Системы с разнесением передачи

Изобретение относится к беспроводной связи, к системам с разнесением передачи. Технический результат заключается в обеспечении выигрыша от разнесения передачи для приемника без разнесения передачи. Изменяющееся во времени преобразование используется для корреляции величины интерференции между множеством антенных трактов. Варианты осуществления, включающие в себя изменяющиеся во времени преобразования, обеспечивают выигрыши от разнесения передачи для удаленных станций, которые не конфигурированы для приема с разнесением передачи. Кроме того, некоторые варианты осуществления могут дополнительно конфигурироваться для уравновешивания нагрузки между множеством усилителей мощности. 8 н. и 4 з.п. ф-лы, 11 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к беспроводной связи и, конкретнее, к системам с разнесением передачи.

Уровень техники

Область беспроводной связи имеет множество приложений, включающих в себя, например, радиотелефоны, пейджеры, беспроводные местные линии, персональные цифровые секретари (PDA), Интернет-телефонию и системы спутниковой связи. Чрезвычайно важным приложением являются сотовые телефонные системы для удаленных абонентов. Используемый в настоящем описании термин «сотовая» система охватывает системы, использующие либо сотовые частоты, либо частоты обслуживания персональной связи (ОПС) (PCS). Различные интерфейсы радиосвязи разработаны для таких систем сотовых телефонов, включая, например, множественный доступ с частотным разделением каналов (FDMA), множественный доступ с временным разделением каналов (TDMA) и множественный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA). В связи с этим установлены различные внутренние и международные стандарты, включающие в себя, например, усовершенствованную систему мобильной радиотелефонной связи (AMPS), глобальную систему связи с подвижными объектами (GSM) и промежуточный стандарт 95 (IS-95). Стандарт IS-95, его производные IS-95A, IS-95B ANSI J-STD-008 (часто именуемые здесь в целом как IS-95) и предложенные системы высокоскоростной передачи данных распространяются Ассоциацией телекоммуникационной промышленности (TIA) и другими общеизвестными ассоциациями стандартов.

Сотовые телефонные системы, конфигурированные в соответствии с использованием стандарта IS-95, применяют методы обработки сигнала стандарта CDMA для обеспечения высокоэффективной и устойчивой сотовой телефонной службы. Примерные сотовые телефонные системы, выполненные практически в соответствии с использованием стандарта IS-95, описаны в патентах США № 5103459 и № 4901307, права на которые принадлежат правообладателю настоящего изобретения и которые включены в настоящее описание посредством ссылки. Примерной системой, использующей методы CDMA (МДКР), является система стандарта cdma2000 ITU-R Radio Transmission Technology (RTT) Candidate Submission (далее упоминаемого как cdma2000), выпущенного TIA. Стандартные требования cdma2000 представлены в проектных версиях IS-2000 и одобрены TIA. Другим стандартом CDMA является стандарт (W-CDMA) (широкополосный CDMA (Ш-МДКР)), воплощенный в проекте сотрудничества по разработке систем третьего поколения "3GPP", в документах №№ 3G TS 25.211, 3G TS 25.212, 3G TS 25.213 и 3G TS 25.214.

Телекоммуникационные стандарты, процитированные выше, являются примерами только некоторых из различных систем связи, которые могут быть осуществлены. Большинство этих систем в настоящее время конфигурируются для использования отдельной антенны для передач прямой линии связи к отдельной удаленной станции, но представляется, что множество антенн будет использоваться для передач прямой линии связи к отдельной удаленной станции. Множество антенн обеспечивают разнесение передачи (РП), что повышает качество прямой линии связи. Если качество прямой линии связи улучшается, то требуется меньшая мощность передачи для передачи информации к удаленной станции. И, наоборот, больше информации может быть передано с использованием той же мощности передачи, и общая пропускная способность передачи данных по линии связи увеличится. Используемый здесь термин «прямая линия связи» относится к передачам от базовой станции к удаленной станции, в то время как термин «обратная линия связи» относится к передачам от удаленной станции к базовой станции.

В системах с разнесением передачи информация о фазе и информация об амплитуде для антенны получается удаленной станцией посредством пилот-сигнала, передаваемого от каждой антенны. Одна из антенн рассматривается как основная антенна, в то время как другие антенны рассматриваются как вспомогательные антенны. Только для иллюстративных целей варианты осуществления, представленные ниже, описаны как двухантенные системы. Число антенн может быть увеличено, не влияя на объем описанных вариантов осуществления.

Проблемы возникают при развертывании систем, обеспечивающих разнесение передачи. А именно, хотя система связи может быть модернизирована для использования множества антенн, удаленные станции, управляемые отдельными пользователями, могут не поддерживать модернизацию системы. Для текущего состояния уровня техники характерна система, которая может поддерживать удаленную станцию без РП с использованием только основной антенны. Поскольку почти все системы беспроводной связи требуют передачи информации сигнализации от удаленной станции к обслуживающей базовой станции, базовая станция с РП может быть легко уведомлена, что передачи на удаленную станцию без режима РП должны осуществляться только главной антенной. Модуляция на базовой станции может затем быть соответственно изменена.

Однако современный способ передачи только основной антенной к удаленной станции без РП имеет недостаток. Недостаток этот появляется из-за вредных эффектов интерференции между трактами передачи антенны, когда и удаленная станция без РП, и удаленная станция с РП работают в системе с разнесением передачи. В системах связи с расширенным спектром, таких как МДКР и Ш-МДКР, ортогональные и квазиортогональные коды, такие как последовательности кодов Уолша, используются для канализации информации, посылаемый к каждой удаленной станции по прямой линии связи. Другими словами, последовательности кодов Уолша используются в прямой линии связи, чтобы обеспечить системе охват множества пользователей, каждому из которых назначается отличающийся ортогональный или квазиортогональный код на одной и той же частоте в течение одного и того же отрезка времени.

Следовательно, сигналы, возникающие из передачи одной антенны, являются ортогональными, и величина интерференции между этими ортогональными сигналами коррелированна. Однако, даже если сигналы, возникающие из передач множества антенн, будут ортогональными, среда передачи будет вносить дефекты, такие как многолучевость, которые будут ухудшать ортогональность между сигналами. Сигналы, принятые удаленными станциями, не будут полностью ортогональными и будут вследствие этого интерферировать друг с другом. Величина интерференции между одним трактом передачи антенны и другим трактом передачи антенны в общем случае некоррелирована, поскольку сигналы из различных антенн распространяются вдоль различных беспроводных трактов. Если величина интерференции между различными трактами антенны некоррелирована, то выигрыши передачи, обусловленные комбинированием множества трактов, больше не имеют места для удаленных станций без РП. Более подробное объяснение этого феномена представлено ниже.

Поскольку базовая станция с разнесением передачи будет осуществлять передачи и удаленным станциям с РП, и удаленным станциям без РП в течение одного и того же отрезка времени и на одних и тех же частотах, то из этого следует, что характеристики удаленной стации без РП значительно ухудшаются, когда она работает среди удаленных станций с РП. По этой причине в уровне техники существует необходимость в способах и устройствах, которые позволяют удаленным станциям без РП работать в системе с разнесением передачи без ухудшения качества передач, принятых по прямой линии связи.

