RU2340099C2

RU2340099C2 - Обработка с последовательным подавлением помех посредством приемника с разнесением с автовыбором

Info

Publication number: RU2340099C2
Application number: RU2006113614/09A
Authority: RU
Inventors: Тамер КАДОУС (US); Тамер КАДОУС; Ананд Д. СУБРАМАНИАМ (US); Ананд Д. СУБРАМАНИАМ
Original assignee: Квэлкомм Инкорпорейтед
Priority date: 2003-09-23
Filing date: 2004-08-17
Publication date: 2008-11-27
Also published as: KR20070026309A; BRPI0414656A; RU2006113614A; US20050215264A1; EP2237433A2; US7457639B2; JP4690325B2; AU2004306689B2; WO2005036799A2; EP1665548A4; US6917821B2; CN101631005A; CN101631005B; JP2008042933A; WO2005036799A3; CA2539966C; EP1665548A2; MY144667A; IL174456A0; KR100784744B1

Abstract

Изобретение относится к методикам для поддержки обработки с последовательным подавлением помех (SIC) посредством приемника с разнесением с автовыбором в системах связи со многими входами и многими выходами (MIMO). Достигаемый технический результат - сокращение количества оценок возможных порядков восстановления. Каждая из N_T передающих антенн может быть включена или выключена. Один символьный поток может быть передан от каждой передающей антенны. SIC приемник восстанавливает переданные символьные потоки в определенном порядке. Оценивают до N_T! порядков восстановления. Для каждого порядка восстановления, получают N_T постдетекторных отношений сигнал/шум для N_T передающих антенн и используют их для определения N_T скоростей передачи данных. Причем скорость передачи данных равна нулю, если отношение сигнал/шум после детектирования хуже чем минимальное требуемое отношение сигнал/шум. Полную скорость передачи данных вычисляют для каждого порядка восстановления на основе N_T скоростей передачи данных. Для использования выбирают порядок восстановления с самой высокой полной скоростью передачи данных. Переданные символьные потоки восстанавливают в соответствии с выбранным порядком восстановления. 4 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение, в общем, относится к системам связи, а в частности к методикам для поддержки обработки с последовательным подавлением помех (SIC) посредством приемника с разнесением с автовыбором в системах связи со многими входами и многими выходами (MIMO).

Уровень техники

MIMO системы используют множество (N _T) передающих антенн и множество (N _R) принимающих антенн для передачи данных. MIMO канал, образованный N _T передающими антеннами и N _R принимающими антеннами может быть разложен на N _S независимых каналов, где

Каждый из N _S независимых каналов соответствует размерности. MIMO система может обеспечить улучшенную производительность (например, увеличенную пропускную способность и/или большую надежность) при условии использования дополнительных размерностей, созданных множеством приемных и передающих антенн.

Для полнорангового MIMO канала с

передатчик может обрабатывать (например, кодировать, перемежать и модулировать) N _T потоков данных для получения N _T символьных потоков, которые затем передаются N _T передающими антеннами. Переданные потоки символов могут испытывать на себе действие различных условий канала (например, различное замирание и эффекты многолучевого распространения) и могут иметь различные отношения сигнал/шум (SNR) в приемнике. Более того, из-за рассеяния в канале связи, переданные символьные потоки интерферируют между собой (создают помехи) в приемнике.

Приемник принимает N _T переданных символьных потока через N _R принимающих антенн. Приемник может использовать методику обработки с последовательным подавлением помех (SIC) для обработки N _R принятых символьных потоков от N _R принимающих антенн для восстановления N _T переданных символьных потоков. Приемник с поддержкой SIC обрабатывает принятые символьные потоки в N _T последовательных этапов для восстановления одного переданного символьного потока на каждом этапе. Для каждого этапа приемник с поддержкой SIC сначала выполняет пространственную или пространственно-временную обработку принятых символьных потоков для получения «детектированных» символьных потоков, которые являются оценкой переданных символьных потоков. Один из детектированных символьных потоков выбирается для восстановления. Затем приемник обрабатывает (например, демодулирует, осуществляет обратное перемежение и декодирует) этот детектированный символьный поток для получения декодированного потока данных, который является оценкой потока данных для восстановленного символьного потока.

Каждый «восстановленный» символьный поток (то есть, каждый детектированный символьный поток, который был обработан для восстановления переданного потока данных) связан с определенным отношением сигнал/шум после детектирования (post-detection SNR), которое является отношением сигнал/шум, достигнутым после пространственной или пространственно-временной обработки в приемнике. При SIC обработке отношение сигнал/шум после детектирования зависит от отношения сигнал/шум при приеме для этого потока и определенного этапа, на котором восстанавливается символьный поток. В общем случае, отношение сигнал/шум после детектирования постепенно улучшается для более поздних этапов, так как помеха (интерференция) от символьных потоков, восстановленных на более ранних этапах, подавляется (предполагается, что подавление помехи выполняется эффективно).

N _T передающих антенн связаны с N _T отношениями сигнал/шум после детектирования, достигнутыми N _T символьными потоками, отправленными от этих антенн. Эти N _T отношения сигнал/шум после детектирования получаются для определенного порядка восстановления N _T символьных потоков в приемнике. Можно видеть, что имеется N _T! возможных порядков восстановления N _T символьных потоков, и, таким образом, N _T! возможных наборов отношений сигнал/шум после детектирования, где «!» обозначает факториал. Приемник может оценить все N _T! возможных порядков и выбрать порядок, который обеспечивает лучший набор отношений сигнал/шум после детектирования.

Отношение сигнал/шум после детектирования для передающей антенны определяет ее пропускную способность. В зависимости от условий канала, отношение сигнал/шум после детектирования для заданной передающей антенны может быть настолько низким, что она не сможет поддерживать самую низкую скорость передачи данных для MIMO системы. В этом случае, может быть выгодным выключить эту передающую антенну и использовать только оставшиеся передающие антенны для передачи данных. Выключение передающей антенны, которая не может поддерживать самую низкую скорость передачи данных, устраняет символьный поток, который, в противном случае, интерферировал бы, создавая помеху, с другими символьными потоками. Это может также улучшить отношения сигнал/шум после детектирования для остальных символьных потоков.

Термин разнесение с автовыбором означает использование только тех передающих антенн, которые могут поддерживать, по меньшей мере, самую низкую скорость передачи данных, и выключение передающих антенн, которые не могут поддерживать самую низкую скорость передачи данных. Если каждая передающая антенна может быть включена или выключена независимо, то можно показать что имеется

возможных порядков для оценки. Например, если N _T = 4, то существует N _T! = 24 возможных порядка без разнесения с автовыбором, когда используются все N _T передающих антенны, и N _total = 64 возможных порядка при использовании разнесения с автовыбором, когда каждая передающая антенна может быть включена или выключена независимо. Это представляет собой большое увеличение в количестве порядков, которые приемнику может потребоваться оценить для разнесения с автовыбором.

Таким образом, в данной области техники, существует потребность в методике, поддерживающей SIC обработку посредством приемника с разнесением с автовыбором без необходимости оценки всех N _total возможных порядков.

