FI112565B - Menetelmä ja radiojärjestelmä digitaalisen signaalin siirtoon - Google Patents

Description

112565

Menetelmä ja radiojärjestelmä digitaalisen signaalin siirtoon

Keksinnön ala

Keksinnön kohteena on menetelmä ja radiojärjestelmä digitaalisen signaalin siirtämiseksi radiojärjestelmässä, erityisesti matkaviestinjärjestelmäs-5 sä. Keksintö liittyy erityisesti lähetysdiversiteetin käyttöön.

Keksinnön tausta

Tietoliikenneyhteyksissä signaalien välittämiseen käytetty siirtotie aiheuttaa tunnetusti häiriöitä tietoliikenteelle. Tätä tapahtuu riippumatta siirtotien fyysisestä muodosta, olipa siirtotie esimerkiksi radioyhteys, valokuitu tai 10 kuparikaapeli. Erityisesti radiotietoliikenteessä esiintyy usein tilanteita joissa siirtotien laatu vaihtelee yhteyskerrasta toiseen ja myös yhteyden aikana.

Radiotien häipymisilmiöt ovat eräs tyypillinen ilmiö, joka aiheuttaa muutoksia siirtokanavassa. Myös muut samanaikaiset yhteydet saattavat aiheuttaa häiriöitä ja nämä voivat vaihdella ajan ja paikan funktiona.

15 Tyypillisessä radiotietoliikenneympäristössä lähettimen ja vastaanot timen väliset signaalit etenevät useaa reittiä. Tämä monitie-eteneminen aiheutuu pääosin signaalin heijastumisista ympäröivistä pinnoista. Eri reittejä kulkeneet signaalit saapuvat vastaanottimeen eri aikoina erilaisen kulkuaikaviiveen takia. Tämän monitie-etenemisen aiheuttaman häipymän kompensoimiseen on kehi-.·. 20 tetty erilaisia menetelmiä.

Eräs ratkaisu ongelmaan on diversiteetin käyttö lähetyspäässä yh-teyttä. Aikadiversiteetissä käytetään lomittelua ja koodausta, jolla aikaansaa-;;; daan ajallista diversiteettiä lähetettävään signaaliin. Tällä on kuitenkin se hait- tapuoli, että lähetykseen tulee viiveitä, varsinkin kun kanava on hitaasti häipy-’ 25 vä. Taajuusdiversiteetissä puolestaan signaali lähetetään usealla taajuudella samanaikaisesti. Tämä on kuitenkin tehoton menetelmä silloin kun kanavan koherenssikaistanleveys on suuri.

: Antennidiversiteetissä lähetetään sama signaali vastaanottimelle : kahta tai useampaa eri antennia käyttäen. Tällöin eri kanavien läpi monitie- 30 edenneet signaalikomponentit eivät todennäköisesti tule samanaikaisen häi-’; ’ pymän häiritsemiksi.

' Julkaisussa WO 99/14871 on esitetty diversiteettimenetelmä, jossa : koodataan lähetettävät biteistä koostuvat symbolit annetun mittaisissa lohkois- •: : sa, ja jossa kukin lohko koodataan annetuksi määräksi kanavasymboleja lä- 35 hetettäväksi kahden antennin kautta. Kunkin antennin kautta lähetetään eri 112565 2 signaalia. Esimerkiksi kun koodattavat symbolit jaetaan kahden symbolin mittaisiin lohkoihin, muodostetaan lähetettävät kanavasymbolit siten, että ensimmäisen antennin kautta lähetettävät kanavasymbolit muodostuvat ensimmäisestä symbolista ja toisen symbolin kompleksikonjugaatista, ja toisen antennin 5 kautta lähetettävät kanavasymbolit muodostuvat toisesta symbolista ja ensimmäisen symbolin kompleksikonjugaatista. Esitetty ratkaisu on kuitenkin sovellettavissa ainoastaan kahden antennin ollessa käytössä. Esitetystä ratkaisusta on käytetty nimeä space-time-lohkokoodaus.

Julkaisuissa Tarokh, V., Jafarkhani, H., Calderbank, A.R.: Space-10 Time Block Codes from Orthogonal Designs, IEEE Transactions on information theory, Vol. 45 pp. 1456-1467, July 1999 ja Tarokh, V., Jafarkhani, H., Calderbank, A.R.: Space-Time Block Coding for Wireless Communications: Performance Results, IEEE Journal on Selected Areas In Communication, Vol. 17 pp. 451-460, March 1999, on puolestaan esitetty vastaavia ratkaisuja, jotka 15 soveltuvat useammalle kuin kahdelle antennille. Esimerkkinä annettakoon koodaussuhteen 3Λ koodi: i3_ _*3_ Z| "2 V2 V2 * * ^3 z3

“Z2 Z| V? ~~E

'' (Z1.Z2.Z3)-> 2^ z|_ (z2~Z2 —Zl ~Z|‘) (z, -z* -Z; -Ζ;) ;* V2 V2 2 ^ 2 z3 _ z3 (Z1 ~Z1 + z2 +zl) ~(zl +Z1 +z2 ~z2) , Γ lV2 ~ 4Ϊ 2 2 ) : 20 Space-time-koodauksessa koodien valinnassa olennaisimmat kri- : : teerit ovat aikaansaatava diversiteetti, koodaussuhde ja viive. Diversiteettiä kuvaa itsenäisesti dekoodattavien kanavien lukumäärä, ja täydelle diversitee-: . tille se on sama kuin lähetysantennien lukumäärä. Koodaussuhde on space- time-koodatun signaalin nopeuden suhde pelkästään ajallisesti koodattuun 25 signaalinopeuteen. Viive on puolestaan space-time-lohkon pituus. Riippuen \ : käytetystä modulaatiomenetelmästä puhutaan joko reaalisesta tai kompleksi- sesta koodauksesta.

. : , Kompleksista modulaatiota käytettäessä täyden diversiteetin koo-

’ . deja koodaussuhteella 1 on esitetty vain kahdelle antennille (julkaisussa WO

30 99/14871). Yllä mainitussa julkaisussa on esitetty koodaussuhteen 1/2 koodi, 3 112565 joka on aikaansaatu täyden koodaussuhteen reaalisesta koodista asettamalla kompleksiset signaalit samojen mutta konjugaattisten signaalien päälle. Näin saadaan koodaussuhteen 1/4 koodit 2 - 8 antennille. Esimerkkinä seuraavassa kolmen antennin koodi: Z\ Z2 Z3 ~z2 Z, — Z4 Z3 Z4 Ζχ — z4 - z3 z2 5 Z2, z3, Z4) —> « * .

Z 1 Z 2 z 3 * * * — Z 2 z 1 —Z 1 * * * — Z 3 Z 4 Z ] * ♦ * — Z4 -z 3 Z 2 missä tähti (*) merkitse kompleksikonjugaattia. Nämä koodit eivät ole viiveop-timaalisia.

Tähän asti kaikki kompleksiset space-time-lohkokoodit ovat kuuluit) neet kahteen kategoriaan, reaalisiin koodeihin perustuviin koodisuhteen puolittavaan ryhmään, kuten yllä mainittu esimerkki, tai neliöllisiin unitaarisiin matriiseihin perustuvaan ryhmään.