Помимо вышеупомянутой проблемы, испытываемой удаленными станциями без РП в системе с РП, встречаются и другие ситуации, когда эффективность системы с РП снижается. В определенных ситуациях пропускная способность передачи может оставаться неиспользованной из-за неспособности системы уравновешивать мощность между множеством антенн. Когда нагрузка мощности на множество антенн распределяется неравномерно или когда оценки мощности на усилителях мощности для каждой антенны различаются, нынешние системы не конфигурируются для перераспределения нагрузки передачи из одной перегруженной антенны в другую недостаточно используемую антенну.

Обычно каждая антенна имеет свой отдельный усилитель мощности. Усилители мощности рассчитываются на максимальную мощность на основании ограничений проектирования и регулирования. Существует поэтому предел для величины мощности, на которой каждая антенна может осуществлять передачу. В настоящее время система проектируется для ограничения всякий раз, когда один из усилителей мощности достигает своей максимальной нагрузки, даже если другой усилитель мощности имеет доступный ресурс. Другими словами, доступная мощность из недостаточно используемой антенны не может быть перераспределена к сильно загруженной антенне. Эта проблема может возникнуть, когда множество антенн не нагружается одной и той же нагрузкой передачи или когда различные усилители мощности имеют различные номинальные мощности.

Существуют некоторые ситуации, где множество антенн не нагружаются одной и той же мощностью передачи. Одной ситуацией является случай, где имеют место передачи к удаленным станциям как без РП, так и с РП, так что передачи к удаленным станциям без РП происходят только посредством основной антенны, а передачи к удаленным станциям с РП происходят посредством основной и вспомогательных антенн. Невозможно заранее определить требуемые оценки мощности основного и вспомогательных усилителей мощности на базовой станции, поддерживающей РП, поскольку мощность зависит от непостоянного числа удаленных станций без РП и с РП, которые обслуживаются базовой станцией в любое заданное время. Следовательно, пропускная способность базовой станции, по всей вероятности, ограничивается усилителем мощности полностью нагруженной основной антенны, поскольку мощность из других усилителей мощности не может быть «позаимствована». Заметим, что мощность из других усилителей мощности не может быть использована вследствие нормативных ограничений, налагаемых различными организациями по стандартизации, а не ввиду физического ограничения.

Другая ситуация, в которой усилители мощности имеют неравномерные нагрузки, может возникать в течение передачи некоторых каналов. Например, каналы поискового вызова и синхронизации cdma2000 выполнены для передачи только посредством главной антенны, которая влияет на нагрузку на основном усилителе мощности. Увеличенная нагрузка делает более вероятным, что усилитель мощности основной антенны достигнет полной пропускной способности раньше усилителей мощности вспомогательных антенн, так что усилители мощности вспомогательных антенн будут иметь доступную мощность, которая остается неиспользованной. Это переводится в избыточную пропускную способность. Поэтому в уровне техники существует также необходимость в способах и устройствах, которые увеличивают пропускную способность прямой линии связи систем с РП путем использования «избыточной пропускной способности» вспомогательных антенн, которая обусловлена полной нагрузкой на основной антенне.

Сущность изобретения

Описанные способы и устройства направлены на удовлетворение вышеуказанных потребностей. В одном аспекте представлено устройство для обеспечения выигрышей от разнесения передачи для приемника без разнесения передачи, содержащее: основную антенну; по меньшей мере одну вспомогательную антенну и блок перераспределения, выполненный с возможностью приема объединенного сигнала без разнесения передачи и первого сигнала с разнесением передачи, приема второго сигнала с разнесением передачи, генерирования изменяющегося во времени варианта объединенного сигнала без разнесения передачи и первого сигнала с разнесением передачи, генерирования изменяющегося во времени варианта второго сигнала с разнесением передачи и перераспределения изменяющихся во времени вариантов сигналов между основной антенной и по меньшей мере одной вспомогательной антенной.

В другом аспекте представлен блок перераспределения для обработки сигнала основной передачи и сигнала вспомогательной передачи в системе с разнесением передачи для обеспечения выигрышей от разнесения передачи для приемников без разнесения передачи, содержащий: тракт распределения для сигнала основной передачи к основной антенне; первый изменяющийся во времени элемент для генерирования изменяющейся во времени копии сигнала основной передачи и перераспределения изменяющейся во времени копии сигнала основной передачи к вспомогательной антенне; и второй изменяющийся во времени элемент для генерирования изменяющейся во времени копии сигнала вспомогательной передачи и для перераспределения изменяющейся во времени копии сигнала вспомогательной передачи к вспомогательной антенне, при этом сигнал вспомогательной передачи не распределяется к вспомогательной антенне.

В другом аспекте представляется способ для обеспечения выигрышей от разнесения передачи для приемников в системе с разнесением передачи, при этом передача с разнесением обеспечивается с помощью основной антенны и вспомогательной антенны, содержащий: генерирование изменяющегося во времени варианта объединенного сигнала без разнесения передачи и первого сигнала с разнесением передачи; генерирование изменяющегося во времени варианта второго сигнала с разнесением передачи; направление объединенного сигнала без разнесения передачи и первого сигнала с разнесением передачи к основной антенне; направление изменяющегося во времени варианта объединенного сигнала без разнесения передачи и первого сигнала с разнесением передачи к вспомогательной антенне и направление изменяющегося во времени варианта второго сигнала с разнесением передачи к вспомогательной антенне вместо второго сигнала с разнесением передачи.

В другом аспекте представлено устройство для уравновешивания мощности передачи множества антенн в системе с разнесением передачи, содержащее: тракт распределения для сигнала основной передачи к основной антенне; тракт распределения для первого сигнала основной передачи к вспомогательной антенне; первый изменяющийся во времени элемент для генерирования изменяющейся во времени копии сигнала основной передачи и перераспределения изменяющейся во времени копии сигнала основной передачи к вспомогательной антенне; и второй изменяющийся во времени элемент для генерирования изменяющейся во времени копии второго сигнала вспомогательной передачи и для перераспределения изменяющейся во времени копии второго сигнала вспомогательной передачи к вспомогательной антенне, при этом второй сигнал вспомогательной передачи не распределяется к вспомогательной антенне.

В одном аспекте представлено устройство для передачи сигналов передачи с уравновешиванием мощности в системе с разнесением передачи, содержащее: основную антенну; вспомогательную антенну и блок перераспределения, выполненный с возможностью приема сигнала без разнесения передачи, направленного к основной антенне, первого сигнала с разнесением передачи, направленного к основной антенне, и второго сигнала с разнесением передачи, направленного к вспомогательной антенне, при этом блок перераспределения дополнительно обеспечивает генерирование изменяющегося во времени варианта сигнала без разнесения передачи и изменяющегося во времени варианта второго сигнала с разнесением передачи и перераспределения изменяющегося во времени варианта сигнала без разнесения передачи к вспомогательной антенне и изменяющегося во времени варианта второго сигнала с разнесением передачи к вспомогательной антенне вместе второго сигнала с разнесением передачи.

В одном аспекте представлен способ для уравновешивания нагрузок передачи антенн в среде с разнесением передачи, содержащий: направление сигнала без разнесения передачи и первого сигнала с разнесением передачи к основной антенне; генерирование изменяющегося во времени варианта сигнала без разнесения передачи; генерирование изменяющегося во времени варианта второго сигнала с разнесением передачи; направление изменяющегося во времени варианта сигнала без разнесения передачи к вспомогательной антенне и направление изменяющегося во времени варианта второго сигнала с разнесением передачи к вспомогательной антенне вместо второго сигнала с разнесением передачи.

