EA016296B1 - Система радиочастотных ofdm-mimo передач - Google Patents

Система радиочастотных ofdm-mimo передач Download PDF

Info

Publication number
EA016296B1
EA016296B1 EA200971089A EA200971089A EA016296B1 EA 016296 B1 EA016296 B1 EA 016296B1 EA 200971089 A EA200971089 A EA 200971089A EA 200971089 A EA200971089 A EA 200971089A EA 016296 B1 EA016296 B1 EA 016296B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
transmissions
pilot
inverted
signals
pilots
Prior art date
Application number
EA200971089A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200971089A1 (ru
Inventor
Оливер Пол Хэффенден
Кристофер Райан Ноукс
Джонатан Хайтон Стотт
Original Assignee
Бритиш Бродкастинг Корпорейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Бритиш Бродкастинг Корпорейшн filed Critical Бритиш Бродкастинг Корпорейшн
Publication of EA200971089A1 publication Critical patent/EA200971089A1/ru
Publication of EA016296B1 publication Critical patent/EA016296B1/ru

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202Channel estimation
    • H04L25/0204Channel estimation of multiple channels
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413MIMO systems
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/02Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception
    • H04L1/06Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception using space diversity
    • H04L1/0618Space-time coding
    • H04L1/0625Transmitter arrangements
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202Channel estimation
    • H04L25/0224Channel estimation using sounding signals
    • H04L25/0228Channel estimation using sounding signals with direct estimation from sounding signals
    • H04L25/023Channel estimation using sounding signals with direct estimation from sounding signals with extension to other symbols
    • H04L25/0232Channel estimation using sounding signals with direct estimation from sounding signals with extension to other symbols by interpolation between sounding signals
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2602Signal structure
    • H04L27/261Details of reference signals
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2602Signal structure
    • H04L27/261Details of reference signals
    • H04L27/2613Structure of the reference signals
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/0001Arrangements for dividing the transmission path
    • H04L5/0014Three-dimensional division
    • H04L5/0023Time-frequency-space
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0048Allocation of pilot signals, i.e. of signals known to the receiver

Abstract

Система радиочастотных OFDM-MIMO передач принимает форму системы DVB-T, которая модифицирована таким образом, что фазы выбранных одних из передач пилот-сигналов, в частности рассеянных пилот-сигналов, выбирают или изменяют в передатчиках так, что некоторые из соответствующих передач пилот-сигналов от двух (или больше) каскадов передатчиков MIMO имеют одну и ту же фазу, а другие из передач имеют относительно инвертированную фазу. В приемнике принимаемые пилот-сигналы (30) извлекают и объединяют так, чтобы получать индикацию относительно характеристик канала передач. Имеется три усовершенствования: i) любые непрерывные пилот-сигналы на той же несущей, что и инвертированные рассеянные пилот-сигналы, также являются инвертированными по фазе (1), ii) эти рассеянные пилот-сигналы на чередующихся несущих пилот-сигналах являются инвертированными по фазе, даже если это означает, что данный символ имеет некоторые инвертированные и некоторые неинвертированные, и iii) в приемнике неинвертированные (34) и инвертированные пилот-сигналы (36) разделяют, интерполируют по частоте и времени (38, 40), а затем суммируют и вычитают (42, 44).

