итерационная оценка канала и помех для ofdma с помощью выделенных пилотных тональных сигналов

Формула изобретения

1. Способ оценки канала и уровня помех беспроводной системы связи, причем способ содержит этапы, на которых

принимают множество символов данных, переданных по каналу;

принимают множество выделенных пилотных символов, расположенных между множеством символов данных и переданных по каналу, причем множество выделенных пилотных символов предназначено для передачи определенного для пользователя характерного признака;

назначают оценочное значение для уровня помехи;

определяют оценочное значение для канала, определяемое принятыми выделенными пилотными символами и в соответствии с оценочным значением уровня помехи;

изменяют оценочное значение уровня помехи в соответствии с оценочным значением канала и принятыми выделенными пилотными символами;

изменяют оценочное значение канала в соответствии с измененным оценочным значением уровня помехи;

повторяют этапы изменения до тех пор, пока измененные оценочные значения уровня помехи и канала не удовлетворят заранее заданным условиям; и

определяют второе оценочное значение канала, заданное принятыми символами данных и в соответствии с измененными оценочными значениями уровня помехи и канала и удовлетворяющее заранее заданным условиям.

2. Способ по п.1, в котором упомянутый способ применяется к символам, принятым по прямой линии связи беспроводной системы связи, которая является OFDMA-системой.

3. Способ по п.1, в котором упомянутый способ применяется к символам, принятым по обратной линии связи беспроводной системы связи, которая является OFDMA-системой.

4. Способ по п.1, в котором первое оценочное значение канала и второе оценочное значение канала задаются первым оценочным значением уровня помехи, как показано ниже

где R_pp, R _dd и R_dp являются элементами вектора R, который показан ниже:

где R является ковариационной матрицей канала Н, при этом R_pp имеет N_p ×N_p элементов, R_dp имеет N_d×N_p элементов и R_dd имеет N _d×N_d элементов, N _p представляет собой число переданных пилотных символов и N_d представляет собой число переданных символов данных, Е_р представляет собой энергию пилот-сигнала для каждого пилотного символа, и х является вектором принятых пилотных символов.

5. Способ по п.1, в котором первая оценка канала и второе оценочное значение канала задаются первым оценочным значением уровня помехи, как показано ниже

при этом , U является N_p×m унитарной матрицей собственных векторов, соответствующих ненулевым основным компонентам R_pp, и является m×m диагональной матрицей присоединенных ненулевых собственных значений, m является числовым рангом R _pp, R_pp=U U , R_pp, R_dd и R_dp являются элементами вектора R, который показан ниже

,

где R является ковариационной матрицей канала Н, R_pp имеет N_p×N _p элементов, R_dp имеет N _d×N_p элементов и R _dd имеет N_d×N _d элементов, N_p представляет собой число переданных пилотных символов и N_d представляет собой число переданных символов данных, Е _р представляет собой энергию пилот-сигнала для каждого пилотного символа, и х является вектором принятых пилотных символов.

6. Способ по п.5, в котором Np является большим, чем m.

7. Устройство для оценки канала и уровня помехи беспроводной системы связи, содержащее

первый модуль, выполненный с возможностью приема множества символов данных, переданных по каналу;

второй модуль, выполненный с возможностью приема множества выделенных пилотных символов, расположенных между множеством символов данных и переданных по каналу, причем множество выделенных пилотных символов предназначены для передачи определенного для пользователя характерного признака;

третий модуль, выполненный с возможностью назначения оценочного значения для уровня помехи;

четвертый модуль, выполненный с возможностью определения оценочного значения для канала, заданного принятыми выделенными пилотными символами и в соответствии с оценочным значением уровня помехи;

пятый модуль изменения, выполненный с возможностью изменения оценочного значения уровня помехи в соответствии с оценочным значением канала и принятыми выделенными пилотными символами;

шестой модуль изменения, выполненный с возможностью изменения оценочного значения канала в соответствии с измененным оценочным значением величины помехи; при этом упомянутые пятый и шестой модули изменения дополнительно выполнены с возможностью продолжения соответствующих операций изменения до тех пор, пока измененные оценочные значения уровня помехи и канала не удовлетворят заранее заданным условиям; и

седьмой модуль, выполненный с возможностью определения второго оценочного значения для канала, заданного принятыми символами данных и в соответствии с измененными оценочными значениями уровня помехи и канала, которые удовлетворяют заранее заданным условиям.