В одном аспекте представлено устройство для уравновешивания нагрузок передачи множества антенн, содержащее: средство для направления сигнала без разнесения передачи и первого сигнала с разнесением передачи к основной антенне; средство для генерирования изменяющегося во времени варианта сигнала без разнесения передачи; средство для генерирования изменяющегося во времени варианта второго сигнала с разнесением передачи; средство для направления изменяющегося во времени варианта сигнала без разнесения передачи к вспомогательной антенне и средство для направления изменяющегося во времени варианта второго сигнала с разнесением передачи к вспомогательной антенне вместо второго сигнала с разнесением передачи.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - схема сети беспроводной связи.

Фиг.2 - сигналы без разнесения передачи, обнаруженные на отводах многоотводного приемника.

Фиг.3 - сигналы с разнесением передачи, обнаруженные на отводах многоотводного приемника.

Фиг.4А - блок-схема устройства, которое обеспечивает выигрыши от разнесения передачи приемнику без РП.

Фиг.4В и 4С - обработка и перераспределение сигнала в блоке перераспределения по Фиг.4А.

Фиг.5А - блок-схема устройства, которое обеспечивает выигрыши от разнесения передачи.

Фиг.5В, 5С и 5D - обработка и перераспределение сигналов в блоке перераспределения по Фиг.5А.

Фиг.6 - блок-схема устройства, которое обеспечивает выигрыши от разнесения передачи.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления

Как показано на Фиг.1, сеть 10 беспроводной связи в общем случае включает в себя множество удаленных станций (также называемых абонентскими блоками или мобильными станциями, либо пользовательским оборудованием) 12а-12d, множество базовых станций (также называемых приемопередатчиками базовой станции (ПБС) (BTS), или узлом В) 14а-14с, контроллер 16 базовой станции (КБС) (BSC) (также называемый контроллером радиосети, или функцией управления пакетами), центр коммутации мобильной связи (ЦКМС) (MSC), или переключатель 18, узел обслуживания пакетированных данных (УОПД) (PDSN), или межсетевая функция (МСФ) (IWF) 20, телефонная коммутируемая сеть 22 общего пользования (ТСОП) (PSTN) (обычно телефонная компания) и сеть 24 Интернет-протокола (IP) (обычно Интернет). Для целей упрощения показаны четыре удаленные станции 12а-12d, три базовые станции 14а-14с, один КБС 16, один ЦКМС 18 и один УОПД 20. Специалисту будет понятно, что может использоваться любое количество удаленных станций 12, базовых станций 14, КБС 16, ЦКМС 18 и УОПД 20.

В одном варианте осуществления сеть 10 беспроводной связи является сетью обслуживания пакетированных данных. Удаленные станции 12а-12d могут быть любыми из нескольких различных типов устройств беспроводной связи, таких как переносной телефон, сотовый телефон, который соединяется с переносным компьютером, запускающим приложения просмотра Web, основанные на IP-протоколе, сотовый телефон с соответствующими автомобильными наборами режима громкой связи, персональный цифровой секретарь (ПЦС) (PDA), запускающий приложения Web-браузера IP-протокола, модуль беспроводной связи, встроенный в переносной компьютер, или стационарный модуль связи, например для локальной беспроводной абонентской линии, или система считывания результатов измерений. В большинстве обычных вариантов осуществления удаленные станции могут быть любым типом блока связи.

Удаленные станции 12а-12b могут быть выгодно сконфигурированы для выполнения одного или более беспроводных протоколов пакетированных данных, таких как описанные, например, в стандарте EIA/TIA/IS-707. В частном варианте осуществления удаленные станции 12а-12d генерируют IP-пакеты, предназначенные для IP-сети 24, и инкапсулируют IP-пакеты в кадры с помощью протокола РРР («из точки в точку»).

В варианте осуществления IP-сеть соединяется с УОПД 20, УОПД 20 соединяется с ЦКМС 18, ЦКМС 18 соединяется с КБС 16 и ТСОП 22, а КБС 16 соединяется с базовыми станциями 14а-14с через беспроводные линии, выполненные для передачи пакетов речи и/или данных в соответствии с любыми из нескольких известных протоколов, в том числе, например, Е1, Т1, асинхронный режим передачи (АРП) (АТМ), IP-протокол, протокол РРР, ретрансляция кадров (РК), высокоскоростная цифровая абонентская линия (ВЦАЛ) (HDSL), асимметричная цифровая абонентская линия (АЦАЛ) (ADSL) или другое основное оборудование или услуги цифровой абонентской линии (хЦАЛ) (xDSL). В альтернативном варианте осуществления КБС 16 соединяется непосредственно с УОПД 20, а ЦКМС 18 не соединяется с УОПД 20.

В процессе обычного функционирования сети 10 беспроводной связи базовые станции 14а-14с принимают и демодулируют наборы сигналов восходящей линии связи из различных удаленных станций 12а-12d, участвующих в телефонных вызовах, просмотре Web или других передачах данных. Каждый сигнал восходящей линии связи, принятый заданной базовой станцией 14а-14с, обрабатывается в этой базовой станции 14а-14с. Каждая базовая станция 14а-14с может соединяться со множеством удаленных станций 12а-12с путем модулирования и передачи наборов сигналов нисходящей линии связи к удаленным станциям 12а-12d. Например, как показано на Фиг.1, базовая станция 14а осуществляет связь одновременно с первой и второй удаленными станциями 12а, 12с, а базовая станция 14с осуществляет связь одновременно с третьей и четвертой удаленными станциями 12с, 12d. Результирующие пакеты направляются к КБС 16, который обеспечивает выделение ресурсов вызова и функции управления мобильностью, в том числе гармоничное сочетание гибких передач обслуживания вызова на конкретные удаленные станции 12а-12d от одной базовой станции 14а-14с к другой базовой станции 14а-14с. Например, удаленная станция 12с осуществляет связь одновременно с двумя базовыми станциями 14b, 14с. В итоге, когда удаленная станция 12с передвигается достаточно далеко от одной базовой станции 14с, вызов будет передаваться к другой базовой станции 14b.

Если передача является обычным телефонным вызовом, КБС 16 будет направлять принимаемые данные к ЦКМС 18, который обеспечивает дополнительные услуги маршрутизации для взаимодействия с ТСОП 22. Если передача основана на пакетах, например является вызовом передачи данных, предназначенным для IP-сети 24, то ЦКМС 18 будет направлять пакеты данных в УОПД 20, который будут посылать пакеты в IP-сеть 24. В качестве альтернативы, КБС 16 будет направлять пакеты непосредственно к УОПД 20, который посылает пакеты к IP-сети 24.

В системе Ш-МДКР терминология компонентов системы беспроводной связи отличается, но функциональные средства являются сходными. Например, базовая станция может также определяться как контроллер радиосети (КРС) (RNC), работающий в наземной сети радиодоступа (U-TRAN), универсальной системы мобильной связи (UMTS).