Сущность изобретения

Представленные здесь методики поддерживают SIC обработку посредством приемника с разнесением с автовыбором, в которой оценивается по большей мере N_T! возможных порядков для определения (1) скоростей передачи данных, которые будут использоваться для N_T символьных потоков, отправляемых от N_T передающих антенн и (2) лучшего порядка для восстановления переданных символьных потоков. Каждый из по большей мере N_T! возможных порядков оценивается с использованием SIC обработки посредством приемника (как описано ниже) для получения N_T постдетекторных отношений сигнал/шум для N_T передающих антенн. Скорость передачи данных для каждой передающей антенны определяется на основе ее постдетекторного отношения сигнал/шум. Набор дискретных скоростей передачи данных может поддерживаться системой, и скорость передачи данных для каждой передающей антенны является одной из этих дискретных скоростей. Нулевая скорость передачи данных используется для каждой передающей антенны, имеющей постдетекторное отношение сигнал/шум, которое хуже, чем минимальное требуемое отношение сигнал/шум (например, отношение сигнал/шум, требуемое для самой низкой ненулевой скорости передачи данных, поддерживаемой системой). N_T скоростей передачи данных получаются для N_T передающих антенн для каждого порядка. Полная скорость передачи данных вычисляется для каждого порядка на основе этих N_T скоростей передач данных. Порядок с самой высокой полной скоростью передачи данных выбирается для использования. Передатчик обрабатывает до N_T символьных потоков на скоростях передачи данных для выбранного порядка и передает эти символьные потоки от N_T передающих антенн. Приемник восстанавливает переданные символьные потоки в соответствии с выбранным порядком.

В одном аспекте предложено устройство в системе связи со многими входами и многими выходами (MIMO), содержащее средство для оценки порядка для восстановления множества символьных потоков, переданных от множества передающих антенн, с использованием обработки с последовательным подавлением помех (SIC) посредством приемника, для получения множества постдетекторных отношений сигнал/шум (SNRs) для множества передающих антенн для порядка восстановления; средство для определения скорости передачи данных для каждой из множества передающих антенн на основе постдетекторного отношения сигнал/шум для передающей антенны, причем скорость передачи данных для каждой передающей антенны устанавливается равной нулю, если постдетекторное отношение сигнал/шум для передающей антенны хуже, чем минимальное требуемое отношение сигнал/шум, и при этом определяется множество скоростей передачи данных для множества передающих антенн для порядка восстановления; средство для вычисления полной скорости передачи данных для порядка восстановления на основе множества скоростей передачи данных для множества передающих антенн; средство для повторения оценки, определения и вычисления для каждого из множества порядков восстановления; и средство для выбора одного из множества порядков восстановления на основе полной скорости передачи данных для множества порядков восстановления, причем множество символьных потоков отправляется от множества передающих антенн на множестве скоростей передачи данных для выбранного порядка восстановления, и при этом множество символьных потоков восстанавливается в приемнике в соответствии с выбранным порядком восстановления.

Различные аспекты и реализации настоящего изобретения описаны ниже более подробно.

Краткое описание чертежей

Признаки, природа и преимущества настоящего изобретения станут более понятными из детального описания, приведенного ниже, рассматриваемого совместно с чертежами, на которых ссылочные символы обозначают одинаковые элементы и на которых:

Фиг.1 показывает передающую систему и принимающую систему в MIMO системе;

Фиг.2 показывает процесс выполнения SIC обработки посредством приемника по N_R принятым символьным потокам для восстановления N_T переданных символьных потоков;

Фиг.3 показывает процесс определения скоростей передачи данных для передающих антенн и наилучшего порядка для приемника с поддержкой SIC с разнесением с автовыбором;

Фиг.4 показывает особую реализацию процесса по Фиг.3;

Фиг.5 показывает блок-схему подсистемы передатчика; и

Фиг.6 показывает блок-схему подсистемы приемника.

Подробное описание изобретения

Слово «примерный» используется здесь для обозначения словосочетания «служащий для примера или иллюстрации». Любая реализация или конструкция, описанная здесь как «примерная», не обязательно должна рассматриваться как предпочтительная или обладающая преимуществами над другими реализациями или конструкциями.

Описанные здесь методики для поддержки SIC обработки приемником с разнесением с автовыбором могут быть использованы в различных системах связи, таких как MIMO системы, MIMO системы с мультиплексированием с ортогональным частотным разделением каналов (MIMO-OFDM системы), и так далее. Для простоты описания, эти методики будут описаны для MIMO системы. Для упрощения нижеследующее описание предполагает что (1) один поток данных передается от каждой передающей антенны и (2) каждый поток данных обрабатывается передатчиком независимо и может быть индивидуально восстановлен приемником.

На Фиг.1 представлена блок-схема передающей системы 110 и принимающей системы 150 в MIMO системе 100. Передающая система 110 и принимающая система 150 могут быть реализованы в точке доступа (например, базовой станции) или в пользовательском терминале в MIMO системе.

В передающей системе 110 процессор 120 данных передачи (TX) получает передаваемые данные от источника 112 данных для до N _T потоков данных. Каждый поток данных предназначен для передачи от соответствующей передающей антенны. TX процессор 120 данных форматирует, кодирует, перемежает и модулирует передаваемые данные для каждого потока данных для получения соответствующего потока модулированных символов (или символов данных). TX процессор 120 данных может затем мультиплексировать контрольные символы символами данных. TX процессор 120 данных передает N _T символьных потока передающим блокам (TMTR) 122a - 122t. Каждый символьный поток может содержать любую комбинацию контрольных символов и символов данных. Каждый передающий блок 122 обрабатывает свой символьный поток и обеспечивает модулированный сигнал, пригодный для передачи по беспроводному каналу связи. N _T модулированных сигнала от передающих блоков 122a - 122t передаются от N _T антенн 124a - 124t, соответственно.

В принимающей системе 150 переданные модулированные сигналы принимаются N _R антеннами 152a - 152r, и принятый сигнал от каждой антенны 152 передается соответствующему принимающему блоку (RCVR) 154. Каждый принимающий блок 154 предварительно обрабатывает и оцифровывает свой принятый сигнал и предоставляет поток восстановленных символов. Процессор 160 данных/пространственной обработки приема (RX) принимает N _R восстановленных символьных потоков от N _R принимающих блоков 154a-154t, обрабатывает эти принятые символьные потоки с использованием SIC обработки приемником и предоставляет N _T декодированных потока данных. Обработка RX процессором 160 данных/пространственной обработки подробно описана ниже. Кроме этого, RX процессор 160 данных/пространственной обработки оценивает отклик канала между N _T передающими антеннами и N _R принимающими антеннами, отношения сигнал/шум для принятого сигнала и/или отношения сигнал/шум после детектирования для символьных потоков и так далее (например, на основе принятых контрольных символов). RX процессор 160 данных/пространственной обработки может использовать оценку отклика канала для выполнения пространственной или пространственно-временной обработки, как описано ниже.

Контроллеры 130 и 170 управляют работой передающей системы 110 и принимающей системы 150, соответственно. Модули 132 и 172 памяти обеспечивают хранение кодов программ и данных, используемых контроллерами 130 и 170, соответственно.

В реализации, контроллер 170 получает оценки отклика канала и оценки отношения сигнал/шум от RX процессора 160 данных/пространственной обработки, определяет скорость передачи данных, которая будет использоваться каждой передающей антенной, и определенный порядок для восстановления символьных потоков и обеспечивает информацию обратной связи передающей системе 110. Информация обратной связи может содержать, например, скорости передачи данных для N _T передающих антенн. Информация обратной связи обрабатывается TX процессором 184 данных, предварительно обрабатывается передающими блоками 154a - 154r и передается назад передающей системе 110. В передающей системе 110 модулированные сигналы от принимающей системы 150 принимаются антеннами 124, предварительно обрабатываются принимающими блоками 122 и обрабатываются RX процессором 140 данных для восстановления информации обратной связи, отправленной принимающей системой 150. Контроллер 130 получает и использует восстановленную информацию обратной связи для (1) управления скоростью передачи данных для символьного потока, отправляемого каждой передающей антенной, (2) определяет схему кодирования и модуляции, которая будет использована для каждого из потоков данных и (3) генерирует различные управляющие элементы для TX процессора 120 данных.

В другой реализации контроллер 130 получает оценки отклика канала для MIMO канала и вариацию шума (например, минимальный уровень шума) в принимающей системе 150. Затем контроллер 130 определяет скорость передачи данных, которая будет использоваться каждой передающей антенной и предоставляет различные управляющие элементы для TX процессора 120 данных. Передающая система 110 может получить оценки отклика канала на основе контрольных символов, отправленных принимающей системой 150. Минимальный уровень шума приемника может быть оценен принимающей системой 150 и отправлен передающей системе 110 как информация обратной связи.