8. Устройство по п.7, выполненное с возможностью определения первой и второй оценок канала прямой линии связи беспроводной системы связи, которая является OFDMA-системой.

9. Устройство по п.7, выполненное с возможностью определения первой и второй оценок канала обратной линии связи беспроводной системы связи, которая является OFDMA-системой.

10. Устройство по п.7, в котором первое оценочное значение канала и вторая оценка канала задаются первым оценочным значением уровня помехи, как показано ниже

где R_pp, R _dd и R_dp являются элементами вектора R, который показан ниже

,

где R является ковариационной матрицей канала Н, R_pp имеет N_p×N _p элементов, R_dp имеет N _d×N_p элементов и R _dd имеет N_d×N _d элементов, N_p представляет собой число переданных пилотных символов и N_d представляет собой число переданных символов данных, Е _р представляет собой энергию пилот-сигнала для каждого пилотного символа, и х является вектором принятых пилотных символов.

11. Устройство по п.7, в котором первое оценочное значение канала и второе оценочное значение канала задаются первым оценочным значением уровня помехи, как показано ниже

при этом , U является N_p×m унитарной матрицей собственных векторов, соответствующих ненулевым основным компонентам R_pp, и является m×m диагональной матрицей присоединенных ненулевых собственных значений, m является числовым рангом R _pp, R_pp=U U , R_pp, R_dd и R_dp являются элементами вектора R, который показан ниже

,

где R является ковариационной матрицей канала Н, R_pp имеет N_p×N _p элементов, R_dp имеет N _d×N_p элементов и R _dd имеет N_d×N _d элементов, N_p представляет собой число переданных пилотных символов и N_d представляет собой число переданных символов данных, Е _р представляет собой энергию пилот-сигнала для каждого пилотного символа, и х является вектором принятых пилотных символов.

12. Устройство по п.7, в котором N_p является большим, чем m.

13. Устройство по п.7, в котором упомянутые первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой модули являются аппаратными модулями.

14. Устройство по п.7, в котором упомянутые первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой модули являются программными модулями.

15. Устройство по п.7, в котором упомянутые первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой модули включают в себя программные и аппаратные модули.

16. Устройство для оценки канала и величины помех беспроводной системы связи, содержащее

средство для приема множества символов данных, переданных по каналу;

средство для приема множества выделенных пилотных символов, расположенных между множеством символов данных и переданных по каналу, причем множество выделенных пилотных символов предназначены для передачи определенного для пользователя характерного признака;

средство для назначения оценочного значения для уровня помехи;

средство для определения оценочного значения для канала, заданного принятыми выделенными пилотными символами и в соответствии с первым оценочным значением помехи;

средство для изменения оценочного значения уровня помехи в соответствии с оценочным значением канала и принятыми выделенными пилотными символами;

средство для изменения оценочного значения канала в соответствии с измененным оценочным значением уровня помехи, при этом упомянутое средство изменения дополнительно выполнено с возможностью продолжения соответствующих операций изменения до тех пор, пока измененные оценочные значения уровня помехи и канала не удовлетворят заранее заданным условиям; и

средство для определения второго оценочного значения канала, заданного принятыми символами данных и в соответствии с измененными оценочными значениями уровня помехи и канала, которые удовлетворяют заранее заданным условиям.

17. Устройство по п.16, выполненное с возможностью определения первой и второй оценок канала прямой линии связи беспроводной системы связи, которая является OFDMA-системой.

18. Устройство по п.16, выполненное с возможностью определения первой и второй оценок канала обратной линии связи беспроводной системы связи, которая является OFDMA-системой.

19. Устройство по п.16, в котором первое оценочное значение канала и второе оценочное значение канала задаются первым оценочным значением уровня помехи, как показано ниже

где R_pp, R _dd и R_dp являются элементами вектора R, который показан ниже

,

где R является ковариационной матрицей канала Н, R_pp имеет N_p×N _p элементов, R_dp имеет N _d×N_p элементов и R _dd имеет N_d×N _d элементов, N_p представляет собой число переданных пилотных символов и N_d представляет собой число переданных символов данных, Е _р представляет собой энергию пилот-сигнала для каждого пилотного символа, и х является вектором принятых пилотных символов.