Description

Предшествующий уровень техники
Данное изобретение относится к способу радиочастотных ΘΕΌΜ-ΜΙΜΘ передач (системы мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов со многими входами и многими выходами) и к передатчику и приемнику, предназначенным для использования в таком способе.
Должна быть сделана ссылка на следующие документы в качестве предшествующего уровня техники.
[1] Стандарт ЕТБ 300 744 (Европейский телекоммуникационный стандарт) ΕΤ8Ι (Европейского института стандартизации электросвязи), Цифровые широковещательные системы для службы телевизионного вещания, передачи звука и данных; структура формирования кадров, кодирование каналов и модуляция для цифрового наземного телевидения, 1997, стандарт ИУВ-Т (стандарт цифрового наземного телевизионного вещания).
[2] Патент США 5345599, выданный Раи1га) и др., 1994 г.
[3] С. Е15сйш1 апб Μ. Сапз, О пределах беспроводной связи в среде с замираниями при использовании множества антенн, ОТпе1е88 Регзопа1 Соттишсабопз (Беспроводная персональная связь), т. 6, № 3, март 1998 г., стр. 311-335.
[4] Европейская патентная заявка 1221793А, которая описывает базовую структуру приемника ИУВ-Т.
[5] Технологии δΩΜ-ΟΘΕΌΜ (пространственного разделения каналов - кодового ортогонального частотного уплотнения) для беспроводного широкополосного доступа свыше 100 мегабит/с, М1Дуата и др., ΝΤΤ Тес11шса1 Ве\'1е\\· (Технический обзор ΝΤΤ), т. 2, № 1, январь 2004 г.
[6] Отношение пилот-сигналов к данным по мощности для увеличения до максимума пропускной способности ΜΙΜΘ-ΘΕΌΜ, К1т и др., ΙΕΕΕ Тгапз, оп Соттишсабопз (Транзакции при передаче данных Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике), 22 ноября 2004 г. См. также ссылочные материалы [1]-[7] этого документа, которые описывают различные предложения по ΘΕΌΜ-ΜΙΜΘ, и ссылочные материалы [8]-[20], которые связаны с аспектами пилот-сигналов в системах ΘΕΌΜ (мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов) и/или ΜΙΜΟ (с множеством входов и множеством выходов).
[7] В. Μоηη^е^, ТВ. ВаиИ апб Т. бе Соиазпоп, Цифровое телевизионное вещание с высокой эффективностью использования спектра ΙΒ8 (Институт основных эталонов), Амстердам, Нидерланды, стр. 380-384, 1992 г., который описывает систему цифровых передач, использующую передачи с двойной поляризацией.
[8] 8с1и.11хе апб Ьибег8 Теория и применения ΟΕΌΜ и С^ΜА (множественного доступа с кодовым разделением каналов), издание боИп ОТбеу & Бопз, 2005 г., Ι8ΒΝ 0470850698 (международный стандартный номер книги), особенно см. стр. 181-183.
[9] Международная патентная заявка ОТО 01/76110 0на1сотт [пс./ОТаПасе и др. описывает получение информации СМ (указателя состояния канала) в основанной на ΟΕΌΜ системе ΜΙΜΟ посредством использования символов пилот-сигналов. Блоки приемников определяют СМ для определенных непересекающихся подканалов, которые несут символы пилот-сигналов и сообщают их обратно на передатчик, производящий оценки для непересекающихся подканалов, которые не несут символы пилот-сигналов.
Были предложены способы поставки наземного цифрового беспроводного телевидения, которые применяют методы систем со многими входами и многими выходами (ΜΙΜΟ), чтобы обеспечивать возможность выполнять двунаправленные передачи или передачи с двойной поляризацией, подлежащие использованию. В типичной базовой системе имеется две передающие антенны и две приемные антенны, с ассоциированными передатчиками и приемниками, как иллюстрируется на фиг. 1 прилагаемых чертежей. Такая система может выдавать до двойной пропускной способности общепринятого ИУВ-Т (стандарта цифрового наземного телевизионного вещания), пока не требуется дополнительный спектр. В более общем смысле ΜΙΜΟ относится к линии радиосвязи, использующей по меньшей мере два (два или больше) передатчика и два приемника. Основное допущение заключается в том, что в соответствующей среде РЧ (радиочастотные) тракты от каждого передатчика к каждому-приемнику являются достаточно несходными, так что действуют, по меньшей мере частично, как два отдельных канала.
Наши более ранние патентная заявка Великобритании 0603356.7 и европейская патентная заявка 07250430.1, обе, опубликованные после приоритетной даты настоящей заявки и упоминаемые ниже как наши более ранние заявки, описывают систему ΟΕΌΜ-ΜΙΜΟ в форме системы ИУВ-Т, которая модифицирована таким образом, что фазы выбранных одних из передач пилот-сигналов, в частности рассеянных пилот-сигналов, выбирают или изменяют в передатчиках так, что некоторые из соответствующих передач пилот-сигналов от двух (или больше) каскадов передатчиков ΜΙΜΟ имеют ту же самую фазу, а другие из передач имеют относительно инвертированную фазу. В приемнике пилот-сигналы извлекают и объединяют посредством прибавления и вычитания инвертированных и неинвертированных пилотсигналов, чтобы получать индикацию относительно характеристик канала передач. Такие модификации сигнала передачи стандарта ИУВ-Т обеспечивают возможность приемнику иметь знание относительно результирующего матричного канала размерностью 2x2.
- 1 016296
Сущность изобретения
Настоящее изобретение обеспечивает способ выполнения радиочастотных ΟΡΌΜ-ΜΙΜΟ передач и передатчик и приемник, предназначенные для использования в этом способе. Изобретение относится к различным усовершенствованиям в системе по нашим более ранним заявкам.
Усовершенствования по настоящему изобретению определены в независимых пунктах формулы изобретения ниже, на которые теперь может быть сделана ссылка. В прилагаемой формуле изобретения сформулированы выгодные признаки. В частности, следует отметить, что различные усовершенствования можно использовать по отдельности или вместе в различных комбинациях.
Краткое описание чертежей
Изобретение будет описано более подробно посредством примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 - схематическое изображение системы ΜΙΜΟ с двумя передатчиками и двумя приемниками;
фиг. 2 - временная диаграмма, иллюстрирующая пилот-сигналы в сигнале ΟΡΌΜ, как они используются в соответствии со стандартом ИУВ-Т (ссылочный материал выше);
фиг. 3 - система ΟΡΌΜ-ΜΙΜΟ размерностью 2x2, применяемая для ИУВ-Т, использующая двунаправленные антенны типа волновой канал;
фиг. 4 - блок-схема передатчика в системе;
фиг. 5 - блок-схема приемника в системе;
фиг. 6 - блок-схема части схемы приемника, предназначенной для обработки принимаемых пилотсигналов;
фиг. 7 - временная диаграмма, подобная показанной на фиг. 2, изображающая модификацию в соответствии с первым усовершенствованием по данному изобретению;
фиг. 8 - временные диаграммы, подобные фиг. 2, изображающие модификацию в соответствии со вторым усовершенствованием по данному изобретению; и фиг. 9 - блок-схема альтернативной формы в соответствии с третьим усовершенствованием по данному изобретению для части схемы приемника, показанной на фиг. 6, предназначенной для обработки принимаемых пилот-сигналов.
Подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения
В упомянутых выше наших более ранних заявках раскрыты системы ΟΡΌΜ-ΜΙΜΟ, как подробно описано вначале.
В настоящее время действует цифровое наземное телевидение (ИТТ), использующее стандарт ИУВТ, которое хорошо известно специалистам в данной области техники. Оно использует ΟΟΡΌΜ (кодированное мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов или кодированное ΟΡΌΜ), которое представляет собой систему с множеством несущих, использующую большое количество ортогональных и близко расположенных несущих в пределах единственной полосы частот. Подлежащие передаче данные распределены по многим несущим, таким образом сильно снижая скорость передачи данных на каждой несущей. Данные передают в последовательности периодов символов, где каждый период символов перемещает один символ 0ΛΜ (квадратурной амплитудной модуляции) на каждой из множества переносящих данные несущих.
Чтобы помогать в частотной синхронизации и в оценивании канала, сигнал включает в себя два типа пилот-сигналов, и их выбирают одними из множества несущих, которые не переносят данные. Пилотсигналы или обучающие сигналы расположены в заданной структуре по частоте и времени. Как определено в стандарте ИУВ-Т (ссылочный материал выше), в дополнение к рассеянным пилот-сигналам обеспечивают непрерывные пилот-сигналы. Модуляция, применяемая и к непрерывным, и к рассеянным пилот-сигналам, обычно может представлять собой +4/3 или -4/3 в соответствии с псевдослучайной последовательностью в индексе несущей. Такие несущие хорошо описаны во многих публикациях, включая учебники, такие как ссылочный материал [8] выше, который дает две возможные сетки для таких пилотсигналов. Одна из этих сеток, а именно диагональная сетка, также показана в виде фиг. 2 прилагаемых чертежей. Пилот-сигналы обозначены черными кружками, носители данных обозначены белыми кружками.