Передаваемые сигналы в системах связи по своей природе предрасположены к ухудшениям, таким как шум канала и помехи. В зависимости от уровня шума канала и помех передаваемые данные могут восстанавливаться или не восстанавливаться в приемнике. Существуют различные методы кодирования с контролем ошибок (ККО) (ECC) для увеличения устойчивости всей системы связи к шумам и помехам из канала. Основная идея таких методов состоит во введении избыточной информации в поток передаваемых данных. Если при приеме переданного сигнала возникли ошибки, данные могут быть все же восстановлены за счет использования этой избыточности.

Примером способа ККО является сверточное кодирование. При сверточном кодировании биты двоичных данных вводятся в конечный автомат (КА), который вырабатывает один или более двоичных выходных результатов на каждый бит входных данных. Выходные результаты этого КА называются кодовыми символами. Обычный способ для построения такого КА состоит в использовании одного или более сверточных кодеров, то есть двоичных цифровых фильтров с конечной импульсной характеристикой (КИХ), использующих расчеты в полях Галуа (GF) (2). Если кодовые символы искажаются шумом и помехой в процессе передачи по зашумленному каналу, то биты данных могут быть все же восстановлены путем соответствующих выводов, основанных на искаженных кодовых символах. Выводы возможны, поскольку кодовые символы являются «избыточными», то есть кодовые символы содержат информацию не только о битах входных данных, но также о «внутреннем состоянии» КА. Способы для оптимального выведения битов входных данных из принимаемых кодовых символов известны в уровне техники и обычно относятся к алгоритмам решеточного кодирования, например алгоритму Витерби или алгоритму Стэка.

Другим примером метода ККО является турбокодирование. Турбокодирование использует два или более сверточных кодеров параллельно, последовательно или в их комбинации. Результирующая последовательность кодовых символов также обладает избыточной информацией о битах входных данных. Далее, способы для оптимального выведения битов входных данных из принимаемых символов известны в уровне техники и обычно именуются алгоритмами турбодекодирования.

В обычной системе связи «источник» генерирует поток информационных битов, представляющих, например, речевой «трафик» или «трафик» данных. Этот поток битов подразделяется и группируется, добавляются различные биты управления, а результат упаковывается в подходящий формат для передачи. Речевой трафик и трафик данных может быть передан в различных форматах, таких как, например, кадры, пакеты и субпакеты. Объем описанных вариантов осуществления распространяется на все системы беспроводной связи, использующие любые различные форматы передачи. Однако для упрощения иллюстрации термин «кадр» используется для описания формата передачи, в котором переносится трафик.

В обычной системе связи с расширенным спектром МДКР кадры, содержащие биты, подвергаются свертке или турбокодированию, повторяются и прореживаются для получения последовательности двоичных кодовых символов. Результирующие кодовые символы перемежаются для получения кадра модулированных символов. Выходные сигналы перемежителя определяются как модулированные символы. Модулированные символы затем подвергаются накрывающей модуляции кодами Уолша и объединяются с пилотной последовательностью в ветвь с ортогональной фазой, расширяются псевдослучайной последовательностью, фильтруются в основной полосе частот и модулируют передаваемую несущую.

Этот сигнал распространяется к приемнику по множеству трактов передачи и принимается как суперпозиция множества компонентов, каждый со своими собственной амплитудой, фазой и временем задержки. Эти множественные тракты передачи именуются «многолучевыми» и обычно вызываются отражением от объектов, присутствующих в тракте передачи. В приемнике сигнал согласованно фильтруется, дискретизируется, оцифровывается и преобразуется с понижением частоты в комплексную основную полосу частот до ее подачи на блок поиска и процессор обработки множества отводов. Блок поиска обычно определяет временные задержки многолучевых компонентов в принятом сигнале. Процессор обработки множества отводов содержит множество отводов, каждый из которых синхронизируется с временной задержкой конкретного многолучевого компонента. Каждый отвод конфигурируется для сжатия псевдошумовой последовательностью дискретизированного и оцифрованного колебания с помощью псевдошумового кода, синхронизированного с конкретной временной задержкой отвода. Дополнительно, для каждого отвода многоотводного приемника может выполняться обратное преобразование Уолша для отделения модулированных символов от ортогональных пилотных символов.

Принятые модулированные и пилотные символы являются комплексными векторами длины L, где L является числом выводов в процессоре обработки множества отводов. Когда L отводов назначаются L различным многолучевым компонентам в принимаемом сигнале, эта ситуация иногда называется многолучевым разнесением.

Когда одни и те же модулированные символы передаются в различных частотных диапазонах или на различных несущих, отводы многоотводного приемника назначаются различным многолучевым компонентам на различных несущих. Этот способ называется частотным разнесением, или разнесением по несущей.

Когда одни и те же модулированные символы повторяются или передаются повторно в будущих кадрах или временных интервалах, отводы многоотводного приемника назначаются различным многолучевым компонентам на различных временных интервалах. Это иногда известно как разнесение во времени.

Когда множество пространственно разделенных антенн используется для передачи, отводы многоотводного приемника назначаются для различных многолучевых компонентов, принимаемых от различных антенн. Этот способ обычно известен как пространственное разнесение передачи, или антенное разнесение. Например, если L₁ отводов назначаются многолучевым компонентам на первой антенне, а L₂ отводов назначаются многолучевым компонентам на второй антенне, то L=L₁+L₂. В качестве альтернативы, определенные отводы многоотводного приемника могут быть предназначены для одновременного приема одного многолучевого компонента из каждой антенны. При разнесении передачи больше символов модуляции может быть передано приемнику, что увеличивает пропускную способность системы. Дополнительно, разнесение передачи увеличивает устойчивость системы связи к шумам и помехам путем обеспечения альтернативных трактов сигнала. Например, если передача от одной антенны к удаленной станции не действует из-за физической блокировки, например дерева, или из-за близкого разнесения многолучевых компонентов, объединяющихся деструктивно, то, вероятно, что вместо этого передача от другой антенны достигнет удаленной станции. Следовательно, передача с разнесением увеличивает надежность соединения, что, в среднем, требует меньше мощности передачи.

В стандарте cdma2000 предлагаются два типа систем с разнесением передачи. Первый тип системы с разнесением передачи именуется ортогональной системой с разнесением передачи (ОРП) (OTD), в которой модулированные символы с четными номерами передаются посредством первой антенны, а модулированные символы с нечетными номерами передаются посредством второй антенны. Следовательно, половина модулированных символов посылается посредством каждой антенны. Передачи от антенн разделяются за счет использования различных кодов Уолша для каждой антенны.

Второй тип системы с разнесением передачи именуется системой пространственно-временного расширения (ПВР) (STS). В системе ПВР все модулированные символы посылаются посредством всех антенн. Передачи от антенн модулируются с помощью матрицы «Alamouti», которая позволяет разделять и соединять удаленной станцией два модулированных символа во времени. В системе Alamouti два различных символа одновременно передаются с двух антенн, и комплексно сопряженный другой символ затем предается в одном символьном периоде. Например, символ s₀ передается через первую антенну, тогда как второй символ s₁ параллельно передается через вторую антенну. В одном символьном периоде комплексно сопряженный сигнал s₁ ^* передается через первую антенну, тогда как комплексно сопряженный сигнал s₀ ^* параллельно передается через вторую антенну. Другими словами, первая антенна передает {s₀, s₁ ^*}, тогда как вторая антенна передает {s₁, s₀ ^*}. На приемном конце объединитель формирует два составных символа s₀' и s₁' с использованием матрицы Н, которая моделирует канальный отклик для каждого тракта передачи антенны. Объединенные символы затем используются в правиле решения по максимальной вероятности для получения решения для значения принятого символа.

