оценка канала с эффективным подавлением внутриканальных помех

Формула изобретения

1. Способ осуществления беспроводной связи, содержащий этапы, на которых:

принимают пилот-сигналы от множества базовых станций или секторов во временной области;

преобразуют принятые пилот-сигналы из временной области в частотную область;

выделяют множество пилот-сигналов из преобразованных пилот-сигналов;

преобразуют выделенное множество пилот-сигналов из частотной области во временную область;

выделяют пилот-сигнал из преобразованного множества пилот-сигналов от одной из множества базовых станций или секторов посредством подавления внутриканальных помех от множества пилот-сигналов от других базовых станций или секторов из множества базовых станции или секторов; и

выполняют оценку канала во временной области с помощью выделенного пилот-сигнала.

2. Способ по п.1, в котором множество пилот-сигналов связано с множеством базовых станций или с множеством секторов одной базовой станции.

3. Способ по п.1, в котором этап выделения множества пилот-сигналов из преобразованных пилот-сигналов содержит этап, на котором обнуляют связанные с ними данные.

4. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором после упомянутого этапа выделения пилот-сигнала из преобразованного множества пилот-сигналов анализируют пилот-сигнал от одной базовой станции или сектора и обнуляют пилот-сигналы из множества пилот-сигналов от всех других базовых станций или секторов.

5. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором преобразуют пилот-сигнал из временной области в частотную область.

6. Способ по п.1, в котором множество пилот-сигналов связано с тремя базовыми станциями.

7. Способ по п.1, в котором множество пилот-сигналов связано с тремя секторами одной базовой станции.

8. Устройство связи, содержащее:

память, которая хранит инструкции для выполнения:

первой операции обнуления данных, преобразованных из временной области в частотную область, причем первая операция обнуления обнуляет данные, связанные с множеством базовых станций или секторов, для выделения множества пилотных тонов;

последующего преобразования множества пилотных тонов из частотной области во временную область;

второй операции обнуления применительно к создающим помехи пилотным тонам от одной или более создающих помехи базовых станций или секторов из множества базовых станций или секторов для выделения одного пилотного тона из множества пилотных тонов; и

оценки канала во временной области с помощью упомянутого одного пилотного тона; и

процессор, который выполняет данные инструкции.

9. Устройство связи по п.8, в котором инструкции выполняются процессором с тем, чтобы дополнительно выполнять преобразование из временной области в частотную область применительно к упомянутому одному пилотному тону и выполнять оценку канала в частотной области с помощью упомянутого одного пилотного тона.

10. Устройство связи по п.9, дополнительно содержащее схему извлечения тона для облегчения оценки канала.

11. Устройство связи по п.9, дополнительно содержащее схему заполнения нулями для облегчения оценки канала.

12. Устройство связи по п.9, дополнительно содержащее фильтр интерполяции во временной области для облегчения оценки канала.

13. Устройство связи по п.9, дополнительно содержащее компонент порогового ограничения для облегчения оценки канала.

14. Устройство связи, содержащее:

средство для приема пилот-сигналов от множества базовых станций или секторов во временной области;

средство для преобразования принятых пилот-сигналов из временной области в частотную область;

средство для выделения множества пилот-сигналов из преобразованных пилот-сигналов;

средство для преобразования выделенного множества пилот-сигналов из частотной области во временную область;

средство для выделения пилот-сигнала из преобразованного множества пилот-сигналов от одной из множества базовых станций или секторов посредством подавления внутриканальных помех от множества пилот-сигналов от других базовых станций или секторов из множества базовых станций или секторов; и

средство для выполнения оценки канала во временной области с помощью выделенного пилот-сигнала.

15. Машиночитаемый носитель, на котором хранятся машиночитаемые коды, которые при выполнении процессором побуждают процессор осуществлять следующие операции:

прием пилотных тонов от множества базовых станций или секторов во временной области;

преобразование принятых пилотных тонов из временной области в частотную область;

обнуление каналов передачи данных, связанных со всеми базовыми станциями или секторами, для выделения множества пилотных тонов из преобразованных пилотных тонов;

преобразование выделенного множества пилотных тонов из частотной области во временную область;

обнуление подмножества из преобразованного множества пилотных тонов для выделения одного пилотного тона из преобразованного множества пилотных тонов, причем подмножество из преобразованного множества пилотных тонов связано с первой базовой станцией и второй базовой станцией, при этом упомянутый один пилотный тон связан с третьей базовой станцией; и

выполнение оценки канала с помощью упомянутого одного пилотного тона.

16. Машиночитаемый носитель по п.15, в котором оценка канала включает в себя, по меньшей мере, одну из оценки канала во временной области и оценки канала в частотной области.

17. Машиночитаемый носитель по п.15, дополнительно содержащий коды, которые при выполнении процессором побуждают процессор осуществлять преобразование подмножества из множества пилотных тонов в частотную область.

18. Устройство беспроводной связи, содержащее:

по меньшей мере, один процессор; и

память, соединенную, по меньшей мере, с одним процессором;

причем память хранит машиночитаемые коды, которые при выполнении, по меньшей мере, одним процессором побуждают, по меньшей мере, один процессор осуществлять следующие операции:

прием пилот-сигналов от множества базовых станций или секторов во временной области;

преобразование принятых пилот-сигналов из временной области в частотную область;

обнуление данных, преобразованных из временной области в частотную область, причем обнуление данных обнуляет данные, связанные с множеством базовых станций или секторов для выделения множества пилот-сигналов в частотной области;

преобразование выделенного множества пилот-сигналов из частотной области во временную область;

выделение пилот-сигнала из преобразованного множества пилот-сигналов посредством обнуления подмножества из преобразованного множества пилот-сигналов от одной или более создающих помехи базовых станций или секторов из множества базовых станций или секторов для подавления внутриканальных помех; и

выполнение оценки канала с помощью выделенного пилот-сигнала.