В общем случае скорости передачи данных для передающих антенн и порядок для восстановления символьных потоков могут быть определены передающей системой, принимающей системой или обеими системами. Для простоты изложения нижеследующее описание относиться к реализации, в которой скорости передачи данных и порядок определяются принимающей системой и передаются передающей системе.

Модель для MIMO системы может быть выражена следующим образом:

Ур.1

где

есть вектор N _R принятых символов, то есть

где

есть символ, принятый принимающей антенной

и

есть вектор N _T переданных символов, то есть

где

есть символ, принятый принимающей антенной

и

есть матрица отклика канала размера

для MIMO канала, с элементами

для

где

комплексный коэффициент усиления между передающей антенной

и принимающей антенной

;

есть аддитивный белый гауссов шум; и

«T» обозначает транспонирование.

Шум

имеет вектор средних значений

и ковариационную матрицу

где

есть вектор нулей,

есть единичная матрица и

есть вариация шума (которая также называется минимальным уровнем шума приемника). Для простоты MIMO канал считается равномерно затухающим узкополосным каналом. В этом случае элементы матрицы отклика канала

скалярные, и сопряжение

между каждой парой передающая-принимающая антенна может быть представлено единственной скалярной величиной. Методики, описанные здесь, могут быть также использованы для частотно-селективного канала, имеющего различные коэффициенты усиления канала на разных частотах.

Из-за рассеяния в канале связи N _T символьных потока, переданных от N _T передающих антенн, интерферируют между собой на приемнике. В частности, каждый переданный символьный поток принимается всеми N _R принимающими антеннами с различными амплитудами и фазами, как определяется комплексным коэффициентом усиления канала между передающей антенной для этого символьного потока и N _R принимающими антеннами. Каждый принятый символьный поток содержит компоненту от каждого из N _T переданных символьных потоков. N _R принятых символьных потоков должны совместно содержать все N _T переданных символьных потоков, и копии каждого из N _T переданных символьных потоков могут быть найдены в каждом из N _R принятых символьных потоков.

Методика SIC обработки приемником, также называемая методикой обработки с последовательным обнулением/компенсацией и подавлением помех, может обработать N _R принятых символьных потоков для получения N _T переданных символьных потоков. Методика SIC обработки приемником последовательно восстанавливает переданные символьные потоки в множестве этапов, один этап для каждого символьного потока. Каждый этап восстанавливает один переданный символьный поток. Когда каждый символьный поток восстанавливается, помеха, которую он вызывал для еще не восстановленных символьных потоков, оценивается и подавляется в принятых символьных потоках с получением «модифицированных» символьных потоков. Затем модифицированные символьные потоки обрабатываются на следующем этапе для восстановления следующего переданного символьного потока. Если символьные потоки могут быть восстановлены без ошибки (или с минимальными ошибками) и если оценки отклика канала достаточно точны, то помехи, вызванные восстановленными символьными потоками, могут быть эффективно подавлены. Таким образом, каждый из следующих восстановленных потоков испытывает влияние меньшей помехи и может достигнуть более высокого отношения сигнал/шум после детектирования, чем без подавления помехи.

Следующая терминология используется в нижеследующем описании:

«переданные» символьные потоки - символьные потоки, переданные от передающих антенн;

«принятые» символьные потоки - входные потоки для процессора пространственной или пространственно-временной обработки на первом этапе в SIC приемнике (см. Фиг.6);

«модифицированные» символьные потоки - входные потоки для процессора пространственной или пространственно-временной обработки на последующем этапе в SIC приемнике;

«детектированные» символьные потоки - выходные потоки от процессора пространственной или пространственно-временной обработки (до

символьных потоков может быть детектировано на этапе

); и

«восстановленный» символьный поток - символьный поток, который был восстановлен приемником для получения декодированного потока данных (только один детектированный символьный поток восстанавливается на каждом этапе).

На Фиг.2 показана схема последовательности операций процесса 200 для выполнения SIC обработки приемником над N _R принятыми символьными потоками для восстановления N _T переданных символьных потоков. Сначала индекс

для этапов в SIC приемнике устанавливается равным 1

(этап 212). Для первого этапа, SIC приемник выполняет пространственную или пространственно-временную обработку над N _R принятыми символьными потоками (как описано ниже) для выделения N _T переданных символьных потоков (этап 214). Для каждого этапа пространственная или пространственно-временная обработка обеспечивает

детектированных символьных потоков, которые являются оценками еще не восстановленных переданных символьных потоков. Один из детектированных символьных потоков выбирается для восстановления (этап 216). Затем этот детектированный символьный поток обрабатывается (например, демодулируется, обратно перемежается и декодируется) для получения декодированного потока данных, который является оценкой потока данных для символьного потока, восстановленного на этом этапе (этап 218).

Затем определяется, были или нет, восстановлены все переданные символьные потоки (этап 220). Если ответ да

то процесс 200 прекращается. В противном случае оценивается помеха, вызванная только что восстановленным символьным потоком (этап 222). Для получения оценки помехи, декодированный поток данных повторно кодируется, перемежается и повторно модулируется с помощью схем кодирования, перемежения и модуляции, используемых передатчиком для этого потока данных, для получения «повторно модулированного» символьного потока, который является оценкой для только что восстановленного переданного символьного потока. Затем повторно модулированный символьный поток обрабатывается с оценками отклика канала для получения N _R компонент помехи, которые являются оценкой помехи, оказываемой только что восстановленным символьным потоком на оставшиеся не восстановленными символьные потоки. Затем N _R компонент помехи извлекаются из N _R восстановленных символьных потоков для получения N _R модифицированных символьных потока (этап 224). Эти модифицированные символьные потоки представляют собой потоки, которые были бы получены, если только что восстановленный символьный поток не передавался (то есть, предполагал, что подавление помехи было выполнено эффективно). Затем обновляется индекс

для следующего этапа (этап 226).

Затем этапы с 214 по 218 повторяются для N _R модифицированных символьных потоков, чтобы восстановить другой переданный символьный поток. Этапы с 214 по 218 повторяются для каждого переданного символьного потока, который необходимо восстановить. Этапы с 222 по 226 выполняются, если есть другой переданный символьный поток для восстановления. Для первого этапа входными символьными потоками являются N _R восстановленных символьных потоков. Для каждого последующего этапа входными символьными потоками являются N _R модифицированных символьных потоков от предшествующего этапа. Обработка на каждом этапе продолжается аналогичным образом.

Для SIC приемника имеется

возможных порядков восстановления

переданных символьных потоков. Это связано с тем, что любой из

детектированных символьных потоков может быть восстановлен на первом этапе, любой из

детектированных символьных потоков может быть восстановлен на втором этапе и так далее, и только один детектированный символьный поток имеется для восстановления на последнем этапе. SIC приемник может оценить каждый из

возможных порядков и выбирать самый лучший порядок для использования. В нижеследующем описании индекс

используется для

порядков, где

Для каждого порядка

порядок в котором восстанавливаются

передающих антенн, представлен как

где

для

обозначает передающую антенну, восстанавливаемую на этапе

для порядка

Для SIC приемника входные символьные потоки для этапа

для порядка

могут быть выражены как:

Ур.2

где

есть вектор N _R модифицированных символов для этапа

порядка

, то есть

где

есть модифицированный символ для принимающей антенны

на этапе

порядка

;

есть вектор

переданных символов для этапа

порядка

, то есть

где

есть символ, отправленный от передающей антенны

; и

есть

редуцированная матрица отклика канала для этапа

порядка

.

