображенный на фиг.21, может описывать вычисление новых пространственных весовых коэффициентов, используя модифицированную метрику для использования при управлении направлением примерной антенной решеткой для достижения управления загрязнением пилот-сигнала, улучшения SNR или увеличенной развязки. Как показано, обработка начинается на этапе 2100, где набор временных рядов частотных бинов приема после подавления, или временных рядов сигналов приема после подавления, связанных с требуемым частотным каналом сигнала несущей, используется в корреляции со связанной PN-последовательностью пилот-сигнала с такой фазой PN-кода, что достигается максимальная корреляция для получения Ес. Обработка затем переходит на этап 2105, где множество временных рядов частотных бинов после подавления или временных рядов сигнала приема после подавления, связанного с требуемым частотным каналом сигнала несущей, используется в корреляции со связанной PN-последовательностью пилот-сигнала с такой фазой PN-кода, т.е. выбранным количеством выборок, смещенных от пиковой корреляции, так что средняя помеха измеряется как Io, например, который включал в себя сам сигнал в примерной метрике. Затем обработка переходит на этап 2110, где вычисленная Ес делится на Io для получения значений Ec/Io. Метрика корреляции остаточной утечки вычисляется на этапе 2115. Выборки N передатчиков, передающих N взвешенных сигналов передачи ретранслятора, затем используются на этапе 2120 для определения значения выходной мощности (например, Pout), которая может представляться суммой среднеквадратических величин сигналов решетки. Затем вычисляется метрика на этапе 2125, используя значения Ес, Io и Pout, представленные как M=Ec/Io+Pout(последний блок)-остаточная утечка(последний блок). С этого момента обработка переходит на этап 2130, где используется адаптивный алгоритм наискорейшего спуска (LMS, RLS или алгоритм возмущений) для модифицирования установочных параметров пространственных весовых коэффициентов для оптимизации метрики в одной адаптивной итерации контура, когда получаются новые весовые коэффициенты. Обработка затем возвращается обратно на этап 2100 и продолжается с этого блока.

Фиг.22 представляет собой блок-схему последовательности операций примерной обработки, выполняемой при применении банка фильтров при выполнении подавления обратной связи. Обработка начинается на этапе 2202, где сигналы утечки передатчика ретранслятора и полезные сигналы приема принимаются на М приемниках. Обработка затем переходит на этап 2204, где количество N_s выборок сохраняется в качестве количества М временных блоков приемника от приемников. Затем применяется дополнение нулями на этапе 2206, где NFFT-Ns нулей добавляются к Ns временным выборкам от приемников. Затем выполняется FFT по NFFT точкам над блоком приема с присоединенными нулями на этапе 2208. Массивы комплексных пространственных весовых коэффициентов длины NFFT (например, комплексные массивы М, 1xNFFT) применяются к NFFT бинам на М приемнике на этапе 2210. Обработка затем переходит на этап 2212, где взвешенные частотные бины приемника для приемника объединяются в составной взвешенный частотный бин приемника. Составной взвешенный частотный бин приемника обрабатывается параллельно блоком подавления утечки для получения частотного бина приемника после подавления на этапе 2214. Затем обработка переходит на этап 2216, где блок параллельного подавления утечки может вычислять обновленные значения для его индивидуального контура обратной связи, основываясь на одном или нескольких временных рядах составных взвешенных частотных бинов приемника, временных рядах частотных бинов приема после подавления и временных рядах задержанных частотных бинов передатчика. В качестве иллюстрации временная постоянная, связанная с обновлением значений обратной связи, может иллюстративно поддерживать временную постоянную Тс. В иллюстративной реализации вычисления обновленных значений, вычисленных блоком параллельного подавления утечки, могут выполняться посредством использования решения с минимальной среднеквадратической ошибкой (MMSE) с одним отводом, используя последовательные выборки от индивидуальных соответствующих частотных бинов для сигналов частотной области. Обработка продолжается на фиг.15А, как описано на этапе 2218.

