Система с множеством антенн для одновременной поддержки приемников miso и mimo

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в беспроводных линиях связи с множеством антенн. Для приемников систем с множеством входов и одним выходом (MISO) предпочтителен пилот-сигнал, передаваемый в одном пространственном направлении, а приемники систем с множеством входов и множеством выходов (MIMO) обычно требуют, чтобы пилот-сигнал передавался в различных пространственных направлениях. В одной схеме передачи пилот-сигнала первый набор из Т масштабированных пилотных символов генерируют с помощью первого обучающего вектора и передают, например, непрерывно от Т передающих антенн, где Т>1. Если приемники MIMO поддерживаются системой связи, то, по меньшей мере, Т-1 дополнительных наборов из Т масштабированных пилотных символов генерируют, по меньшей мере, с помощью Т-1 дополнительных обучающих векторов и передают от Т передающих антенн. Обучающие векторы предназначены для различных, например, ортогональных, пространственных направлений. Каждый приемник MISO может оценивать свой MISO-канал, основываясь на первом наборе масштабированных пилотных символов. Каждый приемник MIMO может оценивать свой MIMO-канал, основываясь на первом и дополнительных наборах масштабированных пилотных символов. Технический результат - повышение эффективности передачи пилот-сигналов в системе с множеством антенн. 12 н. и 40 н.п. ф-лы, 8 ил.

 

ИСПРАШИВАНИЕ ПРИОРИТЕТА ПО РАЗДЕЛУ 35 КОДЕКСА ЗАКОНОВ США §119

Настоящая патентная заявка испрашивает приоритет предварительной заявки № 60/527 201, озаглавленной «Incremental Pilot Insertion for Hybrid MISO/MIMO Systems», зарегистрированной 5 декабря 2003, которая переуступлена правопреемнику настоящей заявки и включена в настоящий документ посредством ссылки.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

I. Область техники

Настоящее изобретение относится в общем случае к передаче данных, а более конкретно - к передаче пилот-сигнала для беспроводной системы связи с множеством антенн.

II. Предшествующий уровень техники

Система связи с множеством антенн использует множество (T) передающих антенн и одну или большее количество (R) приемных антенн для передачи данных и пилот-сигнала. Система с множеством антенн может, таким образом, представлять собой систему с множеством входов и множеством выходов (MIMO) или систему с множеством входов и одним выходом (MISO). В системе MIMO, MIMO-канал, сформированный множеством передающих антенн и множеством приемных антенн, состоит из S пространственных каналов, где S < минимум {T, R}. S пространственных каналов могут использоваться для передачи данных параллельно для достижения более высокой полной пропускной способности и/или избыточности для достижения большей надежности. В системе MISO, MISO-канал, сформированный множеством передающих антенн и одной приемной антенной, состоит из одного пространственного канала. Однако множество передающих антенн может использоваться для передачи данных с избыточностью для достижения большей надежности.

Точная оценка беспроводного канала между передатчиком и приемником обычно необходима для восстановления данных, посылаемых через беспроводной канал. Оценку канала обычно выполняют, посылая пилот-сигнал от передатчика и измеряя данный пилот-сигнал в приемнике. Пилот-сигнал состоит из символов модуляции, которые известны заранее и передатчику, и приемнику. Приемник может, таким образом, оценивать отклик канала, основываясь на принятых пилотных символах и известных переданных пилотных символах.

Система с множеством антенн может одновременно поддерживать приемники MISO (которые являются приемниками, оборудованными одной антенной) и приемники MIMO (которые являются приемниками, оборудованными множеством антенн). Для приемников MISO и MIMO обычно требуются различные оценки канала и, таким образом, они имеют различные требования для передачи пилот-сигнала, как описано ниже. Так как передача пилот-сигнала представляет непроизводительные издержки в системе с множеством антенн, желательно минимизировать передачу пилот-сигнала до возможной степени. Однако передача пилот-сигнала должна быть такой, чтобы приемники MISO и приемники MIMO могли получать оценки канала достаточного качества.

Поэтому в предшествующем уровне техники существует потребность в способах эффективной передачи пилот-сигнал в системе с множеством антенн.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Описаны схемы эффективной передачи пилот-сигнала для систем связи с множеством антенн с одной несущей и с множеством несущих. В общем случае для приемников MISO предпочтительно, чтобы пилот-сигнал передавался в одном пространственном направлении от множества (T) передающих антенн так, чтобы принятые пилотные символы можно было фильтровать для получения оценок канала более высокого качества. Для приемников MIMO обычно требуется, чтобы пилот-сигнал передавался в различных пространственных направлениях от T передающих антенн так, чтобы можно было оценивать коэффициенты усиления канала для различных пар передающей и приемной антенн.

В одной схеме передачи пилот-сигнала определяется одна «обучающая» матрица из коэффициентов, которая может использоваться для передачи пилот-сигнала для приемников MISO и для приемников MIMO. Обучающая матрица содержит M обучающих векторов, где M ≥ и каждый обучающий вектор содержит T коэффициентов. M обучающих векторов направлены в M различных пространственных направлениях и не ортогональны друг другу для этой схемы передачи пилот-сигнала. Каждый обучающий вектор используется для генерации соответствующего набора из T масштабированных пилотных символов для передачи от T передающих антенн. M наборов из T масштабированных пилотных символов могут генерироваться с помощью M обучающих векторов и передаваться, например, в M периодах символа. M наборов из Т масштабированных пилотных символов подходят для использования для оценки канала приемниками MISO и приемниками MIMO. Число M × T коэффициентов в обучающей матрице можно выбирать, например, для минимизации ошибок оценки канала приемниками MISO и приемниками MIMO.

В другой («инкрементной») схеме передачи пилот-сигнала первый набор из T масштабированных пилотных символов генерируется с помощью первого обучающего вектора и передается (например, непрерывно) от T передающих антенн. Если, по меньшей мере, один приемник MIMO должен поддерживаться системой, то, по меньшей мере, Т-1 дополнительных наборов из T масштабированных пилотных символов генерируются с помощью, по меньшей мере, Т-1 дополнительных обучающих векторов и передаются T передающими антеннами. Например, дополнительные наборы масштабированных пилотных символов могут циклически повторяться, и каждый дополнительный набор масштабированных пилотных символов может передаваться в соответствующий период символа. Обучающие векторы могут определяться так, чтобы они были ортогональны друг другу для повышения эффективности оценки канала. Каждый приемник MISO может оценивать свой MISO-канал, основываясь на первом наборе масштабированных пилотных символов. Каждый приемник MIMO может оценивать свой MIMO-канал, основываясь на первом и дополнительных наборах масштабированных пилотных символов.

Если система с множеством антенн использует ортогональное мультиплексирование с частотным разделением каналов (OFDM), то каждый масштабированный пилотный символ может передаваться соответствующей передающей антенной в группе из P поддиапазонов, где P > 1. Это позволяет приемникам MISO и MIMO оценивать полную частотную характеристику своих MISO- и MIMO-каналов, соответственно. Также описаны способы оценки канала. Различные аспекты и варианты осуществления изобретения также описаны более подробно ниже.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Особенности и характер настоящего изобретения поясняются ниже в подробном описании со ссылками на чертежи, на которых одинаковые ссылочные позиции идентифицируют соответствующие элементы по всему документу и на которых показано следующее:

фиг.1 система с множеством антенн с передатчиком и двумя приемниками;

фиг.2A и 2B - оценка канала, выполняемая приемником MISO и приемником MIMO, соответственно, в 4x4 - системе;

фиг.3 - структура поддиапазона для системы OFDM с множеством антенн;

фиг.4A - схема передачи пилот-сигнала с помощью обычной обучающей матрицы для приемников MISO и для приемников MIMO;

фиг.4B - инкрементная схема передачи пилот-сигнала;

фиг.5 - процесс передачи пилот-сигнала в системе с множеством антенн с использованием инкрементной схемы передачи пилот-сигнала;

фиг.6 - структурная схема передатчика, приемника MISO и приемника MIMO в системе с множеством антенн;

фиг.7 - передающий (ПД) блок пространственной обработки и блок передачи в передатчике; и

фиг.8A и 8В - блок приема и блок оценки канала, соответственно, для приемника MIMO.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Используемое слово «примерный» означает «служащий в качестве примера или иллюстрации». Любой вариант осуществления или образец, описанный как «примерный», не обязательно должен рассматриваться как предпочтительный или преимущественный по сравнению с другими вариантами осуществления или образцами.

1. Система с множеством антенн с одной несущей

Фиг.1 показывает систему 100 связи с множеством антенн с передатчиком 110 и двумя приемниками 150a и 150b. Для простоты, передатчик 110 имеет две передающие антенны, приемник MISO 150a имеет одну приемную антенну, и приемник MIMO 150b имеет две приемные антенны.

MISO-канал, сформированный этими двумя антеннами в передатчике и одной антенной в приемнике MISO, может характеризоваться 1х2 вектором-строкой отклика канала, который может быть выражен как:

, Уравнение (1)

где элемент для j=1, 2 обозначает комплексный коэффициент усиления канала между передающей антенной и одной антенной в приемнике MISO. Вектор обычно выражается как столбец и вектор-строка обычно выражается как строка.

MIMO-канал, сформированный этими двумя антеннами в передатчике и этими двумя антеннами в приемнике MIMO, может характеризоваться 2 х 2 матрицей отклика канала, которая может быть выражена как:

, Уравнение (2)

где элемент h_i,j для i = 1, 2 и j = 1, 2, обозначает комплексный коэффициент усиления канала между передающей антенной j и приемной антенной i в приемнике MIMO. Канал с одним входом/одним выходом (SISO) существует между каждой парой антенн. Эти четыре элемента в указывают коэффициенты усиления канала для четырех SISO-каналов MIMO-канала. Матрица может также рассматриваться, как содержащая один вектор-строку отклика канала для каждой приемной антенны i.

Передатчик может передавать пилотный символ от каждой передающей антенны, чтобы предоставить возможность приемникам MISO и MIMO оценивать их соответствующие отклики MISO- и MIMO-канала. Каждый пилотный символ - символ модуляции, который известен заранее передатчику и приемнику. Для облегчения оценки канала приемниками передатчик может умножать пилотный символ для каждой передающей антенны j на соответствующий коэффициент , используя блок 112 умножения, до передачи от передающей антенны, как показано на фиг. 1.