Ns. open-loop diversiteetille voidaan esittää neljä toivottavaa ominaisuutta: .: 15 1. Täysi diversiteetti suhteessa antennien lukumäärään.

2. Lähettimessä ja vastaanottimessa tarvitaan vain lineaarista pro- :· sessointia.

3. Lähetysteho jakaantuu tasaisesti antennien kesken.

·. 4. Koodaussuhdetehokkuus mahdollisimman suuri.

·. 20 Edellä esitettyjen ratkaisujen eräänä haittapuolena on se, yllä mai- nituista edellytyksistä vain 1 ja 2 toteutuvat. Esimerkiksi eri antennien lähe-, , tysteho jakautuu epätasaisesti, eli eri antennit lähettävät eri tehoilla. Tästä ai- heutuu hankaluuksia päätevahvistimien suunnittelussa. Edelleen koodaussuh-de ei ole optimaalinen.

25 Keksinnön lyhyt selostus

Keksinnön tavoitteena on siten toteuttaa menetelmä ja järjestelmä • : joilla saavutetaan aiempaa optimaalisempi diversiteetti eri antennilukumäärillä.

: Tämä saavutetaan menetelmällä digitaalisen symboleista koostuvan signaalin 112565 4 siirtämiseksi, joka menetelmä käsittää kompleksisien symbolien koodaamisen annetun K:n mittaisissa lohkoissa kanavasymboleiksi ja kanavasymbolien lähettämisen usean erillisen kanavan ja kahden tai useamman antennin kautta. Keksinnön mukaisessa menetelmässä suoritetaan koodaus siten että koo-5 dauksen määrittää koodimatriisi, joka voidaan esittää summana 2K elementistä, jossa kukin elementti on jonkun lähetettävän symbolin tai symbolin komp-leksikonjugaatin sekä kompleksifioidun yksikköelementillä laajennetun anti-kommutaattorialgebran NxN esitysmatriisin tulo ja jossa kutakin matriisia käytetään koodimatriisia muodostettaessa korkeintaan kerran.

10 Edelleen, keksinnön mukaisessa menetelmässä suoritetaan koo daus siten että koodauksen määrittää koodimatriisi, joka on muodostettu ottamalla vapaasti valittavat 2K-1 kpl unitaarista, antihermiittistä ja keskenään anti-kommutoivaa NxN matriisia, muodostamalla sanotuista matriiseista K-1 paria, yli jäävän matriisin muodostaessa parin N-ulotteisen yksikkömatriisin kanssa, 15 muodostamalla kustakin parista kaksi matriisia siten, että parin ensimmäisestä matriisista lisätään ja vähennetään parin toinen matriisi imaginaariyksiköllä kerrottuna, ja jossa kukin ylläkuvatulla tavalla muodostettu matriisi määrittelee koodimatriisin riippuvuuden yhdestä koodattavasta symbolista tai symbolin kompleksikonjugaatista.

20 Keksinnön kohteena on myös järjestely digitaalisen symboleista koostuvan signaalin siirtämiseksi, joka järjestely käsittää kooderin kompleksi-sien symbolien koodaamiseksi annetun K:n mittaisissa lohkoissa kanavasym-·' : boleiksi, välineet lähettää kanavasymbolit usean erillisen kanavan ja kahden ··· tai useamman antennin kautta. Keksinnön mukaisessa järjestelyssä kooderi 25 on sovitettu koodaamaan symbolit käyttäen koodimatriisia, joka voidaan esit-• ·. tää summana 2K elementistä, jossa kukin elementti on jonkun lähetettävän , ·. symbolin tai symbolin kompleksikonjugaatin sekä kompleksifioidun yksikköe-

' I

lementillä laajennetun antikommutaattorialgebran NxN esitysmatriisin tulo ja .. , jossa kutakin matriisia käytetään koodimatriisia muodostettaessa korkeintaan ; 30 kerran.

··* Edelleen, keksinnön mukaisessa järjestelyssä kooderi on sovitettu T: koodaamaan symbolit käyttäen koodimatriisia, joka on muodostettu ottamalla vapaasti valittavat 2K-1 kpl unitaarista, antihermiittistä ja keskenään antikom-; mutoivaa NxN matriisia, muodostamalla sanotuista matriiseista K-1 paria, yli 35 jäävän matriisin muodostaessa parin N-ulotteisen yksikkömatriisin kanssa, :’ · muodostamalla kustakin parista kaksi matriisia siten, että parin ensimmäisestä 112565 5 matriisista lisätään ja vähennetään parin toinen matriisi imaginaariyksiköllä kerrottuna, ja jossa kukin ylläkuvatulla tavalla muodostettu matriisi määrittelee koodimatriisin riippuvuuden yhdestä koodattavasta symbolista tai symbolin kompleksikonjugaatista.

5 Keksinnön mukaisella ratkaisulla voidaan saada aikaan järjestelmä, jossa voidaan käyttää kuinka montaa lähetys-ja vastaanottoantennia hyvänsä, saaden täyden diversiteettihyödyn space-time-lohkokoodauksella. Edullisessa toteutusmuodossa neliöllisillä koodeilla, joiden dimensio on kahden potenssi, saavutetaan maksimaalinen koodaussuhde ja optimaalinen viive.

10 Keksinnön mukaisessa ratkaisussa sovelletaan kompleksisia lohko- koodeja. Eräässä edullisessa toteutusmuodossa käytetään koodeja, jotka perustuvat matriiseihin, joiden elementit ovat kaikki muotoa ±zk, ±z*k tai 0. Tunnetun tekniikan mukaisissa ratkaisuissa ei ole esiintynyt koodeja, joissa elementeissä esiintyy termi 0. Ensin esitetään neliölliset koodit, joista ei-neliölliset 15 koodit saadaan eliminoimalla sarakkeita (antenneja). Näissä ns peruskoodeissa elementit riippuvat vain yhdestä symbolista, tai jonkin symbolin reaali-ja toisen symbolin imaginääriosasta. Eräässä toisessa edullisessa toteutusmuodossa voidaan käyttää täyden diversiteetin koodeja, joilla yllä mainittua rajoitusta ei ole.

20 Keksinnön mukaisella ratkaisulla saavutetaan myös lähetystehon tasainen jakautuminen eri antennien kesken. Keksinnön mukaisella ratkaisulla saavutetaan myös edullisesti koodaus, jossa voidaan minimoida huipputehon : suhde keskimääräiseen tehoon tai keskimääräisen tehon suhde minimitehoon.

Kuvioiden lyhyt selostus !25 Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yh teydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joissa ’···* kuvio 1 esittää esimerkkiä keksinnön erään toteutusmuodon mukai sesta järjestelmästä, ; kuvio 2 esittää toista esimerkkiä keksinnön erään toteutusmuodon t «4 :,,.: 30 mukaisesta järjestelmästä ja kuvio 3 havainnollistaa esimerkkiä keksinnön erään toteutusmuo- • ·, don mukaisesta järjestelystä.