Фиг.22А представляет собой блок-схему последовательности операций, описывающую продолжение обработки, описанной на фиг.22. Как показано, обработка переходит с этапа 2218 на фиг.22 на этап 2220 и продолжается дальше. С этапа 2220 обработка продолжается на этапе 2222, где блок умножителя коэффициентов АРУ и фильтрации основной полосы частот частотной области умножает набор NFFT коэффициентов на частотные бины приема после подавления для получения фильтрованных выходных частотных бинов АРУ. Затем обработка переходит на этап 2224, где блок вычисления автоматической регулировки усиления использовал одно или несколько из метрики частотного бина утечки перед корреляцией, метрики частотного бина корреляции остаточной утечки, мощности в частотном бине, метрики частотного бина выходной мощности и метрики границ развязки на частотный бин для выполнения вычисления автоматической регулировки усиления на побиновой основе, а также массив характеристики фильтра частотной области для получения массива обновленных коэффициентов АРУ и фильтра. Обработка переходит на этап 2226, где блок пространственного взвешивания вычисляет новые массивы комплексных пространственных весовых коэффициентов приемника и передатчика для М приемников и N передатчиков (массивы М, NFFT и массивы N, NFFT), основываясь на алгоритме LMS или другом адаптивном алгоритме, использующем частотные бины метрики корреляции остаточной утечки, работающие параллельно, и времени сходимости (например, больше 10-кратного Тс по каждому из индивидуальных бинов FFT). Блок пространственного взвешивания применяет массивы размерности N, NFFT комплексных пространственных весовых коэффициентов передатчика, соответственно, к N копиям фильтрованных выходных частотных бинов АРУ для получения N массивов взвешенных частотных бинов передачи на этапе 2228. Затем на этапе 2230 выполняется обратное FFT по NFFT точкам над N массивами взвешенных частотных бинов передачи для получения N рядов временной области. Затем обработка переходит на этап 2232, где выполняется процесс добавления перекрытия над каждым из N рядов временной области для получения N временных рядов передачи длины N_s каждый. N сигналов передачи ретранслятора, передаваемых на этапе 2234, затем принимаются на этапе 2236 на количестве М приемников для формирования М сигналов утечки передачи ретранслятора, суммируемых с М полезными сигналами приема.

Фиг.23 представляет собой блок-схему последовательности операций примерного способа, выполняемого примерной средой ретранслятора, использующей контур подавления обратной связи, адаптивно подсоединенный к антенной решетке, имеющей применяемую метрику для улучшения развязки. Как показано, обработка начинается на этапе 2300, где сигнал утечки передатчика ретранслятора и полезный принимаемый сигнал принимаются количеством М приемников. Дальше обработка переходит на этап 2305, где к М сигналам приемника применялись, соответственно, М комплексных пространственных весовых коэффициентов приема. Обработка переходит на этап 2310, где взвешенные сигналы приемника объединяются в составной взвешенный сигнал. Составной взвешенный сигнал обрабатывается блоком подавления утечки для получения сигнала приема после подавления на этапе 2315. На этапе 2320 блок подавления утечки вычисляет обновленные значения для своего контура обратной связи, основываясь на одном или нескольких из составного взвешенного сигнала, сигнала приема после подавления и задержанного сигнала передатчика. В иллюстративной реализации постоянная времени, связанная с обновлением значений обратной связи, может иметь, как считается, постоянную Тс времени. Линия задержки «первый на входе, первый на выходе» (FIFO) может затем обеспечивать выбранную временную задержку для сигнала утечки после подавления для использования при декорреляции сигнала утечки передачи из сигнала приема на этапе 2322. В качестве иллюстрации задержка FIFO может альтернативно обеспечиваться в качестве составной задержки, выводимой из работы примерного контура подавления обратной связи, работающего совместно с одним или несколькими совместно работающими компонентами ретранслятора, содержащими компонент фильтра, компонент автоматической регулировки усиления и другие компоненты, обеспечивающими полезные операции в процессе ретрансляции, так что обработка, выполняемая одним или несколькими из этих просуммированных компонентов, обеспечивает достаточную временную задержку, так что при повторной передаче сигнала задержка гарантирует декорреляцию между сигналом утечки передатчика и сигналом приема в требуемых антенных элементах. Как правило, эта составная задержка представляет собой кратное обратной величины полосы пропускания ретранслируемых сигналов.