20. Устройство по п.16, в котором первое оценочное значение канала и второе оценочное значение канала задаются первым оценочным значением уровня помехи, как показано ниже

при этом , при этом U является N_p×m унитарной матрицей собственных векторов, соответствующих ненулевым основным компонентам R_pp, и является m×m диагональной матрицей присоединенных ненулевых собственных значений, m является числовым рангом R _pp, R_pp=U U , R_pp, R_dd и R_dp являются элементами вектора R, который показан ниже

,

где R является ковариационной матрицей канала Н, R_pp имеет N_p×N _p элементов, R_dp имеет N _d×N_p элементов и R _dd имеет N_d×N _d элементов, N_p представляет собой число переданных пилотных символов и N_d представляет собой число переданных символов данных, Е _р представляет собой энергию пилот-сигнала для каждого пилотного символа, и х является вектором принятых пилотных символов.

21. Устройство по п.16, в котором N_p является большим, чем m.

Описание изобретения к патенту

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка испрашивает приоритет, на основании параграфа 119(e) раздела 35 Кодекса законов США, предварительной заявки США № 60/639157 от 22 декабря 2004 года на "Итерационную оценку канала и помех для OFDMA с помощью выделенных пилотных тональных сигналов" и предварительной заявки США № 60/588646 от 16 июля 2004 года на "Итерационную оценку канала и помех с помощью выделенных пилот-сигналов", содержание которых включено во всей их полноте в настоящее описание посредством ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к системам цифровой беспроводной связи, более конкретно к оценке характеристик канала и уровня интерференции в таких системах.

Спрос на системы цифровой беспроводной связи и обработки данных повышается. Для большинства цифровых каналов связи свойственны ошибки, вносимые при передаче кадров, пакетов или элементов данных. Такие ошибки часто вызываются электрическими помехами или тепловым шумом. Частота появления ошибок передачи данных зависит, в частности, от среды, которая переносит данные. Типичная частота появления ошибочных битов для систем передачи данных на базе медного кабеля находится на уровне 10^-6. Волоконно-оптические световоды имеют частоту появления ошибочных битов 10 ^-9 или менее. Беспроводные системы передачи, с другой стороны, могут иметь частоту появления ошибок 10^-3 или выше. Сравнительно высокая частота появления ошибок в беспроводных системах передачи представляет определенные трудности при кодировании и декодировании данных, передаваемых посредством таких систем. Частично благодаря своей математической разрешимости, а частично из-за применимости к широкому классу физических каналов связи, модель аддитивного белого гауссовского шума (AWGN) часто применяется для характеристики шума в большинстве каналов связи.

Часто данные кодируются в передающем устройстве контролируемым способом для включения избыточности. Избыточность используется затем принимающим устройством, чтобы компенсировать шум и помехи, введенные в данные при передаче через канал. Например, передающее устройство может кодировать k битов с использованием n битов, где n больше чем k, согласно некоторой схеме кодирования. Степень избыточности, введенной кодированием данных, задается отношением n/k, обратная величина которого называется кодовой скоростью. Кодовые слова, представляющие n-битовые последовательности, генерируются устройством кодирования и подаются на модулятор, который взаимодействует с каналом связи. Модулятор отображает каждую принятую последовательность в символ. При M-ичной сигнализации модулятор отображает каждую n-битовую последовательность в один из М=2n символов. Данные могут кодироваться в форме, отличной от бинарной формы, но обычно данные представляются в виде последовательности двоичных чисел.