Edullisten toteutusmuotojen yksityiskohtainen selostus : : Keksintöä voidaan käyttää radiojärjestelmissä, joissa on mahdollista 35 lähettää ainakin osa signaalista käyttäen ainakin kolmea tai useampaa lähe- 6 112566 tysantennia tai millä tahansa lähetysantennien lukumäärällä aikaansaatuja kolmea tai useampaa keilaa. Siirtokanava voi olla muodostettu esimerkiksi käyttäen aikajakoista, taajuusjakoista, tai koodijakoista monikäyttömenetelmää. Myös eri monikäyttömenetelmien yhdistelmiä käyttävät järjestelmät ovat kek-5 sinnön mukaisia järjestelmiä. Esimerkeissä kuvataan keksinnön käyttöä suo-rasekvenssitekniikalla toteutettua laajakaistaista koodijakoista monikäyttömenetelmää käyttävässä universaalissa matkapuhelinjärjestelmässä, keksintöä siihen kuitenkaan rajoittamatta.

Viitaten kuvioon 1 selostetaan esimerkinomaisesti matkapuhelinjär-10 jestelmän rakennetta. Matkapuhelinjärjestelmän pääosat ovat ydinverkko (core network) CN, matkapuhelinjärjestelmän maanpäällinen radioliittymäverkko (UMTS terrestrial radio access network) UTRAN ja tilaajapäätelaite (user equipment) UE. CN:n ja UTRAN:in välinen rajapinta on nimeltään lu, ja UTRAN:in ja UE:n välinen ilmarajapinta on nimeltään Uu.

15 UTRAN muodostuu radioverkkoalijärjestelmistä (radio network sub system) RNS. RNS:ien välinen rajapinta on nimeltään lur. RNS muodostuu ra-dioverkkokontrollerista (radio network controller) RNC ja yhdestä tai useammasta B-solmusta (node B) B. RNC:n ja B:n välinen rajapinta on nimeltään lub. B-solmun kuuluvuusaluetta eli solua merkitään kuviossa C:llä.

20 Kuviossa 1 esitetty kuvaus on melko yleisellä tasolla, joten sitä sel vennetään kuviossa 2 esitetyllä tarkemmalla esimerkillä solukkoradiojärjestel-mästä. Kuvio 2 sisältää vain oleellisimmat lohkot, mutta alan ammattimiehelle on selvää, että tavanomaiseen solukkoradioverkkoon sisältyy lisäksi muitakin j · toimintoja ja rakenteita, joiden tarkempi selittäminen ei tässä ole tarpeen. Huo- 25 mattakoon myös, että kuviossa 2 on esitetty vain eräs esimerkkirakenne. Kek-,·«·. sinnön mukaisissa järjestelmissä saattavat yksityiskohdat poiketa kuviossa 2 ;; esitetyistä, mutta keksinnön kannalta näillä eroilla ei ole merkitystä.

Solukkoradioverkko käsittää siis tyypillisesti kiinteän verkon infrastruktuurin eli verkko-osan 200, ja tilaajapäätelaitteita 202, jotka voivat olla kiinteästi 30 sijoitettuja, ajoneuvoon sijoitettuja tai kannettavia mukanapidettäviä päätelait-teitä. Verkko-osassa 200 on tukiasemia 204. Tukiasema vastaa edellisen ku-·. vion B-solmua. Useita tukiasemia 204 keskitetysti puolestaan ohjaa niihin yh teydessä oleva radioverkkokontrolleri 206. Tukiasemassa 204 on lähetinvas-taanottimia 208 ja multiplekseriyksikkö 212.

: 35 Tukiasemassa 204 on edelleen ohjausyksikkö 210, joka ohjaa lähetin- vastaanottimien 208 ja multiplekserin 212 toimintaa. Multiplekserillä 212 sijoi- 112565 7 tetaan useiden lähetinvastaanottimien 208 käyttämät liikenne- ja ohjauskana-vat yhdelle siirtoyhteydelle 214. Siirtoyhteys 214 muodostaa rajapinnan lub.

Tukiaseman 204 lähetinvastaanottimista 208 on yhteys antenniyksik-köön 218, jolla toteutetaan kaksisuuntainen radioyhteys 216 tilaajapäätelait-5 teeseen 202. Kaksisuuntaisessa radioyhteydessä 216 siirrettävien kehysten rakenne on järjestelmäkohtaisesti määritelty, ja sitä kutsutaan ilmarajapinnaksi Uu.

Radioverkkokontrolleri 206 käsittää ryhmäkytkentäkentän 220 ja ohjausyksikön 222. Ryhmäkytkentäkenttää 220 käytetään puheen ja datan kyt-10 kentään sekä yhdistämään signaiointipiirejä. Tukiaseman 204 ja radioverkko-kontrollerin 206 muodostamaan radioverkkoalijärjestelmään 224 kuuluu lisäksi transkooderi 226. Transkooderi 226 sijaitsee yleensä mahdollisimman lähellä matkapuhelinkeskusta 228, koska puhe voidaan tällöin siirtokapasiteettia säästäen siirtää solukkoradioverkon muodossa transkooderin 226 ja radioverk-15 kokontrollerin 206 välillä.

Transkooderi 226 muuntaa yleisen puhelinverkon ja radiopuhelin-verkon välillä käytettävät erilaiset puheen digitaaliset koodausmuodot toisilleen sopiviksi, esimerkiksi kiinteän verkon muodosta solukkoradioverkon johonkin muuhun muotoon ja päinvastoin. Ohjausyksikkö 222 suorittaa puhelunohjaus-20 ta, liikkuvuuden hallintaa, tilastotietojen keräystä ja signalointia.

Kuviossa 2 kuvataan edelleen matkapuhelinkeskus 228 ja portti- matkapuhelinkeskus 230, joka hoitaa matkapuhelinjärjestelmän yhteydet ulko- . puoliseen maailmaan, tässä yleiseen puhelinverkkoon 232.

,:. Keksintöä voidaan siis erityisesti soveltaa järjestelmässä, jossa käy- * *···, 25 tetään signaalin siirtoon ns. kompleksista space-time-lohkokoodausta, jossa .'Il lähetettävät kompleksiset symbolit koodataan annetun K:n mittaisissa lohkois- sa kanavasymboleiksi lähetettäväksi usean erillisen kanavan ja kahden tai ·* useamman antennin kautta. Usea erillinen kanava voidaan muodostaa eri ai kaväleistä. Koodauksen tuloksena symbolilohkosta muodostuu ns. koodimatrii-30 si, jossa sarakkeiden lukumäärä vastaa lähetykseen käytettävien antennien lu-’: kumäärää ja rivien lukumäärä erillisten kanavien lukumäärää, joka space-time- koodauksen ollessa kyseessä on käytettävien aikavälien lukumäärä. Keksintöä voidaan vastaavasti soveltaa järjestelmässä, jossa aikavälien sijasta käytetään ;* eri taajuuksia tai eri hajotuskoodeja. Tällöin ei kuitenkaan luonnollisesti voida ; : 35 puhua space-time-koodauksesta vaan pikemminkin space-frequency- tai t 112565 8 space-code-division-koodauksesta. Space-frequency-koodausta voisi käyttää esimerkiksi OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) systeemissä.