Система ΜΙΜΟ размерностью 2x2 иллюстрируется на фиг. 1. В этой системе имеется два передатчика Тх1 и Тх2, передающих на два приемника Их 1 и К.х2. Тракты передачи выбирают в соответствии с методами разнесения или пространственного мультиплексирования так, что приемник К.х1 принимает первичный (полезный) сигнал от передатчика Тх 1 и только вторичный (мешающий) сигнал от передатчика Тх2, и наоборот, приемник К.х2 принимает первичный сигнал от передатчика Тх2 и только вторичный сигнал от передатчика Тх1. Это может быть достигнуто, например, несколькими возможными путями при наличии разнесенных на расстояние антенн в различных географических местоположениях, как иллюстрируется на фиг. 3. Альтернатива заключается в использовании направленных ортогональных передач с двойной поляризацией из одного и того же местоположения передатчика (с единственной мачты) с помощью направленной антенны с двойной поляризацией с разными поляризациями антенн в местонахождении приемника. Пропускная способность канала связи увеличивается до максимума, когда
- 2 016296 между передаваемыми сигналами имеется минимальное взаимное влияние. При версии с двойной поляризацией, если канал должен приблизиться к единичной матрице для увеличения до максимума пропускной способности, поляризационная дискриминация должна быть настолько высокой, насколько возможно. Иначе канал может демонстрировать низкую пропускную способность. Хотя они упомянуты выше, как первичные и вторичные сигналы, система может допускать их уровни, являющиеся сопоставимыми, при условии, что матрица канала является, по существу, ортогональной. То есть до тех пор, пока элементы приемной антенны остаются ортогональными, угловое смещение относительно передающих элементов не ухудшает пропускную способность, поскольку матрица канала просто умножается на ортогональную матрицу вращения. Это оставляет пропускную способность без изменений.
Каждый из двух передатчиков Тх1 и Тх2 передает половину требуемого сигнала. Данные разделяют между двумя каналами любым подходящим способом. Структура каждого передатчика известна и является такой, как описана, например, в ссылочном материале выше и иллюстрируется на фиг. 4. Аналогичным образом, каждый из приемников принимает половину данных, и приемники также известны, и каждый может иметь форму, описанную в ссылочном материале выше и иллюстрируемую на фиг. 5. Однако приемники также могут принимать мешающие сигналы в форме вторичного сигнала от другого передатчика. Фиг. 4 и 5 описываются ниже.
Если тракты между передатчиками и приемниками не изменяются со временем, то составной канал, ассоциированный с фиг. 1, может быть описан матрицей комплексных коэффициентов размерностью 2х2 таким образом
где каждый коэффициент имеет следующую форму (с ί-индексом приемника; ^индексом передатчика): θχρ 2(2)
Коэффициенты й должны быть выведены приемником в каждом положении несущей. Предполагается, что канал имеет плавное замирание на каждой индивидуальной несущей. Это гарантируется для ИУВ-Т на практике относительно большим количеством несущих и их близким разносом. Как только матрица Н известна, ряд методов становится подходящим для инвертирования канала, самый простой из которых состоит в применении обратной матрицы к принимаемому сигналу-плюс-шум. Это может быть сделано, например, посредством использования обратной матрицы с обращением в нуль незначащих коэффициентов (ΖΕ) или использования подхода минимальной среднеквадратической ошибки (ММ8Е). Эти методы специалистам в данной области техники известны.
В системе ИТТ-ΜΙΜΟ, как описано, приемнику с двумя входами известен комплексный канал размерностью 2х2, который характеризует тракт передачи. Этот тип информации инкапсулирован в общепринятой системе ИУВ-Т, в комплексном векторе оценок канала. Этот вектор получают посредством интерполирования по времени и частоте структуры пилот-сигналов ИУВ-Т, вводимой в передатчике. Каждый элемент вектора является комплексным числом (й0 ... й1704), представляющим канал в конкретном положении несущей.
В случае ΜΙΜΟ размерностью 2х2 оценка канала, полученная _)-м приемником, соответствует сумме комплексных трактов передачи й11 и й12 соответственно. Что требуется приемникам, так это способ индивидуальной оценки й11 и й12. В соответствии с изобретением наших более ранних заявок мы предлагаем инвертировать рассеянные пилот-сигналы в одном из двух передатчиков в каждом следующем символе. Это заставляет приемник оценивать сумму комплексных трактов передачи й11 и й12 в течение, скажем, символов с четными номерами и разность в течение чередующихся символов с нечетными номерами. Теперь, поскольку мы уже имеем сумму с разностью комплексных трактов передачи й11 и й12, полученной таким образом, индивидуальные члены й11 и й12 могут быть извлечены с помощью простого арифметического действия. В более общем смысле фазы пилот-сигналов изменяют таким образом, что выбранные одни из пилот-сигналов являются относительно инвертированными предсказуемым способом.
Фиг. 6 показывает функциональные возможности, требуемые для получения этого результата. Фиг. 6 может быть реализована в аппаратном обеспечении, хотя чаще может быть реализована в программном обеспечении, когда чертеж можно расценивать как являющийся по своей природе графической схемой программы. Чертеж иллюстрирует оценку канала, полученную от одного из пилот-сигналов, принимаемых на входе 10. Она применяется и для буфера 12, обеспечивающего задержку на один период символов, и для инвертора 14, который принимает на входе 16 управляющий сигнал прямоугольной формы с периодом, равным двум периодам символов. То есть в течение одного периода символов сигнал на входе 16 представляет собой единицу, а в течение другого нуль. Выходные сигналы и буфера 12 и инвертора 14 подают и на суммирующее устройство 18, и на вычитающее устройство 20. Один из них обеспечивает выходной сигнал й;1, а другой - выходной сигнал й12. Следует оценить, что фиг. 6 представляет весьма упрощенную версию, в которой не показан комплексный характер сигналов, и что в действительности реализация будет производиться посредством обратной матрицы, как описано выше. Тем не менее, из
- 3 016296 этого чертежа может быть виден принцип работы.
Таким образом, приемник образован с возможностью выполнять необходимые операции вычисления суммы и разности на паре последовательных оценок канала для нахождения комплексных трактов передачи и 11|2. Ясно, что приемник должен быть модифицирован так, чтобы выполнять необходимые операции вычисления суммы и разности на паре последовательных оценок канала для нахождения комплексных трактов передачи й11 и 11|2. Этот процесс и последующее обращение матрицы для восстановления переданных данных являются аналогичным компенсатору с обращением в нуль незначащих коэффициентов, находящемуся в общепринятом приемнике ЭУВ-Т.
В практической реализации как только каждая половина приемника размерностью 2x2 определяет свои ассоциированные коэффициенты канала й11 и 11|2. может иметь место обращение матрицы с использованием инверсии с обращением в нуль незначащих коэффициентов (ΖΤ) или инверсии с минимальносреднеквадратичной погрешностью (ММ8Е), как упомянуто выше. Как говорит само название, последняя доводит до минимума суммарную погрешность.
Обращение ΖΕ имеет вид (НнН)-1 Нн где Нн представляет транспозицию функции Эрмита.
Обращение ΖΕ приводит к Н-1 для квадратной матрицы полного ранга.
Обращение ММ8Е имеет вид (αΐ + НнН)-1 Нн где α - отношение сигнал-шум по мощности, а I - единичная матрица.
Для каждого положения несущей существует отдельная матрица канала, характер которой определяет отношение сигнал-шум каждого элемента вектора восстановленного сигнала.
Предпочтительно матрица канала является почти ортогональной, чтобы доводить до минимума образование максимумов шума. С матричной структурой, свойственной и двунаправленным версиям, и версиям с двойной поляризацией, описанные системы этому условию в значительной степени удовлетворяют. Таким образом, передаваемые данные восстанавливают.
Важно принять во внимание влияние непрерывного разрушения пилот-сигналов, упомянутого выше в отношении его воздействия на автоматическую подстройку частоты приемника (АПЧ). Теперь это будет обсуждаться.
Трудность возникает, если во время некоторых символов ЭУВ-Т рассеянные пилот-сигналы совпадают в положениях их несущих с непрерывными пилот-сигналами. Например, индекс несущей 0 представляет непрерывный пилот-сигнал, и, таким образом, со ссылкой на фиг. 2, он совпадает с рассеянным пилот-сигналом в моменты времени 0, 4, 8 и т.д. Если это случается с символом, который должен иметь инвертирование пилот-сигнала, инвертирование пользуется преимуществом, и непрерывный пилотсигнал фактически разрушается. Это требует изменений для АПЧ приемника, которые рассматриваются ниже.