Часто требуется оценить канал и уровень помех. В прямой линии связи (ПЛС), как известно, используются общие пилотные символы. В системах доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA) такие общие пилотные символы обычно распределяются по всей ширине полосы, совместно используемой всеми пользователями. При традиционной передаче с использованием одной антенны такие общие пилотные символы могут использоваться всеми пользователями для оценки ПЛС-канала. Значения ширины полосы и времени когерентности канала, типичные для приложений сотовой связи, делают общие пилотные символы особенно полезными. Однако общие пилотные символы рассылаются всем пользователям и поэтому не адаптированы для переноса определенного характерного для пользователя признака.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Оценка параметров канала и уровня помех в многопользовательских системах с множеством несущих с переменными параметрами осуществляется одновременно. Для выполнения оценки по каналу передается множество символов данных и выделенных пилотных символов. Затем выбирается начальное оценочное значение для уровня помехи. Начальное оценочное значение для уровня помехи используется вместе с принятыми пилотными символами для обеспечения первой оценки канала. Первая оценка канала используется для определения нового скорректированного значения для уровня помехи, которое, в свою очередь, итерационно используется для обновления значения первой оценки канала. Итерации продолжаются, пока итерационно обновленные значения уровня помехи и оценки канала не удовлетворят заранее заданным пределам. Символы данных и итоговое обновленное значение для канала затем используются для обеспечения второй оценки для канала.

В некоторых вариантах осуществления первая и вторая оценки и канала связаны с начальным оценочным значением для уровня помехи в соответствии со следующим выражением:

В вышеприведенном выражении R _pp, R_dd и R _dp являются элементами ковариационной матрицы R канала, которая показана ниже:

причем R_pp имеет N _p×N_p элементов, R _dp имеет N_d×N _p элементов и R_dd имеет N _d×N_d элементов. Кроме того, N_p представляет собой число переданных пилотных символов, N_d представляет собой число переданных символов данных, E_p представляет собой энергию пилот-сигнала для каждого пилотного символа, и x является вектором принятых пилотных символов.

В соответствии с другим вариантом осуществления для упрощения вычислений ковариационная матрица R_pp пилотного канала подвергается декомпозиции по собственным значениям, чтобы дополнительно упростить математические действия. В таком варианте осуществления оценки канала и зависят от в соответствии со следующим выражением:

В таких вариантах осуществления матрица B определяется, как показано ниже:

где U является N_p×m унитарной матрицей собственных векторов, соответствующих основным компонентам R_pp, является m×m диагональной матрицей связанных главных собственных значений, причем m является числовым рангом матрицы R_pp, определенной ниже:

Поскольку m представляет число свободных параметров (степеней свободы) канала по частоте и времени, m может быть выбрано так, чтобы быть меньшим, чем N_p , без значительного снижения эффективности. Поэтому в одном варианте осуществления m выбирается меньшим, чем N_p , вдвое или более раз. В других вариантах осуществления N _p может устанавливать верхний предел для m. В некоторых вариантах осуществления OFDMA-системы m может выбираться меньшим, чем 10. Факторами, влияющими на m, в частности, являются требуемая эффективность, с одной стороны, и сложность, с другой.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 показывает некоторое количество устройств связи, предназначенных для осуществления связи через одну или более беспроводных сетей.

Фиг. 2 является высокоуровневой блок-схемой некоторых из блоков, расположенных на передающей стороне системы беспроводной связи.

Фиг. 3 является высокоуровневой блок-схемой некоторых из блоков, расположенных на принимающей стороне системы беспроводной связи.

Фиг. 4 показывает множество выделенных пилотных символов, расположенных между символами данных для обеспечения возможности параллельной оценки характеристик канала и уровня помех, в соответствии с настоящим изобретением.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с настоящим изобретением оценка характеристик канала и уровня помех в многопользовательских OFDMA-системах с множеством несущих с переменными параметрами осуществляется одновременно. Для оценки канала и уровня помех, в соответствии с настоящим изобретением, множество пилотных символов располагается рядом с символами данных в передачах прямой линии связи (ПЛС). В OFDMA-системах выделенные пилотные символы обычно размещаются в пределах полосы трафика пользователя, до некоторой степени равномерно, для обеспечения интерполяции канала по частоте и времени. Относительная эффективность полосы общих пилотных символов по отношению к выделенным пилотным символам связана с сопоставлением общего числа степеней свободы в широкополосном канале, соответствующем совокупной совместно-используемой полосе, оцененной с помощью общего пилот-сигнала, и числа степеней свободы в узкополосном подканале, выделенном каждому пользователю, умноженного на число таких узкополосных подканалов.