Проблема возникает для удаленных станций без РП, которые работают в системах, которые конфигурируются для разнесения передачи. В системе с разнесением передачи сигналы в тракте являются ортогональными, а интерференция между ортогональными сигналами коррелирована с величиной сигнала. Однако, даже если сигналы, передаваемые через множество антенных трактов, могут быть ортогональными, интерференция между одним антенным трактом передачи и другим антенным трактом передачи не обязательно коррелирована. Если величина интерференции между различными антенными трактами некоррелирована, то выигрышей передачи, обусловленных объединением многолучевых трактов, больше нет.

Как пример этого явления корреляции предположим, что система без РП с одиночной антенной осуществляет передачу к приемнику, и принимаемый сигнал подвержен собственной интерференции из-за многолучевости или из-за некоторых других потерь ортогональности. Предположим, что доля собственной интерференции равняется 10% от сигнала. Пренебрегая фоновым шумом, приемник воспринимает сигнал с интенсивностью А₁ сигнала и шумом, который равняется 10% от А₁. Следовательно, отношение сигнал-шум (С/Ш) равняется:

.

Сигнал и шум коррелированы в описанном выше примере, например, если шум увеличивается, то сигнал также увеличивается, так что С/Ш остается постоянным. Теперь предположим, что система с РП с двумя антеннами использует одну из антенн для передачи к приемнику, и принятый сигнал также подвержен на 10% собственной интерференции. Приемник воспринимает сигнал с интенсивностью А₁ сигнала и шум, который составляет 10% от (А₁+А₂), где А₂ является интенсивностью сигнала второй антенны, осуществляющей передачу к другому приемнику. Следовательно, С/Ш равняется:

.

Сигнал и шум некоррелированы из-за влияния А₂. Увеличение в мощности шума не обязательно совпадает с увеличением в мощности сигнала.

Фиг.2 и Фиг.3 иллюстрируют описанное выше явление. На Фиг.2 процессор обработки множества отводов назначает отвод₁ (не показан) первому многолучевому сигналу 200, принятому с первым временным смещением скремблирующего кода, а отвод₂ (не показан) - второму многолучевому сигналу 210, принятому со вторым временным смещением скремблирующего кода. Первый многолучевой сигнал 200 непосредственно интерферирует со вторым многолучевым сигналом 210 как шум (показан пунктирными линиями на чертежах), а второй многолучевой сигнал 210 непосредственно интерферирует с первым многолучевым сигналом 200 как шум. Следовательно, если амплитуда первого многолучевого сигнала 200 уменьшается, то для второго многолучевого сигнала 210 шумовая компонента сигнала в отношении сигнал/шум (С/Ш) (SNR) уменьшается. Таким образом, если С/Ш отвода₁ уменьшается, то С/Ш отвода₂ увеличивается. Это эффект естественной балансировки. Это явление является одним из преимуществ использования многолучевого приемника в системе связи с расширенным спектром.

Однако в системе с разнесением передачи это явление исчезает, если удаленная станция не может принять свой сигнал от двух антенн, как в случае с удаленными станциями без РП. На Фиг.3 процессор обработки множества отводов назначает отвод₁ первому многолучевому сигналу 200 от первой антенны и второму многолучевому сигналу 320 от второй антенны. Процессор обработки множества отводов назначает отвод₂ третьему многолучевому сигналу 330 от первой антенны и четвертому многолучевому сигналу 340 от второй антенны. Величина интерференции между первой антенной и второй антенной некоррелирована. Следовательно, если первый многолучевой сигнал 310 уменьшается по амплитуде, то амплитуда второго многолучевого сигнала 320 может остаться той же самой. Если амплитуда второго многолучевого сигнала 320 остается той же самой, то С/Ш третьего многолучевого сигнала 330 и четвертого сигнала 340 будут не полностью извлекать выгоду из уменьшающейся интерференции от первого многолучевого сигнала 310. Второй многолучевой сигнал 320 все еще интерферирует с приемом на отводе₂.

Для станции без РП, которая работает в системе с разнесением передачи, отводы приемника будут принимать, например, первый многолучевой сигнал 310 и третий многолучевой сигнал 330, но на эти сигналы будут еще испытывать интерференцию от второго многолучевого сигнала 320 и четвертого многолучевого сигнала 340. Следовательно, выгода, обусловленная использованием многолучевых приемников, не реализуется для станций без РП.

Следует вновь отметить, что текущее состояние уровня техники предусматривает поддержку удаленной станции без РП в системах с разнесением передачи за счет использования только основной антенны для передачи сигналов к удаленной станции без РП, так что удаленная станция без РП будет принимать модулированные символы, которые могут декодироваться удаленной станцией без РП. Однако вследствие характера передач с расширенным спектром базовая станция с РП также осуществляет передачу к удаленным станциям с РП по основной и на вспомогательной антеннам. Следовательно, удаленная станция без РП будет испытывать интерференцию от вспомогательных антенн, величина которой не коррелирована с сигналом без РП.

Представленные варианты осуществления предназначены для системы с разнесением передачи, которая поддерживает удаленные станции как без РП, так и с РП, с обеспечением выигрышей, связанных с разнесением передачи к удаленным станциям без РП.

В дополнение к обеспечению выигрышей за счет разнесения передачи для удаленных станций без РП эти варианты осуществления будут также обеспечивать механизм для уравновешивания нагрузки между множеством усилителей мощности, каждый из которых связан с множеством передающих антенн. Кроме того, эти варианты осуществления будут также обеспечивать механизм, который позволит любому трафику канала использовать всю доступную мощность усилителей мощности.

Для достижения описанных выше целей сигналы передачи с РП и без РП передаются через множество антенн таким способом, который коррелирует интерференцию между множеством антенных трактов передачи. В настоящем описании сигналы передачи, направленные к удаленным станциям без РП, именуются как X_N, а сигналы передачи, направленные к удаленным станциям с РП, именуются как X_TD. Варианты осуществления охватывают использование устройства, которое выполняет изменение во времени сигналов с разнесением передачи и сигналов без разнесения передачи, которые затем отображаются на множество антенных трактов. Заметим, что используется термин «сигналы передачи», а не термин «модулированные символы», для обозначения сигнала, который направляется через антенны, поскольку различные модулированные символы, ассоциированные с одним или несколькими каналами, могут быть объединены для передачи.

Изменяющееся во времени преобразование выполняется для обеспечения хорошего охвата станций без РП частями перемеженных модулированных символов в сигнале передачи. Другими словами, в кадре модулированных символов, принятых удаленной станцией, будут встречаться искаженные биты и неискаженные биты. Однако из-за изменяющегося во времени взаимодействия между множеством антенн неискаженные биты будут поступать в достаточно хорошем состоянии, так что приемник может эффективно использовать описанные способы кодирования с контролем ошибок. Кроме того, изменяющееся во времени преобразование сигналов передачи будет коррелировать интерференцию между антенными трактами.

Например, если А₁>>А₂ в данный момент времени, то есть передача происходит, главным образом, через основную антенну, то отводы приемника без РП будут захватывать сигналы из антенны А₁ с С/Ш, как показано ниже:

.

Но если в другой момент времени изменяющееся во времени преобразование таково, что А₁<<А₂, то отводы приемника без РП будут захватывать сигналы из антенны А₂ с С/Ш, как показано ниже:

.

Фиг.4А является блок-схемой устройства, которое обеспечивает выигрыши от разнесения передачи для приемника без РП. Этот вариант осуществления связан с базовой станцией 400, которая конфигурируется для передачи сигналов, направляемых к приемникам без РП, только через основную антенну. Базовая станция 400 выдает сигнал X_N для передачи через первую антенну А₁ к приемникам без РП и выдает сигналы X_TD1 и X_TD2 для передачи через первую антенну А₁ и вторую антенну А₂, при этом сигналы X_TD1 и X_TD2 направляются к приемникам с РП. Блок 410 перераспределения содержит аппаратное и программное обеспечение для обработки и перераспределения символов через антенные передающие тракты Y₁ и Y₂. Сигналы в тракте Y₁ усиливаются первым усилителем 420а мощности до передачи антенной А₁, а сигналы в тракте Y₂ усиливаются вторым усилителем 420b мощности до передачи антенной А₂.

Фиг.4В и 4С иллюстрируют обработку и перераспределение сигнала в блоке 410 перераспределения на Фиг.4А. Блок 410 перераспределения принимает сигналы X_TD1 и X_TD2, которые являются первоначально направленными для передачи через Y₁ (основную антенну) и генерирует изменяющийся во времени вариант X_N и X_TD1 через тракт Y₂ с помощью любого изменяющегося во времени элемента 415а. Следовательно, вместо передачи сигналов X_N и X_TD1 через тракт Y₁ блок перераспределения обеспечивает в системе передачу сигналов X_N и X_TD1 через тракт Y₁, а изменяющихся во времени вариантов X_N и X_TD1 - через тракт Y₂.

Блок 410 перераспределения далее принимает сигнал X_TD2, который первоначально предназначается для передачи через тракт Y₂ (второй канал), и генерирует изменяющийся во времени вариант X_TD2 с помощью изменяющегося во времени элемента 415b. Затем через тракт Y₂ передается изменяющийся во времени вариант X_TD2, а не первоначальный сигнал X_TD2.

Фиг.4С показывает перераспределение пилотных сигналов в трактах Y₁ и Y₂. Устройство 410 принимает основной пилотный сигнал Р₁ и генерирует изменяющийся во времени вариант Р₁. Основной пилотный сигнал посылается через тракт Y₁, а изменяющийся во времени вариант Р₁ посылается через тракт Y₂. Устройство 410 далее принимает второй пилотный сигнал Р₂ и формирует изменяющийся во времени вариант Р₂. Устройство направляет в тракт Y₂ только изменяющийся во времени вариант Р₂.

Элементы 440А, 440В, 450А и 450В используются для формирования изменяющихся во времени сигналов. В одном аспекте варианта осуществления изменяющиеся во времени варианты генерируются перемножением первоначального сигнала с комплексной синусоидой e^jαt, где t является временем, а α является константой, определяющей скорость изменения фазы.

Вариант осуществления, показанный на Фиг.5А, предназначен для системы с разнесением передачи, в которой число антенн, которые требуются для системы с разнесением передачи, основано на числе типов сигнала. Для целей иллюстрации число типов сигнала, показанных на чертеже, равняется трем: сигналы X_N, X_TD1 и X_TD2. Специалисту будет понятно, что устройство может быть изменено с учетом увеличенного числа типов сигнала без излишнего экспериментирования. Блок 510 перераспределения, сконфигурированный для обработки, переадресации и смешивания выходных сигналов, соединяется с базовой станцией 500, которая конфигурирована для передачи сигнала X_N к приемникам без РП, а сигналов X_TD1 и X_TD2 - к приемникам с РП. Блок 510 перераспределения выводит сигналы в тракт Y₁, где сигналы усиливаются первым усилителем 520а мощности до передачи антенной А₁, и выводит в тракт Y₂ сигналы, которые усиливаются вторым усилителем 520b мощности до передачи антенной А₂.

На Фиг.5В, 5С и 5D представлены блок-схемы, иллюстрирующие то, каким образом входные сигналы обрабатываются, перенаправляются и смешиваются блоком 510 перераспределения по Фиг.5А. На Фиг.5В блок 510 перераспределения принимает символы X_N, X_TD1 и X_TD2, которые первоначально предназначались для передачи раздельными антеннами. Блок 510 перераспределения затем генерирует изменяющийся во времени вариант X_N и X_TD2 в элементах 540а и 540b соответственно. Блок 510 перераспределения выводит первоначальные сигналы X_N и X_TD1 в тракт Y₁ и выводит изменяющиеся во времени варианты X_N и X_TD2 в тракт Y₂.

Фиг.5С показывает передачу пилотных сигналов Р₁ и Р₂ в тракты Y₁ и Y₂.

Фиг.5D показывает альтернативную схему передачи для пилотных сигналов Р₁ и Р₂, где изменяющееся во времени преобразование выполняется над основным пилотным сигналом Р₁. Блок 510 перераспределения выводит пилотный сигнал Р₁ в тракт Y₁, а смешанный пилотный сигнал - в тракт Y₂, при этом смешанный пилотный сигнал содержит пилотный сигнал Р₂ и изменяющийся во времени вариант основного пилотного сигнала Р₁.

Альтернативная схема передачи пилотных сигналов, описанная на Фиг.5D, требует изменения новых удаленных станций с РП в заводских условиях, но не может быть реализована в старых удаленных станциях без РП, которые уже работают в системе. Удаленные станции без РП будут просто принимать основной пилотный сигнал согласно своему первоначальному программированию, но удаленные станции с РП должны быть сконфигурированы для вычитания изменяющегося во времени варианта Р₁ из сигналов, принимаемых через тракт Y₂. Как указано выше, изменяющийся во времени вариант Р₁ в тракте Y₂ служит для обеспечения выигрышей от разнесения передачи для удаленной станции без РП.

Вариант осуществления, показанный на Фиг.6, предназначен для разнесения передачи, в которой множество сигналов перераспределяются с помощью матричного преобразования, которое плавно изменяется во времени. Блок 610 перераспределения может быть представлен в математической форме матричным перемножением. Пусть Y будет вектором трактов передачи, Z будет вектором входных сигналов и W будет матрицей изменяющихся во времени операций, выполняемых устройством:

.

В этом варианте осуществления матрица W плавно изменяется во времени, например, значение w_1n плавно изменяется во времени. Далее, каждая строка матрицы W последовательно приобретает начальное значение всех других строк. Вариант осуществления на Фиг.6 является практически интересным, поскольку он перераспределяет любое число входных сигналов на любое количество антенн.

В одном аспекте варианта осуществления блока 610 матрица W является единичной, например W*W^*=1, где W^* является транспонированной сопряженной W (также называемой Эрмитовой), а 1 является тождественной матрицей. Преимущество этого частного варианта осуществления заключается в том, что операция перераспределения будет сохранять ортогональность сигналов с Y₁до Y_k и за счет этого максимизировать выигрыши от разнесения передачи.

Интересный вариант осуществления блока 610 перераспределения для k=2 и n=2 может быть описан следующей единичной матрицей W:

, где Z₁=P₁+X_N+X_TD1 и Z₂=P₂+X_TD2.

Этот вариант осуществления, который упоминается здесь, как «sin-cos», интересен тем, что он может быть выполнен как блок переключения, который не искажает фазу сигнала. Сигналы Z₁ и Z₂ альтернативно передаются на Y₁ и Y₂ с плавными переходами.

Заметим, что во всех этих вариантах осуществления, хотя имеется только по одному пилотному сигналу на вход, может иметься один или более входных сигналов данных X_N, X_TD1 и X_TD2, поскольку система может осуществлять передачу к несколько приемникам одновременно. Например, система cdma2000, поддерживающая две удаленные станции без РП, а также одну удаленную станцию с РП, может передавать Z₁=P₁+X_{N_user1}+X_{N_user2}+X_{TD1_user3} и Z₂=P₂+X_{TD2_user3}, где X_{N_user1} является сигналом для первой удаленной станции без РП, X_{N_user2} является сигналом для второй удаленной станции без РП, а X_{TD1_user3}, X_{TD2_user3} являются двумя сигналами с разнесением передачи для третьей удаленной станции с РП.

Вариант осуществления «sin-cos» может быть обобщен для любого четного целого значения n. Например, пусть w_ki указывает k-ую строку и i-ый столбец матрицы W(t) и функцию, изменяемую по времени b(t). Затем матрица W(t) может быть сформирована установкой w_ki=δ_kib(t-τ_ki),

где b(t)=cos(πt/2) для t mod n≤1 или t mod n>(n-1), и

b(t)=0 в остальных случаях;

τ_ki=[σ(k-i)] mod n, где σ=1, если i является четным, и

τ_ki=-1, если i является нечетным; и

δ_ki=-1, если τ_ki является нечетным и k является четным, и

δ_ki=1 в остальных случаях.

Поскольку переменная времени t проходит от 0 до n, то каждый из n сигналов Z_i прикладывается к каждой из антенн по очереди с плавными изменениями между ними. Для любого значения t матрица W является единичным преобразованием, которое масштабирует и суммирует выходные символы в парах для формирования выходных символов.

Альтернативный вариант осуществления блока 610 перераспределения использует только изменяющуюся фазу входных сигналов для того, чтобы объединить их вместе. Для k=2 и n=2 этот вариант осуществления может быть описан следующей единичной матрицей W:

где Z₁=P₁+X_N+X_TD1 и Z₂=P₂+X_TD2.

Этот вариант осуществления, который упомянут здесь как «exp-exp», является особенно предпочтительным вследствие внутренне присущих ему свойств управления мощностью. Мощность, излучаемая из каждой антенны, уравновешивается, хотя первоначальные сигналы Z₁ и Z₂ могут иметь различные уровни мощности.

В варианте осуществления «exp-exp» матрица W является единичным преобразованием. Кроме того, матрица W равномерно загружает мощность по усилителям РА₁ и РА₂ мощности, как показано далее:

Следовательно,

, и

.

Выход мощности двух антенн уравновешивается, хотя первоначальные сигналы P₁, P₂, Y_N, X_TD1 и X_TD2 могут иметь различную мощность. Дополнительно, сигнал X_N может быть установлен для использования всей оставшейся мощности в системе, даже если он не передается в режиме с РП.

Использование сигнала X_N для использования всей оставшейся мощности в системе может быть очень полезным для системы, такой как cdma2000. В cdma2000 существует несколько каналов, которые конфигурируются для передачи только через основную антенну, даже когда доступно разнесение передачи. Например, в варианте С cdma2000 канал пакетированных данных и канал управления пакетированными данными предназначены для использования всей неиспользованной мощности в системе для передачи пакетированных данных. К сожалению, эти два канала передаются только основной антенной, если система конфигурирована для работы с разнесением передачи. Поэтому канал пакетированных данных и канал управления пакетированными данными не могут использовать доступную энергию из вспомогательной антенны, что было бы очень желательно. Передача канала пакетированных данных и канала управления пакетированными данными в сигнале X_N будет улучшать пропускную способность системы, поскольку она будет обеспечивать доступ к имеющейся мощности на вспомогательной антенне.

Следовательно, другой результат выведенного выше свойства равной мощности заключается в том, что система не ограничена использованием всей пропускной способности усилителей мощности, независимо от относительных мощностей X_N, X_TD1 и X_TD2.

Вариант осуществления «ехр-ехр» может быть обобщен как тип диаграммообразующего преобразования по N антеннам. Пусть w_ki означает k-ую строку и i-ый столбец матрицы W(t). Тогда матрица W(t) может быть сформирована установкой

Предыдущие варианты осуществления предполагают, что сигналы передаются от всех антенн с равной мощностью. Это не является необходимым условием. Например, все эти решения могут также быть осуществлены первой антенной, осуществляющей передачу с более высокой мощностью, чем другие антенны. Управляемый усилитель или аттенюатор на выходе блоков перераспределения может просто управлять энергией каждого сигнала.

Кроме того, все варианты осуществления описаны в области основной полосы частот. Специалисту понятно, что эти методы могут также быть преобразованы для применения в радиочастотной области или в области промежуточных частот.

Специалисту понятно, что информация и сигналы могут быть представлены с помощью любого из множества различных технологий и методов. Например, данные, команды, информация, сигналы, биты, символы и микросхемы, которые могут упоминаться повсюду в приведенном выше описании, могут быть представлены напряжениями, токами, электромагнитными волнами, магнитными полями или частицами, оптическими полями или частицами или любыми их комбинациями.

Специалисту понятно, что различные показанные логические блоки, модули, схемы и шаги алгоритмов, описанные вместе с вариантами осуществления, раскрытыми здесь, могут быть осуществлены электронным аппаратным обеспечением, компьютерным программным обеспечением или их комбинацией. Для упрощения иллюстрации эти взаимозаменяемое аппаратное и программное обеспечение, различные показанные компоненты, блоки, модули, схемы и шаги описаны выше в основном в терминах их функций. Воплощены ли такие функции как аппаратное обеспечение либо как программное обеспечение, зависит от конкретного приложения и ограничениями проектирования, заданными для всей системы. Специалисты могут реализовать описанные функции различными путями для каждого конкретного приложения, но такие решения, касающиеся практической реализации, не должны интерпретироваться как отклонение от объема настоящего напряжения.

Различные показанные логические блоки, модули и схемы, описанные вместе с раскрытыми вариантами осуществления, могут быть осуществлены или выполнены с помощью универсального процессора, цифрового сигнального процессора (DSP), специализированной интегральной микросхемы (ASIC), программируемой пользователем вентильной матрицы (FPGA) и других программируемых логических устройств, дискретных вентилей или транзисторной логики, дискретных аппаратных компонентов или любой их комбинации, сконструированных для выполнения описанных функций. Универсальный процессор может быть микропроцессором, но, в качестве альтернативы, процессор может быть любым обычным процессором, контроллером, микроконтроллером или конечным автоматом. Процессор может быть также выполнен как сочетание вычислительных устройств, например сочетание DSP и микропроцессора, множества микропроцессоров, одного или более микропроцессоров в сочетании с ядром DSP или любая другая такая конфигурация.

Шаги способа или алгоритма, описанные в связи с раскрытыми здесь вариантами осуществления, могут быть реализованы непосредственно в аппаратном обеспечении, в программном модуле, выполняемым процессором, или в сочетании обоих. Программный модуль может находиться в памяти ОЗУ, флэш-памяти, памяти ПЗУ, памяти программируемого ПЗУ (ППЗУ), памяти электронно-стираемого ППЗУ, регистрах, на жестком диске, сменном диске, CD-ROM или любой другой форме носителя информации, известной в уровне техники. Такой носитель информации связан с процессором, так что процессор может считывать информацию с носителя информации и записывать информацию на носитель информации. В качестве альтернативы, носитель информации может быть встроенным в процессор. Процессор и носитель информации могут находиться в ASIC. ASIC может находиться в пользовательском терминале. В качестве альтернативы, процессор и носитель памяти могут находиться в качестве дискретных компонентов в пользовательском терминале.

Предшествующее описание раскрытых вариантов осуществления предоставляется для того, чтобы позволить любому специалисту осуществить или использовать настоящее изобретение. Различные модификации этих вариантов осуществления будут понятны специалисту, и описанные общие принципы могут быть применены к другим вариантам осуществления без отхода от сущности и объема изобретения. Таким образом, настоящее изобретение не предназначено для ограничения показанными здесь вариантами осуществления, но должно рассматриваться в самом широком объеме, согласующемся с принципами и раскрытыми здесь новыми признаками.

1. Блок перераспределения для обработки сигнала основной передачи и сигнала вспомогательной передачи в системе с разнесением передачи, содержащий тракт распределения для сигнала основной передачи к основной антенне; первый элемент для генерирования изменяющейся во времени копии сигнала основной передачи и перераспределения изменяющейся во времени копии сигнала основной передачи к вспомогательной антенне; и второй элемент для генерирования изменяющейся во времени копии сигнала вспомогательной передачи и для перераспределения изменяющейся во времени копии сигнала вспомогательной передачи к вспомогательной антенне.

2. Устройство перераспределения сигналов в системе с разнесением передачи, содержащее основную антенну; по меньшей мере, одну вспомогательную антенну и блок перераспределения сигналов, выполненный с возможностью приема объединенного сигнала без разнесения передачи и первого сигнала с разнесением передачи, приема второго сигнала с разнесением передачи, генерирования изменяющегося во времени варианта объединенного сигнала без разнесения передачи и первого сигнала с разнесением передачи, генерирования изменяющегося во времени варианта второго сигнала с разнесением передачи и перераспределения изменяющихся во времени вариантов сигналов через основную антенну и, по меньшей мере, одну вспомогательную антенну.

3. Устройство по п.2, в котором блок перераспределения сигналов выполняет генерирование изменяющихся во времени вариантов сигналов и перераспределение изменяющихся во времени вариантов сигналов согласно унитарному преобразованию.

4. Устройство по п.3, в котором унитарное преобразование является матрицей W такой, что элементы W являются w_ki=δ_kib(t-τ_ki), где

b(t)=cos(πt/2) для t mod n≤1 или t mod n>(n-1), и

b(t)=0 в остальных случаях;

τ_ki=[σ(k-i)] mod n, где σ=1, если i является четным, и

τ_ki=-1, если i является нечетным; и

δ_ki=-1, если τ_ki является нечетным и k является четным, и

δ_ki=1 в остальных случаях.

5. Устройство по п.4, в котором матрица W является

6. Устройство по п.3, в котором унитарное преобразование является матрицей W, равной

7. Способ перераспределения сигналов в системе с разнесением передачи, в которой передача с разнесением обеспечивается с помощью основной антенны и вспомогательной антенны, содержащий генерирование изменяющегося во времени варианта объединенного сигнала без разнесения передачи и первого сигнала с разнесением передачи; генерирование изменяющегося во времени варианта второго сигнала с разнесением передачи; направление объединенного сигнала без разнесения передачи и первого сигнала с разнесением передачи к основной антенне; направление изменяющегося во времени варианта объединенного сигнала без разнесения передачи и первого сигнала с разнесением передачи к вспомогательной антенне; и направление изменяющегося во времени варианта второго сигнала с разнесением передачи к вспомогательной антенне.

8. Устройство перераспределения сигналов в системе с разнесением передачи, в которой передача с разнесением обеспечивается с помощью основной антенны и вспомогательной антенны, содержащее средство для генерирования изменяющегося во времени варианта объединенного сигнала без разнесения передачи и первого сигнала с разнесением передачи, и для генерирования изменяющегося во времени варианта второго сигнала с разнесением передачи; и средство для направления объединенного сигнала без разнесения передачи и первого сигнала с разнесением передачи к основной антенне, направления изменяющегося во времени варианта объединенного сигнала без разнесения передачи и первого сигнала с разнесением передачи к вспомогательной антенне, и для направления изменяющегося во времени варианта второго сигнала с разнесением передачи к вспомогательной антенне.

9. Устройство для уравновешивания мощности передачи множества антенн в системе с разнесением передачи, содержащее тракт распределения для сигнала основной передачи к основной антенне; тракт распределения для первого сигнала вспомогательной передачи к вспомогательной антенне; первый элемент для генерирования изменяющейся во времени копии сигнала основной передачи и перераспределения изменяющейся во времени копии сигнала основной передачи к вспомогательной антенне; и второй элемент для генерирования изменяющейся во времени копии второго сигнала вспомогательной передачи и для перераспределения изменяющейся во времени копии второго сигнала вспомогательной передачи к вспомогательной антенне,

10. Устройство для передачи уравновешенных по мощности сигналов передачи системы с разнесением передачи, содержащее основную антенну; вспомогательную антенну и блок перераспределения сигналов, выполненный с возможностью приема сигнала без разнесения передачи, направленного к основной антенне, первого сигнала с разнесением передачи, направленного к основной антенне, и второго сигнала с разнесением передачи, направленного к вспомогательной антенне, при этом блок перераспределения дополнительно обеспечивает генерирование изменяющегося во времени варианта сигнала без разнесения передачи и изменяющегося во времени варианта второго сигнала с разнесением передачи и перераспределение изменяющегося во времени варианта сигнала без разнесения передачи к вспомогательной антенне и изменяющегося во времени варианта второго сигнала с разнесением передачи к вспомогательной антенне.

11. Способ для уравновешивания нагрузок передачи антенн в среде с разнесением передачи, содержащий направление сигнала без разнесения передачи и первого сигнала с разнесением передачи к основной антенне; генерирование изменяющегося во времени варианта сигнала без разнесения передачи; генерирование изменяющегося во времени варианта второго сигнала с разнесением передачи; направление изменяющегося во времени варианта сигнала без разнесения передачи к вспомогательной антенне; и направление изменяющегося во времени варианта второго сигнала с разнесением передачи к вспомогательной антенне.

12. Устройство для уравновешивания нагрузок передачи множества антенн, содержащее средство для направления сигнала без разнесения передачи и первого сигнала с разнесением передачи к основной антенне; средство для генерирования изменяющегося во времени варианта сигнала без разнесения передачи; средство для генерирования изменяющегося во времени варианта второго сигнала с разнесением передачи; средство для направления изменяющегося во времени варианта сигнала без разнесения передачи к вспомогательной антенне; и средство для направления изменяющегося во времени варианта второго сигнала с разнесением передачи к вспомогательной антенне.