Уравнение (2) предполагает, что символьные потоки, восстановленные на предшествующих

этапах подавлены. Таким образом, размерность матрицы отклика канала

последовательно сокращается на один столбец для каждого этапа, когда переданный символьный поток восстановлен и подавлен. Для этапа

редуцированная матрица отклика канала

получается удалением

столбцов в исходной матрице

соответствующей

ранее восстановленным символьным потокам, то есть

где

есть вектор размера

для отклика канала между передающей антенной

и

принимающими антеннами. Для этапа

предварительно восстановленным символьным потокам даны индексы

еще не восстановленным символьным потокам даны индексы

Уравнение (2) может быть переписано как:

Ур.3

Для этапа

каждый из

переданных символьных потоков, которые еще не были восстановлены, может быть «изолирован» или «детектирован» с помощью фильтрации

модифицированных символьных потоков

с помощью согласованного фильтра для этого символьного потока. Согласованный фильтр для символьного потока, отправленного передающей антенной

для

имеет нормированный на единицу вектор

коэффициентов фильтра. Чтобы минимизировать влияние помех от других

еще не восстановленных символьных потоков на символьный поток, отправленный от передающей антенны

вектор

задается ортогональным к векторам отклика канала

для этих еще не восстановленных символьных потоков, то есть

для

Для этапа

переданные символьные потоки от других

передающих антенн

для

уже восстановлены на предшествующих этапах и подавлены в модифицированных символьных потоках

Таким образом, вектор

не должен быть ортогональным к

для

Вектор

согласованного фильтра может быть выведен на основании различных методик пространственной и пространственно-временной обработки. Методики пространственной обработки включают в себя методику обращения в нуль незначащих коэффициентов (которая также называется методикой обращения корреляционной матрицы канала(CCMI)) и методику минимальной среднеквадратической погрешности (MMSE). Методики пространственно-временной обработки включают в себя коррекцию с решающей обратной связью (DFE), MMSE линейную коррекцию (MMSE-LE) и оценку последовательности с максимальным правдоподобием (MLSE).

В реализации отклик согласованного фильтра

выведен с линейной коррекцией с обращением в нуль незначащих коэффициентов, которая выполняет пространственную обработку, проецируя принятые символьные потоки на свободное от помех подпространство, для получения детектированных символьных потоков. Линейная ZF коррекция для этапа

имеет матрицу отклика

размера

которая может быть выведена, основываясь на редуцированной матрице отклика канала

следующим образом:

Ур.4

Так как

различна для каждого этапа,

также различна для каждого этапа. Отклик согласованного фильтра

для символьного потока, отправленного передающей антенной

является столбцом

соответствующим передающей антенне

Этап SIC приемника может выводить

детектированных символьных потоков следующим образом:

Ур.5

где

представляет собой детектированный символьный поток от передающей антенны

Как показано в правой части уравнения (5) детектированные символьные потоки

содержат переданные символьные потоки

плюс отфильтрованный шум

который в общем коррелирует с ковариационной матрицей

На этапе

для порядка

символьный поток, отправленный передающей антенной

выбирается для восстановления. Детектированный символьный поток

от передающей антенны

может быть выражен как:

Ур.6

Как показано в правой части уравнения (6), детектированный символьный поток

включает в себя переданный символьный поток

плюс шум после детектирования или отфильтрованный шум

Отношение сигнал/шум после детектирования,

для детекторного символьного потока

восстановленного на этапе

порядка

может быть выражено как:

Ур.7

где ожидаемая вариация переданного символа данных

равно 1.0, и

является вариацией шума после детектирования, который есть

Отношение сигнал/шум после детектирования является показателем отношения сигнал/шум, достигнутого для детектированного символьного потока после обработки приемником для удаления помех от других символьных потоков. Улучшение отношения сигнал/шум после детектирования связано с фактом, что норма

в уравнении (7) уменьшается с каждым этапом.

Анализ, описанный выше, может также быть выполнен на основе другой методики пространственной или пространственно-временной обработки. Методики обращения в нуль незначащих коэффициентов (CCMI), MMSE, DFE и MMSE-LE описаны подробно в патентной заявке США № 09/993,087, озаглавленной "Multiple-Access Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) Communication System" от 6 ноября 2001.

SIC приемник может оценивать каждый из N _T! возможных порядков восстановления переданных символьных потоков. Для каждого из порядков k, SIC приемник может вычислить набор из N _Tотношений сигнал/шум после детектирования для N _T передающих антенн. Затем SIC приемник может выбрать для использования один из N _T! возможных порядков на основе одного или более критериев. Например, выбор может основываться на общей спектральной эффективности. В этом случае отношение сигнал/шум после детектирования для каждой передающей антенны может быть преобразован в спектральную эффективность следующим образом:

Ур.8

где

есть спектральная эффективность для передающей антенны

которая восстанавливается на этапе

порядка k. Спектральная эффективность равна скорости передачи данных, нормализированной на ширину полосы пропускания системы, и измеряется в битах в секунду на герц (bps/Hz). Полная спектральная эффективность

для всех N _T передающих антенн для порядка k может быть вычислена следующим образом:

Ур.9

Приемник может вычислить полную спектральную эффективность для каждого из N _T! возможных порядков. Затем приемник может выбрать для использования порядок с самой высокой спектральной эффективностью (то есть,

).

MIMO система может быть спроектирована для поддержки набора дискретных скоростей передачи данных, который содержит ненулевые скорости передачи данных наряду с нулевыми скоростями передачи данных. Каждая ненулевая скорость передачи данных может быть связана с определенной схемой кодирования, определенной схемой модуляции, и так далее. Более того, каждая ненулевая скорость передачи данных связана с определенным минимумом отношения сигнал/шум, требуемым для достижения желаемого уровня производительности (например, 1% ошибок) для незатухающего AWGN канала. Требуемое отношение сигнал/шум для каждой ненулевой скорости передачи данных может быть определено с помощью компьютерного моделирования, эмпирических измерений, и так далее, как известно в данной области техники. Может быть использована таблица поиска для хранения поддерживаемых скоростей данных и соответствующих отношений сигнал/шум.

Выбранный порядок (например, порядок с самой высокой полной спектральной эффективностью) связан с набором из N _T отношений сигнал/шум после детектирования для N _T передающих антенн. Самая высокая скорость передачи данных, с которой может осуществляться надежная передача от каждой передающей антенны, определяется ее отношением сигнал/шум после детектирования. В частности, отношение сигнал/шум для каждой предающей антенны должно быть равно или больше чем требуемое отношение сигнал/шум для скорости данных, выбранной для этой антенны.

При разнесении с автовыбором каждая из передающих антенн может быть выключена, если ее отношение сигнал/шум после детектирования ниже, чем требуемое отношение сигнал/шум для самой низкой скорости передачи данных

поддерживаемой MIMO системой. С помощью выключения передающих антенн, которые не могут поддерживать самую низкую ненулевую скорость передачи данных, символьные потоки, отправленные от других передающих антенн, могут испытывать влияние меньших помех, и смогут достичь более высоких отношений сигнал/шум после детектирования. При этом может быть достигнута улучшенная производительность в виде более высоких скоростей передачи данных и/или более высокой надежности.

Для SIC приемника с разнесением с автовыбором существует N _total возможных порядков для оценки, где N _total > N _T!, и это значение может быть вычислено следующим образом. Для N _T передающих антенн существует N _T возможных конфигураций антенн, где каждая конфигурация соответствует определенному количеству включенных передающих антенн. N _T конфигураций антенн приведены в колонке 1 таблицы 1, и количество активных передающих антенн приведено в колонке 2. Каждая конфигурация антенн связана с одной или более структурами антенн, где каждая структура антенн показывает какие передающие антенны включены, а какие выключены. Можно показать, что существует (1) только одна структура для конфигурации, в которой включены все передающие антенны, (2) N _T возможных структур антенн для конфигурации с (N _T - 1) включенными передающими антеннами, (3) N _T(N _T - 1)/2 возможных структур антенн для конфигурации с (N _T - 2) включенными передающими антеннами, и так далее, и (4) N _T возможных структур антенн для конфигурации с одной включенной передающей антенной. Количество структур антенн для каждой конфигурации приведено в колонке 3 таблицы 1.