Tarkastellaan ensin vapaasti valittavan neliönmuotoisen kompleksisen space-time-lohkokoodin muodostamista. Oletetaan lähetysantennien luku-5 määräksi N = 2K'1, missä K on kokonaisluku ja suurempi kuin kaksi. Aikaansaatavan koodin avulla voidaan lähettää K kompleksilukumoduloitua symbolia N\n symbolijakson aikana. Näitä symboleita voidaan merkitä zk, k= 1,...,K·

Neliönmuotoinen kompleksinen space-time-lohkokoodi perustuu unitaariselle NxN -matriisille, jonka elementit riippuvat lineaarisesti lähetettä-10 vistä symboleista zk ja näiden kompleksikonjugaateista. Unitaarinen matriisi on neliömatriisi, jonka käänteismatriisi on verrannollinen sen hermiittiskonjugaat-tiin. Hermiittiskonjugaatti on puolestaan matriisin transpoosin kompleksikonju-gaatti. Lisäksi koodimatriisin ja sen hermiittiskonjugaatin tulon ja yksikkömatrii-sin välinen verrannollisuuskerroin on lineaarikombinaatio lähetettävien symbols lien itseisarvojen neliöistä. Tätä lineaarikombinaatiota voidaan kutsua unitaari-suuskertoimeksi. Tulkitsemalla lähetettävät symbolit sopivalla tavalla tämä lineaarikombinaatio voidaan aina nähdä summana lähetettävien symbolien itseisarvojen neliöistä.

Kertomalla unitaarisella NxN -matriisilla vasemmalta vapaasti valit-20 tava neliönmuotoinen space-time-lohkokoodi voidaan saattaa muotoon, jossa erään lähetettävän symbolin reaaliosa esiintyy ainoastaan koodimatriisin dia-gonaalilla. Jos lähetettävät symbolit on tulkittu edellä kuvatulla tavalla mainittu t .· reaaliosa esiintyy jokaisessa diagonaalielementissä samalla reaaliluvulla ker- • * · rottuna. Tällöin koodimatriisin riippuvuus kyseisen symbolin reaaliosasta on 25 verrannollinen A/-ulotteiseen yksikkömatriisiin.

, ’ Tarkastellaan seuraavaksi menetelmää, jossa muodostetaan uni- , taarinen NxN -matriisi, jonka elementit riippuvat lineaarisesti symboleista zk, jonka unitaarisuuskerroin on verrannollinen symbolien zk itseisarvojen neliöiden summaan, ja jonka riippuvuus jonkun symbolin z, reaaliosasta on verran-' 30 nollinen N-ulotteiseen yksikkömatriisiin.

Otetaan vapaasti valittavat 2K-1 kpl NxN -matriisia, jotka ovat kaikki antihermiittisiä, ja unitaarisia, ja antikommutoivat kaikki keskenään. Antiher-miittinen matriisi on matriisi, jonka hermiittiskonjugaatti on matriisi itse kerrottuna -1 :llä. Antikommutointi tarkoittaa sitä, että kun kaksi matriisia voidaan ker- i t 35 toa keskenään kahdessa järjestyksessä, niin jos toinen tulo on -1 kertaa toinen tulo, niin matriisit tällöin antikommutoivat. Yllä kuvattua perhettä, johon siis 112565 9 kuuluu 2K-1 matriisia, voidaan kutsua 2K-1:n elementin antikommutaattorial-gebran A/-ulotteiseksi esitykseksi.

Muodostetaan näistä 2K-1:stä matriisista K-1 paria. Koska matriiseja on pariton määrä, otetaan yli jäävän matriisin pariksi A/-ulotteinen yksikkö-5 matriisi. Kustakin matriisiparista muodostetaan kaksi matriisia siten, että parin ensimmäisestä matriisista lisätään ja vähennetään parin toinen matriisi imagi-nääriyksiköllä kerrottuna. Yksikkömatriisi tulkitaan omassa parissaan ensimmäiseksi matriisiksi. Täten saadaan muodostettua 2K matriisia. Nämä matriisit muodostavat kompleksifioidun yksikköelementillä laajennetun antikommutaat-10 torialgebran. Lyhyesti niitä kutsutaan kompleksisiksi antikommutaattorimatrii-seiksi.

Koodimatriisi muodostetaan siten, että kukin yllä muodostetuista matriiseista määrittelee koodimatriisin riippuvuuden yhdestä ja vain yhdestä z„:sta tai zk:n kompleksikonjugaatista. Koodimatriisi on täten summa 2K ele-15 mentistä, ja kukin elementti on jonkun zk:n tai zk:n kompleksikonjugaatin ja NxN -kompleksisen antikommutaattorimatriisin tulo siten, että kukin symboli, kompleksikonjugaatti ja matriisi esiintyy lausekkeessa vain kerran.

Tarkastellaan erästä menetelmää 2K-1 elementin antikommutaatto-rialgebran /V-ulotteisen esityksen muodostamiseksi.

20 Otetaan ensin vapaasti valittavat kolme 2x2 -matriisia, jotka toteut tavat ehdot: • matriisit ovat antihermiittisiä ja unitaarisia · matriisit antikommutoivat keskenään.

·· Matriisit muodostavat siis vapaasti valittavan 3:n elementin antikommutaattori- . '25 algebran algebran esityksen. Valitaan yllä määritetyistä matriiseista kaksi, joita voidaan kutsua alkeispariksi. Yli jäänyt matriisi kerrotaan imaginääriyksiköllä, - ja tulosta kutsutaan kolmanneksi alkeismatriisiksi. Lisäksi käytetään neljäntenä alkeismatriisina jotain 2-ulotteiseen yksikkömatriisiin verrannollista matriisia. Tätä matriisia voidaan kutsua alkeisyksikkömatriisiksi.

: 30 Näistä matriiseista muodostetaan K-1 paria NxN -matriisia, otta- ,: maila K-1 :n alkeismatriisin tensorituloja esimerkiksi seuraavasti: : ; · Ensimmäinen matriisipari rakennetaan tensoritulona K-2:sta alkei- syksikkömatriisista ja alkeisparin jäsenistä. Alkeisparin kumpikin jäsen siis esiintyy erikseen tensoroituna yksikkömatriisien kanssa. Tästä saadaan kaksi : 35 matriisia eli matriisipari.

10 112566 • Toinen matriisipari saadaan tensoroimalla K-3 alkeismatriisia, jompikumpi alkeisparin jäsen sekä kolmas alkeismatriisi, tässä järjestyksessä.

• /:s matriisipari saadaan tensoroimalla K-/-1 alkeisyksikkömatriisia, jompikumpi alkeisparin jäsen sekä IA kappaletta kolmatta alkeismatriisia, täs- 5 sä järjestyksessä.

• K-1:s pari saadaan tensoroimalla jompikumpi alkeisparin jäsen ja K-2 kappaletta kolmatta alkeismatriisia.

Kahden matriisin tensoritulo voidaan ymmärtää lohkomuodossa siten, että otetaan matriisi, jossa on yhtä monta lohkoa kuin ensimmäisessä ten-10 soroitavassa matriisissa on elementtejä, ja jokainen lohko on yhtä suuri kuin toinen tensoroitava matriisi. Tensoritulon lohko on nyt ensimmäisen matriisin vastaava elementti kertaa toinen matriisi.