В приемнике ЭУВ-Т АПЧ работает посредством определения положения непрерывных пилотсигналов в векторе демодулированного сигнала и затем накапливая фазу пилот-сигналов таким образом, чтобы определять знак и величину любой погрешности частоты.
В контексте М1МО, использующей инвертирование рассеянных пилот-сигналов, как было описано, непрерывные пилот-сигналы, которые были разрушены (при инвертировании одного или больше передаваемых исходных сигналов), определяют и исключают из обработки АПЧ. Рассмотрим, например, режим 2к в ИУВ-Т, который имеет 45 непрерывных пилот-сигналов. Предположим, что символ 0 на фиг. 2 не имеет инвертирования пилот-сигналов на каком-либо передатчике, символ 1 имеет инвертирование пилот-сигналов на одном из передатчиков и так далее. Из этого следует, что символы с четным номером никогда не имеют разрушенные непрерывные пилот-сигналы, а символы с нечетным номером иногда имеют.
Из 45 непрерывных пилот-сигналов оказывается, что 11 разрушены в символе 1, а другие 11 - в символе 3. Таким образом, если мы игнорируем все 22 потенциально разрушенных пилот-сигнала во время приобретения частот и используем только остающиеся 23, то система будет работать, как прежде, хотя со слегка ухудшенным отношением сигнал-шум АПЧ. Как только получена полная синхронизация приемника и определена позиция суперкадра ИУВ-Т, то тогда необходимо игнорировать только 11 пилот-сигналов в каждом из символов 1 и 3 и полностью использовать все непрерывные пилот-сигналы в символах 0 и 2. Это дает улучшенную полосу пропускания или отношение сигнал-шум в пределах связанного контура АПЧ по сравнению с использованием только 23 непрерывных пилот-сигналов в течение всего времени.
Упомянутый последним момент особенно важен в системе размерностью 4x4, как описано ниже, где только один символ из четырех является полностью неразрушенным и где первоначально можно полагаться только на 12 непрерывных пилот-сигналов. После приобретения суперкадра для использования, как и прежде, пригодны все, кроме максимум 11.
2к-Режим ИУВ-Т был взят для иллюстративных целей (1705 несущих), но расширение до 8к явля
- 4 016296 ется прямым при рассмотрении соответствующего перечня из 177 непрерывных пилот-сигналов вместо 45 и действительно является предпочтительным. Для совместимости с одночастотной сетью связи является предпочтительным, чтобы в качестве основного режима ЭУВ-Т был выбран режим 8к с защитным интервалом, совместимым с предложенной плотностью и мощностью передатчика. Типичная совокупность параметров и результирующая скорость передачи данных показаны в табл. 1 ниже.
Параметр Значение
Модуляция 64 ΩΑΜ
Частота появления ошибок при кодировании 2/3
Защитный интервал (мкс) 28 (1/32)
Режим
Скорость передачи данных (мегабит/с) 24,1x2=48,2
Теперь со ссылкой на фиг. 4 будет описана структура передатчика. Входной сигнал принимают на выводе 50, и в схеме 52, связанной с поступающим транспортным потоком информации, сигнал разделяют на две части для подачи в модуляторы каждого из двух передатчиков. Подробно показан только один из передатчиков. В этом передатчике сигнал подают в схему 54 мультиплексирования и рассредоточения энергии стандарта МРЕС (экспертная группа по вопросам движущегося изображения), а оттуда во внешний кодер 56 Рида-Соломона (РС). Это является первой частью устройства прямого исправления ошибок, которое также включает в себя схему 58 перемежения байтов, сверточное кодирующее устройство 60 и схему 62 перемежения битов. Затем этот сигнал подают в устройство 64 отображения байтов в символы, а оттуда - в устройство 66 перемежения символов. Это формирует выходной сигнал устройства прямого исправления ошибок, который подают в схему 68 устройства отображения и адаптации кадров. Устройство отображения отображает чертеж в формат САМ. Именно на этой стадии пилот-сигналы суммируют с сигналом со схемы 70 генерирования пилот-сигналов и сигнализации параметров передачи (ТР8). Выходной сигнал схемы 68 устройства отображения и адаптации кадров подают на кодер ΟΕΌΜ, содержащий схему 72 обратного БПФ (быстрого преобразования Фурье) и схему 74 вставки защитных интервалов. После соответствующей фильтрации в фильтре 76 произведений 8шс(х), затем сигнал подают в цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 78 и, наконец, в РЧ схему преобразования с повышением частоты или входные каскады 80 передатчика и, наконец, к передающей антенне. В соответствии с нашими более ранними заявками, схема 70 генерирования пилот-сигналов адаптирована, как описано выше, таким образом, чтобы чередовать фазу на выбранных несущих на последовательных символах.
Соответствующий приемник иллюстрируется на фиг. 5. Сигнал от одной из входных антенн принимают на выводе 100 и подают на РЧ входные каскады 102, где его преобразуют с понижением частоты. Затем сигнал подают в аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 104, а оттуда в фильтр 106 канала. Его выходной сигнал подают в схему 108 временной синхронизации, а затем в декодер ΘΕΌΜ, выполненный в форме схемы 110 быстрого преобразования Фурье. Выходной сигнал БПФ подают в схему 112 автоматической подстройки частоты. Выходной сигнал схемы 112 АПЧ подается в схему 122 оценивания и частотной коррекции канала ΜΙΜΟ, который также принимает на входе 120 соответствующий входной сигнал от другого из этих двух приемников. Схема оценивания и частотной коррекции канала адаптирована так, как описано выше, и обеспечивает выходные сигналы для декодера 124 ТР8, который обеспечивает импульсы кадров и информацию о конфигурации, и в схему 126, которая генерирует битовые метрики из индикации состояния канала (С81), получаемой в схеме 122. Затем их общепринятым способом подают в устройство 128 обратного перемежения внутренних символов и битов, устройство 130 декодирования по Витерби, синхронизатор 132 кадров транспортного потока информации, устройство 134 обратного перемежения внешних байтов, декодер 136 Рида-Соломона (РС) и, наконец, в дешифратор 138 псевдослучайных последовательностей, чтобы обеспечить выходной сигнал 140 транспортного потока информации (ТПИ). В соответствии с данным изобретением оценивание канала ΜΙΜΟ в схеме частотной коррекции адаптировано, как описано выше, такими образом, чтобы получать оценку отдельного канала для сигналов, принимаемых в приемниках, использующих инвертирование фазы пилот-сигналов, вводимое в передатчиках.
Описываемая базовая система размерностью 2x2 может быть расширена так, чтобы включать в себя и прием с двойной поляризацией и двунаправленный прием. Тогда система сможет обеспечивать пропускную способность ЭУВ-Т. которая в четыре раза больше, или более реалистично, в три раза больше, с улучшенной устойчивостью, предоставляемой благодаря применению пространственно-временного кодирования. Неудобство заключается в увеличении сложности системы и немного более высокой стоимости антенны приемника.
Способ не ограничен системой ΜΙΜΟ размерностью 2x2 с двумя передатчиками и двумя приемниками, а может также использоваться с другими системами, такими как системы размерностью 3x3 или системы размерностью 4x4. Пропускная способность канала увеличивается с количеством передающих и приемных антенн. Там могут быть различные количества передатчиков и приемников. Вышеупомянутый
- 5 016296 случай с размерностью 2x2 обобщен с помощью первого распознавания того, что последовательность передаваемых рассеянных пилот-сигналов (игнорируя псевдослучайный множитель) может быть представлена посредством матрицы Адамара размерностью 2x2 следующим образом:
Здесь индекс строки может рассматриваться, как индекс передатчика, а индекс столбца - как индекс времени.
Аналогичным образом система размерностью 4x4 может быть определена с использованием матрицы Адамара размерностью 4x4. В этом случае каждый приемник узнает о своих четырех определенных трактах через четыре символа. Соответствующая матрица представляет собой р 1 1 Г
1-11-1 I 1 -I -I э -1-1 и хотя она не является исключительной, поскольку, например, столбцы могут быть перестроены.
Для размерности 3x3 и многих более высоких значений Ν, где матрица Адамара не доступна, могут использоваться альтернативные матрицы, не матрицы Адамара, а матрицы размерностью N полного ранга, такие как следующая (для размерности 3x3):
р 1 1 '
1 -1
-1 -1,