Блок фильтрации основной полосы частот фильтрует сигнал приема после подавления, получая фильтрованный принимаемый сигнал после подавления на этапе 2325. На этапе 2330 блок автоматической регулировки усиления использует одно или несколько из метрики утечки предварительной корреляции, метрики корреляции остаточной утечки, входной мощности, выходной мощности и границ развязки для выполнения автоматической регулировки усиления фильтрованного сигнала приема после подавления для получения выходного сигнала автоматической регулировки усиления. Затем обработка переходит на этап 2340, где блок пространственного взвешивания применяет N комплексных пространственных весовых коэффициентов передатчика, соответственно, к N копиям выходного сигнала автоматической регулировки усиления (АРУ). N взвешенных сигналов передачи ретранслятора затем передаются посредством N передатчиков на каждый из М приемников на этапе 2345 и принимаются ими на этапе 2350, формируя М сигналов утечки передачи ретранслятора, и суммируются с М полезными сигналами приема для получения операций подавления обратной связи.

Фиг.24 иллюстрирует систему 2400, которая способствует подавлению контура обратной связи в среде ретранслятора. Система включает в себя модуль 2410 для получения значений Ес, используя доступные метрики корреляции; модуль 2420 для измерения Io; модуль 2420 для измерения Io; модуль 2430 для обработки Ес и Io для получения Ec/Io; модуль 2440 для вычисления метрики остаточной утечки; модуль 2450 для определения суммы среднеквадратических величин решетки (Pout); модуль 2460 для вычисления метрики, определяемой уравнением M=Ec/Io+Pout (последний блок); и модуль 2470 для применения адаптивного алгоритма наискорейшего спуска для модифицирования установочных параметров пространственных весовых коэффициентов для оптимизации составной метрики.

Системы и способы для эффективного представления знаний, описанных в данном документе систем и способов, также могут применяться к контексту разрешения данных в памяти у одного и того же провайдера. В таком контексте данные в памяти могут не поддерживаться физическим хранилищем, например, они могут использоваться в решателе графов на центральном процессоре (CPU) для синхронизации узлов. Описанные в данном документе системы и способы также могут применяться в контексте графов сцены, особенно когда они становятся более распределенными по многоядерным архитектурам, и вычисления записываются непосредственно в структуру данных в памяти, такую как объемная текстура.

Существует множество путей реализации настоящих систем и способов, описанных в данном документе, например, соответствующий интерфейс прикладного программирования (API), набор инструментальных средств, код драйвера, операционная система, объект программного обеспечения управления, автономный или загружаемый объект программного обеспечения и т.д., которые позволяют приложениям и службам использовать системы и способы для представления и обмена знаниями согласно описанным в данном документе системам и способам. Описанные в данном документе системы и способы рассматривают использование описанных в данном документе систем и способов с точки зрения API (или другого объекта программного обеспечения), а также объекта программных или аппаратных средств, который выполняет обмен знаниями в соответствии с описанными в данном документе системами и способами. Таким образом, различные реализации описанных в данном документе систем и способов могут иметь аспекты, которые полностью состоят из аппаратных средств, частично из аппаратных и частично из программных средств, а также из программных средств.

Слово «примерный» используется в данном документе для того, чтобы означать «служащий в качестве примера, экземпляра или иллюстрации». Для исключения сомнения, описанный в данном документе предмет изобретения не ограничивается такими примерами. Кроме того, любой аспект или разработка, описанные в данном документе в качестве «примерных», необязательно должны толковаться как предпочтительные или выгодные относительно других аспектов или разработок, они также не предполагают исключение эквивалентных примерных структур и способов, известных специалисту в данной области техники. Кроме того, насколько термины «включает в себя», «имеет», «содержит» и другие подобные слова используются или в подробном описании, или в формуле изобретения, для исключения сомнения, такие термины, как предполагается, являются включающими подобно термину «содержащий» в качестве слова открытого перехода без исключения любых дополнительных или других элементов.