19. Устройство по п.18, в котором память дополнительно хранит коды для преобразования принятых сигналов, по меньшей мере, от трех базовых станций или секторов одной базовой станции для формирования множества пилот-сигналов и связанных с ними данных.

Описание изобретения к патенту

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

Данная заявка испрашивает приоритет по предварительной патентной заявке США № 60/908 399, озаглавленной «A METHOD AND APPARATUS FOR CHANNEL ESTIMATION WITH EFFECTIVE CO-CHANNEL INTERFERENCE SUPPRESSION», и поданной 27 марта 2007, которая включена в данный документ посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ПРИНАДЛЕЖИТ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Последующее описание относится, в общем, к системам связи, а более конкретно - к выполнению оценок канала с эффективным подавлением внутриканальных помех.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Системы беспроводной связи широко развернуты для предоставления различных типов контента связи, таких как голос, данные и т.д. Эти системы могут быть системами множественного доступа, которые могут поддерживать связь с множеством пользователей посредством совместного использования доступных системных ресурсов (например, полосы пропускания и мощности передачи). Примеры таких систем множественного доступа включают в себя: системы множественного доступа с кодовым разделением (CDMA), системы множественного доступа с временным разделением (TDMA), системы множественного доступа с частотным разделением (FDMA), системы долгосрочного развития (LTE) 3GPP и системы множественного доступа с ортогональным частотным разделением (OFDMA).

В общем, беспроводная система связи множественного доступа может одновременно поддерживать связь с множеством беспроводных терминалов, которые осуществляют связь с одной или более базовых станций посредством передач по прямой и обратной линиям связи. Прямая линия связи (или нисходящая линия связи) означает линию связи от базовых станций к терминалам, а обратная линия связи (или восходящая линия связи) - линию связи от терминалов к базовым станциям. Эти линии связи можно устанавливать посредством систем с одним входом и одним выходом, множеством входов и одним выходом или с множеством входов и множеством выходов (MIMO).

Система MIMO использует множество (N_T) передающих антенн и множество (N_R) приемных антенн для передачи данных. Канал MIMO, сформированный с помощью N_T передающих и N_R приемных антенн, можно разложить на N_S независимых каналов, которые также упоминаются как пространственные каналы, где N_S min {N_T, N_R}. В общем, каждый из N_S независимых каналов соответствует размерности. Система MIMO может обеспечивать улучшенные рабочие характеристики (например, более высокую пропускную способность и/или большую надежность), если используются дополнительные размерности, созданные с помощью множества передающих и приемных антенн.

Система MIMO также поддерживает системы дуплексной связи с временным разделением каналов (TDD) и дуплексной связи с частотным разделением каналов (FDD). В системе TDD передачи по прямой и обратной линий связи находятся в том же самом частотном диапазоне, так что принцип взаимности предоставляет возможность оценки канала прямой линии связи с помощью канала обратной линии связи. Это позволяет точке доступа получать усиление луча передачи прямой линии связи, когда множество антенн доступны в точке доступа.

Беспроводные системы передают пилот-сигналы с базовых станций на приемники для обеспечения связи. Одним из важных аспектов использования пилот-сигналов является оценка канала в соответствующих приемниках. В общем, пилот-сигналы можно генерировать от множества базовых станций в данной области или от множества секторов от данной базовой станции. Такие передачи сигнала из этого множества источников передачи часто создают помехи друг другу. Таким образом, были разработаны механизмы для подавления таких помех. В одном случае сигналы от различных базовых станций или секторов можно кодировать на различных частотах для подавления помех между источниками. К сожалению, количество частот для передачи пилот-сигналов ограничено. Таким образом, были обнаружены другие решения. В другом случае сигналы от различных базовых станций или секторов передают как ортогональную последовательность трех векторов, где каждый вектор представляет различную базовую станцию или сектор. При использовании этой схемы обработка для одного сектора требует обработки всех трех векторов одновременно для уравновешивания влияния межканальных помех. Одновременная обработка векторов, к сожалению, не предоставляет необходимую подробную информацию оценки канала для какого-либо определенного сектора или базовой станции, так как результат вычисления является объединением результатов, полученных из трех секторов. Таким образом, необходимо иметь возможность подавлять помехи между различными секторами и станциями наряду с возможностью анализировать определенный сектор или станцию из других источников для эффективного выполнения оценки канала.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее представлено упрощенное краткое изложение для предоставления основного понимания некоторых аспектов заявляемого объекта изобретения. Это краткое раскрытие изобретения не является обширным представлением и оно не предназначено ни для идентификации ключевых/критических элементов, ни для очерчивания объема заявляемого объекта изобретения. Его единственная цель состоит в представлении некоторых концепций в упрощенной форме в качестве вводной части к более подробному описанию, которое представлено далее.