Таким образом, изобретение наших более ранних заявок обеспечивает способ использования канала ΜΙΜΟ в модифицированной системе ΌνΒ-Τ, при помощи использования выборочного инвертирования рассеянных пилот-сигналов ΌνΒ-Τ с целью улучшения вычисления оценки канала. Для систем размерностью 2x2 и размерностью 4x4 предпочтительная реализация основана на матрице Адамара. Для систем размерностью 3x3 и других может использоваться не матрица Адамара, а матрица полного ранга. Изменения в обработке АПЧ в приемнике могут быть желательными для доведения до минимума влияния разрушения непрерывных пилот-сигналов. Начальное приобретение может направляться на использование уменьшенного набора непрерывных пилот-сигналов, хотя как только получено приобретение суперкадра, количество пригодных для использования пилот-сигналов может быть, по существу, восстановлено.
Данная система может быть встроена в наземную цифровую телевизионную систему одночастотной сети связи и, по существу, характеризуется высокой степенью эффективности использования спектра. Система может быть основана на двунаправленной передаче или в более простом случае на передаче с двойной поляризацией.
Первое усовершенствование.
В контексте ΜΙΜΟ, использующей инвертирование рассеянных пилот-сигналов, как описано выше и в наших более ранних заявках, когда рассеянный пилот-сигнал, который должен быть инвертирован, совпадает в своей позиции с непрерывным (или установленным) пилот-сигналом, непрерывный пилотсигнал разрушается. Тогда эти пилот-сигналы описывают как исключенные из обработки. Это требует специальной обработки в приемнике и, конечно, снижает эффективность непрерывных пилот-сигналов. Проблема состоит в том, что схема АПЧ в приемнике не будет работать, если фазы для данной несущей иногда инвертированы.
Мы оценили, что система может быть улучшена, если непрерывные пилот-сигналы всегда передают с одной и той же фазой в каждом символе, включая символы, в которых они совпадают с рассеянными пилот-сигналами. По этой причине, если рассеянные пилот-сигналы на конкретной несущей должны быть инвертированы, любые непрерывные пилот-сигналы на этой несущей также должны быть инвертированы, в каком бы символе они ни встречались. Тогда алгоритм АПЧ в приемнике не нужно значительно изменять относительно того, который требуется для операции, отличающейся от ΜΙΜΟ, или общепринятой операции, но он будет работать, по существу, без модифицирования, и будут получены лучшие результаты.
Теперь это иллюстрируется на фиг. 7, которая является диаграммой, подобной фиг. 2, для данного усовершенствования. Полагается, что несущие на символах 0, 2, 4 и т.д. неинвертированы и что несущие на символах 1, 3, 5 и т.д. инвертированы. Конечно, символы показаны на оси времени. Инвертированные несущие показаны на фиг. 7, как представленные черными квадратами, тогда как неинвертированные несущие показаны, как и прежде, черными кружками. Это означает, что несущие 3 и 9 и т.д. переносят инвертированные рассеянные пилот-сигналы. В соответствии с этим аспектом изобретения всякий раз, когда непрерывный пилот-сигнал встречается на несущих 3, 9. ..., эти непрерывные несущие также инвертируются. То есть любые непрерывные несущие, которые встречаются в затененных позициях на фиг. 7, являются инвертированными, это относится к инвертированным несущим, как показано буквой Ι в
- 6 016296 верхней части чертежа.
Реализация этого усовершенствования достигается следующим образом.
Как и в базовой системе по нашим более ранним заявкам, один из двух передатчиков ΜΙΜΟ размерностью 2x2 является общепринятым, в то время как другой изменен. Однако в этом измененном передатчике схема 70 генерирования пилот-сигналов теперь адаптирована так, чтобы инвертировать фазы любых несущих пилот-сигналов, которые встречаются на той же самой несущей, что и рассеянные пилот-сигналы, имеющие инвертированные фазы. Это обычно достигается посредством небольшого изменения программного обеспечения, установленного в передатчике. Точно так же в приемнике усовершенствование реализовано с помощью изменения приемника, как показано на фиг. 5. Приемник, в частности блок 112 АПЧ, адаптирован так, чтобы компенсировать реверсирование фаз непрерывных пилотсигналов, которые встречаются на той же самой несущей, что и рассеянные пилот-сигналы, имеющие инвертированные фазы. Этого обычно достигают посредством небольшого изменения программного обеспечения, установленного в приемнике. В более общем смысле в системе ΜΙΜΟ размерностью ΝχΝ (N>2), изменения делают, по меньшей мере, во всех передатчиках кроме одного и в приемнике. Подробности изменений программного обеспечения в данном описании не приводятся, поскольку они будут зависеть от конкретного применения, и они могут быть достигнуты многими различными способами, как должно быть очевидно специалистам в данной области техники.
Представленное выше описание со ссылкой на матрицы размерностью 2x2 и другие матрицы ранга Ν являются подходящими в одинаковой степени за исключением того, что индекс строки, скажем матрицы Адамара, может расцениваться, как и прежде, как индекс передатчика, но индекс столбца теперь указывает на то, к которому из двух поднаборов пилот-сигналов (инвертированных и нормальных) он относится. Если в конфигурации ΜΙΜΟ размерностью ΝχΝ каждый кодер ΟΕΌΜ (то есть передатчик) имеет индекс ί, а несущие пилот-сигналов разделены на N поднаборов в соответствии с индексом ф вычисленным из их индекса несущей опорных пилот-сигналов, по модулю Ν, то рассеянные опорные пилотсигналы инвертируют или нет в соответствии с элементом матрицы размерностью ΝχΝ полного ранга, номер строки которого равен ί, и номер столбца которого равен ф
Второе усовершенствование.
В примере, описанном в нашей более ранней заявке, а также относительно фиг. 7, рассеянные пилот-сигналы являются инвертированными в каждом втором символе, т.е. во времени. То есть символы с четным номером неинвертированы, а символы с нечетным номером инвертированы. Это иллюстрируется на фиг. 8(а), где инвертированные несущие показаны как черные квадраты и меняются на чередующихся строках, как видно на чертеже, тогда как неинвертированные несущие показаны, как и прежде, черными кружками.
В каждом символе рассеянный пилот-сигнал встречается каждые 12 несущих, и эти несущие смещаются на 3 несущие между одним символом и следующим. Это также ясно видно на фиг. 8(а). Это означает, что на данной несущей, рассеянные пилот-сигналы встречаются каждые четыре символа. Четыре является четным числом, и поэтому инвертированные рассеянные пилот-сигналы, с одной стороны, и неинвертированные рассеянные пилот-сигналы, с другой стороны, происходят, соответственно, на несущих с нечетным номером и несущих с четным номером.
Это может расходиться с ситуацией, показанной на фиг. 8(Ь). Здесь рассеянный пилот-сигнал, как полагается, встречается каждые 9 несущих, в то время как несущие все еще смещаются на 3 несущие между одним символом и следующим. В этой ситуации на любой данной несущей некоторые рассеянные пилот-сигналы являются инвертированными, а другие неинвертированными. Например, на несущей 3 символ 1 инвертирован, а символ 4 неинвертирован.
Таким образом, в системе по нашим более ранним заявкам, где пилот-сигналы встречаются каждые четыре символа на данной несущей, с инвертированием, выполняемым на каждом втором символе, то есть во времени, получается такой результат, что на любой данной несущей рассеянные пилот-сигналы будут либо всегда нормальными, либо всегда инвертированными. Однако там, где повторяющаяся комбинация представляет собой три, как только что иллюстрировалось, или пять, как может также происходить в ΌΚΜ (всемирной цифровой радиосвязи), дело обстоит не так, и любая данная несущая будет иметь некоторые рассеянные пилот-сигналы инвертированными, а некоторые - нет.
В соответствии с этим усовершенствованием мы предлагаем выбирать или изменять фазы передач пилот-сигналов, то есть рассеянных пилот-сигналов, таким образом, чтобы некоторые из передач пилотсигналов от двух передатчиков имели одну и ту же относительно неинвертированную фазу, а другие из этих передач имели относительно инвертированную фазу, и где фазы выбирают или изменяют так, чтобы передачи пилот-сигналов с относительно инвертированной фазой находились в одном наборе опорных пилот-сигналов несущих, а передачи пилот-сигналов с относительно неинвертированной фазой находились в другом, отличающемся наборе опорных пилот-сигналов несущих. Предпочтительно две совокупности несущих пилот-сигналов находятся в чередующемся формировании по несущим опорных пилотсигналов.
Это иллюстрируется на фиг. 8(с), которая отличается от фиг. 8(Ь) тем, что все несущие, которые пе
- 7 016296 реносят опорные пилот-сигналы (столбцы на фиг. 8(с)), несут либо инвертированные, либо неинвертированные несущие. Однако любой данный символ (строки на фиг. 8(с)) теперь несет некоторые инвертированные несущие (квадраты) и некоторые неинвертированные несущие (кружки). В более общем случае это можно применять, по меньшей мере, к некоторым из символов.