Как упомянуто выше, хотя примерные варианты осуществления описанных в данном документе систем и способов были описаны в связи с различными вычислительными устройствами и сетевыми архитектурами, лежащие в основе принципы могут быть применены к любому вычислительном устройству или системе, в которых желательно синхронизировать данные с другим вычислительным устройством или системой. Например, процессы синхронизации описанных в данном документе систем и способов могут применяться к операционной системе вычислительного устройства, предусмотренной в качестве отдельного объекта на устройстве, в качестве части другого объекта, в качестве повторно используемого управления, в качестве загружаемого с сервера объекта, в качестве «посредника» между устройством или объектом и сетью, в качестве распределенного объекта, в качестве аппаратных средств, в памяти, объединения любых из вышеприведенных и т.д.

Как упомянуто, различные способы, описанные в данном документе, могут быть реализованы в связи с аппаратными или программными средствами или, где это необходимо, с объединением обоих. Как используется в данном документе, термины «компонент», «система» и подобные им предназначены аналогичным образом для ссылки на относящуюся к компьютеру сущность, или аппаратную, или объединение аппаратных и программных, или программную, или программную при исполнении. Например, компонентом может быть, но не ограничиваясь ими, процесс, выполняющийся на процессоре, процессор, объект, исполняемый файл, поток управления, программа и/или компьютер. В качестве иллюстрации, как приложение, выполняющееся на компьютере, так и компьютер могут быть компонентом. Один или несколько компонентов могут находиться в процессе и/или потоке управления, и компонент может быть локализован на одном компьютере и/или распределен между двумя или более компьютерами.

Таким образом, способы и устройство описанных в данном документе систем и способов, или некоторые аспекты или их части, могут принимать вид программного кода (т.е. инструкций), воплощенных на материальных носителях, таких как дискеты, компакт-диски, накопители на жестких дисках или любой другой машиночитаемый носитель данных, причем, когда программный код загружается в машину и исполняется ею, такую как компьютер, машина становится устройством для осуществления на практике описанных в данном документе систем и способов. В случае исполнения программного кода на программируемых компьютерах, вычислительное устройство, как правило, включает в себя процессор, носитель данных, считываемый процессором (включая в себя энергозависимую и энергонезависимую память и/или запоминающие элементы), по меньшей мере одно устройство ввода и по меньшей мере одно устройство вывода. Одна или несколько программ, которые могут реализовать или использовать службы и/или процессы синхронизации описанных в данном документе систем и способов, например, посредством использования API обработки данных, повторно используемых элементов управления или т.п., предпочтительно реализуются на процедурном или объектно-ориентированном языке программирования высокого уровня для связи с компьютерной системой. Однако программа (программы) может быть реализована на языке ассемблера или на машинном языке, если требуется. В любом случае языком может быть транслируемый или интерпретируемый язык и объединенный с аппаратными реализациями.

Способы и устройство описанных в данном документе систем и способов также могут быть осуществлены на практике посредством связи, воплощенной в виде программного кода, который передается по некоторым средам передачи, таким как по электрическим проводам или кабелям, по волоконной оптике или посредством любого другого вида передачи, причем, когда программный код принимается и загружается в машину и исполняется ею, например, СППЗУ, вентильную матрицу, программируемое логическое устройство (PLD), клиентский компьютер и т.п., машина становится устройством для осуществления на практике описанных в данном документе систем и способов. При реализации на процессоре общего назначения программный код объединяется с процессором для обеспечения уникального устройства, которое работает для осуществления функциональной возможности описанных в данном документе систем и способов. Кроме того, любой способ хранения, используемый в связи с описанными в данном документе системами и способами, может быть, без исключения, объединением аппаратных и программных средств.