Принятый символ в приемнике MISO может тогда быть выражен как:

, Уравнение (3)

где - принятый символ для приемника MISO;

является 2х1 вектором коэффициентов, используемых для передачи пилот-сигнала, где «T» обозначает транспонирование; и

является шумом в приемнике MISO.

Вектор также упоминается как «обучающий» вектор, поскольку он используется для передачи пилот-сигнала.

Принятые символы в приемнике MIMO для той же самой передачи пилот-сигнала могут быть выражены как:

, Уравнение (4)

где r является 2 х 1 вектором принятых символов для приемника MIMO; и

- вектор шума для приемника MIMO.

Для простоты, пилотные символы не показаны в уравнениях (3) и (4).

Передатчик обычно передает данные с избыточностью от обеих передающих антенн в приемник MISO. В этом случае приемник MISO должен выполнять оценку только составного MISO-канала, которая равна , и не должен оценивать коэффициенты усиления канала h1 и h2 для отдельных SISO-каналов, которые составляют MISO-канал. Если эти два коэффициента равны (например, ), то приемник MISO может усреднять (или фильтровать) принятые символы, полученные в течение множества периодов символа, для получения более высококачественной оценки канала. Период символа относится к продолжительности времени, в течение которого передаются данные или пилотный символ.

Передатчик может передавать данные параллельно от обеих передающих антенн в приемник MIMO для улучшения пропускной способности. В этом случае приемник MIMO должен (1) оценивать коэффициенты усиления канала h11, h12, h21 и h22 для отдельных SISO-каналов, которые составляют MIMO-канал, и (2) использовать эти оценки коэффициента усиления канала для восстановления передачи данных. Однако для описанной выше передачи пилот-сигнала приемник MIMO имеет только два уравнения для двух принятых символов и , как показано в уравнении (4). Приемнику MIMO необходимо два дополнительных уравнения для определения четырех неизвестных коэффициентов усиления канала. Передатчик может обеспечивать оценку MIMO-канала, передавая пилотные символы с использованием двух различных обучающих векторов и в двух периодах символа. Принятые символы в приемнике MIMO могут затем быть выражены как:

и Уравнение (5)

где и являются двумя векторами принятых символов в течение двух периодов символа. MIMO-канал, предполагается, постоянным в течение двух периодов символа. Приемник MIMO теперь имеет четыре уравнения для четырех принятых символов в этих двух векторах и . Если коэффициенты в обучающих векторах и выбраны соответствующим образом, то приемник MIMO может определять четыре неизвестных коэффициента усиления канала, основываясь на векторах , , и .

Для простоты, приведенное выше описание относится к 2 х 2 системе, в которой передатчик имеет две передающие антенны, и приемники имеют максимум две приемные антенны. В общем случае система с множеством антенн может включать в себя передатчики и приемники с любым количеством антенн, т.е. T и R могут быть любыми целыми числами. Для обеспечения оценки канала приемником MIMO передатчик может передавать пилот-сигнал, используя M обучающих векторов (например, в M периодов символа), где в общем случае M ≥. Каждый обучающий вектор содержит T коэффициентов для T передающих антенн.

Принятые символы для приемника MIMO в T x R системе могут быть выражены как:

, Уравнение (6)

где является R x M матрицей принятых символов в течение M периодов символа;

является R x T матрицей откликов канала для приемника MIMO;

является T х M обучающей матрицей коэффициентов, используемых в течение M периодов символа; и

является R х M матрицей шума в приемнике MIMO в течение M периодов символа.

Матрица содержит M обучающих векторов или столбцов (т.е. ), где один обучающий вектор используется для передачи пилот-сигнала в каждый период символа. Матрица содержит M векторов или столбцов принятых символов в течение M периодов символа (т.е. ). Приемник MIMO может получать оценку MIMO-канала следующим образом:

. Уравнение (7)

Матрица оцененных откликов канала также может быть получена выполнением некоторой другой линейной операции с матрицей принятых символов.

Принятые символы для приемника MISO для той же самой передачи пилот-сигнала в T х R системе могут выражаться как:

, Уравнение (8)

где является 1 х M вектором-строкой принятых символов в течение M периодов символа;

является 1 x T вектором-строкой откликов канала для приемника MISO; и

является 1 x M вектором-строкой шума в приемнике MISO в течение M периодов символа.

Вектор-строка содержит M принятых символов в течение M периодов символа (т.е. ).

Приемник MISO обычно должен выполнять оценку только составного MISO-канала, которая равна , а не отдельных SISO-каналов MISO-канала. Составной MISO-канал может оцениваться только с помощью одного обучающего вектора в . Например, если обучающий вектор содержит все единицы, то составной MISO-канал может оцениваться как принятые символы, или . Для приемника MISO предпочтительно, чтобы обучающие векторы в были одинаковыми и были направлены в том же самом пространственном направлении так, чтобы принятые символы с по можно было бы фильтровать для получения более точной оценки составного MISO-канала.

Приемник MIMO обычно должен оценивать коэффициенты усиления отдельных SISO-каналов MIMO-канала, или элементов матрицы отклика канала. Это требует, чтобы M обучающих вектора в были различными и были направлены в различных пространственных направлениях. Лучшая эффективность оценки MIMO-канала может быть достигнута, когда является унитарной матрицей, и M обучающих векторов ортогональны друг другу. Это условие ортогональности может быть выражено как: , где является единичной матрицей и «H» обозначает сопряженное транспонирование. Условие ортогональности может эквивалентно быть выражено как: , для , , и .

В качестве примера, для 2 х 2 системы, следующие обучающие матрицы и могут использоваться для приемников MISO и MIMO, соответственно:

и Уравнение (9)

Как описано выше и как отмечено в уравнении (9), для приемников MISO и MIMO предпочтительны различные обучающие матрицы.

Одна общая обучающая матрица может определяться и использоваться для одновременной поддержки приемников MISO и приемников MIMO следующим образом:

. Уравнение (10)

Коэффициенты в обучающей матрице выбираются для обеспечения хорошей эффективности оценки канала для приемников MISO и для приемников MIMO. Эффективность оценки канала может определяться количественно в соответствии с различными критериями. В одном из вариантов осуществления коэффициенты в выбираются для минимизации ошибок оценки канала для приемников MISO и для приемников MIMO. Это может быть реализовано вычислением ошибки оценки канала для приемника MISO и ошибки оценки канала для приемника MIMO для данной матрицы , вычислением полной ошибки оценки канала для приемников MISO для приемников MIMO и настройки/выбора коэффициентов так, чтобы полная ошибка оценки канала была минимальной. Ошибкам оценки канала для приемников MISO и MIMO могут присваиваться различные веса при вычислении полной ошибки оценки канала. Например, ошибка оценки канала для каждого приемника может вычисляться как среднеквадратичная ошибка между общей обучающей матрицей (например, ) и необходимой обучающей матрицей (например, или ) для этого приемника, и полная ошибка оценки канала может затем вычисляться как сумма взвешенных среднеквадратичных ошибок для приемников MISO и MIMO. В другом варианте осуществления коэффициенты в выбираются для минимизации ухудшения эффективности обнаружения для приемников MISO и для приемников MIMO. Другие критерии могут также использоваться для выбора коэффициентов. Ошибки и ухудшения могут определяться с помощью вычислений, компьютерного моделирования, эмпирических измерений и т.д. Коэффициенты могут также выбираться на основе параметров системы и/или требований к системе, таких как, например, количество приемников MISO и количество приемников MIMO в системе, приоритет приемников MISO относительно приемников MIMO и т.д. Коэффициенты могут выбираться один раз и после этого использоваться для передачи пилот-сигнала. Коэффициенты могут также изменяться периодически или динамически, основываясь на различных факторах (таких как количество приемников MISO и MIMO, относительный приоритет между приемниками MISO и MIMO и т.д.).

Для 4 х 4 системы, следующие обучающие матрицы и могут использоваться для приемников MISO и MIMO, соответственно:

и . Уравнение (11)

Также, единая общая обучающая матрица может определяться и использоваться для одновременной поддержки приемников MISO и приемников MIMO следующим образом:

, Уравнение (12)

где и для является m-тым обучающим вектором или столбцом . Коэффициенты в обучающей матрице выбираются для обеспечения хорошей эффективности оценки канала для приемников MISO и для приемников MIMO и на основе различных соображений, которые описаны выше для обучающей матрицы .

В одной из схем передачи пилот-сигнала передатчик передает пилот-сигнал, используя обучающие векторы в . Например, передатчик может циклически использовать четыре обучающих вектора в и передавать пилот-сигнал, используя в периоде n символа, - в следующем периоде n+1 символа, затем в периоде n+2 символа, затем в периоде n+3 символа, затем возвращаться обратно к в периоде n+4 символа и т.д.

Фиг. 2A иллюстрирует оценку канала, выполняемую приемником MISO в 4 x 4 системе для первой схемы передачи пилот-сигнала. Передатчик передает пилот-сигнал с помощью циклического использования четырех обучающих векторов , как описано выше. Принятыми символами для приемника MISO являются в течение периода n символа, в течение периода n+1 символа, и т.д., как показано на фиг. 2A. Приемник MISO может фильтровать принятые символы, например, используя фильтр с конечной импульсной характеристикой (FIR, КИХ), для получения оценки составного MISO-канала в периоде n символа следующим образом:

Уравнение (13)

где c (i) для i = L₁... L₂ является коэффициентами для фильтра FIR; и

L1 и L2 являются пределами времени для фильтра FIR.

Для каузального фильтра FIR, L₁=0, , и оценка составного MISO-канала является взвешенной суммой принятых символов для L2 предшествующих периодов символа и текущего периода символа. Для некаузального фильтра FIR и оценка составного MISO-канала является взвешенной суммой принятых символов в течение L2 предшествующих периодов символа, текущего периода символа и L1 будущих периодов символа. Буфферизация L1 принятых символов необходима для воплощения некаузального фильтра FIR.