Yllä kuvatulla tavalla saadaan 2K-2 kpl A/-ulotteista kompleksista antikommutaattorimatriisia, missä N=2K'\ 2KA:s antikommutaattorimatriisi 15 saadaan tensoroimalla KA kpl kolmatta alkeismatriisia ja kertomalla imaginää-riyksiköllä.

Tarkastellaan seuraavaksi esimerkkiä ylläkuvatusta menetelmästä. Valitaan seuraavat antihermiittiset, unitaariset ja keskenään antikommutoivat 2x2 matriisit: 20 f o iy fo iy f-ι oi .•Λ oj' ^’li oJ'T=l° >> ·· Tässä on imaginaariyksikköä merkitty kirjaimella i. Kutsutaan paria σ„ σ2 al- keispariksi. Kutsutaan matriisia σ3 = ΐτ kolmanneksi alkeismatriisiksi. Neljänte- . · ·. 25 nä alkeismatriisina käytetään 2-ulotteista yksikkömatriisia (1 0) 1z “ lo b * · - ‘ jota kutsutaan alkeisyksikkömatriisiksi.

; 30 Muodostetaan N = 2KA - ulotteiset kompleksiset antikommutaattori- matriisit tensorituloina alkeismatriiseista: » .· · γ2 = 12®12® 12®---012 <Ε>σ1

• I « ! I

35 K-2 kertaa .. 1 1256b 11 γ3 = 12®12®12®-®12(S)a2 K-2 kertaa 5 γ4 = 12 012 ® 12 ® · · · ® 12 ® σ! ® σ3 K-3 kertaa 10 γ5 = 12®12 ®12®---012 ®σ2®σ3 K-3 kertaa γ6 = 12 ® 12 ® 12 ® · · ® 12 ® σ2 ® σ3 ® σ3 (1) 15 ^ K-4 kertaa γ7 = 12 ® 12 ® 12 ® · · · ® 12 ® σ2 ® σ3 ® σ3 20 K-4 kertaa 25 γ2Κ = 12 ®12 ®12 ®--·®12 ® σ2 ®σ3®...®σ3 K-1-k kertaa k-1 kertaa y2k+i = 12 012 ®12 0 --·®12 ® σ2 ® σ3® ...® σ3 I · 30 ' " ' ' K-1-k kertaa k-1 kertaa 35 Y2K-2 = σι ®σ3®...®σ3 ' : K-2 kertaa ·' Y2K-1 = σ2 ® σ3® ...® σ3 ; ’; 40 " v ' K-2 kertaa γ1 = i σ3 ® σ3® ...® σ3 45 K-1 kertaa 112565 12

Muodostetut matriisit ovat esimerkki 2K-1 kplista N = 2ΚΛ ulottei-sesta antihermiittisestä, unitaarisesta ja keskenään antikommutoivasta matriisista.

Näistä muodostetaan 2K kpl kompleksista antikommutaattorimatrii- 5 siä {yk+,rk-}Kk=x seuraavasti (.Y2k-2 ±iYlk-\) v yk± 2 5 1 Tässä on käytetty yllä määriteltyjä matriiseja yk , lisäksi on merkitty 2K'1 ulot-10 teista yksikkömatriisia y0:lla. Matriisit on myös normalisoitu jakamalla kahdella. Koodimatriisi voidaan nyt muodostaa esimerkiksi seuraavasti:

K

C = Σ (zkyk-+z1k yk+) (2) *=1 Näin aikaansaatu koodi on viiveoptimaalinen peruslohkokoodi. Kaik-15 ki mahdolliset peruslohkokoodit annetulla koodaussuhteella voidaan luoda yksinkertaisesti vaihtamalla rivien ja/tai sarakkeitten paikkaa kaikissa γ-matrii-seissa samanaikaisesti tai kertomalla γ-matriisit millä tahansa kombinaatiolla termeistä, tai muuttamalla γ-matriisien numerointia, tai kertomalla kaikki γ-mat-riisit oikealta ja/tai vasemmalta unitaarisella matriisilla, jolla on neljä nollasta ( :,: 20 poikkeavaa elementtiä, jotka ovat mielivaltainen kombinaatio luvuista ±1, ±i.

Esimerkiksi, peruskoodi koodaussuhteella 3/4 neljälle lähetysanten-: 1 nille ylläkuvatulla tavalla muodostettuna on muotoa * ( 2\ Z2 h 0 ^ , -Z12 Z\ 0 -Z3 (zi;z2,z3)^ . . 7 (3) ϊ ’ ' t Z 3 O 7, i Z2 'n 1 1 \U Z 3 — Z 2 ζχ ) Tässä siis N = 4 ja K = 3. Edelleen, esimerkiksi koodaussuhteen 1/£ koodi kah-,,; 25 deksalle antennille on muotoa 112565 13 z\ z2 z3 0 z4 0 0 0 $ ♦ - z2 z\ 0 - z3 0 - z4 0 0 $ * - z3 0 Zj z2 0 0 - z4 0 0 z3 -z2 z, 0 0 0 z4

\*1>Z2’Z3) ' * A Λ A * A

- z4 0 0 0 Z] z2 z3 0 0 z4 0 0 - z2 Z] 0 - z3 $ + 0 0 z4 0 - z3 0 Zj z2 0 0 0 -z4 0 z3 -z2 Z| y Tässä siis on koodaussuhteen % koodi vasemmassa yläkulmassa ja vastaavan invertoitu kompleksikonjugaatti oikeassa alakulmassa.

Ylläkuvatulla tavalla saadaan ns peruskoodit, joissa elementit riip-5 puvat vain yhdestä signaalista, tai jonkin signaalin reaali- ja toisen signaalin imaginääriosasta. Minkä tahansa N’ < N koodimatriisin sarakkeen kombinaatio antaa täyden diversiteetin (ei-neliömäisen) koodin N’ antennille. Näistä koodeista lähtien voidaan keksinnön mukaisessa ratkaisussa kehittää täyden diversiteetin koodit, joilla yllä mainittua rajoitusta ei ole. Keksinnön erään edulli-10 sen toteutusmuodon mukaisessa ratkaisussa elementtien sallitaan olla lineaarisia kombinaatioita. Näin saadaan - täyttä diversiteettiä edellyttäen - unitaari-sesti muunnettuja lohkokoodeja, jotka ovat muotoa C=UC(z)V, (4) missä C(z) on peruslohkokoodi, kuten yllä. Se on siis NxN’ matriisi, missä N on . 15 aikavälien lukumäärä ja N’ on antennien lukumäärä. U ja V ovat NxN ja Ν’χΝ’ unitaarisia matriiseja. U:n ja V:n aiheuttamilla vaihesiirroilla ei ole merkitystä. U jaV voidaan olettaa olevan unitaarisia matriiseja, joiden determinantti on 1.

Tämä rakenne antaa lohkokoodiperheen joilla on N2 + Ν’2 -2 jatkuvaa parametriä. Näin saadut neliölliset koodit käsittävät viiveoptimoituja mak-20 simikoodaussuhteen omaavia lohkokoodeja, kun antennien lukumäärä on kah-: den potenssiin verrannollinen.