Используя представленную выше терминологию в случае ΜΙΜΟ размерностью 2x2, оценка канала, полученная ί-м приемником, соответствует сумме комплексных трактов передачи и й12 соответственно. При этом приемникам требуется способ индивидуальной оценки й и й12. В соответствии с нашими более ранними заявками мы предложили инвертировать рассеянные пилот-сигналы в одном из двух передатчиков каждый второй символ, то есть опорный пилот-сигнал несущей. Это заставляет приемник измерять сумму комплексных трактов передачи й, ι и й12 в одном наборе элементов пилот-сигналов и разность на чередующихся элементах пилот-сигналов. Если приемник выполняет отдельный процесс интерполирования для каждого набора пилот-сигналов, он будет выдавать оценку и суммы и разности комплексных трактов передачи Η и й12 для каждой несущей на каждом символе. Поэтому индивидуальные члены й11 и й12 могут быть извлечены с помощью простого арифметического действия. В более общем смысле, фазы пилот-сигналов изменяются таким образом, что выбранные одни из пилот-сигналов являются относительно инвертированными предсказуемым способом.
Теперь мы оценили, что если комбинация пилот-сигналов является диагональной и повторяется после четного количества символов, то инвертирование рассеянных пилот-сигналов на чередующихся несущих опорных пилот-сигналов эквивалентно их инвертированию на чередующихся символах, как описано в наших более ранних заявках. Однако если повторяющаяся комбинация представляет собой нечетное количество символов, то эти две операции не эквивалентны. Это может вызывать неблагоприятные вовлечения непрерывных пилот-сигналов. В более общем случае ΜΙΜΟ размерностью ΝχΝ, длина повторяющейся комбинации должна быть в N раз больше чем 2, чтобы быть эквивалентной.
Проблема, подобная описанной выше со ссылкой на фиг. 8(й), также может возникать с ΜΙΜΟ размерностью ΝχΝ (где N>2), и решение является таким же, а именно инвертировать (или нет) рассеянные пилот-сигналы в повторяющейся комбинации скорее на последовательных несущих опорных пилотсигналов по частоте, чем на последовательных символах во времени.
Усовершенствование фиг. 8(с), как должно быть понятно, можно без труда использовать в комбинации с первым усовершенствованием, показанным на фиг. 7.
Реализация этого усовершенствования достигается, по существу, способом, аналогичным первому усовершенствованию, показанному на фиг. 7, а именно так, как представлено ниже. Как и в базовой системе по нашим более ранним заявкам, один из двух передатчиков ΜΙΜΟ размерностью 2x2 является традиционным, в то время как другой изменен. Однако в этом измененном передатчике схема 70 генерирования пилот-сигналов теперь адаптирована так, чтобы инвертировать фазы рассеянных пилотсигналов, которые встречаются на чередующихся одних из несущих, переносящих рассеянные пилотсигналы. Это обычно достигается посредством небольшого изменения программного обеспечения, установленного в передатчике. Точно так же в приемнике усовершенствование реализовано посредством изменения приемника так, как показано на фиг. 5. Схема 122 оценивания канала и частотной коррекции адаптирована таким образом, чтобы компенсировать реверсирование фаз рассеянных пилот-сигналов, которые встречаются на чередующихся несущих опорных пилот-сигналов. Это обычно достигается посредством небольшого изменения программного обеспечения, установленного в приемнике. В более общем смысле в системе ΜΙΜΟ размерностью ΝχΝ (N>2), изменения сделаны, по меньшей мере, во всех кроме одного передатчиках и в схеме приемника. Подробности изменений программного обеспечения в данном описании не приводятся, поскольку они будут зависеть от конкретного применения и могут быть получены многими различными способами, как должно быть очевидно специалистам в данной области техники.
Обсуждение, описанное выше со ссылкой на матрицу размерностью 2x2 и другие матрицы ранга Ν, в равной степени является подходящим за исключением того, что индекс строки, скажем матрицы Адамара, может расцениваться, как и прежде, как индекс передатчика, а индекс столбца теперь указывает, к которому из Ν поднаборов пилот-сигналов (то есть к которой фазе повторяющейся комбинации) он относится. Если в конфигурации ΜΙΜΟ размерностью ΝχΝ каждый кодер ΟΕΌΜ (то есть передатчик) имеет индекс ί, а несущие опорных пилот-сигналов разделены на Ν поднаборов в соответствии с индексом ф вычисленным из их индекса несущей опорных пилот-сигналов по модулю Ν, то рассеянные пилотсигналы инвертируются или нет в соответствии с элементом матрицы размерностью ΝχΝ полного ранга, номер строки которого равен ί и номер столбца которого равен ф
Наконец, фиг. 8(6) также показывает другое расположение, которое представляет незначительную модификацию расположения пилот-сигналов, показанного на фиг. 8 (с). На фиг. 8(6) первые две несущие опорных пилот-сигналов являются нормальными (неинвертированными), следующие две - инвертированными и так далее, в чередующемся формировании, но скорее по две одновременно, чем по одной, как на фиг. 8 (с). Например, это является частным значением, если должно использоваться только интерполирование по частоте, а интерполирование по времени не используется (см. третье усовершенствование,
- 8 016296 ниже), поскольку информация и о сумме и о разности значений 11 тогда может быть получена из каждого символа сама по себе. Также могут быть предусмотрены другие комбинации инверсии, которые могут иметь конкретные преимущества.
Третье усовершенствование.
Фиг. 6 показывает один путь получения отдельных оценок для 11, ι и 112. Фиг. 6 может быть реализована в аппаратном обеспечении, хотя обычно ее реализуют в программном обеспечении, и в этом случае чертеж можно расценивать как являющийся по своей природе блок-схемой процесса. Чертеж иллюстрирует оценку канала, получаемую с использованием только пилот-сигналов в текущем символе, принимаемом на входе 10, то есть в системе по нашим более ранним заявкам. Как описано выше, они применяются и для буфера 12, обеспечивающего задержку на один период символов, и для инвертора 14, который принимает на входе 16 управляющий сигнал прямоугольной формы с периодом, равным двум периодам символов. То есть в течение одного периода символов сигнал на входе 16 представляет 1, а в течение другого он представляет 0. Каждый из выходных сигналов буфера 12 и инвертора 14 подается и на суммирующее устройство 18 и на вычитающее устройство 20. Один из них обеспечивает выходной сигнал 111, а другой - выходной сигнал 112.
Предыдущий параграф соответствует компенсатору, основанному только на интерполировании по частоте в пределах символа и без интерполирования по времени, за исключением фиксации нулевого порядка, представляемой буфером с одним символом. На фиг. 9 иллюстрируется более общий и улучшенный способ. Принимаемые пилот-сигналы, которые принимают на входе 30, разделяют схемой 32 разделения пилот-сигналов на один набор 34, который содержит пилот-сигналы, передаваемые нормально от обоих передатчиков, и второй набор 36, который содержит пилот-сигналы, которые являются инвертированными, от одного передатчика. Каждый набор пилот-сигналов подают на свой собственный интерполятор 38, 40 по времени и частоте, соответственно, выходные сигналы которых представляют собой, соответственно, сумму и разность двух характеристик канала для каждой несущей в каждом символе. Каждый из этих выходных сигналов подают и в суммирующее устройство 42 и в вычитающее устройство 44. Как и прежде, один из них обеспечивает выходной сигнал 111, а другой - выходной сигнал 112, как упоминалось в данном описании, и которые на фиг. 6 обозначены как 10 и 11.
Таким образом, приемник выполнен с возможностью выполнять необходимые операции вычисления суммы и разности на паре оценок канала для нахождения комплексных трактов передачи 111 и 112. Ясно, что приемник должен быть модифицирован так, чтобы выполнять интерполирования по частоте и времени и выполнять необходимые операции вычисления суммы и разности на паре оценок канала для нахождения комплексных трактов передачи 111 и 112. Подробности этих модификаций в данном описании не приведены, поскольку они зависят от конкретного применения, и могут быть получены многими различными способами, как должно быть очевидно специалистам в данной области техники. Последующее обращение матрицы для восстановления передаваемых данных, как и по нашим более ранним заявкам, выполняется аналогично компенсатору с обращением в нуль незначащих коэффициентов, находящемуся в общепринятом приемнике ЭУВ-Т.
Некоторые усовершенствования, которые были описаны, можно использовать независимо или в комбинации. Читатель, являющийся специалистом в данной области техники, должен оценить, что в приведенных конкретных примерах, которые являются исключительно примерными, можно делать множество модификаций.