Фиг. 2B иллюстрирует оценку канала, выполняемую приемником MIMO в 4 x 4 системе для первой схемы передачи пилот-сигнала. Передатчик передает пилот-сигнал, используя обучающую матрицу , как описано выше. Принятыми символами для приемника MIMO являются в течение периода n символа, в течение периода n+1 символа и т.д., как показано на фиг. 2B. «Блок пилот-сигналов» может определяться как наименьший промежуток времени, в течение которого все обучающие векторы используются для передачи пилот-сигнала. Для примера, показанного на фиг. 2B, блок пилот-сигналов - четыре периода символа. Приемник MIMO может фильтровать принятые символы для пилот-сигнала, переданного с помощью тех же самых обучающих векторов, например, фильтровать и для обучающего вектора , и для обучающего вектора и т.д. Приемник MIMO может также получать оценки коэффициента усиления отдельного канала, основываясь на (фильтрованных или нефильтрованных) принятых символах, полученных в течение одного блока пилот-сигналов, как показано на фиг. 2B. Например, матрица может формироваться с помощью четырех векторов принятых символов с по , и оценки коэффициента усиления канала могут вычисляться для , как показано в уравнении (7).

Для простоты, фиг. 2A и 2B показывают MISO- и MIMO-каналы, которые являются статическими в течение всей продолжительности времени периодов с n-2 по n+5 символа. Для улучшения эффективности оценки канала блок пилот-сигналов должен быть короче времени когерентности MISO- и MIMO-каналов. Время когерентности - продолжительность времени, в течение которого беспроводный канал, как ожидается, останется приблизительно постоянным.

Концепция, описанная выше для 4 х 4 системы, может быть расширена на любую T x R систему. Одна общая обучающая матрица может определяться с помощью коэффициентов, выбранных как описано выше. Передатчик передает пилот-сигнал, используя все обучающие векторы в . Приемники MISO и MIMO могут оценивать свои MISO- и MIMO-каналы, соответственно, основываясь на всех принятых символах в течение передачи пилот-сигнала.

Система с множеством антенн множеством несущих

Система с множеством антенн может использовать множество несущих для данных и передачи пилот-сигнала. Множество несущих могут обеспечиваться с помощью OFDM, некоторых других методов модуляции множества несущих, или некоторой другой структуры. OFDM фактически делит всю ширину полосы пропускания системы (W) на множество (N) ортогональных поддиапазонов. Эти поддиапазоны также упоминаются как тоны, поднесущие, элементы кодированного сигнала и частотные каналы. Что касается OFDM, каждый поддиапазон связан с соответствующей поднесущей, которая может модулироваться данными. Система OFDM с множеством антенн может использовать только подмножество из всех N поддиапазонов для данных и передачи пилот-сигнала и использовать остальные поддиапазоны в качестве поддиапазонов защиты, чтобы система отвечала требованиям спектральной маски. Для простоты, последующее описание предполагает, что все N поддиапазонов могут использоваться для данных и передачи пилот-сигнала.

Беспроводный канал между передатчиком и приемником в системе OFDM с множеством антенн может испытывать частотно-селективное замирание, частотная характеристика, которого изменяется в полосе системы. N поддиапазонов для каждого SISO-канала могут в таком случае быть связаны с различными коэффициентами усиления составного канала. Точная оценка канала для всех N поддиапазонов может быть необходима для восстановления переданных данных на некоторых или на всех этих поддиапазонах.

MISO-канал для приемника MISO в системе OFDM с множеством антенн может характеризоваться набором из N векторов-строк отклика канала для k=1...N. Каждый вектор-строка имеет размерность 1 x T и содержит T элементов для коэффициентов усиления канала между T передающими антеннами и одной приемной антенны для k-того поддиапазона. MIMO-канал для приемника MIMO в системе OFDM с множеством антенн может характеризоваться набором из N матриц отклика канала для . Каждая матрица имеет размерность R x T и содержит элементов для коэффициентов усиления канала между T передающими антеннами и R приемными антеннами для k-того поддиапазона.

Отклик канала для каждого SISO-канала может характеризоваться или импульсной характеристикой канала во временной области, или соответствующей частотной характеристикой канала в частотной области. Частотная характеристика канала является дискретным преобразованием Фурье (ДПФ) импульсной характеристики канала. Импульсная характеристика канала для каждого SISO-канала может характеризоваться L сигналами в области времени, где L - обычно намного меньше общего количества поддиапазонов, или L < N. Таким образом, если на передающую антенну подается импульс, то L выборок во временной области с частотой дискретизации W МГц полученные в приемной антенне для этого импульса воздействия, были бы достаточны для того, чтобы характеризовать отклик SISO-канала. Необходимое количество сигналов (L) для импульсной характеристики канала зависит от разброса задержек в системе, который определяется разницей во времени между самыми ранними и последними поступающими экземплярами сигнала с достаточной энергией в приемнике. Поскольку только L сигналов необходимы для импульсной характеристики канала, частотная характеристика для каждого SISO-канала может полностью характеризоваться на основе оценки коэффициента усиления канала только для L соответственно выбранных поддиапазонов, вместо всех N поддиапазонов.

Фиг.3 показывает структуру поддиапазона, который может использоваться для передачи пилот-сигнала в системе OFDM с множеством антенн. Пилотный символ передается в каждом из P пилотных поддиапазонов, которые являются поддиапазонами, используемыми для передачи пилот-сигнала, причем в общем случае N>P. Для улучшения эффективности и упрощения вычисления P пилотных поддиапазонов могут равномерно распределяться по всем N поддиапазонам так, что последовательные пилотные поддиапазоны отделены N/P поддиапазонами. Остальные N-P поддиапазонов могут использоваться для передачи данных и упоминаются как поддиапазоны данных.

Пилот-сигнал может передаваться различными способами в системе OFDM с множеством антенн. Передача пилот-сигнала может зависеть от конкретной выбранной для использования обучающей матрицы. Несколько примерных схем передачи пилот-сигнала описаны ниже.

Фиг.4A показывает первую схему передачи пилот-сигнала для системы OFDM с множеством антенн. Согласно этой схеме передатчик передает пилот-сигнал, используя обучающую матрицу , элементы/коэффициенты которой выбираются так, чтобы одновременно поддерживать приемники MISO и приемники MIMO. Передатчик может циклически повторять обучающие векторы в и использовать один обучающий вектор в каждом периоде символа OFDM. Тот же самый обучающий вектор может использоваться для каждого из пилотных поддиапазонов P. Для простоты, фиг. 4A показывает передачу пилот-сигнала для системы с четырьмя передающими антеннами.

Приемник MISO в системе OFDM с множеством антенн может оценивать полную частотную характеристику MISO-канала, используя различные методы оценки канала. Для прямой оценки по методу наименьших квадратов приемник MISO сначала получает набор из P принятых символов для P пилотных поддиапазонов в каждый период символа OFDM, который может быть обозначен как P x 1 вектор . Приемник MISO затем получает начальную оценку частотной характеристики составного MISO-канала, которая является P х 1 вектором , основываясь на принятых символах. Каждый из P элементов представляет начальную оценку составного MISO-канала для соответствующего пилотного поддиапазона.

Приемник MISO затем вычисляет оценку по методу наименьших квадратов импульсной характеристики составного MISO-канала следующим образом:

, Уравнение (14)

где является P x P матрицей ДПФ; и

является P x 1 вектором для оценки по методу наименьших квадратов импульсной характеристики канала.

Матрица ДПФ определяется так, что (i, j)-тый элемент, , задается как:

, для i=1...P j = 1...P, Уравнение (15)

где i - индекс строки, и j - индекс столбца. Уравнение (14) представляет 2-мерное ОБПФ (обратное быстрое преобразование Фурье) для начальной оценки частотной характеристики для получения оценки по методу наименьших квадратов импульсной характеристики канала . Вектор может подвергаться пост-обработке, например, (1) путем установки в ноль элементов/отводов с значением меньше, чем предопределенное пороговое значение, и/или (2) установки элементов/отводов с L-го по P-й в данном векторе в ноль. Вектор затем дополняется нулями до длины N.

Приемник MISO может затем получать окончательную оценку частотной характеристики для всех N поддиапазонов составного MISO-канала, основываясь на дополненной нулями оценке по методу наименьших квадратов импульсной характеристики канала, следующим образом:

Уравнение (16)

где является матрицей ДПФ; и

является вектором для оценки частотной характеристики для всех поддиапазонов N.

Приемник MISO может выполнять фильтрацию для принятых символов, начальной оценки частотной характеристики канала, оценки по методу наименьших квадратов импульсной характеристики канала и/или окончательной оценки частотной характеристики канала. Фильтрацию можно выполнять подобно тому, как показано в уравнении (13) для векторов , , и/или , полученных для множества периодов символа OFDM для получения качественной оценки MISO-канала.

Приемник MIMO в системе OFDM с множеством антенн может также оценивать полную частотную характеристику MIMO-канала, используя прямую оценку по методу наименьших квадратов. В каждый период символа OFDM приемник MIMO получает набор из P принятых символов для P пилотных поддиапазонов для каждой из R приемных антенн. Если обучающий вектор используется для пилотной передачи в n-ный период символа OFDM, то набор из P принятых символов для каждой приемной антенны i обозначен как {r_i,m (k)}, или r_i,m(k) для , где P_set представляет набор или группу из P пилотных поддиапазонов. Приемник MIMO получает наборов принятых символов для R приемных антенн для M различных обучающих векторов. Эти наборов принятых символов могут обозначаться как набор из P матриц или для , который является:

, для . Уравнение (17)

Матрица принятых символов для каждого пилотного поддиапазона имеет размерность R x M и содержит M столбцов принятых символов для M обучающих векторов для этого пилотного поддиапазона. Таким образом матрица подобна по форме матрице принятых символов , описанной выше для системы с множеством антенн с одной несущей. R x M блок-структурированная матрица может формироваться как . Матрица может рассматриваться как 3-мерная (3D) матрица, имеющая фронтальную размерность R x M и глубину P. Каждый из элементов на фронтальной стороне представляет набор из P принятых символов, {r_i,m(k)}, для конкретной приемной антенны i и обучающего вектора .