Представлены системы и способы для улучшения эффективности оценки канала с помощью отделения сигналов, связанных с одним источником передачи, и подавления или устранения влияния от источников помех. Оценку канала улучшают с помощью преобразования принятых из множества источников пилот-сигналов во временной области и других данных во временной области в частотную область. Когда такие сигналы находятся в частотной области, связанные с ними данные из всех источников обнуляют для захвата, отделения и определения различия между соответствующими пилот-сигналами. После отделения сигналов над ними выполняют преобразование из частотной во временную область. Во временной области пилот-сигналы, связанные с источниками помех, обнуляют для устранения их влияния, причем оставшийся пилот-сигнал затем анализируют для выполнения оценки канала во временной области. Если необходимо, то оставшийся пилот-сигнал можно также преобразовывать назад в частотную область, где можно выполнять оценку канала в частотной области. Обнуляя посторонние данные и мешающие пилотные каналы, можно выполнить точные оценивания канала с помощью пилот-сигнала, представляющего интерес, подавляя влияние внутриканальных помех.

Для выполнения указанных ранее и связанных с ними целей в данном документе описаны определенные иллюстративные аспекты вместе с последующим описанием и прилагаемыми чертежами. Эти аспекты указывают, однако, только некоторые различные способы, в которых можно использовать принципы заявляемого объекта изобретения, и заявляемый объект изобретения, как подразумевается, должен включать в себя все такие аспекты и их эквиваленты. Другие преимущества и новые особенности могут быть очевидны из рассмотрения последующего подробного описания вместе с чертежами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - высокоуровневая блок-схема системы, которая представлена для иллюстрации оценки канала в среде связи.

Фиг.2 - высокоуровневая последовательность операций методики оценки канала.

Фиг.3 - иллюстративная схема обработанных пилотных тонов для трех базовых станций или секторов.

Фиг.4-7 изображают иллюстративные схемы для выполнения оценки канала.

Фиг.8 изображает иллюстративный логический модуль для оценки канала.

Фиг. 9 изображает иллюстративное устройство связи, которое использует оценку канала.

Фиг. 10 и 11 изображают иллюстративные системы связи, которые можно использовать с компонентами оценки канала.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предоставлены системы и способы для облегчения оценки канала в присутствии создающих помехи источников передачи. В одном из аспектов предусмотрен способ для системы беспроводной связи. Способ включает в себя этап, на котором выделяют набор пилот-сигналов, причем пилот-сигналы связаны с множеством базовых станций или с множеством секторов одной базовой станции. Это включает в себя этап, на котором обнуляют подмножество пилот-сигналов для подавления внутриканальных помех и выполняют оценку канала в соответствии, по меньшей мере, с одним из пилот-сигналов.

Кроме того, различные аспекты описаны в данном документе в связи с терминалом. Терминал может также упоминаться как система, пользовательское устройство, абонентское устройство, абонентская станция, подвижная станция, мобильное устройство, удаленная станция, удаленный терминал, терминал доступа, пользовательский терминал, пользовательский агент или пользовательское оборудование. Пользовательское устройство может быть сотовым телефоном, радиотелефоном, телефоном протокола инициации сеанса (SIP), станцией беспроводной местной линии (WLL), КПК (карманным персональным компьютером), карманным устройством, имеющим возможность беспроводного соединения, модулем в пределах терминала, платой, которую можно присоединять или которая интегрирована в пределах основного компьютера (например, платой PCMCIA), или другим обрабатывающим устройством, подключенным к беспроводному модему.

Кроме того, аспекты заявляемого объекта изобретения можно осуществлять как способ, устройство или изделие, используя стандартные методы программирования и/или конструирования для создания программного обеспечения, встроенного программного обеспечения, аппаратных средств или любой их комбинации для управления компьютером или вычислительными компонентами для осуществления различных аспектов заявляемого объекта изобретения. Термин «изделие», как подразумевается, используется в данном документе для охвата компьютерной программы, доступной с любого машиночитаемого устройства, носителя или носителей. Например, машиночитаемые носители могут включать в себя: магнитные запоминающие устройства (например, жесткий диск, гибкий диск, магнитные карты...), оптические диски (например, компакт-диск (CD), цифровой универсальный диск (DVD)...), смарт-карты и устройства флэш-памяти (например, карты памяти, устройства типа «stick» и «key drive»...), но не ограничиваться ими. Кроме того, следует признать, что несущую волну можно использовать для переноса машиночитаемых электронных данных, например, используемых при передаче и приеме голосовой почты или при доступе к сети, такой как сеть сотовой связи. Конечно, специалисты в данной области техники могут создать множество модификаций, которые можно будет выполнить в этой конфигурации, не отступая от объема или сущности изобретения, описанного в материалах настоящей заявки.

На Фиг. 1 система 100 иллюстрирует оценку канала для среды связи. Система 100 обеспечивает эффективную оценку канала для системы с множеством входов и одним выходом или множеством входов и множеством выходов (MIMO) (или описанных ниже систем другого типа). Различные компоненты обработки удаляют, подавляют или уменьшают компоненты помех канала наряду с возможностью оценок конкретного канала, которые будут выполнять для данной базовой станции или сектора. Беспроводные сигналы 110 (включающие в себя символы и другие структуры) сначала обрабатывают с помощью компонентов 120 обработки входных сигналов, а затем обрабатывают с помощью процессора 130 оценки канала.