Для каждой структуры антенн количество возможных порядков для этой структуры антенн зависит от активных передающих антенн, которые включены, и не зависит от неактивных передающих антенн, которые выключены. Таким образом, для конфигурации 1 с N _T включенными передающими антеннами существует N _T! возможных порядков для восстановления N _T активных передающих антенн, как было описано выше. Для конфигурации 2 с (N _T - 1) включенными передающими антеннами существует (N _T - 1)! возможных порядков для восстановления (N _T - 1) активных передающих антенн для каждой структуры антенн в конфигурации 2. Для конфигурации 3 с (N _T - 2) включенными передающими антеннами существует (N _T - 2)! возможных порядков для восстановления (N _T - 2) активных передающих антенн для каждой структуры антенн в конфигурации 3. Вычисления для остальных конфигураций выполняются аналогичным образом. Для конфигурации N _T с одной включенной передающей антенной существует только один возможный порядок восстановления единственной активной антенны для каждой структуры антенн в конфигурации N _T . Количество порядков для каждой структуры антенн для каждой конфигурации приведено в колонке 4 таблицы 1.

Количество порядков для каждой конфигурации антенн получается умножением количества структур антенн для этой конфигурации на количество порядков для каждой структуры антенн в этой конфигурации. Эта величина приведена в пятой колонке таблицы 1. Полное число возможных порядков, N _total, с разнесением с автовыбором получается суммированием величин в 5 колонке:

что может быть переписано следующим образом:

Ур.10

Таблица 1
Конфигурация антенны	Количество включенных передающих антенн	Количество структур антенн для конфигурации	Количество порядков/структура антенн	Количество порядков для конфигурации
1	N _T	1	N _T!	N _T!
2	(N _T- 1)	N _T	(N _T- 1)!	N _T!
3	(N _T- 2)	N _T(N _T- 1)/2	(N _T- 2)!	N _T!/2
-	-	-	-	-
(N _T- 1)	2	N _T(N _T - 1)/2	2!	N _T(N _T- 1)
N _T	1	N _T	1!	N _T

Рассматривая с другой стороны, если каждая передающая антенна может быть включена или выключена независимо, то существует

возможных структур антенн. Например, если N _T = 4, то существует

возможных структур антенн, которые можно представить как '0000', '0001', '0010', '0011', ..., и '1111', где '1' обозначает активную антенну, которая включена, и '0' показывает неактивную антенну, которая выключена. Структура со всеми нулями не оценивается, если хотя бы одна антенна используется для передачи данных. Таким образом, имеется

активных структур антенн для оценки.

Для каждой активной структуры антенн m с

включенными передающими антеннами SIC приемник может оценить

возможных порядков восстановления символьных потоков, отправленных от

активных передающих антенн. Для каждого из

возможного порядка для данной активной структуры антенн SIC приемник может (1) получить набор отношений сигнал/шум после детектирования для активных передающих антенн в этой структуре m (отношение сигнал/шум после детектирования для выключенной передающей антенны может быть установлен равным нулю) и (2) вычислить полную спектральную эффективность для этого порядка/структуры. Затем SIC приемник может выбрать порядок/структуру с наибольшей полной спектральной эффективностью среди

возможных порядков.

SIC приемник с разнесением с автовыбором может оценить

возможных порядков с помощью следующего псевдокода:

10 For

to

активных структур антенн

20 For

to

порядков {

30 For

to

этапов

40 Получить детектированный символьный поток для передающей антенны

50 Вычислить отношение сигнал/шум после детектирования для передающей антенны

60 Вычислить спектральную эффективность для передающей антенны

70 }

80 Вычислить полную спектральную эффективность для порядка

структуры

90 }

100 Выбрать порядок/структуру с наивысшей полной спектральной эффективностью;

110 Определить скорости передачи данных для

передающих антенн для выбранного порядка/структуры.

В приведенном выше псевдокоде каждая активная структура антенн

определяет определенный набор

активных передающих антенн и

неактивных передающих антенн, где

зависит от структуры антенн

Каждый порядок

определяет определенный порядок, в котором будут восстанавливаться

активных передающих антенн. Порядок может быть представлен как

где

неактивных передающих антенн не включены в набор, и

есть передающая антенна, восстанавливаемая на этапе

порядка

Различные порядки имеют различные отображения передающих антенн на множество

Активна или нет заданная передающая антенна, определяется активной структурой антенн

Метод прямого перебора, описанный выше, оценивает

возможных порядков для SIC приемника с разнесением с автовыбором.

Здесь представлен упрощенный способ, который оценивает не более

возможных порядков для определения скоростей передачи данных для передающих антенн и наилучший порядок для SIC приемника с разнесением с автовыбором. Этот способ представляет собой последовательное сокращение

возможных порядков, оцениваемых способом прямого перебора. Это упрощение базируется на лемме, которая утверждает, что для любого заданного порядка с нулевой скоростью передачи данных для, по меньшей мере, одной передающей антенны существует другой порядок с не нулевой скоростью передачи данных для всех передающих антенн, с той же или большей пропускной способностью. Эта лемма означает, что активная структура антенн со всеми единицами ('111...1') обеспечивает наивысшую пропускную способность среди всех

активных структур антенн и только эта структура должна оцениваться.

Для простоты, доказательство леммы приведено ниже, для случая, когда только одна передающая антенна выключена. Для доказательства передающим антеннам назначаются индексы 1, 2, ... N _T и они восстанавливаются на основе порядка {1, 2, ... N _T}, где передающая антенна 1 восстанавливается первой, и передающая антенна N _T восстанавливается последней. Передающая антенна

выключается где

. Скорости передачи данных, поддерживаемые N _T передающими антеннами, обозначаются как

Эти скорости передачи данных получаются на основе отношений сигнал/шум после детектирования для передающих антенн.

Для SIC приемника, скорости передачи данных, поддерживаемые каждой передающей антенной

зависят только от скоростей передачи данных последовательно восстановленных передающих антенн

и не зависят от скоростей передачи данных ранее восстановленных передающих антенн

Это свойство предполагает, что помехи из-за ранее восстановленных передающих антенн эффективно подавляются и не имеют влияния на передающую антенну

На основе этого свойства

передающих антенн в первоначальном порядке могут быть переупорядочены так, что передающая антенна

будет являться первой антенной и первоначальный порядок в остальном будет сохранен. Это переупорядочивание не влияет на скорости передачи данных для любой из

активных передающих антенн.

Новый порядок антенн теперь равен

и соответствующие скорости передачи данных равны

Для этого нового порядка, так как передающая антенна

, восстанавливается первой, скорость передачи данных, используемая передающей антенной

не влияет на скорости передачи данных для других

передающих антенн, до тех пор, пока передающая антенна

может быть восстановлена без ошибок или с малым количеством ошибок и ее помеха может быть подавлена. Ненулевая скорость передачи данных может быть затем использована для передающей антенны

и эта скорость передачи данных зависит от скоростей данных для других

передающих антенн. Таким образом, скорости передачи данных, достигаемые при первоначальном порядке с выключенной передающей антенной

, могут быть достигнуты при новом порядке с ненулевой скоростью для передающей антенны

. Доказательство леммы может быть аналогичным образом расширено для случаев с множеством выключенных передающих антенн.