Кроме того, раскрытый предмет изобретения может быть реализован в виде системы, способа, устройства или изделия, используя стандартные способы программирования и/или конструирования для получения программных, аппаратно-программных, аппаратных средств или любого их объединения для управления основанном на компьютере или процессоре устройством для реализации аспектов, подробно изложенных в данном документе. Термин «изделие» (или альтернативно «компьютерный программный продукт»), где используется в данном документе, как предполагается, охватывает компьютерную программу, доступную с любого машиночитаемого устройства, несущей или носителя. Например, машиночитаемые носители могут включать в себя, но не ограничиваются ими, магнитные запоминающие устройства (например, жесткий диск, дискета, магнитные полоски …), оптические диски (например, компакт-диск (CD), цифровой многофункциональный диск (DVD) …), смарт-карты и устройства флэш-памяти (например, карты, «флэшки»). Кроме того, известно, что несущая волна может применяться для переноса машиночитаемых электронных данных, таких как те, которые используются при передаче и приеме сообщений электронной почты или при доступе к сети, такой как Интернет или локальная сеть (LAN).

Вышеупомянутые системы были описаны в отношении взаимодействия между несколькими компонентами. Можно принять во внимание, что такие системы и компоненты могут включать в себя эти компоненты или заданные подкомпоненты, некоторые из заданных компонентов или подкомпонентов и/или дополнительные компоненты и в соответствии с различными перестановками и комбинациями вышеописанных. Подкомпоненты также могут быть реализованы в виде компонентов, соединенных с возможностью установления связи с другими компонентами, а не включенными в родительские компоненты (иерархически). Кроме того, необходимо отметить, что один или несколько компонентов могут быть объединены в единственный компонент, обеспечивающий совокупную функциональную возможность, или разделены на несколько отдельных подкомпонентов, и любой один или несколько средних уровней, таких как уровень управления, могут быть предусмотрены для соединения с возможностью установления связи с такими подкомпонентами, чтобы обеспечивать интегрированную функциональную возможность. Любые компоненты, описанные в данном документе, также могут взаимодействовать с одним или несколькими другими компонентами, не описанными конкретно в данном документе, но, как правило, известными специалисту в данной области техники.

Ввиду примерных систем, описанных выше, способы, которые могут быть реализованы в соответствии с раскрытым предметом изобретения, легче будет понять со ссылкой на блок-схемы последовательности операций на фиг.6. Хотя с целью упрощения объяснения способы показаны и описаны в виде ряда этапов, необходимо понять и оценить, что заявленный предмет изобретения не ограничивается порядком этапов, так как некоторые этапы могут происходить в других порядках и/или одновременно с другими этапами в отличие от того, что изображено и описано в данном документе. Где непоследовательная, или разветвляемая, последовательность операций изображается в виде блок-схемы последовательности операций, можно понять, что могут быть реализованы различные другие ответвления, пути последовательности операций и порядки этапов, которые достигают такой же или подобный результат. Кроме того, не все изображенные этапы могут потребоваться для реализации способов, описанных ниже.

Кроме того, как понятно, различные части описанных систем выше и способов ниже могут включать в себя или могут состоять из основанных на искусственном интеллекте, или знаниях, или правилах компонентов, подкомпонентов, процессов, средств, способов или механизмов (например, способы опорных векторов, нейронные сети, экспертные системы, Байесовские сети доверия, нечеткая логика, механизмы слияния данных, классификаторы). Такие компоненты, помимо прочего, могут автоматизировать некоторые механизмы или процессы, выполняемые ими, чтобы сделать части систем и способов более адаптивными, а также эффективными и интеллектуальными.