Приемник MIMO затем выполняет P-точечное ОДПФ или ОБПФ для каждого набора из P принятых символов, {r_i,m(k)}, в для получения соответствующей оценки P-сигнального составного MISO-канала . Это ОДПФ может выражаться как:

, Уравненение (18)

где , является R x M блок-структурированной матрицей с P матрицами для , для P сигналов. Матрица может также рассматриваться как 3D матрица, имеющая фронтальную размерность R х M и глубину P. ОДПФ в уравнении (18) выполняется для P принятых символов для каждого элемента на фронтальной стороне для получения импульсной характеристики с P сигналами для соответствующего элемента на фронтальной стороне . ОДПФ, таким образом, выполняется по направлению в глубину для каждого элемента на фронтальной стороне .

Различные MISO-канала формируются между T передающими антеннами и каждой из R приемных антенн. Матрица содержит элементов на фронтальной стороне, которые представляют оценки импульсной характеристики составного MISO-канала для R приемных антенн и M различных обучающих векторов. Таким образом, каждый элемент на фронтальной стороне , представляет оценку импульсной характеристики (1) для составного MISO-канала между T передающими антеннами и конкретной приемной антенной i и (2) получается с помощью пилот-сигнала, переданного с использованием обучающего вектора .

Приемник MIMO может затем получать оценки импульсной характеристики для отдельных SISO-каналов в MIMO-канале следующим образом:

, для , Уравнение (19)

где - инверсия обучающей матрицы . Как показано в уравнении (19), умножение на выполняется для каждого из P сигналов. R x T блок-структурированная матрица может формироваться как . Матрица может также рассматриваться как 3D матрица, имеющая фронтальную размерность R x T и глубину P. Каждый элемент на фронтальной стороне представляет последовательность из P значений во временной области для P-сигнальной оценки импульсной характеристики для SISO-канала между передающей антенной j и приемной антенной i. P элементов каждой последовательности могут подвергаться пост-обработке, например, с помощью (1) установки в ноль элементов/отводов со значениями, которые меньше предопределенного порогового значения, (2) установки в ноль элементов/отводов с L-го по P-й. Каждую последовательность затем дополняют нулями до длины N.

Приемник MIMO может затем получать окончательную оценку частотной характеристики для всех N поддиапазонов каждого SISO-канала, выполняя N-точечное ДПФ (или БПФ) для каждого элемента на фронтальной стороне , следующим образом:

, Уравнение (20)

где является R х T блок-структурированной матрицей с N матрицами для для N поддиапазонов. Матрица может также рассматриваться как 3D матрица, имеющая фронтальную размерность R х T и глубину N. ДПФ в уравнении (20) выполняется для N значений во временной области для каждого элемента на фронтальной стороне для получения N значений в частотной области для соответствующего элемента на фронтальной стороне . ДПФ, таким образом, выполняется по направлению в глубину для каждого элемента на фронтальной стороне . Каждый элемент на фронтальной стороне представляет последовательность из N значений в частотной области для окончательной оценки частотной характеристики соответствующего SISO-канала.

Приемник MIMO может выполнять фильтрацию для принятых символов {r_{i, m}(k)}, полученных в течение множества периодов символа OFDM с помощью того же самого обучающего вектора, причем данная фильтрация выполняется для каждого поддиапазона каждой приемной антенны. Приемник MIMO может также выполнять фильтрацию для (1) каждой оценки импульсной характеристики P-сигнального MISO-канала, (2) каждой оценки по методу наименьших квадратов импульсной характеристики P-сигнального MISO-канала и/или (3) для каждой N-точечной оценки частотной характеристики канала.

Приемник MIMO может также получить полную оценку частотной характеристики для N поддиапазонов каждого SISO-канала некоторыми другими способами, что также входит в объем изобретения. Например, другие виды интерполяции могут использоваться вместо оценки по методу наименьших квадратов.

Фиг. 4B показывает вторую схему передачи пилот-сигнала для системы OFDM с множеством антенн. Для этой схемы передатчик передает пилот-сигнал, используя обучающую матрицу с ортогональными векторами. Например, мартица , показанная в уравнении (9), может использоваться для 2 х 2 системы, матрица , показанная в уравнении (11), может использоваться для 4 х 4 системы и т.д. Матрицы и в общем случае называются матрицами Уолша. Матрица Уолша большего размера может формироваться как:

. Уравнение (21)

Для R x T системы, Т х Т матрица Уолша может использоваться в качестве обучающей матрицы . Другие обучающие матрицы могут также использоваться для второй схемы передачи пилот-сигнала.

Для ясности, фиг. 4B показывает вариант осуществления передачи пилот-сигнала для 4x4 системы, используя обучающую матрицу . Для этого варианта осуществления передатчик передает общий пилот-сигнал в первой группе пилотных поддиапазонов в каждый период символа OFDM, используя первый обучающий вектор в матрице . Передатчик также передает пилот-сигнал MIMO во второй группе пилотных поддиапазонов P в каждый период символа OFDM, используя остальные обучающее векторы , и в матрице . Передатчик может циклически использовать три обучающих вектора , и , как показано на фиг. 4B. Общий пилот-сигнал может использоваться для оценки канала приемниками MISO в системе. Общие пилот-сигналы и пилот-сигналы MIMO могут использоваться для оценки канала приемниками MIMO.

Для повышения эффективности пилотные поддиапазоны в первой группе могут равномерно распределяться по всем N поддиапазонам, как показано на фиг. 4B. Пилотные поддиапазоны во второй группе могут также равномерно распределяться по всем N поддиапазонам и дополнительно чередоваться с пилотными поддиапазонами в первой группе, как также показано на фиг. 4B.

Приемник MISO может оценивать отклик составного MISO-канала, основываясь на общем пилот-сигнале описанным выше образом для первой схемы передачи пилот-сигнала для системы OFDM с множеством антенн. Приемник MISO может (1) получать набор из P принятых символов для P пилотных поддиапазонов в первой группе, (2) получать начальную оценку частотной характеристики для составного MISO-канала, основываясь на наборе из принятых символов, (3) вычислять оценку по методу наименьших квадратов импульсной характеристики канала, основываясь на начальной оценке частотной характеристики, и (4) получать окончательную оценку частотной характеристики для составного MISO-канала, основываясь на оценке по методу наименьших квадратов импульсной характеристики канала.

Приемник MIMO может оценивать полную частотную характеристику отдельных SISO-каналов MIMO-канала, основываясь на общем пилот-сигнале и пилот-сигнале MIMO следующим образом. В течение каждого периода символа OFDM приемник MIMO получает (1) R наборов принятых символов для R приемных антенн для пилот-сигнала, переданного в первой группе пилотных поддиапазонов, используя обучающий вектор и (2) R наборов принятых символов для R приемных антенн для пилот-сигнала, переданного во второй группе пилотных поддиапазонов, используя другой обучающий вектор , где m = b, c или d. Приемник MIMO может выполнять P-точечное ОБПФ на каждом наборе принятых символов, {r_i,m (k)}, для получения соответствующей оценки импульсной характеристики составного MIMO-канала. Для каждого периода символа приемник MIMO получает 2R оценок импульсной характеристики составного MISO-канала для 2R наборов принятых символов. Приемник MIMO может таким образом получать два столбца (первый и m-тый столбцы) R x M матрицы в каждый период символа OFDM. Если обучающие векторы , и циклически повторяются в течение трех периодов символа OFDM, как показано на фиг.4B, то приемник MIMO может получать все четыре столбца матрицы после трех периодов символа OFDM.

Приемник MIMO может усреднять принятые символы {r_i,m (k)}, полученные в течение множества периодов символов OFDM для пилот-сигнала, переданного, используя тот же самый обучающий вектор , способом, подобным описанному выше для фиг. 2B. Приемник MIMO может также усреднять оценки импульсной характеристики составного MISO-канала, полученные в течение множества периодов символа OFDM для того же самого обучающего вектора . Для примера, показанного на фиг. 4B, приемник MIMO может выполнять фильтрацию во временной области для двух блоков пилот-сигналов в шести символах OFDM, для трех блоков пилот-сигналов в девяти символах OFDM, и т.д. Например, для некаузального фильтра во временной области с 3 сигналами, оценки канала текущего блока пилот-сигналов могут быть линейной комбинацией оценок канала для предыдущего блока пилот-сигналов, текущего блока пилот-сигналов и следующего блока пилот-сигналов. В качестве конкретного примера, оценка канала для может быть получена как линейная комбинация оценок канала, полученных в периоды n-2, n+1 и n+4 символа OFDM.

Приемник MIMO может затем получать оценку импульсной характеристики для отдельных SISO-каналов, как описано выше, для получения блочно-структурированной матрицы . Элементы в могут окончательно обрабатываться, дополняться нулями до длины N для получения для . Приемник MIMO может затем получать окончательную оценку отклика для всех N поддиапазонов каждого SISO-канала, выполняя N-точечное ДПФ для каждого элемента дополненной нулями .

В качестве примера, для 2х2 системы, использующей обучающую матрицу , передатчик может передавать (1) общий пилот-сигнал в первой группе пилотных поддиапазонов, используя обучающий вектор и (2) пилот-сигнал MIMO во второй группе пилотных поддиапазонов, используя обучающий вектор . Приемник MIMO получает два набора принятых символов, {r_1,a (k)}, и {r_2,a (k)}, для этих двух приемных антенн для первой группы пилотных поддиапазонов, P_set1, которые могут быть выражены как:

r_1,a (k) = h_1,1 (k) + h_1,2 (k) + n₁,

r_2,a (k) = h_2,1 (k) + h_2,2 (k) + n₂, для Уравнение (22)

Приемник MIMO также получает два набора принятых символов, {r_1,b(k)} и {r_2,b(k)} для этих двух приемных антенн для второй группы пилотных поддиапазонов, P_set2, которые могут быть выражены как:

r_1,b (k) = h_1,1(k) - h_1,2 (k) + n₁,

r_2,b (k) = h_2,1 (k) - h_2,2 (k) + n₂, для Уравнение (23)

Пилотные символы опущены из уравнений (22) и (23) для простоты.

Приемник MIMO выполняет P-точечное ОБПФ для каждого набора принятых символов для получения соответствующей импульсной характеристики составного MISO-канала. Четыре импульсные характеристики составного MISO-канала для двух приемных антенн с двумя обучающими векторами обозначают как и . Приемник MIMO может получать оценки по методу наименьших квадратов импульсных характеристик для отдельных SISO-каналов как:

, где , Уравнение (24)

и для 2х2 системы с обучающей матрицей . Приемник MIMO может получать оценки импульсной характеристики SISO-канала для первой приемной антенны, объединяя две оценки импульсной характеристики составного MISO-канала, полученные с помощью двух обучающих векторов для этой приемной антенны, следующим образом:

,

, для . Уравнение (25)

Приемник MIMO может подобным образом получать оценки импульсной характеристики SISO-канала для второй приемной антенны, объединяя две оценки импульсной характеристики составного MISO-канала, полученные с помощью двух обучающих векторов для этой приемной антенны, следующим образом:

,

, . Уравнение (26)

Приемник MIMO может дополнительно обрабатывать оценки импульсной характеристики SISO-канала для получения окончательных оценок частотной характеристики для SISO-каналов, как описано выше.

Как отмечено выше, приемник MIMO может выполнять фильтрацию для принятых символов {r_i,m(k)}, оценок импульсной характеристики составного MIMO-канала, оценок импульсной характеристики по методу наименьших квадратов и/или окончательных оценок частотной характеристики. Фильтрация для {r_i,m(k)} и может выполняться для пилот-сигнала, переданного с помощью того же самого обучающего вектора. Фильтрация для и может выполняться для множества блоков пилот-сигналов, причем блоки могут перекрываться или не перекрываться. В качестве примера для неперекрывающихся блоков пилот-сигналов, оценки и , полученные для блока, определенного периодами с n по n+2 символа OFDM на фиг. 4В, могут усредняться или с оценками, полученными для блока, определенного периодами с n+3 по n+5 символа OFDM, и т.д. В качестве примера для перекрывающихся блоков пилот-сигналов, оценки или , полученные для блока, определенного периодами с n по n+2 символа OFDM на фиг. 4B, могут усредняться с оценками или , полученными для блока, определенного периодами с n+1 по n+3 символа OFDM, и т.д. Приемник MIMO может, таким образом, получать скользящее среднее для оценки канала в течение каждого периода символа OFDM. Другие схемы фильтрации также могут использоваться и входят в объем изобретения.

Общие пилот-сигналы и пилот-сигналы MIMO могут передаваться различными способами для второй схемы передачи пилот-сигнала. В общем случае, первая группа для общего пилот-сигнала и вторая группа для пилот-сигнала MIMO может включать в себя любые поддиапазоны. Если количество пилотных поддиапазонов в каждой группе, P, является степенью числа 2, и P поддиапазонов равномерно распределены по всем N поддиапазонам и отделены N/P поддиапазонами, то импульсная характеристика канала может вычисляться с помощью ОБПФ вместо ОДПФ, что может быть очень простым вычислением. Пилотные поддиапазоны для первой группы и пилотные поддиапазоны для второй группы могут начинаться с любого индекса поддиапазона.

Первая и вторая группы могут включать в себя одинаковое количество поддиапазонов, как показано на фиг. 4B. Первая и вторая группы могут также включать в себя различное количество поддиапазонов. Например, если вторая группа включает в себя P/2 поддиапазонов, где P - количество сигналов, необходимое для оценки импульсной характеристики канала, тогда каждый обучающий вектор для пилот-сигнала MIMO может использоваться в течение двух периодов символа OFDM в двух различных группах из P/2 пилотных поддиапазонов. Приемник MIMO может получать набор из R импульсных характеристик составного MISO-канала для каждого обучающего вектора, используемого для пилот-сигнала MIMO при приеме пилотной передачи в период двух символов OFDM. В качестве другого примера, если вторая группа включает в себя 2P поддиапазонов, то два обучающих вектора для пилот-сигнала MIMO могут использоваться в течение каждого периода символа OFDM, с двумя обучающими векторами, используемыми на чередующихся поддиапазонах.

В третьей схеме передачи пилот-сигнала для системы OFDM с множеством антенн, передачу пилот-сигнала настраивают, основываясь на типах приемников, которые должны поддерживаться системой. Для этой схемы, которая также упоминается как инкрементная схема передачи пилот-сигнала, передатчик передает общий пилот-сигнал, всегда используя T x 1 обучающий вектор u_a (например, обучающий вектор из всех единиц). Приемники MISO могут использовать общий пилот-сигнал для оценки составных MISO-каналов, как описано выше. Если один или большее количество приемников MIMO должны поддерживаться системой, то передатчик также передает пилот-сигнал MIMO, используя обучающие векторы с u_b по u_M. Обучающие векторы с u_b по u_M отличаются от обучающего вектора u_a, и векторы с u_a по u_M могут быть ортогональны или могут быть не ортогональны друг другу. Например, обучающие векторы с u_a по u_M могут быть столбцами ортогональной матрицы (например, матрицы Уолша) или могут содержать коэффициенты, выбранные для поддержки приемников MISO и приемников MIMO. Передатчик может циклически повторять обучающие векторы с u_a по u_M (например, как показано на фиг.4A). Передатчик может также передавать (1) общий пилот-сигнал непрерывно в одной группе пилотных поддиапазонов, используя u_a, и (2) пилот-сигнал MIMO во второй группе пилотных поддиапазонов, циклически повторяя с u_b по u_M (например, как показано на фиг.4B). Приемники MIMO могут использовать общие пилот-сигналы и пилот-сигналы MIMO для оценки канала, как также описано выше.

Фиг. 5 показывает процесс 500 передачи пилот-сигнала в беспроводной системе связи с множеством антенн, используя инкрементную схему передачи пилот-сигнала. Первый набор из T масштабированных пилотных символов генерируются с помощью первого обучающего вектора из T коэффициентов (этап 512) и передается от T передающих антенн, по одному масштабированному пилотному символу от каждой передающей антенны (этап 514). Первый набор масштабированных пилотных символов подходит для использования для оценки канала приемниками MISO. Если, по меньшей мере, один приемник MIMO должен поддерживаться системой, как определено на этапе 516, то, по меньшей мере, Т-1 дополнительных наборов из T масштабированных пилотных символов генерируются с помощью, по меньшей мере, Т-1 дополнительных векторов из T коэффициентов (этап 522). Каждый дополнительный набор из T масштабированных пилотных символов передается от T передающих антенн (этап 524). Первый и дополнительные наборы масштабированных пилотных символов подходят для использования для оценки канала приемниками MIMO. Первый и дополнительные векторы являются различными векторами в обучающей матрице, причем они ортогональны или могут быть не ортогональны друг другу. Наборы масштабированных пилотных символов могут передаваться различными способами, как описано выше. Каждый масштабированный пилотный символ может передаваться в группе из P пилотных поддиапазонов для системы OFDM с множеством антенн.

Если пилот-сигнал MIMO передается только тогда, когда имеются приемники MIMO, то временная фильтрация не является одноразовой. Из обучающих векторов, используемых для пилот-сигнала MIMO, для некоторых обучающих векторов временная фильтрация может использоваться в большей степени, чем для других (например, в зависимости от размера пакета и от того, какие обучающие векторы использовались для пилот-сигнала MIMO). Для обучающих векторов, используемых на границах пакета данных, обычно используется меньшая степень фильтрации, чем для тех, которые находятся в середине пакета данных, но это не всегда так. В качестве примера, согласно фиг.4B, пакет данных и пилот-сигнал MIMO могут передаваться с n-го по (n+3)-й в символах OFDM. Оценка канала для вектора передачи может быть получена, основываясь на пилотных символах, принятых в двух периодах n и n+3 символа OFDM, тогда как оценка канала для каждого из векторов передачи и может быть получена, основываясь на пилотных символах, принятых в одном периоде символа OFDM. Неоднородная фильтрация по времени является результатом передачи пилот-сигнала MIMO в пачках. Это явление не имеет места для общего пилот-сигнала, так как он передается непрерывно.

Если общий пилот-сигнал передается непрерывно с использованием одного обучающего вектора, и пилот-сигнал MIMO передается с циклическим повторением остальных обучающих векторов, то оценка канала, полученная с помощью общего пилот-сигнала, может быть лучше, чем оценка канала, полученная с помощью пилот-сигнала MIMO. Фильтрация в большей степени может использоваться для общего пилот-сигнала, если он передается чаще. Для каждого обучающего вектора приемник MIMO получает отклик составного MISO-канала для каждой из приемных антенн R, где каждый отклик составного MISO-канала содержит информацию обо всех T SISO-каналах, которые составляют MISO-канал. Таким образом, даже если ошибки оценки канала больше для обучающих векторов, используемых для пилот-сигнала MIMO, данные ошибки распределены по оценкам канала для всех SISO-каналов.

Фиг.6 показывает структурную схему передатчика 110х, приемника MISO 150x и приемника MIMO 150y в системе OFDM с множеством антенн. В передатчике 110х передающий (ПД) блок 620 обработки данных принимает, кодирует, перемежает и отображает на символы (или модулирует) данные трафика и обеспечивает передачу символов данных. Каждый символ данных является символом модуляции для данных. ПД блок 630 пространственной обработки принимает и пространственно обрабатывает символы данных, масштабирует и мультиплексирует с пилотными символами, и выдает T потоков передаваемых символов к T блокам передачи с 632a по 632t. Каждый передаваемый символ может быть символом данных или пилотным символом и передаваться в одном поддиапазоне одной передающей антенной. Каждый блок 632 передачи выполняет OFDM модуляцию своего потока передаваемых символов для получения символов OFDM и дополнительно формирует символы OFDM для получения модулированного сигнала. T блоков передачи с 632a по 632t выдают Т модулированных сигналов для передачи T антеннами с 634a по 634t, соответственно.

В приемнике MISO 150x, антенна 652x принимает T передаваемых сигналов и выдает принятые сигналы в блок 654x приема. Блок 654x выполняет обработку, обратную к обработке, выполняемой блоками 632 передачи, и выдает (1) принятые символы данных в блок 660x обнаружения и (2) принятые пилотные символы - в блок оценки канала в составе контроллера 680х. Блок 684x оценки канала выполняет оценку канала для приемника MISO и обеспечивает оценку отклика составного MISO-канала. Блок 660x обнаружения выполняет обнаружение (например, согласованную фильтрацию и/или коррекцию) принятых символов данных с помощью оценки составного MISO-канала и вырабатывает обнаруженные символы, которые являются оценками символов данных, посланных передатчиком 110х. Приемный (ПР) блок 670х обработки данных затем выполняет обратное отображение символов, обратное перемежение и декодирование обнаруженных символов и обеспечивает декодированные данные, которые являются оценкой переданных данных трафика.