Применение выделенных пилотных тональных сигналов, в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения, обеспечивает ряд преимуществ. Во-первых, выделенные пилотные тональные сигналы, рассредоточенные по полосе пользовательского трафика, могут использоваться для оценки уровня помех, воспринимаемого пользователем, в частности в синхронных системах с множеством ячеек, где может предполагаться квазистатический уровень помех по любому данному подканалу. Во-вторых, выделенные пилотные символы могут обеспечивать оценку канала для любой сигнализации, зависящей от пользователя подканала, такой, как адаптивное формирование луча. При зависящей от канала сигнализации набор выделенных пилотных символов может передаваться согласно требуемой зависящей от канала сигнализации. Как известно, общие пилотные символы рассылаются всем пользователям и поэтому не адаптированы для передачи определенного для пользователя характерного признака, тогда как выделенные пилотные сигналы в соответствии с настоящим изобретением адаптированы для передачи определенного для пользователя характерного признака.

Выделенные пилотные символы используются для одновременной и итерационной оценки канала и уровня помех при отсутствии какой-либо предварительной оценки канала или уровня помех. Алгоритм, выполняющий оценку, переходит от этапа оценки с устойчивой минимальной среднеквадратической погрешностью (УМСКП), основанного на некотором эмпирическом значении уровня помех, к этапу оценки помех. Если не указано иное, понимается, что каждая скалярная величина, составляющая вектора или элемент матрицы, описанные ниже, может быть комплексным числом. Принятые обозначения, используемые в настоящем описании для буквенно-цифровых символов, представляют скалярные величины курсивом, векторы - полужирными символами в нижнем регистре, а матрицы - полужирными символами в верхнем регистре.

Фиг. 1 показывает пример беспроводной сети 10, используемой для установления связи между передающими/принимающими устройствами 12, 14 и передающими/принимающими устройствами 16, 18, как показано. Каждое из передающих/принимающих устройств 12, 14, 16, 18 может иметь одну или множество передающих/приемных антенн. Хотя показаны отдельные передающие и приемные антенны, антенны могут использоваться и для передачи и для приема сигналов. Физическая среда в свободном пространстве, формирующая канал, через который передаются сигналы, часто оказывает шумовое воздействие на принимаемый сигнал. Оценки характеристик канала передачи данных и уровня помех, вызванных шумом, часто выполняются в приемном устройстве.

Фиг. 2 является упрощенной блок-схемой, передающей стороны беспроводной системы 100 передачи данных. Беспроводная система передачи данных показана как включающая в себя, в частности, устройство 110 кодирования, устройство 120 пространственно-частотного перемежения, устройства 130, 160 модуляции, OFDMA-блоки 140, 170 и передающие антенны 150, 180. Устройство 130 модуляции, OFDMA-блок 140 и передающая антенна 150 находятся в первом тракте 115 передачи; и устройство 160 модуляции, блок 170 OFDMA и передающая антенна 180 находятся во втором тракте 125 передачи. Хотя иллюстративный вариант 100 осуществления беспроводной системы передачи данных показан как включающий в себя только два тракта передачи, понятно, что беспроводная система 100 передачи данных может включать в себя больше двух трактов передачи. Данные, передаваемые передающими антеннами 150, 180, принимаются одной или более приемными антеннами беспроводной приемной системы.

Фиг. 3 является упрощенной блок-схемой приемной стороны беспроводной системы 200 передачи данных. Беспроводная система передачи данных показана как включающая в себя, в частности, приемную антенну 205, 255, блоки 210, 260 первичной обработки, устройства 215, 265 демодуляции, устройства 220, 270 обращенного пространственно-частотного перемежения и устройства 225, 285 декодирования. Беспроводная система передачи данных 200 показана как включающая в себя пару приемных трактов передачи; понятно, что беспроводная система 200 передачи данных может включать в себя больше двух трактов передачи.