Otetaan esimerkiksi koodaussuhteen aA koodi neljälle antennille, jo-’: ka esitettiin yllä (3). Geneerinen unitaarinen 4x4 matriisi yksikködeterminantilla ; voidaan kirjoittaa esimerkiksi muotoon 112565 14 ^11 N 0,3 + Φ*4 +7ö Φ*5 W| Wl W3 * 1 1 w 1 -φ13+ /7 ΦΙ4 + /7Φ15 w4 w5 V = exp - V3 1,6 , , (5) 2 * * - z i w 2 w A ^ φ)4 + ^^)5 w6 * * » - 3 ^ w 3 w 5 w 6 Vö Φ’5> missä exp-operaatio on matriisieksponentiaali, kuusi parametriä Wj,

j=1 ,...,6, ovat kompleksisia ja kolme parametriä <£j, j=1.....3, ovat reaalisia. U

5 on samaa muotoa. Näin saadaan yhteensä 30 vapaata reaalista parametriä. Kaikki mahdolliset yleistykset mainitulle V* koodille (3) saadaan nyt muunnoksella (4) käyttäen yllä kuvattua U:ta ja V:tä.

Lähetystehon tasainen jakautuminen eri antennien kesken on toivottavaa. Kuitenkin, esimerkiksi tunnetun tekniikan 3Ä koodissa (esimerkiksi 10 hakemuksen johdannossa mainitussa % koodissa) osa antenneista lähettää puolella teholla tiettyinä ajan hetkinä. Jos käytetään keksinnön erään edullisen toteutusmuodon mukaista koodia (3), saadaan pienempi huipputehon suhde keskimääräisen tehoon. Lisäksi rakenne mahdollistaa sen, että koodimatriisin nollien paikalla voidaan lähettää jotenkin muuten (esim. eri hajotuskoodilla) or-15 togonalisoitua signaalia, esimerkiksi pilottisignaalia. Tällä tavalla voidaan aikaansaada täysin tehotasapainoitettu lähetys.

‘ Monen käyttäjän, erityisesti koodi- ja taajuusjakoisessa järjestel- mässä, voidaan antaa eri käyttäjille eri versiot (esimerkiksi antennien järjestys .,;; * permutoitu) lohkokoodista, ja täten tasapainottaa lähetystehoja.

20 Tietyissä tilanteissa, esimerkiksi aikajakoisessa monen käyttäjän järjestelmässä, on edullista tasapainottaa yhden käyttäjän lähetys suoraan, il-". man yllä mainittuja keinoja. Keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukai sessa ratkaisussa lähetystehon epätasaisesta jakautumasta eri antenneille päästään eroon. Tässä sovelletaan edellä kuvattua unitaarista muunnosta (4).

; 25 Eri antennien tehospektriä ei välttämättä saada tasaiseksi toisiinsa nähden ajan funktiona, mutta valitsemalla unitaarinen muunnos edullisesti antennien keskimääräiset lähetystehot saadaan yhteneväisiksi ja huipputehon suhde : keskimääräiseen tehoon ja minimitehon suhde keskimääräiseen tehoon saa daan minimoitua.

‘ 30 Tarkastellaan tätä sovellusmuotoa esimerkin avulla. Otetaan jo yllä kuvattu 3A koodi (3) neljälle antennille. Riippuen siitä, mikä parametri halutaan 15 11256b saada paremmaksi, valitaan matriisit U ja V sopivaksi. Jos halutaan optimoida minimitehon suhde keskimääräiseen tehoon valitaan V yksikkömatriisiksi ja U 4x4 Hadamard-matriisiksi: f i i i ή u_y 1-1 1-1 5 u~ /2 1 1-1-1

V 1-1-1 V

Nyt, soveltamalla muunnosta (4) koodiin (3) yllä mainitulla matriiseilla U ja U, saadaan teho-tasapainotetuksi koodiksi C = UC(z) = 10 / ******** \ Z\ — ^2 — ^3 Z\ Ί" ^2 ^3 *1 ~ -^2 ^3 Z\ 4· Z2 — Z3 Z1 + z2 “z3 — Z1 + 4-4 4 +4 +4 ~Z1 + z2 +z3 ******** · Z\ — Z2 + Z3 Zj +Z2 — Z3 — Zj + Z2 + z3 — z^ — Z2 — z3 ** *** *** vZj + Z2 + Z3 —Zj Z2 + Z3 — Zj — Z2 + Z3 Zj —Z2 + Z3y

Jos puolestaan halutaan minimoida huipputehon suhde keskimääräiseen tehoon, voidaan U ja V valita esimerkiksi seuraavasti: (Tässä on oletettu, että signaalikonstellaatio on 8-PSK.) 15 r π ,π 3π Λ

1 e'* 8 Γ4 e_,T

',;,* π π 3π : : //-V 1 *“ U /2 π π 3π 1 e-'8 -<Γ'4 -e~^ , ‘ , /r π 3π ;;; v 1 -e8-e4e8, ( \ 10 0 0 ./Γ w= 0 e8 0 0 *. * yr 0 0 e”'4 0 ,! 5 3π :;V l 0 0 0

Soveltamalla nyt muunnosta (4) koodiin (3) yllä mainitulla matrii-; * ; 20 seilla U ]a V , saadaan teho-tasapainotettu koodi, jolla on minimi huipputehon suhde keskimääräiseen tehoon 16 1 1256b C = UC(z)V = r π ,π ,π π ,π ,π ,π ,π Λ « * 1 . * * 1 Q ~ί~Λ * * η * 1 Λ *~Q 1 Λ Ζχ-e °z2-e 4ζ3 Ζχ+β°ζ2+β 4ζ3 Ζχ-e 8z2+e4z3 Zj+e 8ζ2 —e 4ζ3 ,π ,π π π ,π ,π ,π ,π 1 ^ St * ^ Λ * * ^ St ^ Λ * * ^ Ο * ^ ,1 ^ Ω ^ Λ 1 Ζχ+e ° ζ2—e 4ζ3 -Zj+e8z2-e 4ζ3 Zj + e 8z2+e4z3 -zt+e öz2+e 4ζ3 9 ?r π ,π ,π ,π ,π ,π ,π Δ ~*7 * “'7 * * 'ο ~'τ * * -'s' * '7 '7 '7

Zj-e 8z2+e 4ζ3 zj+e8z2-^ 4ζ3 -Zj+e 8z2+e4z3 -zt-e 8z2-e 4z3 ;r ,/r ,π ,π π ,π ,π ,π ~ί ο * -i . * * i~z -/τ * * _ίο * «7 (7 *τ VZj+e 8z2+e 4ζ3 -ζχ+β*ζ2+β 4ζ3 -Zj -e 8z2+e4z3 Ζχ-e 8z2 +e 4z3y 5

Tarkastellaan seuraavaksi dekoodausmenetelmää, joka soveltuu ylläkuvatulla tavoilla koodattujen signaalien vastaanottoon. Oletetaan, että vastaanottaessa on M antennia. Oletetaan edelleen, että lähettimessä käytetään N’:ää antennia lähetykseen ja että lohkokoodi käyttää N aikaväliä. Kana-10 vaa rrnnen lähetysantennin ja m:nnen vastaanottoantennin välillä merkitään termillä anm. Kanavien voidaan olettaa olevan staattisia kehyksen N yli. Kana-vatermit kootaan Ν’χΜ matriisiin ^ «11 «12 ··· «lM^