Хотя описанные в данном документе системы и способы были описаны в связи с предпочтительными вариантами осуществления различных фигур, необходимо понять, что другие подобные варианты осуществления могут использоваться, или модификации и дополнения могут быть сделаны к описанному варианту осуществления для выполнения этой же функции описанных в данном документе систем и способов без отступления от них. Например, хотя примерные сетевые среды описанных в данном документе систем и способов описываются в контексте сетевой среды, такой как одноранговая сетевая среда, для специалиста в данной области техники понятно, что описанные в данном документе системы и способы не ограничиваются ими, и что способы, описанные в настоящей заявке, могут применяться к любому вычислительному устройству или среде, таким как игровая консоль, карманный компьютер, портативный компьютер и т.д., как проводным, так и беспроводным, и может применяться к любому количеству таких вычислительных устройств, соединенных при помощи сети связи и взаимодействующих по сети. Кроме того, необходимо подчеркнуть, что рассматриваются многочисленные компьютерные платформы, включая операционные системы карманных устройств и другие ориентированные на приложение операционные системы, особенно потому, что количество беспроводных сетевых устройств продолжает быстро увеличиваться.

Хотя примерные варианты осуществления ссылаются на использование описанных в данном документе систем и способов в контексте конкретных конструкций языка программирования, описанные в данном документе системы и способы не ограничиваются таким образом, а скорее могут быть реализованы на любом языке для обеспечения способов представления и обмена знаниями для множества узлов согласно описанным в данном документе системам и способам. Кроме того, описанные в данном документе системы и способы могут быть реализованы во множестве кристаллов или устройств обработки или по их множеству, и сохранение может быть осуществлено аналогичным образом по множеству устройств. Поэтому, описанные в данном документе системы и способы не должны ограничиваться одним единственным вариантом осуществления, но скорее должны трактоваться по широте и объему согласно прилагаемой формуле изобретения.

Настоящее изобретение относится к области беспроводной связи. Ретранслятор использует контур подавления обратной связи, который адаптивно соединен с антенной решеткой, так что выбранная метрика может быть выведена посредством использования одной или нескольких выбранных метрик, содержащих выбранный банк фильтров, выполненный с возможностью обработки сигнала на побиновой основе, и выведенная метрика может применяться к объединению контура подавления обратной связи и антенной решетки для улучшения целостности и усиления сигнала, операций формирования луча и операций управления пилот-сигналом и управлением служебным каналом. Ретранслятор содержит передатчик, приемник, схему скорректированного контура подавления обратной связи, содержащую банк фильтров, причем контур подавления операционно соединен с антенной решеткой. Контур подавления обратной связи принимает сигналы в качестве входного сигнала от действующей совместно антенной решетки и обеспечивает выходные сигналы, такие как сигнал утечки обратной связи для совместного действия. Техническим результатом является повышение качества сигнала. 6 н. и 12 з.п. ф-лы, 24 ил.

1. Ретранслятор для сети беспроводной связи, выполненный с возможностью обеспечения подавления обратной связи, содержащий:
цифровой компонент основной полосы ретранслятора, конфигурированный для
выполнения вычислений для весовых коэффициентов, используемых ретранслятором, и генерирования составной метрики, получаемой из исполнения метрики одного или более из адаптивного алгоритма, формирования луча и подхода с банком фильтров; и
формирования измерения энергии пилот-сигнала с использованием одного или более значений ретранслятора, содержащих набор временных рядов одного или более частотных бинов приема после подавления или временных рядов сигнала приема после подавления, ассоциированного с полезным частотным каналом сигнала несущей,
измерения среднего значения помехи как корреляции одного или более значений ретранслятора, содержащих набор временных рядов одного или более частотных бинов приема после подавления или временных рядов сигнала приема после подавления, ассоциированного с полезным частотным каналом сигнала несущей, и значения взаимодействующего канала беспроводной связи для генерации среднего значения помехи, причем среднее значение помехи описывается как некоррелированная энергия канала беспроводной связи; и
адаптивную антенную решетку, взаимодействующую с цифровым компонентом основной полосы ретранслятора для приведения в определенное состояние сигналов как часть вычисления составной метрики.