Процессор 130 оценки канала использует компоненты 140 преобразования, такого как быстрое преобразование Фурье (БПФ) или обратное дискретное преобразование Фурье (ОДПФ), для обработки различных сигналов и этапов оценки канала. Компоненты 150 обнуления служат для подавления, отмены или уменьшения влияния внутриканальных помех или других данных, которые не участвуют в оценке канала. Следует отметить, что упомянутое в данном документе обнуление может включать в себя обнуление данных, вычитание значений, деление значений или по существу любую операцию, которая уменьшает, минимизирует или подавляет величину или другое значение данных источника помех, как будет описано более подробно ниже. После того как посторонние значения данных или источники шума отделены и минимизированы, оценки 160 канала во временной и/или частотной области определяют с помощью процессора оценки канала.

В общем, система 100 увеличивает эффективность оценки 160 канала с помощью отделения сигналов, связанных с одним источником передачи (например, базовой станцией или сектором) и подавления или устранения влияния источников помех. Оценку 160 канала улучшают с помощью преобразования в блоке 140 принятых из множества источников пилот-сигналов во временной области и других данных во временной области в частотную область. Когда такие сигналы находятся в частотной области, связанные с ними данные из всех источников обнуляют в блоке 150 для получения, отделения и определения различия между соответствующими пилот-сигналами. После отделения сигналов в блоке 140 выполняют преобразование из частотной во временную область отделенных сигналов. Во временной области пилот-сигналы, связанные с создающими помехи источниками, обнуляют для подавления связанного с ними влияния помех, причем оставшийся пилот-сигнал затем анализируют для получения оценки 160 канала во временной области.

Если необходимо, то оставшийся пилот-сигнал можно также преобразовывать назад в частотную область в блоке 140, причем оценку канала в частотной области можно выполнять в блоке 160. С помощью обнуления посторонних данных и мешающих пилотных каналов можно получить точные оценки канала на основе интересующего пилот-сигнала наряду с подавлением влияния внутриканальных помех. Следует отметить, что описанные в материалах текущей заявки действия обнуления и преобразования можно применять к ортогональным последовательностям иным, чем пилот-сигналы, где другие типы обработки сигналов можно выполнять в дополнение к ранее описанным оценкам канала. Далее предоставлено более подробное обсуждение типов беспроводных обрабатываемых сигналов 110 и зависимостей между соответствующими сигналами.

Пилот-сигнал систем долгосрочного развития (LTE) имеет присущую ему форму, которая способствует подавлению внутриканальных помех пилот-сигналов от других секторов той же самой ячейки. Однако для использования этой возможности в приемнике используют разработанный алгоритм тщательной оценки канала. Его особенно трудно выполнять для канала с большим разбросом задержки. Система 100 может эффективно подавлять внутриканальные помехи и также может обрабатывать большой разброс задержки канала.

В одном из аспектов сначала преобразовывают пилот-сигнал приемника в частотной области во временную область. Это обеспечивает простой механизм для подавления внутриканальных помех, даже с большим разбросом задержки. Когда внутриканальные помехи подавляют через простую операцию во временной области, оценку канала преобразовывают обратно в частотную область для дополнительной обработки в частотной области (например, демодуляции данных и т.д.).

В одном из аспектов рассматривают три пилот-сигнала, которые занимают те же самые тоны и символы времени. Оценку канала рассматривают в одном символе. В символе, переносящем пилот-сигнал, каждый 6-й тон фактически занят пилот-сигналом, и снова предполагают, что они будут одинаковыми тонами для всех трех пилот-сигналов. Спектр пилот-сигналов расширяют в частотной области с помощью одной из следующих последовательностей:

[1,1,1], [1, , ²], [1, ², ],

где является комплексным единичным корнем m-й степени (m=3 в нашем случае).

Полагая, что пилот-сигнал занимает каждый k-й тон (k=6 в данном примере), указанное выше эквивалентно умножению спектра пилот-сигнала на 1, e^{2 jf / mk}, e^{-2 jf / mk}, соответственно.

Предполагают, что система 100 обрабатывает первый пилот-сигнал и игнорирует присутствие любых других пилот-сигналов (т.е. нет сжатия спектра). В этом случае можно выполнять БПФ входного сигнала, что приводит к N_BW тонов в полосе, и затем можно извлекать каждый k-й тон, который занят пилот-сигналом. Затем выполняют N _BW/k - точечное ДПФ для получения оценки характеристики канала во временной области. При идеальном отслеживании времени оценка во временной области приводит к коэффициентам задержки сигнала c_i для 0 i L-1, где L=N_BW/k.

Можно заметить, что после этой обработки другие два пилот-сигнала обнаруживают в точках ответвления канала, начинающихся в L/m и 2L/m, соответственно. При большом разбросе задержки пилот-сигналы циклически повторяются, кроме того создают ложные сигналы. Но если предполагают, что для каждого пилот-сигнала разброс задержки меньше L/m, то затем оценку пилот-сигнала ML можно выполнять для всех трех пилот-сигналов очень легко.

В общем, можно рассчитать взвешивающую функцию во временной области для ответвлений канала так, чтобы оценки во временной области , , для этих трех пилот-сигналов перед обратным преобразованием в частотную область были следующими:

Этот подход оптимален, если известно, что разброс задержки меньше чем в 1/m раз разброса задержки, соответствующего исходному расстоянию между пилот-сигналами. Если это не так, то оценку ML можно выполнять следующим образом:

,

где является оцененной мощностью ответвления канала для пилот-сигнала n с задержкой i.