Нижеописанный алгоритм обеспечивает оценки канала и уровня помех с использованием пилотных тональных сигналов, передаваемых по прямой линии связи (ПЛС) или по обратной линии связи (ОЛС) беспроводной системы связи. Предположим, что имеет место OFDMA-передача с N ортогональными символами модуляции, расположенными с промежутками Предположим, что передающее устройство посылает пилотные символы по заданной частотно-временной схеме, известной приемному устройству, как проиллюстрировано на фиг. 4. Дополнительно предположим, что заданному пользователю назначен подканал, включающий в себя N_d символов данных (т.е. информационного потока) и N_p пилотных символов, которые совместно используются для оценки канала и уровня помехи. Каждый символ внутри этого подканала характеризуется парой (k, n), где k означает индекс тонального сигнала (0k<N) и n означает индекс OFDMA-символа.

Далее следует краткое описание теории, лежащей в основе УМСКП. Предположим, что S_d и S _p обозначают множество всех пар тональных/OFDMA-символов, относящихся к информационному потоку и выделенным пилотным символам, соответственно. Предположим дополнительно, что H является N _s×1 вектором комплексных амплитуд канала, в области частот, соответствующим полному множеству символов, включающих в себя символы трафика и пилотные символы. Соответственно, H может быть задан следующим образом:

Допустим, без нарушения общности, что первые N _p входов H, обозначенные соответствуют пилотным символам, тогда как оставшиеся N_d входов H, то есть соответствуют символам трафика. Соответственно, модель канала второго порядка и модель наблюдений могут быть определены следующими выражениями:

где E_p представляет собой пилотную энергию для каждого пилотного символа, I ₀ представляет собой объединенные помеху и энергию шумов для каждого пилотного символа и символа трафика, n является нормализованной помехой, принимающей величину, полученную независимым круговым нормальным одинаковым распределением, с нулевым средним и единичной дисперсией, и R является ожидаемой N _s×N_s ковариантной матрицей канала. В выражении (1), для простоты, предполагается, что пилотные символы имеют единичные значения, например пилотные значения являются постоянным абсолютным значением (ФМ - фазовая манипуляция).

Выражение (1) обеспечивает оценки с минимальной среднеквадратической погрешностью (МСКП) для пилотного канала и канала трафика, соответственно, как показано ниже:

где R_pp = N _p × N_p,

R _dd = N_d × N_d , и

R_dp = N _d × N_p,

где является единичной матрицей.

Если уровень I ₀ помех известен в приемном устройстве, выражение (2) дает требуемую оценку канала трафика. Точность оценки зависит от значения I₀. Завышение I₀ вызовет большее усреднение, таким образом, увеличивая воздействие декорреляции канала по времени/частоте. Занижение I ₀ увеличит вклад помехи. Поэтому, чем более точна информация о I₀, тем более точной является оценка канала, особенно если пилотных служебных сигналов (N _p) немного.

Итерационная оценка канала и уровня помехи, в соответствии с настоящим изобретением, включает в себя изменяющуюся оценочную функцию УМСКП с шагом оценки помехи, который основывается на предыдущей оценке как дополнительно показано ниже:

где k является целым числом.

Оценка затем используется на следующем этапе оценки канала (УМСКП). Ниже таблица I показывает символический код и соответствующие математические выражения, используемые в алгоритме оценки канала и помех. Начальное значение а именно выбирается, основываясь на знании об уровне помех, допустимом в системе. Консервативный выбор (т.е. если начальная оценка предполагается значительно большей, чем фактическая I ₀) может предотвратить отклонения погрешности оценки на ранней стадии. Однако может быть необходим агрессивный выбор (т.е. если начальная оценка предполагается значительно меньшей, чем фактическая I ₀), если баланс энергии пилотных сигналов является небольшим; в противном случае точность оценки может не улучшаться при выполнении итерационного алгоритма.

Таблица I
цикл итераций конец

Сходимость итерационной процедуры в таблице I может породить определенные трудности. Ввиду нелинейной формы обновления, анализ устойчивости мог стать трудноразрешимым. Далее следуют некоторые эвристические рассуждения о статистическом характере изменений. Во-первых, дисперсия погрешности оценки и канала, и помехи демонстрирует монотонный характер изменения. Снижение дисперсии погрешности оценки канала может привести к снижению погрешности оценки мощности помехи. Аналогично, более точная оценка мощности помехи может повысить точность оценки канала. Кроме того, аномальный характер изменения оценки канала, вызванный, например, установлением значения увеличивает на следующем этапе оценки мощности помехи. Если увеличивается таким образом, то в наблюдениях пилот-сигналов, полученных в течение следующего этапа, используется более консервативное значение Следовательно, итерационная процедура, описанная в таблице I, обеспечивает устойчивые значения для В некоторых вариантах осуществления вышеописанных численных расчетов для оценки канала и уровня помехи используются 5 - 10 итераций.