На Фиг.3 представлена блок-схема процесса 300 для определения скоростей передачи данных для

передающих антенн и порядка для SIC приемника с разнесением с автовыбором. Сначала индекс

используемый для возможных порядков, устанавливается равным 1 (этап 310). Порядок

оценивается, используя SIC обработку приемником для получения

отношений сигнал/шум после детектирования для

передающих антенн (312). Затем скорость передачи данных для каждой передающей антенны определяется на основе ее отношения сигнал/шум после обработки (этап 314). Скорость передачи данных для каждой передающей антенны может быть одной из дискретных скоростей передачи данных, поддерживаемых системой. Нулевая скорость передачи данных используется для каждой передающей антенны с отношением сигнал/шум после детектирования ниже, чем минимальное требуемое отношение сигнал/шум, которое может быть отношением сигнал шум, требуемым для самой низкой скорости передачи данных, поддерживаемой системой.

скоростей передачи данных получается для

передающих антенн для порядка

где любая из

скоростей передачи данных может быть нулевой скоростью передачи данных. Полная скорость передачи данных вычисляется для порядка

на основе

скоростей передачи данных (этап 316).

Затем выполняется определение, оценены или нет, все порядки (этап 320). Если ответ нет, то индекс

порядка обновляется (этап 322) и процесс возвращается на этап 323 для оценки следующего порядка. Максимум оценивается

порядков. Если были оценены все порядки, то один из оцененных порядков выбирается на основе его полной скорости передачи (этап 330). Например, выбранный порядок может быть порядком с самой высокой скоростью среди всех других оцененных порядков.

Процесс 300 может выполняться принимающей системой 150 и скорости передачи данных для выбранных порядков может быть послана передающей системой 110 в качестве информации обратной связи. В качестве альтернативы или добавления процесс 300 может выполняться передающей системой 110. В любом случае передающая система 110 обрабатывает до

символьных потоков на скоростях данных для выбранного порядка и передает эти символьные потоки от

передающих антенн. Принимающая система 150 восстанавливает переданные символьные потоки в соответствии с выбранным порядком.

На Фиг.4 показана блок-схема процесса 400 определения скоростей передачи данных для передающих антенн и порядка для SIC приемника с разнесением с автовыбором. Процесс 400 является особой реализацией процесса 300 по Фиг.3. Сначала индекс

порядка устанавливается равным 1 и переменная

для лучшей полной скорости передачи данных устанавливается равным 0 (этап 410).

Для оценки порядка

сначала определяется порядок восстановления

передающих антенн (этап 420). Индекс

этапа устанавливается равным 1 и переменная

для полной скорости передачи данных для порядка

устанавливается равным 0 (этап 422). Для каждого этапа

сначала выполняется пространственная или пространственно-временное преобразование над

входными символьными потоками

для получения детектированного символьного потока

для передающей антенны

которые должны быть восстановлены на этом этапе (этап 430). Это может быть достигнуто с помощью (1) получения матрицы отклика ZF коррекции

для этапа

на основе редуцированной матрицы отклика канала

как показано в уравнении 4, и (2) умножения входных символьных потоков

на вектор согласованного фильтра

для передающей антенны

как показано в уравнении 6. Затем вычисляется отношение сигнал/шум после детектирования для передающей антенны

как показано в уравнении 6 (этап 432). Скорость передачи данных

для передающей антенны

определяется на основе ее отношения сигнал/шум после детектирования (например, с использованием уравнения 8 или таблицы поиска) (этап 434). Затем полная скорость передачи данных для порядка

обновляется как

(этап 436).

Затем выполняется определение, были ли восстановлены все передающие антенны для порядка

(этап 440). Если ответ нет, то помеха, вызванная только что восстановленным символьным потоком для передающей антенны

оценивается и подавляется во входных символьных потоках

для получения входных символьных потоков

для следующего этапа (этап 442). Затем обновляется индекс этапа

(этап 444), процесс возвращается на этап 430 для восстановления другого символьного потока от другой передающей антенны.

Если все передающие антенны были восстановлены (то есть, ответ да на этапе 440), то выполняется определение больше или нет полная скорость передачи данных для порядка

чем лучшая полная скорость передачи данных (этап 450). Если ответ да, то порядок

и скорости передачи данных

для передающих антенн сохраняются, и лучшая полная скорость передачи данных устанавливается равной полной скорости передачи данных для порядка

(то есть,

) (этап 452). Если ответ нет на этапе 450, то результаты порядка

не сохраняются. В любом случае, затем выполняется определение все, или нет, порядки были оценены (этап 460). Если нет, то индекс порядка

обновляется как

(этап 462), и процесс возвращается на этап 420 для оценки этого нового порядка. В противном случае предоставляются лучший порядок и скорости передачи данных для передающих антенн (этап 464). Затем процесс прекращается.

Для ясности, методики для выполнения SIC обработки приемником с разнесением с автовыбором были описаны для MIMO системы. Эти методики могут быть использованы для других систем связи, таких как, например, MIMO-OFDM системы. Для MIMO-OFDM системы, один символьный поток может передаваться от всех поддиапазонов каждой передающей антенны, используя OFDM обработку. На приемнике, отношение сигнал/шум после детектирования может быть определено для каждого поддиапазона передающей антенны. Отношения сигнал/шум для всех поддиапазонов для каждой передающей антенны могут быть скомбинированы для получения отношения сигнал/шум после детектирования для этой передающей антенны. Затем порядок и скорости передачи данных могут быть выбраны на основе отношений сигнал/шум после детектирования для передающих антенн, как было описано выше.

Подсистема передачи

Фиг.5 показывает блок-схему подсистемы 500 передачи, которая является реализацией передающей части передающей системы 110 по Фиг.1. Для этой реализации TX процессор 120 данных содержит демультиплексор 510,

кодеров 512a - 512t,

перемежителей 514a - 514t каналов,

блоков 516a - 516t отображения символов, и

мультиплексоров 518a - 518t (то есть, один набор кодер, канальный перемежитель, блок отображения символа и мультиплексор для каждой из

передающих антенн). Демультиплексор 510 демультиплексирует передаваемые данные (то есть, биты информации) в до

потоков данных. Один поток данных предоставляется на выбранной скорости передачи данных для передающей антенны, как показывает система управления скоростью передачи данных.

Каждый кодер 512 принимает и кодирует соответствующий поток данных на основе выбранной схемы кодирования (как показывает система управления кодированием) и предоставляет кодированные биты. Кодирование увеличивает надежность передачи данных. Выбранная схема кодирования может включать в себя любую комбинацию кодирования циклическим избыточным кодом, сверточного кодирования, турбокодирования, блочного кодирования и так далее. Каждый кодер 512 предоставляет кодированные биты соответствующему канальному перемежителю 514, который перемежает кодированные биты на основе определенной схемы перемежения. Если перемежение зависит от скорости передачи данных, то контроллер 130 обеспечивает управление перемежением (как показано пунктирной линией) в канальный перемежитель 514. Перемежение обеспечивает временное, частотное и/или пространственное разнесение для кодированных битов.

Каждый канальный перемежитель 514 предоставляет перемеженные биты соответствующему блоку 516 отображения символов, который отображает (то есть, модулирует) перемеженные биты на основе выбранной схемы модуляции (как показывает система управления модуляцией) и предоставляет модулированные символы. Блок 516 группирует каждый набор B перемеженных битов для образования B-битной, бинарной величины, где

и затем отображает каждое B-битное значение в определенный модулированный символ на основе выбранной схемы модуляции (например, QPSK, M-PSK или M-QAM, где M=2^B). Каждый модулированный символ является комплексным значением в комбинации сигналов, определяемой выбранной схемой модуляции. Каждый блок 516 отображения символов предоставляет модулированные символы (или символы данных) соответствующему мультиплексору 518, который мультиплексирует символы данных с контрольными символами, используя, например, временное мультиплексирование (TDM) или мультиплексирование с кодовым разделением каналов (CDM). Мультиплексоры 518a-518t предоставляют до

символьных потоков передающим блокам 122a-122t, которые обрабатывают эти символы для получения модулированных сигналов. Подсистема 500 передачи другой конструкции также может быть использована, и это попадает в пределы объема изобретения.