можно оценивать, например, как =PSD _{Pilot_n}· ,

где _n-коэффициент затухания, связанный с предполагаемой экспоненциальной характеристикой разброса задержки для сектора (пилот-сигнала) n. Оценивать _n неэффективно, но может быть достаточно некоторой заранее сохраненной оценки. Также существуют альтернативные способы оценки .

Преимуществами способа разделения пилот-сигналов во временной области являются: более простая реализация, поскольку избегают дополнительного этапа начального сжатия спектра; потенциально оптимальная рабочая характеристика, если используют соответствующие оценки ; так как сжатие спектра выполняют еще дальше по схеме обработки, больше информации может использоваться для оптимальной взвешивающей функции во временной области, и так как все три пилот-сигнала можно обрабатывать с помощью простых начальных этапов, то разделение пилот-сигналов просто выполнять с помощью взвешивающей функции во временной области.

Следует отметить, что мультиплексирование CDM пилот-сигнала можно также выполнять во временной области, другими словами, последовательности расширения спектра во временной области можно использовать вместо последовательности расширения спектра в частотной области. Аналогичный способ разделения пилот-сигналов подразумевает синхронизирующую интерполяцию во временной области или эквивалентно применение взвешивающей функции или взвешивания в частотной области. Условием того, чтобы применение взвешивающей функции в частотной области было оптимальным способом сжатия спектра, в этом случае является:

,

где m - снова количество пилот-сигналов CDM в тех же самых блоках ресурсов, и T_p - символ пилот-сигнала, распределенный во времени. Например, с T_p =0,5 мс и m=2, максимальная поддерживаемая скорость ПО составляет 432 км/ч в диапазоне 2,5 ГГц.

При более сложных предположениях об энергетическом спектре доплеровских частот могут быть разработаны лучшие средства оценки канала, но это не очень практичный сценарий. В любом случае если больше двух сигналов нужно ортогонализировать во временной области, то в общем случае лучше использовать единичные ДПФ преобразования, а не расширение спектра по методу Уолша. Использование ДПФ способствует лучшему выполнению способов ML.

Описан упрощенный подход сжатия спектра пилот-сигнала, который удобен для использования в случае обработки мультиплексирования с кодовым разделением (CDM) в частотной области. Предложенный способ выполняет сжатие спектра как части взвешивающей функции/порогового ограничения оценки канала во временной области.

Следует отметить, что систему 100 можно использовать с терминалом доступа или мобильным устройством, и она может быть, например, модулем, таким как карта памяти SD, сетевой платой, беспроводной сетевой платой, компьютером (который включает в себя портативные компьютеры, настольные компьютеры, КПК (карманные персональные компьютеры)), мобильными телефонами, смартфонами или любым другим соответствующим терминалом, который можно использовать для доступа к сети. Терминал получает доступ к сети посредством компонента доступа (не проиллюстрирован). В одном из примеров соединение между терминалом и компонентами доступа может быть по существу беспроводным, причем компонентами доступа может быть базовая станция, а мобильное устройство - беспроводным терминалом. Например, терминал и базовые станции могут осуществлять связь посредством любого соответствующего беспроводного протокола, который включает в себя, но не ограничен ими, множественный доступ с временным разделением (TDMA), множественный доступ с кодовым разделением (CDMA), множественный доступ с частотным разделением (FDMA), мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM), FLASH OFDM, множественный доступ с ортогональным частотным разделением (OFDMA) или любой другой соответствующий протокол.

Компонент доступа может быть узлом доступа, связанным с проводной сетью или беспроводной сетью. Для этой цели компонент доступа может быть, например, маршрутизатором, коммутатором или подобным им устройством. Компонент доступа может включать в себя один или большее количество интерфейсов, например модулей связи, для осуществления связи с другими сетевыми узлами. Кроме того, компонент доступа может быть базовой станцией (или беспроводной точкой доступа) в сети сотовой связи, причем базовые станции (или беспроводные точки доступа) используются для обеспечения зоны беспроводного обслуживания для множества абонентов. Такие базовые станции (или беспроводные точки доступа) можно располагать для обеспечения непрерывной зоны обслуживания для одного или большего количества сотовых телефонов и/или других беспроводных терминалов.

На Фиг. 2 проиллюстрирован метод 200 оценки канала. Хотя для простоты объяснения данный метод (и другие описанные в данном документе методы) проиллюстрирован и описан как последовательность действий, понятно, что метод не ограничен данным порядком действий, поскольку некоторые действия в соответствии с одним или более вариантами осуществления могут происходить в другом порядке и/или одновременно с другими действиями по сравнению с проиллюстрированными и описанными в данном документе действиями. Например, специалистам должно быть понятно, что метод можно альтернативно представить как последовательность взаимодействующих состояний или событий, например, как на диаграмме состояний. Кроме того, не все проиллюстрированные действия могут использоваться для осуществления метода в соответствии с заявляемым объектом изобретения.

На этапе 210 процесса 200 принимаются беспроводные сигналы. Сигналы могут быть от множества базовых станций или от множества секторов тех же самых базовых станций. На этапе 220 принятые сигналы преобразовывают из временной области в частотную область. Это позволит отделить данные от пилотной информации, которая используется для выполнения оценки канала. На этапе 230 все каналы передачи данных для сигналов, принятых от всех соответствующих базовых станций, обнуляют или устанавливают в нулевое значение. Остаются следы многолучевого распространения передаваемых пилот-сигналов для каждой базовой станции. Представление многолучевых компонентов во временной области проиллюстрировано на Фиг. 3 на схеме 300, где только пилот-сигналы и соответствующие им сигналы многолучевого распространения остаются после обнуления, и они проиллюстрированы для трех базовых станций A, B и C, соответственно.

Согласно Фиг. 2 и этапу 240, пилот-сигналы на Фиг. 3 преобразовывают из частотной области во временную область. На этапе 250 пилот-сигналы для двух базовых станций обнуляют или устанавливают в нулевое значение. В примере, проиллюстрированном на Фиг.3, пилот-сигналы для базовых станций В и С обнуляют, оставляя пилотные данные базовой станции А для выполнения оценки канала. На этапе 260 выполняют оценку канала во временной области, основываясь на оставшихся после этапа 250 пилотных данных. На этапе 270 можно выполнять другое преобразование из временной в частотную область оставшегося пилот-сигнала. После преобразования оценку канала в частотной области можно выполнять на этапе 280.

Фиг.4-8 изображают иллюстративные схемы для выполнения оценки канала в соответствии с описанными в данном документе концепциями. Следует признать, что такие схемы не являются единственным способом выполнения оценки канала. В общем, любой из компонентов, который выполняет отделение пилот-сигнала через преобразование из временной в частотную область (и наоборот) и используют обнуление следующих за ним данных или другого сигнала, находится в пределах объема вариантов осуществления, описанных в данном документе.

На Фиг.4 изображена иллюстративная схема 400 для выполнения оценки канала. Принятую выборку обрабатывают через блок 410 извлечения тона, который подает выходной сигнал к компоненту 414 разделения полос канала. Компонент разделения полос канала добавляет или иначе комбинирует пилотные тоны, занимающие различные части спектра частот в различных символах OFDM. Выходной сигнал от схемы 414 разделения полос канала объединяют с псевдослучайной пилотной скремблирующей последовательностью, используемой базовой станцией, или с другими сигналами в блоке 420, затем ОДПФ выполняют в блоке 424. Значение выходного сигнала от блока ОДПФ 424 округляют в блоке 430 и объединяют с информацией другой фазы в блоке 434. Информация другой фазы может зависеть от определенного для базовой станции смещения пилотного тона в частотной области. Выходную информацию из блока 434 подают к компоненту 440 порогового ограничения сигнала, который управляет компонентом 444 заполнения нулями. Выходную информацию от компонента 444 заполнения нулями подают к блоку ДПФ 450, который впоследствии управляет буфером 454 оценки канала и фильтром 460 интерполяции во временной области, который производит оценку канала.

На Фиг.5 изображена иллюстративная схема 500 для выполнения оценки канала. Входные выборки обрабатывают с помощью блока 510 извлечения тона, который объединяет выходной сигнал с псевдослучайной пилотной скремблирующей последовательностью, используемой базовой станцией, или с другими сигналами в блоке 514, выходную информацию из которого затем подают к блоку ОДПФ 520. Выходная информация блока ОДПФ 520 подвергается усечению в блоке 524 и объединению с информацией другой фазы в блоке 530. Информация другой фазы может зависеть от определенного для базовой станции смещения пилотного тона в частотной области. Выходная информация из блока 530 подается в компонент в блоке 540 порогового ограничения сигнала, выходная информация из которого подается в компонент 544 заполнения нулями. Выходную информацию из блока 544 преобразовывают через ДПФ в блоке 550 и подают на буфер оценки канала, который обрабатывают с помощью фильтра 560 интерполяции во временной области. Выходной сигнал от фильтра 560 подают к блоку 570 извлечения тона, где затем производят оценку канала.

На Фиг. 6 изображена иллюстративная схема 600 для выполнения оценки канала. Для краткости схема 600 не описывается, поскольку она является по существу такой же, как схема, описанная на фиг. 4. Следует отметить, тем не менее, что фазовые сигналы, которые суммируются в точке 610, отличаются от проиллюстрированных в подобной точке (434) на фиг. 4.

На Фиг. 7 которой изображена иллюстративная схема 700 для выполнения оценки канала. Входная выборка извлекается в блоке 710 и объединяется с псевдослучайной пилотной скремблирующей последовательностью, используемой базовой станцией, или с другими сигналами в блоке 720. Выходная информация из блока 720 подается на фильтр 730 в частотной области, выходная информация которого подается на буфер 740 оценка канала. Выходной сигнал буфера 740 управляет фильтром 750 интерполяции во временной области, который производит оценку канала.

На Фиг. 8 предоставлена система, которая относится к оценке канала. Системы представлены как последовательность взаимодействующих функциональных блоков, которые могут представлять функции, осуществляемые процессором, программным обеспечением, аппаратными средствами, встроенным программным обеспечением или любой их соответствующей комбинацией.

Предоставлена система 800, которая обеспечивает беспроводную связь. Система 800 включает в себя средство логического модуля 802 для преобразования пилот-сигнала приемника во временную область и логический модуль 804 для подавления внутриканальных помех. Система 800 также включает в себя логический модуль 806 для преобразования оценки канала в частотную область для последующей обработки в частотной области.