Claims (20)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Передатчик ΟΡΌΜ-ΜΙΜΟ, содержащий вход для приема цифрового информационного сигнала, подлежащего передаче;
    по меньшей мере два кодера ΟΡΌΜ, каждый предназначен для кодирования соответственных информационных битов информационного сигнала, принимаемого на входе вместе с пилот-сигналами, в сигнал с множеством несущих, с каждой несущей, перемещающей последовательность символов, и с передачами пилот-сигналов всех кодеров, располагаемыми на заданных несущих из несущих переносящих пилот, причем пилот-сигналы содержат непрерывные пилот-сигналы и распределенные пилоты; и соответствующее количество каскадов радиочастотных передатчиков, подсоединенных к выходам кодеров ΟΡΌΜ соответственно, чтобы передавать выходные сигналы кодеров ΟΡΌΜ в той же полосе частот, в котором фазы передач распределенных пилот-сигналов выбирают или изменяют так, что некоторые из соответствующих передач распределенных пилот-сигналов от двух или больше каскадов передатчиков имеют одну и ту же относительно неинвертированную фазу, а другие из передач имеют относительно инвертированную фазу, передачи распределенных пилот-сигналов по меньшей мере от одного каскада передатчика являются инвертированными для выбранных несущих переносящих пилот и неинвертированными для других несущих переносящих пилот; и в котором передачи непрерывных пилот-сигналов, которые встречаются на несущей переносящей пилот, для которой передачи распределенных пилотов являются инвертированными, сами также являются инвертированными (фиг. 7).
    - 9 016296
  2. 2. Передатчик по п.1, подлежащий использованию в конфигурации ΜΙΜΟ 2x2, в котором распределенные пилот-сигналы от одного из кодеров ΟΕΌΜ являются инвертированными на любой другой несущей переносящей распределенный пилот.
  3. 3. Передатчик по п.1, подлежащий использованию в конфигурации ΜΙΜΟ ΝχΝ, где, если каждый кодер ΟΕΌΜ имеет индекс I, а несущие переносящие пилоты разделены на N поднаборов в соответствии с индексом ф вычисленным из их индекса несущей переносящей пилот, по модулю Ν, распределенные пилоты инвертируют или нет в соответствии с элементом матрицы ΝχΝ полного ранга, номер строки которого равен ί, а номер столбца которого равен ф
  4. 4. Передатчик по п.3, в котором матрица представляет собой матрицу Адамара.
  5. 5. Передатчик по любому из пп.1-4, в котором передатчик представляет собой передатчик ΌνΒ-Τ.
  6. 6. Передатчик по любому из пп.1-5, в котором передачи, по меньшей мере, на некоторых из символов содержат передачи и инвертированных, и неинвертированных пилот-сигналов в данном символе.
  7. 7. Передатчик ΟΕΌΜ-ΜΙΜΟ, содержащий вход для приема цифрового информационного сигнала, подлежащего передаче;
    по меньшей мере два кодера ΟΕΌΜ, где каждый предназначен для кодирования соответственных информационных битов информационного сигнала, принимаемого на входе вместе с пилот-сигналами, в сигнал с множеством несущих, с каждой несущей, перемещающей последовательность символов, и с передачами пилот-сигналов всех кодеров, располагаемыми на заданных несущих из несущих переносящих фазу; и соответствующее количество каскадов радиочастотных передатчиков, подсоединенных к выходам кодеров ΟΕΌΜ соответственно, чтобы передавать выходные сигналы кодеров ΟΕΌΜ в одной и той же полосе частот, в котором фазы передач пилот-сигналов выбирают или изменяют так, что некоторые из соответствующих передач пилот-сигналов от двух или больше каскадов передатчиков имеют ту же относительно неинвертированную фазу, а другие из передач имеют относительно инвертированную фазу, передачи пилот-сигналов по меньшей мере от одного каскада передатчика инвертируют для выбранных несущих переносящих пилоты и не инвертируют для других несущих переносящих пилоты, так что передачи пилот-сигналов, по меньшей мере, в некоторых из символов содержат передачи и инвертированных, и неинвертированных пилот-сигналов в данном символе (фиг. 8(с) и 8(6)).
  8. 8. Передатчик по п.7, подлежащий использованию в конфигурации ΜΙΜΟ 2x2, в котором распределенные пилоты от одного из кодеров ΟΕΌΜ инвертируют на несущих переносящих распределенные пилоты в чередующейся структуре.
  9. 9. Передатчик по п.7 или 8, подлежащий использованию в конфигурации ΜΙΜΟ ΝχΝ, где, если каждый кодер ΟΕΌΜ имеет индекс ί, а несущие переносящие пилоты разделены на Ν поднаборов в соответствии с индексом ф вычисленным из их индекса несущей переносящей пилоты, по модулю Ν, распределенные пилоты инвертируют или нет в соответствии с элементом матрицы ΝχΝ полного ранга, номер строки которого равен ί, а номер столбца которого равен ф
  10. 10. Передатчик по п.9, в котором матрица представляет собой матрицу Адамара.
  11. 11. Передатчик по любому из пп.7-10, в котором передатчик представляет собой передатчик ΌνΒ-Τ.
  12. 12. Приемник ΟΕΌΜ-ΜΙΜΟ, содержащий по меньшей мере два каскада радиочастотных приемников, выполненных с возможностью принимать передачи ΟΕΌΜ, передаваемые на канале передач в одной и той же полосе частот, передачи ΟΕΌΜ содержат множество несущих, где каждая перемещает последовательность символов;
    соответствующее количество декодеров ΟΕΌΜ, подсоединенных к выходам каскадов приемников, соответственно, и выполненных с возможностью декодировать информационные биты и передачи пилотсигналов из принимаемых передач ΟΕΌΜ, причем передачи пилот-сигналов для всех декодеров располагают на заданных несущих из несущих переносящих пилот, пилот-сигналы содержат непрерывные пилот-сигналы и распределенные пилоты;
    выходной каскад для компоновки информационных выходных сигналов декодеров в единственный цифровой выходной сигнал и средство для извлечения пилот-сигналов посредством объединения передач распределенных пилотсигналов, имеющих относительно неинвертированную фазу, с передачами распределенных пилотсигналов, имеющих относительно инвертированную фазу, чтобы получать индикацию относительно характеристик канала передач, передачи распределенных пилот-сигналов по меньшей мере из одной передачи являются инвертированными для выбранных несущих переносящих пилоты и неинвертированными для других несущих переносящих пилоты, и в котором передачи непрерывных пилот-сигналов, которые встречаются на несущей переносящей пилот, для которой передачи распределенного пилота являются инвертированными, сами являются инвертированными (фиг. 7).
  13. 13. Приемник по п.12, в котором приемник представляет собой приемник ΌνΒ-Τ.
  14. 14. Приемник ΟΕΌΜ-ΜΙΜΟ, содержащий по меньшей мере два каскада радиочастотных приемников, выполненных с возможностью принимать передачи ΟΕΌΜ, передаваемые в канале передач в той же полосе частот, причем передачи ΟΕΌΜ
    - 10 016296 содержат множество несущих, каждая перемещает последовательность символов;
    соответствующее количество декодеров ΟΕΌΜ, подсоединенных к выходам каскадов приемников, соответственно, и выполненных с возможностью декодировать информационные биты и передачи пилотсигналов из принимаемых передач ΟΕΌΜ, передачи пилот-сигналов для всех декодеров располагают на заданных несущих их несущих переносящих пилот;
    выходной каскад для сборки информационных выходных сигналов декодеров в единственный цифровой выходной сигнал и средство для извлечения пилот-сигналов посредством объединения передач пилот-сигналов, имеющих относительно неинвертированную фазу, с передачами пилот-сигналов, имеющих относительно инвертированную фазу, чтобы получать индикацию относительно характеристик канала передач, передачи пилот-сигналов по меньшей мере из одной передачи являются инвертированными для выбранных несущих переносящих пилоты и неинвертированными для других несущих переносящих пилоты, и в котором передачи, по меньшей мере, в некоторых из символов содержат передачи и инвертированных, и неинвертированных символов пилотов в данном символе (фиг. 8(с) и 8(6)).
  15. 15. Приемник по п.14, в котором приемник представляет собой приемник ΌνΒ-Τ.
  16. 16. Приемник ΟΕΌΜ-ΜΙΜΟ, содержащий по меньшей мере два каскада радиочастотных приемников, выполненных с возможностью принимать передачи ΟΕΌΜ, передаваемые в канале передач в той же полосе частот, причем передачи ΟΕΌΜ содержат множество несущих, где каждая перемещает последовательность символов;
    соответствующее количество декодеров ΟΕΌΜ, подсоединенных к выходам каскадов приемников, соответственно, и выполненных с возможностью декодировать информационные биты и передачи пилотсигналов из принимаемых передач ΟΕΌΜ, передачи пилот-сигналов для всех декодеров располагают для каждого символа на заданных несущих;
    выходной каскад для сборки информационных выходных сигналов декодеров в единственный цифровой выходной сигнал и средство для извлечения пилот-сигналов посредством объединения передач пилот-сигналов, имеющих относительно неинвертированную фазу, с передачами пилот-сигналов, имеющих относительно инвертированную фазу, чтобы получать индикацию характеристик канала передач, отличающийся тем, что средство извлечения пилот-сигналов содержит средство для приема пилот-сигналов и разделения их на первый набор, состоящий из неинвертированных пилотов, и второй набор, состоящий из инвертированных пилотов;
    первое и второе средства интерполирования для приема первого набора и второго набора соответственно и для интерполирования по частоте и/или по времени между пилотами каждого набора; и средство и для суммирования, и для вычитания соответствующих выходных сигналов первого средства интерполирования и второго средства интерполирования (фиг. 9).
  17. 17. Приемник ΟΕΌΜ-ΜΙΜΟ по п.16, в котором, по меньшей мере, некоторые из принимаемых символов содержат передачи и инвертированных, и неинвертированных пилот-сигналов в данном символе.
  18. 18. Приемник по п.16 или 17, в котором приемник представляет собой приемник ΌνΒ-Τ, который принимает непрерывные пилоты и распределенные пилоты, некоторые из которых являются инвертированными.
  19. 19. Способ передач ΟΕΌΜ-ΜΙΜΟ, содержащий этапы в передатчике, приема цифрового информационного сигнала, подлежащего передаче, кодирования соответственных информационных битов информационного сигнала вместе с пилотсигналами по меньшей мере в два сигнала с множеством несущих ΟΕΌΜ, с каждой несущей, перемещающей последовательность символов, и с передачами пилот-сигналов всех кодеров, располагаемыми на заданных несущих из несущих переносящих пилот, причем пилот-сигналы содержат непрерывные пилоты и распределенные пилоты, и передачи по меньшей мере двух сигналов с множеством несущих как соответствующих количеству сигналов радиочастотных передач в той же полосе частот, и в приемнике, приема двух сигналов радиочастотных передач на канале передач в той же полосе частот, каждый из сигналов радиочастотных передач содержит множество несущих, где каждая перемещает последовательность символов, декодирования каждого из принимаемых сигналов так, чтобы декодировать информационные биты и передачи пилот-сигналов из принимаемых передач, причем передачи пилот-сигналов для всех декодеров располагают на заданных несущих из несущих переносящих пилот, пилот-сигналы содержат непрерывные пилот-сигналы и распределенные пилоты, и компоновки информационных выходных сигналов декодеров в единственный цифровой выходной сигнал, в котором в передатчике фазы передач распределенных пилот-сигналов выбирают или изменяют так, что некоторые из соответствующих передач распределенных пилот-сигналов в различных сигналах с
    - 11 016296 множеством несущих имеют одну и ту же относительно неинвертированную фазу, а другие из передач имеют относительно инвертированную фазу, передачи распределенных пилот-сигналов по меньшей мере одной передачи являются инвертированными для выбранных несущих переносящих пилот и неинвертированными для других несущих переносящих пилот, и в котором передачи непрерывных пилотсигналов, которые встречаются на несущей переносящей пилот, для которой передачи распределенных пилотов являются инвертированными, сами также являются инвертированными, и в приемнике пилот-сигналы извлекают посредством объединения передач распределенных пилотов, имеющих относительно неинвертированную фазу, с передачами распределенных пилотов, имеющих относительно инвертированную фазу, чтобы получать индикацию относительно характеристик канала передач (фиг. 7).
  20. 20. Способ передач ΘΕΌΜ-ΜΙΜΘ, содержащий этапы в передатчике, приема цифрового информационного сигнала, подлежащего передаче, кодирования соответственных информационных битов информационного сигнала вместе с пилотсигналами по меньшей мере в два сигнала с множеством несущих ΘΕΌΜ, с каждой несущей, перемещающей последовательность символов, и с передачами пилот-сигналов всех кодеров, располагаемыми на заданных несущих из несущих переносящих пилот, и передачи по меньшей мере двух сигналов с множеством несущих как соответствующих количеству сигналов радиочастотных передач в той же полосе частот, и в приемнике, приема двух сигналов радиочастотных передач на канале передачи в той же полосе частот, каждый из радиочастотных сигналов содержит множество несущих, где каждая перемещает последовательность символов, декодирования каждого из принимаемых сигналов так, чтобы декодировать информационные биты и передачи пилот-сигналов из принимаемых передач, причем передачи пилот-сигналов для всех декодеров располагают на заданных несущих из несущих переносящих пилот, и компоновки информационных выходных сигналов декодеров в единственный цифровой выходной сигнал, в котором в передатчике фазы передач пилот-сигналов выбирают или изменяют так, что некоторые из соответствующих передач пилот-сигналов в различных сигналах с множеством несущих имеют ту же относительно неинвертированную фазу, а другие из передач имеют относительно инвертированную фазу, передачи пилот-сигналов по меньшей мере одной передачи являются инвертированными для выбранных несущих переносящих пилот и неинвертированными для других несущих, и в котором передачи, по меньшей мере, на некоторых из символов содержат передачи и инвертированных, и неинвертированных символов пилотов в данном символе, и в приемнике пилот-сигналы извлекают посредством объединения передач пилот-сигналов, имеющих относительно неинвертированную фазу, с передачами пилот-сигналов, имеющими относительно инвертированную фазу, таким образом, чтобы получать индикацию относительно характеристик канала передач (фиг. 8(с) и 8(6)).
EA200971089A 2007-05-23 2008-05-22 Система радиочастотных ofdm-mimo передач EA016296B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0709899A GB2449470B (en) 2007-05-23 2007-05-23 OFDM-MIMO radio frequency transmission system
PCT/GB2008/001758 WO2008142419A1 (en) 2007-05-23 2008-05-22 Ofdm-mimo radio frequency transmission system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200971089A1 EA200971089A1 (ru) 2010-06-30
EA016296B1 true EA016296B1 (ru) 2012-03-30