2. Ретранслятор по п.1, дополнительно содержащий демодуляторы пилотного и служебного каналов для использования в одной или более операциях для обеспечения развязки сигнала и повышения качества одного или более из пилотного канала и служебного канала.

3. Ретранслятор по п.1, в котором вычисление подхода с банком фильтров содержит вычисления минимальной среднеквадратической ошибки (MMSE).

4. Ретранслятор по п.1, дополнительно содержащий один или более модулей быстрого преобразования Фурье (FFT), выполненных с возможностью преобразования входного сигнала ретранслятора из временной области в частотную область.

5. Ретранслятор по п.4, дополнительно содержащий один или более модулей FFT, выполненных с возможностью преобразования приведенного в определенное состояние сигнала частотной области, приведенного в определенное состояние в соответствии с одной или более операциями над рядами временной области.

6. Ретранслятор по п.1, причем ретранслятор представляет собой ретранслятор дуплекса с временным разделением и сеть беспроводной связи представляет собой одну из сети «Беспроводная точность» (Wi-Fi) и сети всемирной функциональной совместимости для микроволнового доступа (Wi-max).

7. Ретранслятор по п.1, причем ретранслятор представляет собой ретранслятор дуплекса с частотным разделением и сеть беспроводной связи представляет собой одну из сотовой сети, сети глобальной системы мобильной связи (GSM), сети множественного доступа с кодовым разделением (CDMA) и сети третьего поколения (3G).

8. Ретранслятор по п.1, в котором приемные и/или передающие антенны содержат одну или более из дипольных антенн и патч-антенн.

9. Ретранслятор по п.1, в котором вычисления банка фильтров выполняются посредством исполнения алгоритма линейной алгебры, содержащего алгоритм минимальной среднеквадратической ошибки (MMSE), алгоритм максимального отношения сигнал-шум и алгоритм наименьшей дисперсии с линейными ограничениями.

10. Способ обеспечения целостности сигнала в среде цифрового ретранслятора, содержащий:
выполнение измерений энергии пилот-сигнала с использованием доступных метрик корреляции, при этом измерение энергии пилот-сигнала содержит использование одного или более значений ретранслятора, содержащих набор временных рядов одного или более частотных бинов приема после подавления или временных рядов сигнала приема после подавления, ассоциированного с полезным частотным каналом сигнала несущей,
измерение значений некоррелированной энергии, которое содержит измерение среднего значения помехи как корреляции одного или более значений ретранслятора, содержащих набор временных рядов одного или более частотных бинов приема после подавления или временных рядов сигнала приема после подавления, ассоциированного с полезным частотным каналом сигнала несущей, и значения взаимодействующего канала беспроводной связи для генерации среднего значения помехи, причем среднее значение помехи описывается как некоррелированная энергия канала беспроводной связи;
вычисление метрики остаточной утечки;
определение полной передаваемой мощности от ретранслятора;
вычисление метрики, которая является функцией одного или более из измерений энергии пилот-сигнала, значений некоррелированной энергии, метрики остаточной утечки и выходной мощности ретранслятора для генерирования составной метрики; и
применение адаптивного алгоритма наискорейшего спуска для модифицирования установочных параметров пространственных весовых коэффициентов для оптимизации составной метрики.

11. Способ по п.10, дополнительно содержащий обработку выбранного количества переданных передатчиком взвешенных сигналов ретранслятора для определения передаваемой выходной мощности.

12. Способ по п.10, дополнительно содержащий суммирование среднеквадратических величин сигналов решетки для генерирования значения выходной мощности.

13. Способ по п.10, дополнительно содержащий повторение этапов способа по п.10 по входному сигналу.

14. Способ по п.10, дополнительно содержащий выбор числа, представляющего степень смещения между значением выбранного канала и пиковой корреляцией.