Фиг. 9 иллюстрирует устройство 900 связи, которое может быть устройством беспроводной связи, например, таким как беспроводной терминал. Дополнительно или альтернативно устройство 900 связи может находиться в пределах проводной сети. Устройство 900 связи может включать в себя память 902, которая может хранить инструкции для определения оценки канала в терминале беспроводной связи. Кроме того, устройство 900 связи может включать в себя процессор 904, который может выполнять инструкции, находящиеся в памяти 902, и/или инструкции, принимаемые от другого сетевого устройства, причем инструкции могут относиться к конфигурированию или работе устройства 900 связи или связанного с ним устройства связи.

На Фиг. 10 проиллюстрирована система беспроводной связи множественного доступа согласно одному из аспектов. Точка 1000 доступа (AP) включает в себя множество групп антенн, одна включает в себя 1004 и 1006, другая включает в себя 1008 и 1010, и еще одна включает в себя 1012 и 1014. На фиг. 10 для каждой группы антенн проиллюстрированы только две антенны, однако большее или меньшее количество антенн можно использовать для каждой группы антенн. Терминал доступа 1016 (AT) осуществляет связь с антеннами 1012 и 1014, причем антенны 1012 и 1014 передают информацию к терминалу доступа 1016 по прямой линии связи 1020 и принимают информацию от терминала доступа 1016 по обратной линии связи 1018. Терминал доступа 1022 осуществляет связь с антеннами 1006 и 1008, причем антенны 1006 и 1008 передают информацию к терминалу доступа 1022 по прямой линии связи 1026 и принимают информацию от терминала доступа 1022 по обратной линии связи 1024. В системе FDD линии связи 1018, 1020, 1024 и 1026 могут использовать различную частоту для связи. Например, прямая линия связи 1020 может использовать другую частоту, чем частота, используемая обратной линией связи 1018.

Каждая группа антенн и/или зона, в которой они должны осуществлять связь, часто упоминается как сектор точки доступа. Каждая группа антенн предназначена для осуществления связи с терминалами доступа в секторе зоны обслуживания точки доступа 1000. При связи по прямым линиям связи 1020 и 1026 передающие антенны точки доступа 1000 могут использовать формирование диаграммы направленности для улучшения отношения сигнал-шум прямых линий связи для различных терминалов доступа 1016 и 1024. Кроме того, точка доступа, используя формирование диаграммы направленности для передачи к терминалам доступа, беспорядочно расположенным по ее зоне обслуживания, создает меньше помех терминалам доступа в соседних ячейках, чем передача точки доступа через одну антенну ко всем ее терминалам доступа.

Точка доступа может быть стационарной станцией, используемой для доступа к терминалам, и может также упоминаться как точка доступа, базовая станция, узел B или может использоваться некоторая другая терминология. Терминал доступа можно также называть терминалом доступа, пользовательским оборудованием (ПО), устройством беспроводной связи, терминалом, терминалом доступа, подвижной станцией или можно использовать некоторую другую терминологию.

На Фиг. 11 система 1100 иллюстрирует систему 210 передатчика (также известна как точка доступа) и систему 1150 приемника (также известна как терминал доступа) в системе MIMO 1100. В системе 1110 передатчика данные трафика для многих потоков данных обеспечивают из источника 1112 данных к процессору 1114 передаваемых (TX) данных. Каждый поток данных передают по соответствующей передающей антенне. Процессор 1114 TX данных форматирует, кодирует и перемежает данные трафика для каждого потока данных, основываясь на определенных схемах кодирования, выбранных для этого потока данных, для обеспечения кодированных данных.

Кодированные данные для каждого потока данных можно мультиплексировать с пилотными данными, используя методики OFDM. Пилотные данные обычно являются известным шаблоном данных, который обработан известным способом и может использоваться в системе приемника для оценки отклика канала. Мультиплексированные пилотные и кодированные данные для каждого потока данных затем модулируют (т.е. выполняют символьное отображение), основываясь на определенной схеме модуляции (например, BPSK, QSPK, М-PSK или M-QAM), выбранной для данного потока данных для обеспечения символов модуляции. Скорость передачи данных, кодирование и модуляцию для каждого потока данных можно определять инструкциями, выполняемыми процессором 1130.

Символы модуляции для всех потоков данных затем доставляют к TX MIMO процессору 1120, который может дополнительно обрабатывать символы модуляции (например, для OFDM). TX MIMO процессор 1120 затем доставляет N_T потоков символов модуляции на N_T передатчиков (TMTR) 1122a-1122t. В определенных вариантах осуществления TX MIMO процессор 1120 применяет веса формирования диаграммы направленности к символам потоков данных и к антенне, от которой передают символ.

Каждый передатчик 1122 принимает и обрабатывает соответствующий поток символов для получения одного или большего количества аналоговых сигналов и дополнительно приводит к определенному виду (например, усиливает, фильтрует и преобразовывает с повышением частоты) аналоговые сигналы для получения модулированного сигнала, который соответствует передаче по каналу MIMO. N_T модулированных сигналов от передатчиков 1122a-1122t затем передают от N _T антенн 1124a-1124t, соответственно.

В системе 1150 приемника передаваемые модулированные сигналы принимают с помощью N_R антенн 1152a-1152r и принятый сигнал от каждой антенны 1152 доставляют на соответствующий приемник (RCVR) 1154a-1154r. Каждый приемник 1154 приводит к определенному виду (например, фильтрует, усиливает и преобразовывает с понижением частоты) соответствующий принятый сигнал, оцифровывает приведенный к определенному виду сигнал для получения выборок и дополнительно обрабатывает выборки для получения потока соответствующих «принятых» символов.

Процессор 1160 RX данных затем принимает и обрабатывает N_R потоков принятых символов от N _R приемников 1154, основываясь на определенной методике обработки приемника для получения N_T «обнаруженных» потоков символов. Процессор 1160 RX данных затем демодулирует, деперемежает и декодирует каждый обнаруженный поток символа для восстановления данных трафика для потока данных. Обработка процессором 1160 RX данных является обратной к обработке, выполняемой TX MIMO процессором 1120 и процессором 1114 TX данных в системе передатчика 1110.

Процессор 1170 периодически определяет, какую матрицу предварительного кодирования использовать (обсуждается ниже). Процессор 1170 формулирует сообщение обратной линии связи, содержащее часть индекса матрицы и часть значения ее ранга. Сообщение обратной линии связи может содержать информацию различного типа, относящуюся к линии связи и/или принятому потоку данных. Сообщение обратной линии связи затем обрабатывают с помощью процессора 1138 TX данных, который также принимает данные трафика для множества потоков данных из источника данных 1136, модулированных с помощью модулятора 1180, приведенных к определенному виду с помощью передатчиков 1154a-1154r и переданных назад к системе 1110 передатчика.

В системе 1110 передатчика модулированные сигналы от системы 1150 приемника принимают с помощью антенн 1124, приводят к определенному виду с помощью приемников 1122, демодулируют с помощью демодулятора 1140 и обрабатывают с помощью процессора 1142 RX данных для извлечения сообщения обратной линии связи, переданного системой 1150 приемника. Процессор 1130 затем определяет, какую матрицу предварительного кодирования использовать для определения весов формирования диаграммы направленности, затем обрабатывает извлеченное сообщение.

В одном из аспектов логические каналы классифицируют на каналы управления и каналы трафика. Логические каналы управления содержат широковещательный канал управления (BCCH), который является каналом DL для информации управления широковещательной системой. Канал управления вызовом (PCCH) является каналом DL, по которому передают информацию вызова. Канал управления многоадресной передачи (MCCH) является каналом многоточечной связи DL, используемым для передачи информация планирования и управления услуги широковещательной и многоадресной передачи мультимедийной информации (MBMS) для одного или нескольких MTCH. В общем случае, после установления соединения RRC этот канал используется только ПО, которые принимают MBMS (примечание: ранее MCCH+MSCH). Выделенный канал управления (DCCH) является двунаправленным каналом двухточечной связи, который передает выделенную информацию управления, и он используется ПО, которые имеют соединение RRC. Логические каналы трафика содержат выделенный канал трафика (DTCH), который является двунаправленным каналом двухточечной связи, выделенным для одного ПО, для передачи пользовательской информации. Кроме того, канал трафика многоадресной передачи (MTCH) предназначен для многоадресной передачи в канале DL для передачи данных трафика.

Транспортные каналы классифицируют на каналы DL и UL. Транспортные каналы DL содержат широковещательный канал (BCH), общий канал передачи данных нисходящей линии связи (DL-SDCH) и канал вызова (PCH), данный PCH предназначен для поддержки экономии мощности ПО (цикл DRX указывают с помощью сети для ПО), их передают по всей ячейке и отображают на физические (PHY) ресурсы, которые могут использоваться для других каналов управления/трафика. Транспортные каналы UL содержат канал с произвольным доступом (RACH), канал запроса (REQCH), канал общих данных восходящей линии связи (UL-SDCH) и множество PHY каналов. PHY каналы содержат набор каналов DL и каналов UL.

Физические каналы DL содержат:

общий пилотный канал (CPICH);

канал синхронизации (SCH);

общий канал управления (CCCH);

совмещенный канал управления Dl (SDCCH);

канал управления многоадресной передачи (MCCH);

общий канал назначения UL (SUACH);

канал подтверждения (ACKCH);

физический канал общих данных DL (DL-PSDCH);

канал управления мощностью UL (UPCCH);

канал указателя поискового вызова (PICH);

канал указателя загрузки (LICH).

Физические каналы UL содержат:

физический канал с произвольным доступом (PRACH);

канал указателя качества канала (CQICH);

канал подтверждения (ACKCH);

канал указателя подмножества антенн (ASICH);

общий канал запроса (SREQCH);

физический канал общих данных UL (UL-PSDCH)

широкополосный пилотный канал (BPICH).

В одном из аспектов обеспечивается структура канала, которая сохраняет свойство низкого значения PAR (в любой заданный момент времени канал является непрерывным в частотной области или равномерно распределенным по частоте) сигнала с одной несущей.

Описанное выше включает в себя примеры одного или более вариантов осуществления. Конечно, невозможно описать все возможные комбинации компонентов или методологий для описания указанных выше вариантов осуществления, но специалисты должны признать, что возможны множество дополнительных комбинаций и изменений различных вариантов осуществления. Соответственно, описанные варианты осуществления, как предполагается, охватывают все такие изменения, модификации и разновидности, которые находятся в пределах объема и формы прилагаемой формулы изобретения. Кроме того, до степени, до которой термин «включает в себя» используется или в подробном описании, или в формуле изобретения, данный термин является включающим, подобно термину «содержащий», когда термин «содержащий» интерпретируется при использовании в качестве переходного слова в формуле изобретения.