Контролер 130 может выполнять различные функции для передачи данных от

передающих антенн. Например, контроллер 130 может принимать

скоростей передачи данных для

передающих антенн (где одна или более скоростей передачи данных может быть равна нулю) как информацию обратной связи от принимающей системы 150. Затем контроллер 130 может генерировать управляющие сигналы для скорости передачи данных, кодирования, перемежения и модулирования для обрабатывающих блоков в TX процессоре 120 данных. В качестве альтернативы, процессор 130 может принимать оценки отклика канала, оценивать возможные порядки, выбирать порядок и скорости передачи данных для передающих антенн и генерировать управляющие сигналы для обрабатывающих блоков в TX процессоре 120 данных.

Подсистема приема

На Фиг.6 показана блок-схема подсистемы 600 приема, которая является реализацией принимающей части принимающей системы 150 по Фиг.1. Для этой реализации RX MIMO/процессор 160 данных содержит

последовательных (то есть, каскадных) ступеней 610a - 610t обработки приемником, одна ступень для каждой из

передающей антенны. Каждая ступень 610 обработки приемником (за исключением последней ступени 610t) содержит процессор 620 пространственной обработки, RX процессор 630 данных и подавитель 640 помех. Последняя ступень 610t содержит только процессор 620t пространственной обработки и RX процессор 630t данных.

Для первой ступени 610a процессор 620a пространственной обработки принимает

полученных символьных потоков

выполняет пространственную или пространственно-временную обработку (например, обращение в нуль незначащих коэффициентов) над полученными символьными потоками и предоставляют детектированный символьный поток

для первой передающей антенны в выбранном порядке

Затем RX процессор 630a данных обрабатывает (например, демодулирует, осуществляет обратное перемежение и декодирует) детектированный символьный поток

для получения декодированного потока данных

который является оценкой потока данных

для восстанавливаемого символьного потока

Для первой ступени 610a, подавитель 640a помех получает

принятых символьных потоков

и декодированный поток данных

Подавитель 640a помех выполняет обработку (например, кодирование, перемежение и отображение символов) для получения повторно модулированного символьного потока

который является оценкой только что восстановленного символьного потока

. Затем повторно модулированный символьный поток

дополнительно обрабатывается для получения оценок компонент

помехи, вызванной только что восстановленным символьным потоком. Затем компоненты

помехи вычитаются из входных символьных потоков

первой ступени для получения

модифицированных символьных потоков

которые содержат в себе все, за исключением подавленных компонент помехи. Затем модифицированные символьные потоки

передаются второй ступени.

Для каждой из ступеней 610b - 610t со второй по последнюю, процессор пространственной обработки принимает и обрабатывает

модифицированных символьных потоков

от подавителя помех в предыдущей ступени для получения детектированного символьного потока

для данной ступени. Затем детектированный символьный поток

обрабатывается RX процессором данных для получения декодированных потоков данных

Для каждой из ступеней со второй по предпоследнюю подавитель помех в этой ступени принимает

модифицированных символьных потоков

от подавителя помех в предыдущей ступени и декодированные потоки данных

от RX процессора данных той же ступени, выводит

компонент

помехи из символьного потока

восстановленного на этом этапе, и предоставляет

модифицированных символьных потоков

следующей ступени.

SIC обработка приемником также описана в патентной заявке США № [PA020280], озаглавленной "Ordered Successive Interference Cancellation Receiver Processing for Multiple Channels" от 9 апреля 2002.

Также, блок 650 оценки принимает

принятых символьных потоков

оценивает матрицу отклика канала

и вариацию шума

на основе принятого контрольного сигнала, и предоставляет оценки отклика канала и шума (например,

и

). Оцененная матрица отклика канала

используется для пространственной или пространственно-временной обработки во всех ступенях, как описано выше. Контроллер 170 принимает отклик канала и оценки шума, оценивает до

возможных порядков, вычисляет набор отношений сигнал/шум после детектирования для каждого порядка, и определяет лучший порядок и скорости передачи данных для выбранного порядка. Модуль 172 памяти сохраняет таблицу поиска (LUT) 660 для поддерживаемых скоростей данных и им требуются отношения сигнал/шум. Таблица поиска используется контроллером 170 для определения скорости передачи данных для каждой передающей антенны на основе ее отношения сигнал/шум после детектирования. Контроллер 170 предоставляет выбранный порядок RX процессору 160 данных и может предоставить скорости передачи данных для выбранного порядка в виде информации обратной связи передающей системе 110.

Методики, описанные здесь, для поддержки SIC обработки процессором с разнесением с автовыбором могут быть реализованы разными средствами. Например, эти методики могут быть реализованы аппаратными средствами, программным обеспечением или их комбинацией. Для реализации в виде аппаратных средств обрабатывающие блоки для SIC обработки приемником с разнесением с автовыбором (например, TX процессор 120 данных и контроллер 130 в передающей системе 110, и RX процессор 160 данных/пространственной обработки и контроллер 170 принимающей системы 150) могут быть реализованы в одной или более интегральных схемах (ASICs), в цифровых процессорах сигналов (DSPs), в устройствах цифровой обработки сигналов (DSPDs), в программируемых логических устройствах (PLDs), в программируемых вентильных матрицах (FPGAs), в процессорах, в контроллерах, в микроконтроллерах, в микропроцессорах, в других электронных устройствах, спроектированных для выполнения описанных здесь функций или их комбинации.

Для программной реализации SIC обработка приемником с разнесением с автовыбором может быть реализована в передающей и принимающей системах с помощью модулей (например, процедур, функций, и тому подобному), которые выполняют описанные здесь функции. Программные коды могут быть сохранены в блоках памяти (например, блоках 132 и 172 памяти по Фиг.1) и выполняться процессором (например, контроллерами 130 и 170). Блок памяти может быть реализован в процессоре или быть внешним по отношению к процессору, в этом случае он может быть связан с процессором при помощи различных средств, известных в данной области техники.

Настоящее описание раскрытых вариантов осуществления предоставляется для того, чтобы специалист в данной области техники смог изготовить или использовать настоящее изобретение. Различные модификации к этим реализациям будут очевидны специалисту в данной области техники, и базовые принципы, определенные здесь, могут быть применены к другим реализациям без выхода за пределы объема и сущности настоящего изобретения. Таким образом, настоящее изобретение не ограничивается описанными здесь реализациями, наоборот, оно охватывает более широкий объем, согласующийся с принципами и новыми признаками, здесь раскрытыми.

Claims

1. Способ управления передачей данных в системе связи со многими входами и многими выходами (MIMO), заключающийся в том, что оценивают порядок для восстановления множества символьных потоков, переданных от множества передающих антенн, используя обработку с последовательным подавлением помех (SIC) посредством приемника, для получения множества постдетекторных отношений сигнал/шум (SNRs) для множества передающих антенн для порядка восстановления; определяют скорость передачи данных для каждой из множества передающих антенн на основе постдетекторного отношения сигнал/шум для передающей антенны, причем скорость передачи данных для каждой передающей антенны устанавливают равной нулю, если постдетекторное отношение сигнал/шум для передающей антенны хуже, чем минимальное требуемое отношение сигнал/шум, и при этом определяют множество скоростей передачи данных для множества передающих антенн для порядка восстановления; вычисляют полную скорость передачи данных для порядка восстановления на основе множества скоростей передачи данных для множества передающих антенн; повторяют оценку, определение и вычисление для каждого из множества порядков восстановления; и выбирают один из множества порядков восстановления на основе полных скоростей передачи данных для множества порядков восстановления, причем множество символьных потоков отправляют от множества передающих антенн на множестве скоростей передачи данных для выбранного порядка восстановления, и при этом множество символьных потоков восстанавливают в приемнике в соответствии с выбранным порядком восстановления.