«2i «22 ··· «2M

a = : : ; yocNi aN2 aNM, ** 15 Vastaavasti, antennilla m aikavälissä t vastaanotettua signaalia merkitään r(m. Näiden signaalien NxM matriisi saadaan kaavasta R = C (z) a+kohina, ' missä lisätty kohina on NxM matriisi additiivista, kompleksista

Gaussin kohinaa. Lohkokoodi Cmuodostetaan kuten aiemmin on kuvattu ((1), • t · 20 (2) ja (4)), ehkä rajoittaen antennien lukumäärää. Merkitään nyt

!··*. fk± = urk±v> k=i,...,K

: Näitä merkintöjä käyttäen suurimman uskottavuuden ilmaisumetriikka k:nnelle 25 lähetetylle symbolille zk on

Mk=\ Tr{yk+aR^+ RaiYik-)-zk +(^(««+)-ΐ)|ζΛ|2 (7) 17 11256b missä Tr tarkoittaa matriisin jälkeä (trace) eli diagonaalielementtien summaa, ja t merkitsee kompleksikonjugaatin transpoosia. Kyseinen metriikka pyritään siis minimoimaan eli sitä käytetään kriteerinä päätettäessä minkä symbolin zk käsittää.

5 Kuviossa 3 havainnollistetaan esimerkkiä keksinnön erään toteu tusmuodon mukaisesta järjestelystä. Kuviossa kuvataan tilannetta, jossa ka-navakoodatut symbolit lähetetään kolmen antennin kautta eri taajuuksilla, eri aikaväleissä tai eri hajotuskoodia käyttäen. Kuviossa on ensiksikin esitetty lähetin 300, joka on yhteydessä vastaanottimeen 302. Lähetin käsittää modulo laattorin 304, jolle tulee sisäänmenona lähetettävä signaali 306, joka keksinnön edullisen toteutusmuodon mukaisessa ratkaisussa koostuu biteistä. Modulaattorissa bitit moduloidaan symboleiksi. Lähetettävät symbolit on ryhmitelty annetun K:n mittaisiin lohkoihin. Oletetaan tässä esimerkissä, että lohkon pituus on kolme symbolia ja että symbolit ovat z1t z2 ja z3. Symbolit viedään 15 kooderille 308. Kooderissa kukin lohko koodataan NxN’.ksi kanavasymboliksi. Kanavasymbolit 310 viedään radiotaajuusosien 312 kautta lähetettäväksi tässä esimerkkitapauksessa kolmella antennilla 314-318.

Esillä olevassa esimerkissä lohko siis käsittää symbolit z„ z2 ja z3. Kooderissa suoritetaan koodaus, jonka määrittävä koodimatriisi on muodos-20 tettu 2K elementistä, jossa kukin elementti on jonkun lähetettävän symbolin tai symbolin kompleksikonjugaatin sekä kompleksisen NxN antikommutaattori-matriisin tulo ja jossa kutakin matriisia on käytetty koodimatriisia muodostetta-: ’ : essa korkeintaan kerran.

: · Koodimatriisi voi olla esimerkiksi edellä kuvattu matriisi (6) eli koo- ; ‘' *; 25 derissa suoritetaan koodaus /******** \ ' * *, Z| — Z2 — Z3 Zj + Z2 "H Z3 Zj — Z2 + Z3 Zj + Z2 — Z3 N zl+z2~z3 ~zl+z2~z3 z\+z2+z3 ~z\+z2+z3 ^2» ^3/ ******** Z\ ~Z2 +Z3 Zj + Z2 — Z3 — Ζγ H- Z2 H" Z3 — Z| Z2 — Z3 ’ * ******** * \Zj H- Z2 + Z3 — Zj H- Z2 4- Z3 “ Zj “ Z2 + Z3 Zj — Z2 + Z^> T: Kooderi voidaan toteuttaa edullisesti prosessorin ja sopivan ohjelmiston tai •. 30 vaihtoehtoisesti erillisten komponenttien avulla.

Tarkastellaan vielä kuviossa 3 esitettyä vastaanotinta. Keksinnön mukaisella lähettimellä lähetetään siis signaali 320 kolmea tai useampaa antennia käyttäen. Signaali vastaanotetaan vastaanottimessa 302 antennilla 322 18 1 12565 ja viedään radiotaajuusosille 324. Vastaanottimen antennien lukumäärällä ei tässä keksinnön kannalta ole merkitystä. Radiotaajuusosissa signaali muunnetaan väli- tai kantataajuudelle. Muunnettu signaali viedään kanavaestimaat-torille 326, jossa muodostetaan estimaatit kanavalle, jonka läpi signaali on kul-5 kenut. Estimaatit voidaan muodostaa esimerkiksi signaalin sisältämien ennalta tunnettujen bittien avulla, kuten pilottisignaalin tai opetusjakson avulla. Signaali viedään radiotaajuusosilta myös yhdistelijälle 330, jonne viedään myös estimaatit kanavaestimaattorilta 326. Kanavaestimaattori ja radiotaajuusosat voidaan toteuttaa tunnetuin menetelmin.

10 Yhdistelijässä 330 vastaanotetaan eri aikaväleissä lähetetyt symbo lit, tyypillisesti varastoidaan ne tilapäisesti puskurimuistiin ja muodostetaan ka-navaestimaattien ja metriikan (7) avulla estimaatit z,, /=1,2,3 alkuperäisille lohkon symboleille. Ilmaisimessa 332 suoritetaan symbolien ilmaisu kaavan (7) mukaisesti. Ilmaisimelta 330 signaali viedään kanavadekooderille ja edelleen 15 vastaanottimen muihin osiin. Ilmaisin voidaan toteuttaa edullisesti prosessorin ja sopivan ohjelmiston tai vaihtoehtoisesti erillisten komponenttien avulla.

Edellä on kuvattu vain eräs esimerkki mahdollisesta vastaanottimesta. Esimerkiksi kanavaestimaattien laskenta ja käyttö voidaan toteuttaa lukuisilla muilla tavoilla kuten alan ammattimiehelle on selvää.

20 Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut niihin, vaan si-tä voidaan muunnella monin tavoin oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (29)

1. Menetelmä digitaalisen symboleista koostuvan signaalin siirtämiseksi, joka menetelmä käsittää kompleksisien symbolien koodaamisen annetun K:n mittaisissa lohkoissa kanavasymboleiksi (310) ja kanavasymbolien 5 (310) lähettämisen usean erillisen kanavan ja kahden tai useamman antennin (314-318) kautta, tunnettu siitä, että suoritetaan koodaus siten että koodauksen määrittää koodimatriisi, joka voidaan esittää summana 2K elementistä, jossa kukin elementti on jonkun lähetettävän symbolin tai symbolin kompleksikonjugaatin sekä kompleksi-10 fioidun yksikköelementillä laajennetun antikommutaattorialgebran NxN esitys-matriisin tulo ja jossa kutakin matriisia käytetään koodimatriisia muodostettaessa korkeintaan kerran.