Одна математическая операция, связанная с алгоритмом, показанным в таблице I, представляет собой обращение матрицы, которая неоднократно выполняется для обновленного значения Эта операция может быть сложной для практического размера подканала и соответствующего числа пилотных символов (N _p>10). Чтобы справляться с такими ситуациями, в соответствии с настоящим изобретением делается упрощение, основанное на декомпозиции по собственным значениям ковариационной матрицы R _pp пилотного канала, как описано ниже:

В уравнении (7) U является N _p×m унитарной матрицей собственных векторов, соответствующих m основным компонентам R_pp, и является m×m диагональной матрицей связанных ненулевых собственных значений, причем m является числовым рангом R_pp.

Приведенная ниже таблица II представляет псевдокод и связанные математические выражения, определяющие алгоритм, в соответствии с настоящим изобретением, который получен объединением уравнения (7) с алгоритмом, показанным в таблице I, и выполнением соответствующих алгебраических действий.

Таблица II
Заранее вычисленное: цикл итераций конец

Обращение диагональной матрицы эквивалентно m скалярным обращениям. Для хранения значений, относящихся к матрицам B и U, может использоваться относительно большой объем памяти. Эта потребность в памяти может быть уменьшена путем сокращения числа m, связанного с основными компонентами R _pp. Поскольку m представляет число свободных параметров (степеней свободы) канала по частоте и времени, m может быть выбрано меньшим, чем N_p без значительного снижения эффективности. Следовательно, в одном варианте осуществления m выбирается в два и более раз меньшим, чем N _p. В других вариантах осуществления N_p может устанавливать верхний предел для m. В некоторых вариантах осуществления OFDMA-системы m может выбираться меньшим, чем 10. Факторами, влияющими на m, являются требуемая эффективность, с одной стороны, и сложность, с другой.

Оценка канала и уровня помех может быть выполнена с использованием различных программных кодов одного или более программных модулей, формирующих программу, и исполняться как команды/данные, например, с помощью центрального процессора или с использованием аппаратных модулей, специально выполненных с возможностью измерения канала и уровня помех и предназначенных для этого.

В качестве альтернативы, в обоих вариантах осуществления оценка канала и уровня помех может быть выполнена с использованием комбинации программных и аппаратных модулей.

Методы, изложенные в настоящем описании, могут быть реализованы различными средствами. Например, эти методы могут быть реализованы в аппаратных средствах, программном обеспечении или их комбинации. Для аппаратной реализации устройства обработки, используемые для оценки канала, могут быть реализованы в одном или более из следующих элементов: специализированные интегральные схемы (СИС), цифровые сигнальные процессоры (ЦСП), устройства цифровой обработки сигналов (УЦОС), программируемые логические устройства (ПЛУ), программируемые вентильные матрицы (ПВМ), устройства обработки, устройства управления, микропроцессорные устройства управления, микропроцессоры, другие электронные модули с возможностью выполнения функций, изложенных в настоящем описании, или их комбинации. В случае программного обеспечения реализация может осуществляться на основе модулей (например, процедуры, функции и так далее), которые выполняют функции, изложенные в настоящем описании.

Вышеописанное включает в себя примеры одного или более вариантов осуществления. Понятно, что невозможно описать каждую мыслимую комбинацию компонентов или методов с целью описать вышеупомянутые варианты осуществления, но специалисту в данной области техники должно быть понятно, что возможны многие дополнительные комбинации и изменения различных вариантов осуществления. Соответственно, подразумевается, что описанные варианты осуществления охватывают все такие изменения, модификации и вариации, которые находятся в пределах сущности и объема прилагаемой формулы изобретения. Кроме того, термин "включает в себя", используемый в описании осуществления настоящего изобретения или в формуле изобретения, должен пониматься как подобный термину "содержащий", как он интерпретируется, когда употребляется в качестве связующего слова в формуле изобретения.