15. Машиночитаемый носитель, имеющий хранимые на нем исполняемые компьютером инструкции для выполнения по меньшей мере следующих действий:
выполнение измерений энергии пилот-сигнала с использованием одного или более значений ретранслятора, содержащих набор временных рядов одного или более частотных бинов приема после подавления или временных рядов сигнала приема после подавления, ассоциированного с полезным частотным каналом сигнала несущей;
измерение значений некоррелированной энергии, дополнительно содержащее измерение среднего значения помехи в качестве корреляции одного или более значений ретранслятора, содержащих набор временных рядов одного или более частотных бинов приема после подавления или временных рядов сигнала приема после подавления, ассоциированного с полезным частотным каналом сигнала несущей, и значения взаимодействующего канала беспроводной связи для генерирования среднего значения помехи, причем среднее значение помехи описывается как некоррелированная энергия канала беспроводной связи;
вычисление метрики остаточной утечки;
определение суммы среднеквадратических величин массива сигналов;
вычисление метрики, которая представляет собой функцию одного или более из измерений энергии пилот-сигнала, значений некоррелированной энергии, метрики остаточной утечки и выходной мощности ретранслятора для генерирования составной метрики; и
применение адаптивного алгоритма наискорейшего спуска для модифицирования установочных параметров пространственных весовых коэффициентов для оптимизации составной метрики.

16. Процессор, содержащий память, имеющую хранимые в ней исполняемые компьютером инструкции, вызывающие выполнение процессором по меньшей мере следующих действий:
выполнение измерений энергии пилот-сигнала с использованием доступных метрик корреляции на основе одного или более значений ретранслятора, содержащих набор временных рядов одного или более частотных бинов приема после подавления или временных рядов сигнала приема после подавления, ассоциированного с полезным частотным каналом сигнала несущей;
измерение значений некоррелированной энергии, содержащее измерение среднего значения помехи в качестве корреляции одного или более значений ретранслятора, содержащих набор временных рядов одного или более частотных бинов приема после подавления или временных рядов сигнала приема после подавления, ассоциированного с полезным частотным каналом сигнала несущей, и значения взаимодействующего канала беспроводной связи для генерирования среднего значения помехи, причем среднее значение помехи описывается как некоррелированная энергия канала беспроводной связи;
вычисление метрики остаточной утечки;
определение суммы среднеквадратических величин массива сигналов;
вычисление метрики, которая представляет собой функцию одного или более из измерений энергии пилот-сигнала, значений некоррелированной энергии, метрики остаточной утечки и выходной мощности ретранслятора, для генерирования составной метрики; и
применение адаптивного алгоритма наискорейшего спуска для модифицирования установочных параметров пространственных весовых коэффициентов для оптимизации составной метрики.

17. Система для подавления контура обратной связи в среде ретранслятора, содержащая:
средство приема сигнала утечки передатчика и сигнала приема на М приемниках;
средство выполнения FFT над блоком приема с дополненными М нулями от М приемников для получения М наборов частотных бинов;
средство применения М массивов комплексных пространственных весовых коэффициентов соответственно к М наборам частотных бинов;
средство объединения взвешенных частотных бинов в составной сигнал;
средство получения частотного бина приема после подавления;
средство применения обратного FFT к N массивам взвешенных частотных бинов передачи для получения N рядов временной области;
средство передачи N рядов временной области передачи и
средство приема N сигналов передачи ретранслятора на М приемниках для формирования М сигналов утечки передачи ретранслятора, суммируемых с М принятыми сигналами.

18. Способ подавления контура обратной связи в среде ретранслятора, содержащий:
прием сигнала утечки передатчика и сигнала приема на М приемниках;
выполнение FFT над блоком приема с дополненными М нулями от М приемников для получения М наборов частотных бинов;
применение М массивов комплексных пространственных весовых коэффициентов соответственно к М наборам частотных бинов;
объединение взвешенных частотных бинов в составной сигнал;
получение частотного бина приема после подавления;
применение обратного FFT к N массивам взвешенных частотных бинов передачи для получения N рядов временной области;
передачу N рядов временной области передачи и
прием N сигналов передачи ретранслятора на М приемниках для формирования М сигналов утечки передачи ретранслятора, суммируемых с М принятыми сигналами.