2. Menetelmä digitaalisen symboleista koostuvan signaalin siirtämiseksi, joka menetelmä käsittää kompleksisien symbolien koodaamisen anne- 15 tun K:n mittaisissa lohkoissa kanavasymboleiksi (310) ja kanavasymbolien (310) lähettämisen usean erillisen kanavan ja kahden tai useamman antennin (314-318) kautta, tunnettu siitä, että suoritetaan koodaus siten että koodauksen määrittää koodimatriisi, joka on muodostettu ottamalla vapaasti valittavat 2K-1 kpl unitaarista, antiher-20 miittistä ja keskenään antikommutoivaa NxN matriisia, muodostamalla sanotuista matriiseista K-1 paria, yli jäävän matriisin ’; muodostaessa parin N-ulotteisen yksikkömatriisin kanssa, muodostamalla kustakin parista kaksi matriisia siten, että parin en-. . simmäisestä matriisista lisätään ja vähennetään parin toinen matriisi imaginaa- 25 riyksiköllä kerrottuna, ;;; ja jossa kukin ylläkuvatulla tavalla muodostettu matriisi määrittelee ^ koodimatriisin riippuvuuden yhdestä koodattavasta symbolista tai symbolin kompleksikonjugaatista.

.; 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu ,: 30 siitä, että signaalien koodaus käsittää ainakin joidenkin symbolien negaatiota , ; ’, ja toistoa.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kanavasymbolit lähetetään kahden tai useamman antennin (314- 318) kautta jaettuna useaan aikaväliin. 112b 6 5

5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kanavasymbolit lähetetään kahden tai useamman antennin (314-318) kautta jaettuna usealle taajuudelle.

6. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu 5 siitä, että kanavasymbolit lähetetään kahden tai useamman antennin (314- 318. kautta kerrottuna usealla hajotuskoodilla.

7. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että koodimatriisi kerrotaan joko vasemmalta tai oikealta unitaarisilla matriiseilla.

8. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että koodimatriisi kerrotaan sekä vasemmalta että oikealta unitaarisilla matriiseilla.

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että unitaariset matriisit on valittu siten että signaalin lähetyksessä käy- 15 tettävien antennien tehotasot ovat keskimäärin yhtäsuuret.

10. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että unitaariset matriisit on valittu siten että signaalin lähetyksessä käytettävien antennien suurimman ja pienimmän tehotason ero on mahdollisimman pieni.

11. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että unitaariset matriisit on valittu siten että signaalin lähetyksessä käy-, '· tettävien antennien tehotason huippuarvon ja keskimääräisen tehotason ero : on mahdollisimman pieni.

12. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, . ’. 25 että antenneja (314-318) on enintään N ja aikavälejä on N kpl.

. . 13. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, ,--t että antenneja (314-318) on enintään N ja taajuuksia N kpl.

14. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että antenneja (314-318) on enintään N ja hajotuskoodeja on N kpl. : ’ 30

15. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu ..: siitä, että lähetysantenneja on yhtä monta kuin koodimatriisissa on sarakkeita. Ί’:

16. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 15 mukainen menetelmä, tun- , . n e 11 u siitä, että koodimatriisista poistetaan yksi tai useampi sarake.

17. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu ’ ' 35 siitä, että koodimatriisissa on nolla-elementtejä. 21 1Ί2565

18. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että samanaikaisesti lähetetään ainakin kahta rinnakkaista kanavaa ja että tehotasapainotus kanavien välillä toteutetaan permu-toimalla antenneja koodimatriisissa.

19. Patenttivaatimuksen 17 mukainen menetelmä, tunnettu sii tä, että samanaikaisesti lähetetään ainakin kahta rinnakkaista kanavaa ja että tehotasapainotus kanavien välillä toteutetaan lähettämällä koodimatriisien nollien paikalla ortogonalisoitua tietoa.

20. Järjestely digitaalisen symboleista koostuvan signaalin siirtämi-10 seksi, joka järjestely käsittää kooderin (308) kompleksisien symbolien koodaamiseksi annetun K:n mittaisissa lohkoissa kanavasymboleiksi, välineet (312) lähettää kanavasymbolit usean erillisen kanavan ja kahden tai useamman antennin (314-318) kautta, tunnettu siitä, että kooderi (308) on sovitettu koodaamaan symbolit käyttäen koodimat-15 riisiä, joka voidaan esittää summana 2K elementistä, jossa kukin elementti on jonkun lähetettävän symbolin tai symbolin kompleksikonjugaatin sekä komp-leksifioidun yksikköelementillä laajennetun antikommutaattorialgebran NxN esitysmatriisin tulo ja jossa kutakin matriisia käytetään koodimatriisia muodostettaessa korkeintaan kerran. 20

21. Järjestely digitaalisen symboleista koostuvan signaalin siirtämi seksi, joka järjestely käsittää kooderin (308) kompleksisien symbolien koodaa-miseksi annetun K:n mittaisissa lohkoissa kanavasymboleiksi (310), välineet ' (312) lähettää kanavasymbolit usean erillisen kanavan ja kahden tai useam man antennin (314-318) kautta, tunnettu siitä, että kooderi (308) on sovi-; 25 tettu koodaamaan symbolit käyttäen koodimatriisia, joka on muodostettu otta malla vapaasti valittavat 2K-1 kpl unitaarista, antihermiittistä ja keskenään an-tikommutoivaa NxN matriisia, muodostamalla sanotuista matriiseista K-1 paria, yli jäävän matriisin muodostaessa parin N-ulotteisen yksikkömatriisin kanssa, muodostamalla kustakin parista kaksi matriisia siten, että parin ensimmäisestä 30 matriisista lisätään ja vähennetään parin toinen matriisi imaginaariyksiköllä kerrottuna, ja jossa kukin ylläkuvatulla tavalla muodostettu matriisi määrittelee koodimatriisin riippuvuuden yhdestä koodattavasta symbolista tai symbolin kompleksikonjugaatista.

22. Patenttivaatimuksen 20 tai 21 mukainen järjestely, tunnettu 35 siitä, että järjestely käsittää välineet (312) lähettää kanavasymbolit (310) kahden tai useamman antennin (314-318) kautta jaettuna useaan aikaväliin. 00 1 1256b

23. Patenttivaatimuksen 20 tai 21 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että järjestely käsittää välineet (312) lähettää kanavasymbolit (310) kahden tai useamman antennin (314-318) kautta jaettuna usealle taajuudelle.

24. Patenttivaatimuksen 20 tai 21 mukainen järjestely, tunnettu 5 siitä, että järjestely käsittää välineet (312) lähettää kanavasymbolit (310) kahden tai useamman antennin (314-318) kautta kerrottuna usealla hajotuskoo-dilla.

25. Patenttivaatimuksen 22 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että antenneja (314-318) on enintään N ja aikavälejä on N kpl.

26. Patenttivaatimuksen 23 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että antenneja (314-318) on enintään N ja taajuuksia N kpl.

27. Patenttivaatimuksen 24 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että antenneja (314-318) on enintään N ja hajotuskoodeja on N kpl.

28. Patenttivaatimuksen 20 tai 21 mukainen järjestely, tunnettu 15 siitä, että lähetysantenneja on yhtä monta kuin koodimatriisissa on sarakkeita.

29. Patenttivaatimuksen 20, 21 tai 28 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että kooderi (308) on sovitettu koodaamaan symbolit käyttäen koodimatriisia, josta on poistettu yksi tai useampi sarake. 112565