2. Способ по п.1, в котором оценку, определение и вычисление повторяют для, по большей мере, N_T! порядков восстановления, где N_T - количество передающих антенн.

3. Способ по п.1, в котором система поддерживает набор дискретных скоростей передачи данных и в котором скорость передачи данных для каждой из множества передающих антенн является одной из дискретных скоростей передачи данных.

4. Способ по п.1, в котором множество скоростей передачи данных для выбранного порядка восстановления включает в себя, по меньшей мере, одну скорость передачи данных, равную нулю.

5. Способ по п.1, в котором минимальное требуемое отношение сигнал/шум является требуемым отношением сигнал/шум для самой низкой ненулевой скорости передачи данных, поддерживаемой системой.

6. Способ по п.1, в котором выбранный порядок восстановления имеет наибольшую полную скорость передачи данных из множества порядков восстановления.

7. Способ по п.1, в котором оценка порядка восстановления включает в себя этапы, на которых получают детектированный символьный поток для каждой из множества передающих антенн, используя пространственную или пространственно-временную обработку, и в соответствии с порядком восстановления, вычисляют постдетекторное отношение сигнал/шум для каждой из множества передающих антенн, и оценивают и подавляют помеху, вызванную детектированным символьным потоком для каждой из множества передающих антенн, исключая последнюю передающую антенну, которая должна быть восстановлена.

8. Способ по п.1, в котором отправляют в передатчик множество скоростей передачи данных для выбранного порядка восстановления как информацию обратной связи.

9. Устройство для управления передачей данных в системе связи со многими входами и многими выходами (MIMO), содержащее контроллер, выполненный с возможностью оценки порядка для восстановления множества символьных потоков, переданных от множества передающих антенн, с использованием обработки с последовательным подавлением помех (SIC) посредством приемника, для получения множества постдетекторных отношений сигнал/шум (SNRs) для множества передающих антенн; определения скорости передачи данных для каждой из множества передающих антенн на основе постдетекторного отношения сигнал/шум для передающей антенны, причем скорость передачи данных для каждой передающей антенны устанавливается равной нулю, если постдетекторное отношение сигнал/шум для передающей антенны хуже, чем минимальное требуемое отношение сигнал/шум для системы, и при этом определяется множество скоростей передачи данных для множества передающих антенн для порядка восстановления; вычисления полной скорости передачи данных для порядка восстановления на основе множества скоростей передачи данных для множества передающих антенн; повторения оценки, определения и вычисления для каждого из множества порядков восстановления; и выбора одного из множества порядков восстановления на основе полных скоростей передачи данных для множества порядков восстановления, причем множество символьных потоков отправляется от множества передающих антенн на множестве скоростей передачи данных для выбранного порядка восстановления, и при этом множество символьных потоков восстанавливается в соответствии с выбранным порядком восстановления.

10. Устройство по п.9, в котором контроллер выполнен с возможностью повтора оценки, определения и вычисления для, по большей мере, N_T! порядков восстановления, где N_T - количество передающих антенн.

11. Устройство по п.9, в котором множество скоростей передачи данных для выбранного порядка восстановления включает в себя, по меньшей мере, одну скорость передачи данных, равную нулю.

12. Устройство по п.9, дополнительно содержащее блок памяти, выполненный с возможностью хранения набора дискретных скоростей передачи данных, поддерживаемых системой, и набора требуемых отношений сигнал/шум для набора дискретных скоростей передачи данных, причем блок памяти соединен с контроллером.

13. Устройство по п.9, в котором множество скоростей передачи данных для выбранного порядка восстановления отправляется в передатчик как информация обратной связи.

14. Устройство по п.9, дополнительно содержащее процессор (RX) данных приема, выполненный с возможностью обработки множества принятых символьных потоков, с использованием SIC обработки посредством приемника, и восстановления множества символьных потоков, отправленных от множества передающих антенн, в соответствии с выбранным порядком восстановления, причем процессор (RX) данных приема соединен с контроллером.

15. Устройство по п.9, в котором контроллер выполнен с возможностью оценки каждого из множества порядков восстановления на основе отклика канала и оценок шума для линии связи с приемником.

16. Устройство по п.9, дополнительно содержащее процессор (ТХ) данных передачи, выполненный с возможностью обработки множества потоков данных на множестве скоростей передачи данных для выбранного порядка восстановления, для получения множества символьных потоков для передачи от множества передающих антенн, причем процессор (ТХ) данных передачи соединен с контроллером.

17. Устройство для управления передачей данных в системе связи со многими входами и многими выходами (MIMO), содержащее средство для оценки порядка для восстановления множества символьных потоков, переданных от множества передающих антенн, с использованием обработки с последовательным подавлением помех (SIC) посредством приемника, для получения множества постдетекторных отношений сигнал/шум (SNRs) для множества передающих антенн для порядка восстановления; средство для определения скорости передачи данных для каждой из множества передающих антенн на основе постдетекторного отношения сигнал/шум для передающей антенны, причем скорость передачи данных для каждой передающей антенны устанавливается равной нулю, если постдетекторное отношение сигнал/шум для передающей антенны хуже, чем минимальное требуемое отношение сигнал/шум, и при этом определяется множество скоростей передачи данных для множества передающих антенн для порядка восстановления; средство для вычисления полной скорости передачи данных для порядка восстановления на основе множества скоростей передачи данных для множества передающих антенн; средство для повторения оценки, определения и вычисления для каждого из множества порядков восстановления; и средство для выбора одного из множества порядков восстановления на основе полных скоростей передачи данных для множества порядков восстановления, причем множество символьных потоков отправляется от множества передающих антенн на множестве скоростей передачи данных для выбранного порядка восстановления, и при этом множество символьных потоков восстанавливается в приемнике в соответствии с выбранным порядком восстановления.

18. Устройство по п.17, в котором множество скоростей передачи данных для выбранного порядка восстановления включает в себя, по меньшей мере, одну скорость передачи данных, равную нулю.

19. Устройство по п.17, дополнительно содержащее средство для отправки в передатчик множества скоростей передачи данных для выбранного порядка восстановления как информации обратной связи.

20. Устройство по п.17, дополнительно содержащее средство для обработки множества потоков данных на множестве скоростей передачи данных для выбранного порядка восстановления для получения множества символьных потоков для передачи от множества передающих антенн.

21. Устройство по п.17, дополнительно содержащее средство для обработки множества принятых символьных потоков с использованием SIC обработки посредством приемника, и восстановления множества символьных потоков, отправленных от множества передающих антенн, в соответствии с выбранным порядком восстановления.

22. Читаемый процессором носитель информации, содержащий команды, которые при выполнении процессором предписывают процессору осуществлять этапы, на которых оценивают порядок для восстановления множества символьных потоков, переданных от множества передающих антенн, с использованием обработки с последовательным подавлением помех (SIC) посредством приемника для получения множества постдетекторных отношений сигнал/шум (SNRs) для множества передающих антенн;

определяют скорость передачи данных для каждой из множества передающих антенн на основе постдетекторного отношения сигнал/шум для передающей антенны, причем скорость передачи данных для каждой передающей антенны устанавливают равной нулю, если постдетекторное отношение сигнал/шум для передающей антенны хуже, чем минимальное требуемое отношение сигнал/шум, и при этом определяют множество скоростей передачи данных для множества передающих антенн для порядка восстановления; вычисляют полную скорость передачи данных для порядка восстановления на основе множества скоростей передачи данных для множества передающих антенн; повторяют оценку, определение и вычисление для каждого из множества порядков восстановления; и выбирают один из множества порядков восстановления на основе полных скоростей передачи данных для множества порядков восстановления, причем множество символьных потоков отправляют от множества передающих антенн на множестве скоростей передачи данных для выбранного порядка восстановления, и при этом множество символьных потоков восстанавливают в приемнике в соответствии с выбранным порядком восстановления.