В приемнике MIMO 150y, R антенн с 652a по 652r принимают T переданных сигналов, и каждая антенна 652 выдает принятый сигнал на соответствующий блок 654 приема. Каждый блок 654 выполняет обработку, обратную к обработке, выполняемой блоками 632 передачи, и выдает (1) принятые символы данных в ПР блок 660y пространственной обработки и (2) принятые пилотные символы - в блок 684y оценки канала в контроллере 680y. Блок 684y оценки канала выполняет оценку канала для приемника MIMO и вырабатывает оценку отклика MIMO-канала. Приемный блок 660y пространственной обработки выполняет пространственную обработку R потоков принятых символов данных от R блоков приема с 654a по 654r с помощью оценки отклика MIMO-канала и обеспечивает обнаруженные символы. ПР блок 670y обработки данных затем выполняет обратное отображение символов, обратное перемежение и декодирование обнаруженных символов и обеспечивает декодированные данные.

Контроллеры 640, 680x и 680y управляют работой различных блоков обработки в передатчике 119х, приемнике MISO 150х и приемнике MIMO 150y, соответственно. Блоки 642, 682x и 682у памяти хранят данные и/или код программы, используемые контроллерами 640, 680x и 680y, соответственно.

Фиг.7 показывает структурную схему варианта осуществления ПД блока 630 пространственной обработки и блоков 632 передачи в передатчике 110х. ПД блок 630 пространственной обработки включает в себя блок 710 пространственной обработки данных, блок 720 обработки пилот-сигнала и T мультиплексоров с 730a по 730t для T передающих антенн.

Блок 710 пространственной обработки данных принимает и выполняет пространственную обработку символов {s(k)} данных от ПД блока 620 обработки данных. Например, блок 710 пространственной обработки данных может демультиплексировать символы данных на T подпотоков для T передающих антенн. Блок 710 пространственной обработки данных может выполнять или может не выполнять дополнительную пространственную обработку для этих подпотоков в зависимости от конструкции системы. Блок 720 обработки пилот-сигнала умножает пилотные символы с p₁(k) по p_T(k) для T передающих антенн на обучающие векторы с u_a по u_М в матрице , которые могут быть или могут не быть ортогональны в зависимости от схемы передачи пилот-сигнала, выбранной для использования. Одинаковые или различные пилотные символы могут использоваться для T передающих антенн, и одинаковые или различные пилотные символы могут использоваться для пилотных поддиапазонов. Блок 720 обработки пилот-сигнала включает в себя T блоков умножения с 722a по 722t, один блок умножения для каждой передающей антенны. Каждый блок 722 умножения умножает пилотный символ для связанной с ним передающей антенны j на соответствующий коэффициент u_j,m из обучающего вектора u_m, и обеспечивает передачу масштабированного пилотного символа . Каждый мультиплексор 730 принимает и мультиплексирует соответствующий символ данных от блока 710 пространственной обработки данных с масштабированными пилотными символами от соответствующего блока 722 умножения и выдает поток передаваемых символов на соответствующую передающую антенну j.

Каждый блок 632 передачи принимает и обрабатывает соответствующий поток передаваемых символов, и вырабатывает модулированный сигнал. В каждом блоке 632 передачи блок 742 ОБПФ преобразует каждый набор из N передаваемых символов для всех N поддиапазонов во временную область, используя N-точечное ОБПФ, и обеспечивает «преобразованный» символ, который содержит N элементарных сигналов временной области. Для каждого преобразованного символа генератор 744 циклического префикса повторяет часть преобразованного символа для формирования соответствующего символа OFDM, который содержит N+C элементарных сигналов, где C - количество повторяемых элементарных сигналов. Повторяемая часть известна как циклический префикс и используется для борьбы с разбросом задержек в беспроводном канале. ПД радиочастотный блок 746 преобразует поток символов OFDM в один или более аналоговых сигналов и дополнительно усиливает, фильтрует и преобразует с повышением частоты аналоговый сигнал(ы) для генерации модулированного сигнала, который передается соответствующей антенной 634.

Фиг.8A показывает структурную схему варианта осуществления блока 654i приема, которая может использоваться для каждого блока приема в приемнике MISO 150x и приемнике MIMO 150y. В блоке 654i приема ПР радиочастотный блок формирует (например, фильтрует, усиливает и преобразует с понижением частоты) принятый сигнал от соответствующей антенны 652i, переводит сформированный сигнал в цифровую форму и обеспечивает передачу потока выборок. Блок 814 удаления циклического префикса удаляет циклический префикс, прилагаемый к каждому символу OFDM, и обеспечивает передачу принятого преобразованного символа. Блок 816 БПФ преобразует N выборок для каждого принятого преобразованного символа в частотную область, используя N-точечное БПФ, и получает N принятых символов для N поддиапазонов. Блок 816 БПФ выдает (1) принятые символы данных для поддиапазонов данных на блок 660x обнаружения для приемника MISO 150x или на ПР блок 660y пространственной обработки для приемника MIMO 150y и (2) принятые пилотные символы для пилотных поддиапазонов на блок 684x оценки канала для приемника MISO 150x или на блок 684y оценки канала для приемника MIMO 150y.

Фиг.8B показывает вариант осуществления блока 684y оценки канала для приемника MIMO 150y, который осуществляет прямую оценку по методу наименьших квадратов. В блоке 684y оценки канала блок 820 оценки составного MISO-канала получает набор принятых пилотных символов, , для каждой приемной антенны и обучающий вектор, и выполняет P-точечное ОБПФ для набора для получения соответствующей оценки импульсной характеристики составного MISO-канала. Блок 822 умножения матриц принимает R·M оценок импульсной характеристики составного MISO-канала для R приемных антенн и M обучающих векторов, умножает эти R·M наборов на матрицу для каждого значения задержки, и обеспечивает R·T оценок импульсной характеристики по методу наименьших квадратов для R·T SISO-каналов MIMO-канала. Постпроцессор 824 может выполнять пороговую обработку и усечение и дополнительно выполняет заполнение нулями для каждой оценки импульсной характеристики по методу наименьших квадратов. Блок 826 БПФ выполняет N-точечное БПФ для каждой дополненной нулями оценки методом наименьших квадратов импульсной характеристики, и обеспечивает соответствующую окончательную оценку частотной характеристики канала. Блок БПФ выдает окончательные оценки отклика канала на ПР блок 660y пространственной обработки, который использует эти оценки канала для пространственной обработки принятых символов данных для получения обнаруженных символов , которые являются оценками переданных символов данных, .

Блок 684у оценки канала может выполнять фильтрацию , , и/или . Эта фильтрация не показана на фиг. 8В для простоты.

Описанные схемы передачи пилот-сигнала и методы оценки канала могут использоваться для различных основанных на OFDM систем. Одна такая система - система связи с ортогональным множественным доступом с частотным разделением каналов (OFDMA), которая использует OFDM и может поддерживать множество пользователей одновременно. Основанная на OFDM система может также использовать скачкообразное изменение частоты так, чтобы данные передавались в различных поддиапазонах в различные интервалы времени, которые также упоминаются как «периоды скачков». Для каждого пользователя может быть определен конкретный поддиапазон для использования для передачи данных в каждый период скачка, например, с помощью псевдослучайной последовательности скачкообразного изменения частоты, назначенной для этого пользователя. Для системы OFDM со скачкообразным изменением частоты последовательность скачкообразного изменения частоты для каждого пользователя является такой, что пилотные поддиапазоны, используемые для общего пилот-сигнала и пилот-сигнала MIMO, не выбираются для передачи данных. Из-за скачкообразного изменения частоты каждый пользователь обычно должен оценивать полный отклик MISO-канала или MIMO-канала (например, для всех N поддиапазонов), даже если только один или малое подмножество из N поддиапазонов используется для передачи данных.

Описанные схемы передачи и методы оценки канала могут быть реализованы с помощью различных средств. Например, обработка для передачи пилот-сигнала и оценки канала может быть реализована в оборудовании, программном обеспечении или в их комбинации. При реализации в оборудовании блоки обработки для передачи пилот-сигнала в передатчике могут быть реализованы на одной или более специализированных интегральных схем (ASIS), процессоров цифровой обработки сигналов (DSP), устройств цифровой обработки сигналов (DSPD), программируемых логических устройств (PLD), программируемых пользователем вентильных матриц (FPGA), процессоров, контроллеров, микроконтроллеров, микропроцессоров, других электронных блоков, предназначенных для выполнения описанных функций, или в их комбинации. Блоки обработки для оценки канала в приемнике могут также быть реализованы на одной или более ASIS, DSP и т.д.

При реализации в программном обеспечении описанная обработка может быть реализована с помощью модулей (например, процедур, функций и т.д.), которые выполняют описанные функции. Коды программного обеспечения могут храниться в блоке памяти (например, в блоках памяти 642, 682x и 682y на фиг. 6) и выполняться процессором (например, контроллерами 640, 680x и 680y). Блок памяти может быть реализован в процессоре или вне процессора, в этом случае он может быть связан с возможностью обмена данными с процессором различными средствами, которые известны из предшествующего уровня техники.

Предыдущее описание раскрытых вариантов осуществления обеспечено для предоставления возможности любому специалисту изготавливать или использовать настоящее изобретение. Различные модификации этих вариантов осуществления будут вполне очевидны специалистам, и определенные в данной работе общие принципы могут применяться к другим вариантам осуществления, без отклонения от сущности или объема изобретения. Таким образом, настоящее изобретение не должно быть ограничено показанными вариантами осуществления, но должно обеспечивать самые широкие возможности, совместимые с раскрытыми принципами и новыми признаками.

1. Способ передачи пилот-сигнала в беспроводной системе связи с множеством антенн, содержащий этапы: генерируют первый набор из Т масштабированных пилотных символов с помощью первого вектора из Т коэффициентов, где Т - целое число больше единицы, и в котором первый набор масштабированных пилотных символов предназначен для использования для оценки канала приемниками с одной антенной, выборочно генерируют, по меньшей мере, Т-1 дополнительных наборов из Т масштабированных пилотных символов с помощью, по меньшей мере, Т-1 дополнительных векторов, если, по меньшей мере, один приемник с множеством антенн должен поддерживаться системой, каждый дополнительный вектор включает в себя Т коэффициентов, причем первый и, по меньшей мере, Т-1 дополнительных векторов являются различными векторами в матрице, и причем первый и, по меньшей мере, Т-1 дополнительных наборов масштабированных пилотных символов предназначены для использования для оценки канала, по меньшей мере, одним приемником с множеством антенн, и передают каждый набор из Т масштабированных пилотных символов посредством Т передающих антенн, по одному масштабированному пилотному символу от каждой передающей антенны.

2. Способ по п.1, в котором первый и, по меньшей мере, Т-1 дополнительных векторов ортогональны друг другу.

3. Способ по п.1, в котором Т-1 дополнительных наборов из Т масштабированных пилотных символов генерируют с помощью Т-1 дополнительных векторов.

4. Способ по п.3, в котором первый вектор и Т-1 дополнительных векторов являются Т векторами матрицы Уолша.

5. Способ по п.1, в котором каждый набор из Т масштабированных пилотных символов передают в одном периоде символа.

6. Способ по п.1, в котором в системе связи с множеством антенн используют ортогональное мультиплексирование с частотным разделением каналов (OFDM), и в котором каждый из Т масштабированных пилотных символов в каждом наборе передают от соответствующей одной из Т передающих антенн в группе из Р поддиапазонов, где Р - целое число больше единицы.

7. Способ по п.6, в котором Р поддиапазонов равномерно распределяют по всем N поддиапазонам и отделяют N/P поддиапазонами.

8. Способ по п.6, в котором первый набор масштабированных пилотных символов передают в первой группе поддиапазонов, и в котором, по меньшей мере, Т-1 дополнительных наборов масштабированных пилотных символов передают во второй группе поддиапазонов, которая не перекрывается с первой группой поддиапазонов.

9. Способ по п.8, в котором поддиапазоны в каждой из первой и второй групп равномерно распределяют по всем N поддиапазонам.

10. Способ по п.8, в котором первый набор масштабированных пилотных символов передают непрерывно в первой группе поддиапазонов.

11. Способ по п.8, в котором, по меньшей мере, Т-1 дополнительных наборов масштабированных пилотных символов циклически повторяют, и каждый дополнительный набор масштабированных пилотных символов передают во второй группе поддиапазонов в соответствующем интервале времени.

12. Способ по п.8, в котором в первую и вторую группы включают одинаковое количество поддиапазонов.

13. Устройство для передачи пилот-сигнала в беспроводной системе связи с множеством антенн, содержащее блок обработки пилот-сигнала, предназначенный для генерации первого набора из Т масштабированных пилотных символов с помощью первого вектора из Т коэффициентов, где Т - целое число больше единицы, причем первый набор масштабированных пилотных символов предназначен для использования для оценки канала приемниками с одной антенной, и выборочной генерации, по меньшей мере, Т-1 дополнительных наборов из масштабированных пилотных символов с помощью, по меньшей мере, Т-1 дополнительных векторов, если, по меньшей мере, один приемник с множеством антенн должен поддерживаться системой, каждый дополнительный вектор включает в себя Т коэффициентов, причем первый и, по меньшей мере, Т-1 дополнительных векторов являются различными векторами в матрице, и причем первый и, по меньшей мере, Т-1 дополнительных наборов масштабированных пилотных символов предназначены для использования для оценки канала, по меньшей мере, одним приемником с множеством антенн, и множество блоков передачи, предназначенных для формирования и передачи каждого набора из Т масштабированных пилотных символов посредством Т передающих антенн, по одному масштабированному пилотному символу на каждую передающую антенну.

14. Устройство по п.13, в котором блок обработки пилот-сигнала предназначен для генерации Т-1 дополнительных наборов из Т масштабированных пилотных символов с помощью Т-1 дополнительных векторов, причем первый вектор и Т-1 дополнительных векторов являются Т векторами матрицы Уолша.

15. Устройство по п.13, в котором система связи с множеством антенн использует ортогональное мультиплексирование с частотным разделением каналов (OFDM).

16. Устройство по п.15, в котором каждый из Т масштабированных пилотных символов в каждом наборе передается от соответствующей одной из Т передающих антенн в группе из Р поддиапазонов, где Р - целое число больше единицы, причем Р поддиапазонов равномерно распределены по всем N поддиапазонам и отделены N/P поддиапазонами.

17. Устройство по п.15, в котором первый набор масштабированных пилотных символов передается непрерывно в первой группе поддиапазонов, причем, по меньшей мере, Т-1 дополнительных наборов масштабированных пилотных символов передаются во второй группе поддиапазонов, которая не пересекается с первой группой поддиапазонов.

18. Устройство для передачи пилот-сигнала в беспроводной системе связи с множеством антенн, содержащее средство для генерации первого набора из Т масштабированных пилотных символов с помощью первого вектора из Т коэффициентов, где Т - целое число больше единицы, причем первый набор масштабированных пилотных символов предназначен для использования для оценки канала приемниками с одной антенной, средство для выборочной генерации, по меньшей мере, Т-1 дополнительных наборов из Т масштабированных пилотных символов, по меньшей мере, с помощью Т-1 дополнительных векторов, если, по меньшей мере, один приемник с множеством антенн должен поддерживаться системой, каждый дополнительный вектор включает в себя Т коэффициентов, причем первый и, по меньшей мере, Т-1 дополнительных векторов являются различными векторами в матрице, при этом первый и, по меньшей мере, Т-1 дополнительных наборов масштабированных пилотных символов предназначены для использования для оценки канала, по меньшей мере, одним приемником с множеством антенн, и средство для передачи каждого набора из Т масштабированных пилотных символов через Т передающих антенн, по одному масштабированному пилотному символу на каждую передающую антенну.

19. Устройство по п.18, в котором Т-1 дополнительных наборов из Т масштабированных пилотных символов генерируются с помощью Т-1 дополнительных векторов, причем первый вектор и Т-1 дополнительных векторов являются Т векторами матрицы Уолша.

20. Способ передачи пилот-сигнала в беспроводной системе связи с множеством антенн, содержащий этапы: генерируют М наборов из Т масштабированных пилотных символов с помощью М различных векторов обучающей матрицы, где Т - целое число больше единицы и М -целое число, равное или больше Т, причем каждый вектор включает в себя Т коэффициентов, и передают каждый из М наборов из Т масштабированных пилотных символов от Т передающих антенн, причем М наборов из Т масштабированных пилотных символов предназначены для использования для оценки канала приемниками с одной антенной и приемниками с множеством антенн.

21. Способ по п.20, в котором М векторов не ортогональны друг другу.

22. Способ по п.20, в котором число М×Т коэффициентов в М векторах выбирают для минимизации ошибок оценки канала приемниками с одной антенной и приемниками с множеством антенн.

23. Способ по п.20, в котором число М×Т коэффициентов в М векторах выбирают, основываясь на сумме взвешенных среднеквадратичных ошибок оценки канала для приемников с одной антенной и приемников с множеством антенн.

24. Способ по п.20, в котором М наборов из Т масштабированных пилотных символов циклически повторяют, и каждый набор передают посредством Т передающих антенн в соответствующем интервале времени.

25. Способ по п.20, в котором в системе связи с множеством антенн используют ортогональное мультиплексирование с частотным разделением каналов (OFDM), причем каждый из Т масштабированных пилотных символов в каждом наборе передают от соответствующей одной из Т передающих антенн в группе Р поддиапазонов, где Р - целое число больше единицы.

26. Способ по п.25, в котором Р поддиапазонов равномерно распределяют по всем N поддиапазонам и отделяют N/P поддиапазонами.

27. Устройство для передачи пилот-сигнала в беспроводной системе связи с множеством антенн, содержащее блок обработки пилот-сигнала, предназначенный для генерации М наборов из Т масштабированных пилотных символов с помощью М различных векторов матрицы, где Т является целым числом больше единицы, и М - целое число, равное или больше Т, причем каждый вектор включает в себя Т коэффициентов, и множество блоков передачи, предназначенных для формирования и передачи каждого из М наборов из Т масштабированных пилотных символов от Т передающих антенн, причем М наборов из Т масштабированных пилотных символов предназначены для использования для оценки канала приемниками с одной антенной и приемниками с множеством антенн.

28. Устройство по п.27, в котором М векторов не ортогональны друг другу.

29. Устройство для передачи пилот-сигнала в беспроводной системе связи с множеством антенн, содержащее средство для генерации М наборов из Т масштабированных пилотных символов с помощью М различных векторов матрицы, где Т - целое число больше единицы и М - целое число, равное или больше Т, причем каждый вектор включает в себя Т коэффициентов, и средство для передачи каждого из М наборов из Т масштабированных пилотных символов от Т передающих антенн, причем М наборов из Т масштабированных пилотных символов предназначены для использования для оценки канала приемниками с одной антенной и приемниками с множеством антенн.

30. Способ выполнения оценки канала в приемнике беспроводной системы связи с множеством антенн, использующей ортогональное мультиплексирование с частотным разделением каналов (OFDM), содержащий этапы: получают, посредством R приемных антенн, R×M наборов из Р принятых пилотных символов для Т×М наборов из Р масштабированных пилотных символов, генерированных с помощью Т×М коэффициентов в матрице Т×М, где R, Т и Р - целые числа больше единицы, М - целое число, равное или больше Т, М групп из R наборов формируют для R×M наборов, и М групп из Т наборов формируют для Т×М наборов, причем один коэффициент в матрице Т×М используют для генерации каждого набора из Р масштабированных пилотных символов, и причем каждую группу из Т наборов из Р масштабированных пилотных символов передают от Т передающих антенн в Р поддиапазонах, причем Р масштабированных пилотных символов предназначены для использования для оценки канала приемником, получают начальную оценку частотной характеристики в частотной области для каждого набора из Р принятых пилотных символов, причем R×M начальных оценок частотной характеристики получают для R×M наборов из Р принятых пилотных символов, получают начальную оценку импульсной характеристики во временной области для каждой начальной оценки частотной характеристики, причем R×M начальных оценок импульсной характеристики получают для R×M начальных оценок частотной характеристики, получают R×T окончательных оценок импульсной характеристики во временной области, основываясь на R×M начальных оценках импульсной характеристики и на матрице Т×М, и получают окончательную оценку частотной характеристики в частотной области для каждой окончательной оценки импульсной характеристики, причем R×T окончательных оценок частотной характеристики выводятся для R×T окончательных оценок импульсной характеристики и представляют оценку канала с множеством входов и множеством выходов (MIMO) между Т передающих антенн и R приемных антенн.

31. Способ по п.30, в котором М равно Т, и матрица Т×М является матрицей Уолша.

32. Способ по п.30, в котором Т×М коэффициентов в матрице Т×М выбирают для минимизации ошибок оценки канала приемниками с одной антенной и приемниками с множеством антенн.

33. Способ по п.30, в котором Т×М коэффициентов в Т векторах выбирают, основываясь на сумме взвешенных среднеквадратичных ошибок оценки канала для приемников с одной антенной и приемников с множеством антенн.

34. Способ по п.30, в котором одну группу из Т наборов из Р масштабированных пилотных символов передают всегда, а остальные М-1 групп из Т наборов из Р масштабированных пилотных символов передают, только если, по меньшей мере, один приемник с множеством антенн должен поддерживаться системой.

35. Способ по п.30, в котором одну группу из R наборов из Р принятых пилотных символов получают посредством R приемных антенн в первой группе из Р поддиапазонов, и остальные М-1 групп из R наборов из Р принятых пилотных символов получают посредством R приемных антенн во второй группе Р поддиапазонов.

36. Способ по п.30, в котором каждая из R×T окончательных оценок импульсной характеристики ассоциирована со значениями отводов, причем способ дополнительно содержит этап: для каждой из R×T окончательных оценок импульсной характеристики, устанавливают в ноль ассоциированные значения отводов, которые ниже определенного порогового значения.

37. Способ по п.30, в котором R×T окончательных оценок импульсной характеристики ассоциированы, по меньшей мере, с последними отводами с L-го по Р-й, где L является ожидаемым разбросом задержек для системы, причем способ дополнительно содержит этап: для каждой из R×T окончательных оценок импульсной характеристики, устанавливают последние отводы с L-го по Р-й в ноль.

38. Способ по п.30, дополнительно содержащий этап: фильтруют наборы принятых пилотных символов, соответствующих наборам масштабированных пилотных символов, генерированных с помощью того же самого вектора из Т коэффициентов в матрице Т×М.

39. Способ по п.30, дополнительно содержащий этап: фильтруют начальные оценки частотной характеристики, соответствующие наборам масштабированных пилотных символов, генерированных с помощью того же самого вектора из Т коэффициентов в матрице Т×М.

40. Способ по п.30, дополнительно содержащий этап: фильтруют начальные оценки импульсной характеристики, соответствующие наборам масштабированных пилотных символов, генерированных с помощью того же самого вектора из Т коэффициентов в матрице Т×М.

41. Способ по п.30, дополнительно содержащий этап: фильтруют окончательные оценки импульсной характеристики.

42. Способ по п.30, дополнительно содержащий этап: фильтруют окончательные оценки частотной характеристики.

43. Устройство оценки канала в беспроводной системе связи с множеством антенн, использующей ортогональное мультиплексирование с частотным разделением каналов (OFDM), содержащее множество блоков приема, предназначенных для получения, посредством R приемных антенн, R×M наборов из Р принятых пилотных символов для Т×М наборов из Р масштабированных пилотных символов, генерированные с помощью Т×М коэффициентов в матрице Т×М, где R, Т и Р - целые числа больше единицы, М - целое число, равное или больше Т, М групп из R наборов сформированы для R×M наборов, и М групп из Т наборов сформированы для Т×М наборов, причем один коэффициент в матрице Т×М используется для генерации каждого набора из Р масштабированных пилотных символов, каждая группа из Т наборов из Р масштабированных пилотных символов передается посредством Т передающих антенн на Р поддиапазонах, причем Р масштабированных пилотных символов предназначены для использования для оценки канала множеством блоков приема, и блок оценки канала, предназначенный для получения начальной оценки частотной характеристики в частотной области для каждого набора из Р принятых пилотных символов, причем R×M начальных оценок частотной характеристики выводятся для R×M наборов из Р принятых пилотных символов, получения начальной оценки импульсной характеристики во временной области для каждой начальной оценки частотной характеристики, причем R×M начальных оценок импульсной характеристики выводятся для R×M начальных оценок частотной характеристики, получения R×T окончательных оценок импульсной характеристики во временной области, основываясь на R×M начальных оценках импульсной характеристики и матрице Т×М, и получения окончательной оценки частотной характеристики в частотной области для каждой окончательной оценки импульсной характеристики, причем R×T окончательных оценок частотной характеристики выводятся для R×T окончательных оценок импульсной характеристики и представляют собой оценку канала с множеством входов и множеством выходов между Т передающих антенн и R приемных антенн.

44. Устройство по п.43, в котором блок оценки канала дополнительно предназначен для фильтрации принятых пилотных символов, начальных оценок частотной характеристики, начальных оценок импульсной характеристики, окончательных оценок импульсной характеристики или окончательных оценок частотной характеристики.

45. Устройство оценки канала в беспроводной системе связи с множеством антенн, использующей ортогональное мультиплексирование с частотным разделением каналов (OFDM), содержащее средство для получения приемником, посредством R приемных антенн, R×M наборов из Р принятых пилотных символов для Т×М наборов из Р масштабированных пилотных символов, генерированных с помощью Т×М коэффициентов в матрице Т×М, где R, Т и Р - целые числа больше единицы, М - целое число, равное или больше Т, М групп из R наборов сформированы для R×M наборов, и М групп из Т наборов сформированы для Т×М наборов, причем один коэффициент в матрице Т×М используется для генерации каждого набора из Р масштабированных пилотных символов, причем каждая группа из Т наборов из Р масштабированных пилотных символов передается посредством Т передающих антенн на Р поддиапазонах, при этом Р масштабированных пилотных символов предназначены для использования для оценки канала приемником, средство для получения начальной оценки частотной характеристики в частотной области для каждого набора из Р принятых пилотных символов, в котором R×M начальных оценок частотной характеристики выводятся для R×M наборов из Р принятых пилотных символов, средство для получения начальной оценки импульсной характеристики во временной области для каждой начальной оценки частотной характеристики, в котором R×M начальных оценок импульсной характеристики выводятся для R×M начальных оценок частотной характеристики, средство для получения R×T окончательных оценок импульсной характеристики во временной области, основываясь на R×M начальных оценках импульсной характеристики и матрице Т×М, и средство для получения окончательной оценки частотной характеристики в частотной области для каждой окончательной оценки импульсной характеристики, в котором R×T окончательных оценок частотной характеристики выводятся для R×T окончательных оценок импульсной характеристики и представляют оценку канала с множеством входов и множеством выходов между Т передающих антенн и R приемных антенн.

46. Устройство по п.45, дополнительно содержащее средство для фильтрации принятых пилотных символов, начальных оценок частотной характеристики, начальных оценок импульсной характеристики, окончательных оценок импульсной характеристики или окончательных оценок частотной характеристики.

47. Способ выполнения оценки канала в приемнике в беспроводной системе связи с множеством антенн, содержащий этапы: получают, посредством R приемных антенн, М наборов из R принятых пилотных символов для М наборов из Т масштабированных пилотных символов, генерированных с помощью М различных векторов матрицы и переданных посредством Т передающих антенн, где R и Т - целые числа больше единицы и М - целое число, равное или больше Т, каждый вектор включает в себя Т коэффициентов, причем коэффициенты в М векторах выбирают для обеспечения оценки канала приемниками с одной антенной и приемниками с множеством антенн, и выполняют умножение матрицы из М наборов из R принятых пилотных символов на инверсию данной матрицы для получения оценок R×T коэффициентов усиления каналов между Т передающими антеннами и R приемными антеннами.

48. Способ по п.47, в котором М векторов не ортогональны друг другу.

49. Способ по п.47, в котором коэффициенты в М векторах выбирают для минимизации ошибок оценки канала приемниками с одной антенной и приемниками с множеством антенн.

50. Способ по п.47, в котором коэффициенты в М векторах выбирают, основываясь на сумме взвешенных среднеквадратичных ошибок оценки канала для приемников с одной антенной и приемников с множеством антенн.

51. Устройство оценки канала в беспроводной системе связи с множеством антенн, содержащее множество блоков приема, предназначенных для получения, посредством R приемных антенн, М наборов из R принятых пилотных символов для М наборов из Т масштабированных пилотных символов, генерированных с помощью М различных векторов матрицы и переданных посредством Т передающих антенн, где R и Т - целые числа больше единицы и М - целое число, равное или больше Т, причем каждый вектор включает в себя Т коэффициентов, и коэффициенты в М векторах выбираются для обеспечения оценки канала приемниками с одной антенной и приемниками с множеством антенн, и блок оценки канала, предназначенный для выполнения умножения матрицы из М наборов из R принятых пилотных символов на инверсию данной матрицы для получения оценок R×T коэффициентов усиления каналов между Т передающими антеннами и R приемными антеннами.

52. Способ выполнения оценки канала в приемнике в беспроводной системе связи с множеством антенн, содержащий этапы: получают, посредством одной приемной антенны, М принятых пилотных символов для М наборов из Т масштабированных пилотных символов, генерированных с помощью М различных векторов матрицы и переданных посредством Т передающих антенн, где Т - целое число больше единицы, и М - целое число, равное или больше Т, причем каждый вектор включает в себя Т коэффициентов, при этом коэффициенты в М векторах выбирают для обеспечения оценки канала приемниками с одной антенной и приемниками с множеством антенн, и фильтруют М принятых пилотных символов для получения оценки составного канала с множеством входов и одним выходом (MISO) между Т передающими антеннами и одной приемной антенной.