Family

ID=38265230

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200971089A EA016296B1 (ru) 2007-05-23 2008-05-22 Система радиочастотных ofdm-mimo передач
EA201200040A EA020813B1 (ru) 2007-05-23 2008-05-22 Система радиочастотных ofdm-mimo передач

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201200040A EA020813B1 (ru) 2007-05-23 2008-05-22 Система радиочастотных ofdm-mimo передач

Country Status (14)

Country Link
EP (2) EP2158736B1 (ru)
KR (2) KR101529450B1 (ru)
CN (1) CN101730990B (ru)
AT (1) ATE545249T1 (ru)
AU (1) AU2008252671B2 (ru)
DK (2) DK2158736T3 (ru)
EA (2) EA016296B1 (ru)
ES (2) ES2380412T3 (ru)
GB (1) GB2449470B (ru)
HR (1) HRP20120300T1 (ru)
PL (2) PL2158736T3 (ru)
RS (1) RS52238B (ru)
WO (1) WO2008142419A1 (ru)
ZA (1) ZA200908261B (ru)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8559536B2 (en) * 2007-06-22 2013-10-15 Panasonic Corporation Transmission device, reception device, and OFDM transmission method
JP5278173B2 (ja) 2009-06-04 2013-09-04 ソニー株式会社 受信装置および方法、プログラム、並びに受信システム
JP5267874B2 (ja) * 2009-07-24 2013-08-21 ソニー株式会社 信号処理装置、及び、信号処理方法
JP5392554B2 (ja) * 2009-07-24 2014-01-22 ソニー株式会社 受信装置及び方法、プログラム、並びに受信システム
EP2346224A1 (en) 2010-01-13 2011-07-20 Panasonic Corporation Pilot Patterns for OFDM Systems with Four Transmit Antennas
GB2482122B (en) * 2010-07-19 2014-02-19 Intellectual Ventures Holding 81 Llc Communication unit and pilot method for time varying channels
KR101921178B1 (ko) 2010-12-14 2018-11-22 엘지전자 주식회사 방송 신호 송/수신기 및 방송 신호 송/수신 방법
CN102148667B (zh) * 2010-12-15 2013-07-03 上海交通大学 用于单频网信号的收发方法及其实现装置
JP2012227848A (ja) * 2011-04-22 2012-11-15 Sony Corp 受信装置、受信方法、プログラム、および受信システム
US8879472B2 (en) * 2011-04-24 2014-11-04 Broadcom Corporation Long training field (LTF) for use within single user, multiple user, multiple access, and/or MIMO wireless communications
KR101273358B1 (ko) * 2011-05-31 2013-06-12 한국항공대학교산학협력단 통신 시스템에서 차세대 지상파 디지털 멀티미디어 신호 송수신 방법 및 장치
RU2544735C2 (ru) * 2013-02-28 2015-03-20 Павел Иванович Попик Устройство формирования, передачи и приема частотно-временной матрицы шумоподобного сигнала
CN103237182A (zh) * 2013-05-08 2013-08-07 无锡北斗星通信息科技有限公司 Mimo型的dvb-t发射机
CN105141977B (zh) * 2013-06-08 2016-09-07 山东智慧生活数据系统有限公司 多输入多输出mimo型收发环境测试装置
CN112217546B (zh) * 2015-03-09 2022-07-01 Lg电子株式会社 发送和接收广播信号的方法及设备
JP7324094B2 (ja) 2019-09-12 2023-08-09 日本放送協会 測定装置及びプログラム

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1170897A1 (en) * 2000-07-05 2002-01-09 Sony International (Europe) GmbH Pilot pattern design for a STTD scheme in an OFDM system
US20030072254A1 (en) * 2001-10-17 2003-04-17 Jianglei Ma Scattered pilot pattern and channel estimation method for MIMO-OFDM systems
WO2007052576A1 (ja) * 2005-10-31 2007-05-10 Sharp Kabushiki Kaisha 端末装置、基地局装置および通信システム
EP1821481A2 (en) * 2006-02-20 2007-08-22 British Broadcasting Corporation OFDM - MIMO radio frequency transmission system

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5345599A (en) 1992-02-21 1994-09-06 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Increasing capacity in wireless broadcast systems using distributed transmission/directional reception (DTDR)
DE69610650T2 (de) 1995-01-31 2001-05-03 Mbt Holding Ag Zuerich Zementdispergiermittel
US6473467B1 (en) 2000-03-22 2002-10-29 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for measuring reporting channel state information in a high efficiency, high performance communications system
GB2370952B (en) * 2001-01-05 2003-04-09 British Broadcasting Corp Improvements in channel state measurement and in discriminating digital values from a received signal suitable for use with OFDM signals
KR20030094778A (ko) * 2002-06-07 2003-12-18 삼성전자주식회사 오에프디엠 신호에 파일럿신호를 삽입하는오에프디엠송신기 및 그의 파일럿신호 삽입방법
US8619746B2 (en) * 2006-10-10 2013-12-31 Qualcomm Incorporated Channel estimation for multi-carrier communication

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1170897A1 (en) * 2000-07-05 2002-01-09 Sony International (Europe) GmbH Pilot pattern design for a STTD scheme in an OFDM system
US20030072254A1 (en) * 2001-10-17 2003-04-17 Jianglei Ma Scattered pilot pattern and channel estimation method for MIMO-OFDM systems
WO2007052576A1 (ja) * 2005-10-31 2007-05-10 Sharp Kabushiki Kaisha 端末装置、基地局装置および通信システム
EP1821481A2 (en) * 2006-02-20 2007-08-22 British Broadcasting Corporation OFDM - MIMO radio frequency transmission system

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008142419A1 (en) 2008-11-27
KR101529450B1 (ko) 2015-06-18
EA200971089A1 (ru) 2010-06-30
PL2158736T3 (pl) 2012-07-31
AU2008252671B2 (en) 2013-03-28
EP2158736B1 (en) 2012-02-08
HRP20120300T1 (hr) 2012-04-30
ES2431029T3 (es) 2013-11-22
CN101730990B (zh) 2013-08-21
GB2449470A (en) 2008-11-26
ATE545249T1 (de) 2012-02-15
EP2477369A1 (en) 2012-07-18
KR20140101818A (ko) 2014-08-20
DK2477369T3 (da) 2013-11-25
GB2449470B (en) 2011-06-29
WO2008142419A9 (en) 2009-02-19
KR20100021623A (ko) 2010-02-25
CN101730990A (zh) 2010-06-09
AU2008252671A1 (en) 2008-11-27
DK2158736T3 (da) 2012-05-29
PL2477369T3 (pl) 2014-01-31
EP2158736A1 (en) 2010-03-03
ZA200908261B (en) 2010-08-25
EA201200040A1 (ru) 2012-05-30
RS52238B (en) 2012-10-31
EP2477369B1 (en) 2013-08-28
ES2380412T3 (es) 2012-05-11
EA020813B1 (ru) 2015-01-30
GB0709899D0 (en) 2007-07-04
KR101462297B1 (ko) 2014-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA016296B1 (ru) Система радиочастотных ofdm-mimo передач
US11349531B2 (en) Pilot scheme for a MIMO communication system
EP1821481B1 (en) OFDM - MIMO radio frequency transmission system
KR100708188B1 (ko) 위상 이동된 저 오버헤드 프리앰블을 이용한mimo-ofdm의 채널 추정 방법
KR100817497B1 (ko) 다중 안테나를 위한 심볼 생성 장치 및 방법
RU2396714C1 (ru) Способ распределения опорных сигналов в системе с многими входами и многими выходами (mimo)
JP2008131558A (ja) 無線送信装置、無線受信装置、無線通信システムおよび無線通信方法
JP2003318853A (ja) Ofdm信号伝送装置、ofdm信号送信装置およびofdm信号受信装置
GB2447997A (en) Multiplexing a MIMO signal and a non-MIMO (e.g. MISO) signal into an OFDM signal
AU2013203046B2 (en) Ofdm-mimo radio frequency transmission system
KR20090032060A (ko) 신호 송수신 방법 및 신호 송수신 장치

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM