Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2369021C2 - Transmission with incremental redundancy in mimo communication system - Google Patents

Transmission with incremental redundancy in mimo communication system Download PDF

Info

Publication number
RU2369021C2
RU2369021C2 RU2006111513/09A RU2006111513A RU2369021C2 RU 2369021 C2 RU2369021 C2 RU 2369021C2 RU 2006111513/09 A RU2006111513/09 A RU 2006111513/09A RU 2006111513 A RU2006111513 A RU 2006111513A RU 2369021 C2 RU2369021 C2 RU 2369021C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
data
block
symbols
packet
symbol
Prior art date
Application number
RU2006111513/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006111513A (en
Inventor
Тамер КАДОУС (US)
Тамер КАДОУС
Original Assignee
Квэлкомм, Инкорпорейтед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Квэлкомм, Инкорпорейтед filed Critical Квэлкомм, Инкорпорейтед
Priority claimed from PCT/US2004/029648 external-priority patent/WO2005025117A2/en
Publication of RU2006111513A publication Critical patent/RU2006111513A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2369021C2 publication Critical patent/RU2369021C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Radio Transmission System (AREA)

Abstract

FIELD: communication means.
SUBSTANCE: invention is intended for transmission with incremental redundancy (IR) in MIMO communication system. Transmitter unit processes (for example, codes, divides, alternates and modulates) data packages based on the selected speed to get multiple blocks of data symbols. Transmitter unit sends one block of symbols at a time, until receiver does not errorless restore data package, or until all the blocks are transmitted. Regardless of the time of acceptance of data symbol blocks from the transmitter unit, receiver detects accepted block of data symbols to get the detected block of symbols, processes (for example, demodulates, re-alternates, selects and decodes) all the detected blocks of symbols, received for the data package, and provides decoded package. If the decoded package contains an error, then the receiver repeats processing, while another block of symbols is being accepted for the data package. Receiver may as well perform repeated iterative detection and decoding on the accepted blocks of symbols for the data package to get a decoded package.
EFFECT: improved efficiency of data transmission.
38 cl, 16 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение в целом относится к обмену информацией и, более конкретно, к методикам передачи данных в системе связи со многими входами и многими выходами (MIMO).The present invention generally relates to the exchange of information and, more specifically, to techniques for transmitting data in a communication system with many inputs and many outputs (MIMO).

Уровень техникиState of the art

Система MIMO применяет множественные (NT) передающие антенны и множественные (NR) приемные антенны для передачи данных и обозначается как система (NT , NR). Канал MIMO, образованный NT передающими и NR приемными антеннами, может быть разложен на NS пространственных каналов, где Ns≤min{NT, NR}. Система MIMO может обеспечивать увеличенную пропускную способность, если NS пространственных каналов, созданных многоэлементными передающими и приемными антеннами, применяются для передачи данных.A MIMO system employs multiple (N T ) transmit antennas and multiple (N R ) receive antennas for data transmission and is referred to as a (N T , N R ) system. A MIMO channel formed by N T transmit and N R receive antennas can be decomposed into N S spatial channels, where N s ≤min {N T , N R }. A MIMO system can provide increased throughput if N S spatial channels created by multi-element transmit and receive antennas are used for data transmission.

Главной проблемой в системе MIMO является выбор подходящей скорости для передачи данных на основе условий канала. «Скорость» может указывать конкретную скорость передачи данных или скорость передачи информации в битах, конкретную схему кодирования, конкретную схему модуляции, конкретный размер пакета данных и так далее. Целью выбора скорости является максимизировать пропускную способность по NS пространственным каналам наряду с соответствием определенным целям качества, которые могут измеряться посредством конкретной частоты ошибок пакета (например, 1% PER).The main problem in the MIMO system is the selection of an appropriate data rate based on channel conditions. A “rate” may indicate a particular data rate or bit rate, a specific coding scheme, a particular modulation scheme, a specific data packet size, and so on. The goal of selecting a rate is to maximize throughput over N S spatial channels along with meeting specific quality objectives that can be measured through a particular burst error rate (e.g., 1% PER).

Пропускная способность канала MIMO зависит от отношений сигнал/шум-и-помеха (SNR), достигаемых NS пространственными каналами. SNR зависят, в свою очередь, от условий канала. В одной обычной системе MIMO передатчик кодирует, модулирует и передает данные в соответствии со скоростью, которая выбирается на основе модели статического канала MIMO. Хорошая производительность может достигаться, если модель точна и если канал MIMO относительно статичен (то есть не меняется во времени). В другой обычной системе MIMO приемник оценивает канал MIMO, выбирает подходящую скорость на основе оценок канала и отправляет выбранную скорость передатчику. Затем передатчик обрабатывает и передает данные в соответствии с выбранной скоростью. Производительность этой системы зависит от особенности канала MIMO и точности оценок канала.The MIMO channel capacity depends on the signal-to-noise-and-noise ratio (SNR) achieved by the N S spatial channels. SNRs, in turn, depend on channel conditions. In one conventional MIMO system, a transmitter encodes, modulates, and transmits data in accordance with a rate that is selected based on a static MIMO channel model. Good performance can be achieved if the model is accurate and if the MIMO channel is relatively static (i.e. does not change over time). In another conventional MIMO system, the receiver estimates the MIMO channel, selects the appropriate speed based on the channel estimates, and sends the selected speed to the transmitter. Then the transmitter processes and transmits data in accordance with the selected speed. The performance of this system depends on the features of the MIMO channel and the accuracy of the channel estimates.

Для обеих описанных выше обычных систем MIMO передатчик обычно обрабатывает и передает каждый пакет данных на выбранной для этого пакета данных скорости. Приемник декодирует каждый пакет данных, переданный передатчиком, и определяет, декодирован ли пакет безошибочно или с ошибкой. Приемник может отправить назад уведомление о подтверждении приема (ACK), если пакет декодирован безошибочно, или отрицательное уведомление о подтверждении приема (NAK), если пакет декодирован с ошибкой. Передатчик может повторно передать каждый пакет данных, декодированный приемником с ошибкой, полностью по приему NAK для пакета от приемника.For both conventional MIMO systems described above, the transmitter typically processes and transmits each data packet at the speed selected for that data packet. The receiver decodes each data packet transmitted by the transmitter and determines whether the packet is decoded correctly or in error. The receiver may send back an acknowledgment of acknowledgment (ACK) if the packet is decoded correctly, or a negative acknowledgment of acknowledgment (NAK) if the packet is decoded in error. The transmitter may retransmit each data packet decoded by the receiver in error, completely receiving the NAK for the packet from the receiver.

Производительность обеих описанных выше систем MIMO сильно зависит от точности выбора скорости. Если выбранная скорость для пакета данных слишком умеренная (например, так как фактическое SNR гораздо лучше, чем оценка SNR), то чрезмерные ресурсы системы тратятся на передачу пакета данных, и пропускная способность канала недоиспользуется. Наоборот, если выбранная скорость для пакета данных слишком интенсивна, то пакет может декодироваться приемником с ошибкой, и ресурсы системы могут затрачиваться на повторную передачу пакета данных. Выбор скорости для системы MIMO является многообещающим вследствие (1) большей сложности в оценке канала для канала MIMO и (2) зависящей от времени и независимой особенности множественных пространственных каналов канала MIMO.The performance of both of the above MIMO systems is highly dependent on the accuracy of the speed selection. If the selected speed for the data packet is too moderate (for example, since the actual SNR is much better than the SNR estimate), then excessive system resources are spent on transmitting the data packet and the channel bandwidth is underutilized. Conversely, if the selected speed for the data packet is too intense, then the packet may be decoded by the receiver with an error, and system resources may be spent on retransmission of the data packet. The choice of speed for the MIMO system is promising because of (1) the greater complexity in channel estimation for the MIMO channel and (2) the time-dependent and independent feature of the multiple spatial channels of the MIMO channel.

Следовательно, существует потребность в данной области техники в методиках для эффективной передачи данных в системе MIMO, которые не требуют точного выбора скорости для достижения хорошей производительности.Therefore, there is a need in the art for techniques for efficiently transmitting data in a MIMO system that do not require accurate speed selection to achieve good performance.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

В данном документе предоставляются методики для выполнения передачи с инкрементной избыточностью (IR) в системе MIMO. Изначально приемник или передатчик в системе MIMO оценивает канал MIMO и выбирает подходящую скорость для передачи данных по каналу MIMO. Передатчик обеспечивается выбранной скоростью, если приемник выполняет выбор скорости.This document provides techniques for performing incremental redundancy (IR) transmission in a MIMO system. Initially, the receiver or transmitter in the MIMO system evaluates the MIMO channel and selects the appropriate rate for transmitting data on the MIMO channel. The transmitter is provided with the selected speed if the receiver makes a speed selection.

Передатчик обрабатывает (например, кодирует, разделяет, перемежает и модулирует) пакет данных на основе выбранной скорости и получает многочисленные (NB) блоки символов данных для пакета данных. Первый блок символов данных обычно содержит достаточную информацию для предоставления приемнику возможности восстанавливать пакет данных при благоприятных условиях канала. Каждый из остающихся блоков символов данных содержит дополнительную избыточность для предоставления возможности приемнику восстанавливать пакет данных при менее благоприятных условиях канала. Передатчик передает первый блок символов данных от NT передающих антенн к NR приемным антеннам в приемнике. После этого передатчик передает оставшиеся блоки из NB блоков символов данных, один блок за раз, пока пакет данных не восстановится приемником правильно либо все из NB блоков не будут переданы.The transmitter processes (for example, encodes, splits, interleaves, and modulates) the data packet based on the selected rate and obtains multiple (N B ) data symbol blocks for the data packet. The first block of data symbols usually contains sufficient information to enable the receiver to recover the data packet under favorable channel conditions. Each of the remaining data symbol blocks contains additional redundancy to enable the receiver to recover the data packet under less favorable channel conditions. The transmitter transmits a first block of data symbols from N T transmit antennas to N R receive antennas at the receiver. After that, the transmitter transmits the remaining blocks of N B data symbol blocks, one block at a time, until the data packet is restored correctly by the receiver or all of the N B blocks are not transmitted.

Если многочисленные (NP) блоки символов данных для NP пакетов данных нужно передать одновременно от NT передающих антенн, то передатчик дополнительно обрабатывает эти NP блоков символов данных, так что NP пакетов данных испытывают сходные условия канала. Это позволяет использовать единую скорость для всех пакетов данных, переданных одновременно по каналу MIMO.If multiple (N P ) data symbol blocks for N P data packets need to be transmitted simultaneously from N T transmit antennas, then the transmitter further processes these N P data symbol blocks, so that N P data packets experience similar channel conditions. This allows you to use a single speed for all data packets transmitted simultaneously on the MIMO channel.

Приемник получает принятый блок символов для каждого блока символов данных, переданного передатчиком. Приемник «обнаруживает» каждый принятый блок символов для получения обнаруженного блока символов, который является оценкой соответствующего блока символов данных. Затем приемник обрабатывает (например, демодулирует, обратно перемежает, перебирает и декодирует) все обнаруженные блоки символов, полученные для пакета данных, и предоставляет декодированный пакет. Приемник может отправить назад ACK, если декодированный пакет является безошибочно декодированным, и NAK, если декодированный пакет с ошибкой. Если декодированный пакет с ошибкой, то приемник повторяет обработку, когда получают другой принятый блок символов для другого блока символов данных, переданного передатчиком.The receiver receives a received symbol block for each data symbol block transmitted by the transmitter. The receiver “detects” each received symbol block to obtain a detected symbol block, which is an estimate of the corresponding data symbol block. Then the receiver processes (for example, demodulates, interleaves, iterates, and decodes) all detected blocks of characters received for the data packet and provides a decoded packet. The receiver can send back the ACK if the decoded packet is correctly decoded, and NAK if the decoded packet is in error. If the decoded packet is in error, the receiver repeats the processing when another received block of symbols is received for another block of data symbols transmitted by the transmitter.

Приемник может также восстановить пакет данных, используя схему итеративного обнаружения и декодирования (IDD). Для схемы IDD, когда бы ни получался новый принятый блок символов для пакета данных, обнаружение и декодирование выполняют итеративно множество (Ndd) раз на всех принятых блоках символов для получения декодированного пакета. Детектор выполняет обнаружение всех принятых блоков символов и предоставляет обнаруженные блоки символов. Декодер выполняет декодирование всех обнаруженных блоков символов и предоставляет априорную информацию декодера, которая используется детектором в последующей итерации. Декодированный пакет формируют на основе выходной информации декодера для последней итерации.The receiver may also recover the data packet using an iterative detection and decoding (IDD) scheme. For the IDD scheme, whenever a new received symbol block for a data packet is obtained, detection and decoding is iteratively performed multiple (N dd ) times on all received symbol blocks to obtain a decoded packet. The detector detects all received symbol blocks and provides detected symbol blocks. The decoder decodes all detected symbol blocks and provides a priori decoder information, which is used by the detector in the subsequent iteration. A decoded packet is generated based on the decoder output for the last iteration.

Далее подробно описаны различные аспекты и варианты осуществления изобретения.Various aspects and embodiments of the invention are described in detail below.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Признаки и особенность настоящего изобретения станут более очевидными из изложенного ниже подробного описания, рассматриваемого вместе с чертежами, на которых одинаковые символы ссылок определяют соответственно по всему документу, и где:The features and features of the present invention will become more apparent from the following detailed description, taken in conjunction with the drawings, in which the same reference characters are defined respectively throughout the document, and where:

Фиг.1 показывает блок-схему передатчика и приемника в системе MIMO, которая реализует передачу IR;Figure 1 shows a block diagram of a transmitter and a receiver in a MIMO system that implements IR transmission;

Фиг.2 показывает процесс для отправки и приема передачи IR в системе MIMO;Figure 2 shows a process for sending and receiving IR transmission in a MIMO system;

Фиг.3 показывает временную диаграмму, которая иллюстрирует передачу IR;Figure 3 shows a timing diagram that illustrates IR transmission;

Фиг.4А показывает процессор передаваемых (TX) данных в передатчике;4A shows a transmit (TX) data processor in a transmitter;

Фиг.4В показывает турбокодер внутри процессора передаваемых данных;Fig. 4B shows a turbo encoder inside a data processor;

Фиг.5 иллюстрирует обработку одного пакета данных процессором передаваемых данных;5 illustrates the processing of one data packet by a data processor;

Фиг.6А-D показывают четыре варианта осуществления пространственного процессора передачи в передатчике;6A-D show four embodiments of a spatial transmit processor in a transmitter;

Фиг. 7A и 7B показывают демультиплексирование одного блока символов данных и двух блоков символов данных соответственно для примерной системы MIMO-OFDM (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов);FIG. 7A and 7B show demultiplexing of one data symbol block and two data symbol blocks, respectively, for an exemplary MIMO-OFDM system (orthogonal frequency division multiplexing);

Фиг.8А показывает один из вариантов осуществления приемника;Figa shows one of the embodiments of the receiver;

Фиг.8В показывает процессор принимаемых (RX) данных в приемнике на фиг.8А;Fig. 8B shows a received (RX) data processor in the receiver of Fig. 8A;

Фиг.9А показывает приемник, который реализует итеративное обнаружение и декодирование; иFiga shows a receiver that implements iterative detection and decoding; and

Фиг.9В показывает турбодекодер.Figv shows a turbo decoder.

Подробное описаниеDetailed description

Слово «примерный» используется в данном документе для обозначения «служащий в качестве примера, отдельного случая или иллюстрации». Любой вариант осуществления или проект, описанный в данном документе как «примерный», не обязательно должен быть истолкован как предпочтительный или выгодный по сравнению с другими вариантами осуществления или проектами.The word “exemplary” is used herein to mean “serving as an example, individual case, or illustration.” Any embodiment or project described herein as “exemplary” is not necessarily to be construed as preferred or advantageous in comparison with other embodiments or projects.

Для системы MIMO с NS пространственными каналами NP пакетов данных могут быть переданы одновременно от NT передающих антенн, где 1≤NP≤NS. Единая скорость может использоваться для всех пакетов данных, переданных одновременно, независимо от величины NP. Использование единой скорости может упростить обработку как в передатчике, так и в приемнике в системе MIMO.For a MIMO system with N S spatial channels, N P data packets can be transmitted simultaneously from N T transmit antennas, where 1≤N P ≤N S. A single rate can be used for all data packets transmitted simultaneously, regardless of the value of N P. Using a single speed can simplify processing both in the transmitter and in the receiver in the MIMO system.

Фиг.1 показывает блок-схему передатчика 110 и приемника 150 в системе 100 MIMO, которая реализует передачу IR. На передатчике 110 процессор 120 передаваемых данных принимает пакеты данных от источника 112 данных. Процессор 120 передаваемых данных обрабатывает (например, форматирует, кодирует, разделяет, перемежает и модулирует) каждый пакет данных в соответствии со скоростью, выбранной для этого пакета, чтобы получить NB блоков символов данных для пакета, где NB > 1 и может зависеть от выбранной скорости. Выбранная скорость для каждого пакета данных может указывать скорость передачи данных, схему кодирования или скорость кода, схему модуляции, размер пакета, количество блоков символов данных и так далее для того пакета, который указан различными средствами управления, предоставляемыми контроллером 140. Для передачи IR NB блоков символов данных для каждого пакета данных передают, один блок за раз, пока пакет не декодирован правильно приемником 150, либо все NB блоков символов данных переданы.1 shows a block diagram of a transmitter 110 and a receiver 150 in a MIMO system 100 that implements IR transmission. At transmitter 110, a transmit data processor 120 receives data packets from a data source 112. The transmitted data processor 120 processes (for example, formats, encodes, splits, interleaves, and modulates) each data packet in accordance with the rate selected for this packet to obtain N B data symbol blocks for the packet, where N B > 1 and may depend on selected speed. The selected rate for each data packet may indicate the data rate, coding scheme or code rate, modulation scheme, packet size, number of data symbol blocks, and so on for that packet, which is indicated by various controls provided by the controller 140. For transmitting IR N B data symbol blocks for each data packet are transmitted, one block at a time, until the packet is decoded correctly by receiver 150, or all N B data symbol blocks are transmitted.

Пространственный процессор 130 передачи принимает блоки символов данных и выполняет необходимую обработку, чтобы передать каждый блок символов данных от всех NT передающих антенн в одном временном интервале (или просто «интервале»). Интервал является заданным периодом времени для системы 100 MIMO. Пространственный процессор 130 передачи может выполнять демультиплексирование, пространственную обработку и так далее, как описано ниже. Для каждого интервала пространственный процессор 130 передачи обрабатывает один блок символов данных, мультиплексирует в контрольные символы (символы пилот-сигнала), как требуется, и предоставляет NT передаваемых последовательностей символов модулю 132 передатчика (TMTR). Каждый передаваемый символ может быть предназначенным для символа данных или контрольного символа.The spatial spatial processor 130 receives blocks of data symbols and performs the necessary processing to transmit each block of data symbols from all N T transmit antennas in one time slot (or simply “slot”). An interval is a predetermined time period for a 100 MIMO system. The spatial transmit processor 130 may perform demultiplexing, spatial processing, and so on, as described below. For each slot, the spatial spatial processor 130 processes one block of data symbols, multiplexes into pilot symbols (pilot symbols) as required, and provides N T transmitted symbol sequences to transmitter module 132 (TMTR). Each transmitted symbol may be a data symbol or control symbol.

Модуль 132 передатчика принимает и приводит в нужное состояние (например, преобразует в аналоговый, преобразует с повышением частоты, фильтрует и усиливает) NT передаваемых последовательностей символов, чтобы получить NT модулированных сигналов. Каждый модулированный сигнал затем передается от соответствующей передающей антенны (не показана на фиг.1) и через канал MIMO к приемнику 150. Канал MIMO искажает NT передаваемых сигналов с характеристикой канала

Figure 00000001
и дополнительно ухудшает передаваемые сигналы с помощью аддитивного белого гауссовского шума и возможного взаимного влияния от других передатчиков.The transmitter module 132 receives and brings to the desired state (for example, converts to analog, upconverts, filters, and amplifies) N T transmitted symbol sequences to obtain N T modulated signals. Each modulated signal is then transmitted from a respective transmit antenna (not shown in FIG. 1) and through a MIMO channel to a receiver 150. The MIMO channel distorts N T transmitted signals with a channel characteristic
Figure 00000001
and further degrades the transmitted signals using additive white Gaussian noise and possible interference from other transmitters.

В приемнике 150 NT передаваемых сигналов принимаются каждой из NR приемных антенн (не показаны на фиг.1), и NR принятых сигналов от NR приемных антенн предоставляются модулю 154 приемника (RCVR). Модуль 154 приемника приводит в нужное состояние, оцифровывает и предварительно обрабатывает каждый принятый сигнал, чтобы получить последовательность принятых символов для каждого интервала. Модуль 154 приемника предоставляет NR принятых последовательностей символов (для данных) пространственному процессору 160 приема и принятые контрольные символы (для контроля) блоку 172 оценки канала. Пространственный процессор 160 приема обрабатывает (например, обнаруживает и мультиплексирует) NR принятых последовательностей символов для каждого интервала, чтобы получить обнаруженный блок символов, который является оценкой блока символов данных, отправленного передатчиком 110 для того интервала.At a receiver 150, N T transmitted signals are received by each of the N R receive antennas (not shown in FIG. 1), and N R received signals from N R receive antennas are provided to the receiver module 154 (RCVR). The receiver module 154 brings to the desired state, digitizes, and preprocesses each received signal to obtain a sequence of received symbols for each interval. The receiver module 154 provides N R received symbol sequences (for data) to the receiving spatial processor 160 and received pilot symbols (for monitoring) to the channel estimator 172. The receive spatial processor 160 processes (eg, detects and multiplexes) N R received symbol sequences for each slot to obtain a detected symbol block, which is an estimate of the data symbol block sent by transmitter 110 for that slot.

Процессор 170 принимаемых данных принимает все обнаруженные блоки символов, которые были приняты для восстанавливаемого пакета данных (то есть, «текущего» пакета), обрабатывает (например, демодулирует, обратно перемежает, перебирает и декодирует) эти обнаруженные блоки символов в соответствии с выбранной скоростью и предоставляет декодированный пакет, который является оценкой пакета данных, отправленного передатчиком 110. Процессор 170 принимаемых данных также предоставляет состояние декодированного пакета, которое указывает, безошибочно ли декодирован пакет или с ошибкой.The received data processor 170 receives all detected symbol blocks that have been received for the data packet being restored (that is, the “current” packet), processes (for example, demodulates, interleaves, iterates, and decodes) these detected symbol blocks in accordance with the selected rate and provides a decoded packet, which is an estimate of the data packet sent by the transmitter 110. The received data processor 170 also provides a decoded packet state, which indicates error-free whether the packet is decoded or with an error.

Блок 172 оценки канала обрабатывает принятые контрольные символы и/или принятые символы данных, чтобы получить оценки канала (например, оценки коэффициента усиления канала и оценки SNR) для канала MIMO. Селектор 174 скорости принимает оценки канала и выбирает скорость для следующего пакета данных, который необходимо передать приемнику 150. Контроллер 180 принимает выбранную скорость от селектора 174 скорости и состояние пакета от процессора 170 передаваемых данных и собирает информацию обратной связи для передатчика 110. Информация обратной связи может включать в себя выбранную скорость для следующего пакета, ACK или NAK для текущего пакета и так далее. Информация обратной связи обрабатывается пространственным процессором 190 передачи/процессором 190 передаваемых данных, дополнительно приводятся в нужное состояние модулем 192 передатчика и передаются через канал обратной связи передатчику 110.Channel estimator 172 processes the received pilot symbols and / or received data symbols to obtain channel estimates (e.g., channel gain estimates and SNR estimates) for the MIMO channel. The speed selector 174 receives the channel estimates and selects the speed for the next data packet to be transmitted to the receiver 150. The controller 180 receives the selected speed from the speed selector 174 and the state of the packet from the transmit data processor 170 and collects feedback information for the transmitter 110. Feedback information may include the selected speed for the next packet, ACK or NAK for the current packet, and so on. Feedback information is processed by the spatial transmit processor 190 / transmit data processor 190, additionally brought into the desired state by the transmitter module 192 and transmitted through the feedback channel to the transmitter 110.

В передатчике 110 переданный(е) приемником 150 сигнал(ы) принимается(ются) и приводится(ятся) в нужное состояние модулем 146 приемника и дополнительно обрабатываются пространственным процессором 148 приема/процессором 148 принимаемых данных, чтобы восстановить информацию обратной связи, отправленную приемником 150. Контроллер 140 принимает восстановленную информацию обратной связи, использует выбранную скорость для обработки следующего пакета данных, который необходимо отправить приемнику 150, и использует ACK/NAK для управления передачей IR текущего пакета.At transmitter 110, the signal (s) transmitted (e) by receiver 150 are received and brought into position by receiver module 146 and are further processed by receive spatial processor 148 / received data processor 148 to recover feedback information sent by receiver 150 The controller 140 receives the recovered feedback information, uses the selected rate to process the next data packet to be sent to the receiver 150, and uses the ACK / NAK to control the current IR transmission on the package.

Контроллеры 140 и 180 управляют функционированием в передатчике 110 и приемнике 150 соответственно. Модули 142 и 182 памяти предоставляют хранилище для программных кодов и данных, используемых контроллерами 140 и 180 соответственно. Модули 142 и 182 памяти могут быть внутренними по отношению к контроллерам 140 и 180, как показано на фиг.1, либо внешними по отношению к этим контроллерам. Блоки обработки, показанные на фиг.1, описываются подробно ниже.Controllers 140 and 180 control operation at transmitter 110 and receiver 150, respectively. Memory modules 142 and 182 provide storage for program codes and data used by controllers 140 and 180, respectively. The memory modules 142 and 182 may be internal to the controllers 140 and 180, as shown in FIG. 1, or external to these controllers. The processing units shown in FIG. 1 are described in detail below.

Фиг.2 показывает блок-схему алгоритма процесса 200 для отправки и приема передачи IR в системе MIMO. В начале приемник оценивает канал MIMO на основе контрольных символов и/или символов данных, принятых от передатчика (этап 210). Приемник выбирает единую скорость для передачи данных по каналу MIMO на основе оценок канала и отправляет выбранную скорость передатчику (этап 212). Передатчик принимает выбранную скорость и кодирует пакет данных в соответствии с выбранной скоростью, чтобы получить кодированный пакет (этап 220). Затем передатчик разделяет кодированный пакет на NB подпакетов, где NB также может определяться выбранной скоростью, и затем обрабатывает каждый подпакет, чтобы получить соответствующий блок символов данных (также на этапе 220). Передатчик передает один блок символов данных за раз от NT передающих антенн, пока все NB блоков символов данных не передадутся, либо примется ACK от приемника для пакета данных (этап 222).FIG. 2 shows a flowchart of a process 200 for sending and receiving IR transmission in a MIMO system. At the beginning, the receiver estimates the MIMO channel based on pilot symbols and / or data symbols received from the transmitter (step 210). The receiver selects a single rate for transmitting data on the MIMO channel based on the channel estimates and sends the selected speed to the transmitter (step 212). The transmitter receives the selected rate and encodes the data packet in accordance with the selected rate to obtain an encoded packet (step 220). The transmitter then splits the encoded packet into N B subpackets, where N B can also be determined by the selected rate, and then processes each subpacket to obtain a corresponding block of data symbols (also at step 220). The transmitter transmits one data symbol block at a time from N T transmit antennas until all N B data symbol blocks are transmitted or ACK is received from the receiver for the data packet (step 222).

Приемник принимает каждый переданных блок символов данных через NR приемных антенн (этап 230). Всякий раз, когда принимается новый блок символов данных, приемник обнаруживает и декодирует все блоки символов данных, которые были приняты для пакета данных (этап 232). Приемник также проверяет декодированный пакет, чтобы определить, безошибочно ли декодирован пакет (хороший) или с ошибкой (удален) (также этап 232). Если декодированный пакет удаляется, то приемник может отправить NAK обратно передатчику, который использует эту обратную связь, чтобы начать передачу следующего блока символов данных для пакета данных. В качестве альтернативы передатчик может отправить один блок символов данных за раз, пока не примется ACK от приемника, который может или может не отправить обратно NAK. Приемник прерывает обработку для пакета данных, если пакет декодирован безошибочно либо если все NB блоков символов данных приняты для пакета (этап 234).A receiver receives each transmitted block of data symbols through N R receive antennas (step 230). Whenever a new block of data symbols is received, the receiver detects and decodes all the blocks of data symbols that have been received for the data packet (step 232). The receiver also checks the decoded packet to determine if the packet is correctly decoded (good) or in error (deleted) (also step 232). If the decoded packet is deleted, the receiver can send the NAK back to the transmitter, which uses this feedback to start transmitting the next block of data symbols for the data packet. Alternatively, the transmitter may send one block of data symbols at a time until it receives an ACK from the receiver, which may or may not send back the NAK. The receiver interrupts the processing for the data packet if the packet is decoded correctly or if all N B data symbol blocks are received for the packet (step 234).

Фиг.2 показывает определенный вариант осуществления для передачи IR в системе MIMO. Передача IR также может реализовываться другими методами, и это находится в пределах объема изобретения. Передача IR может реализовываться как в системах дуплекса с частотным разделением каналов (FDD), так и дуплекса с временным разделением каналов (TDD). Для системы FDD прямой канал MIMO и канал обратной связи используют разные полосы частот и вероятно соблюдают разные условия каналов. В этом случае приемник может оценить прямой канал MIMO и отправить обратно выбранную скорость, как показано на фиг.2. Для системы TDD прямой канал MIMO и канал обратной связи совместно используют одинаковую полосу частот и вероятно соблюдают похожие условия каналов. В этом случае передатчик может оценить канал MIMO на основе контрольного сигнала, отправленного приемником, и использовать эту оценку канала для выбора скорости для передачи данных приемнику. Оценка канала и выбор скорости могут выполняться приемником, передатчиком либо обоими.2 shows a specific embodiment for transmitting IR in a MIMO system. IR transmission can also be implemented by other methods, and this is within the scope of the invention. IR transmission can be implemented in both frequency division duplex (FDD) and time division duplex (TDD) systems. For an FDD system, the forward MIMO channel and the feedback channel use different frequency bands and probably observe different channel conditions. In this case, the receiver can estimate the forward MIMO channel and send back the selected speed, as shown in FIG. For a TDD system, the forward MIMO channel and the feedback channel share the same frequency band and probably observe similar channel conditions. In this case, the transmitter can estimate the MIMO channel based on the pilot sent by the receiver and use this channel estimate to select the rate for transmitting data to the receiver. Channel estimation and speed selection can be performed by the receiver, transmitter, or both.

Фиг.3 иллюстрирует передачу IR в системе MIMO. Приемник оценивает канал MIMO, выбирает скорость r1 и отправляет выбранную скорость передатчику в интервале 0. Передатчик принимает выбранную скорость от приемника, обрабатывает пакет данных (Пакет 1) в соответствии с выбранной скоростью и передает первый блок символов данных (Блок 1) для пакета данных в интервале 1. Приемник принимает, обнаруживает и декодирует первый блок символов данных, определяет, что Пакет 1 декодирован с ошибкой, и отправляет обратно NAK в интервале 2. Передатчик принимает NAK и передает второй блок символов данных (Блок 2) для Пакета 1 в интервале 3. Приемник принимает Блок 2, обнаруживает и декодирует первые два блока символов данных, определяет, что Пакет 1 все еще декодирован с ошибкой, и отправляет обратно NAK в интервале 4. Передача блока и ответ NAK могут повторяться любое количество раз. В примере, показанном на фиг.3, передатчик принимает NAK для блока Nx-1 символов данных и передает блок Nx символов данных для Пакета 1 в интервале m, где Nx меньше либо равно общему количеству блоков для Пакета 1. Приемник принимает, обнаруживает и декодирует все Nx блоков символов данных, принятых для Пакета 1, определяет, что пакет декодирован безошибочно, и отправляет обратно ACK в интервале m+1. Приемник также оценивает канал MIMO, выбирает скорость r2 для следующего пакета данных и отправляет выбранную скорость передатчику в интервал m+1. Передатчик принимает ACK для блока Nx символов данных и прерывает передачу Пакета 1. Передатчик также обрабатывает следующий пакет данных (Пакет 2) в соответствии с выбранной скоростью и передает первый блок символов данных (Блок 1) для Пакета 2 в интервале m+2. Обработка в передатчике и приемнике продолжается тем же образом для каждого пакета данных, переданного через канал MIMO.3 illustrates IR transmission in a MIMO system. The receiver evaluates the MIMO channel, selects the speed r 1 and sends the selected speed to the transmitter in the interval 0. The transmitter receives the selected speed from the receiver, processes the data packet (Pack 1) in accordance with the selected speed and transmits the first block of data symbols (Block 1) for the data packet in interval 1. The receiver receives, detects, and decodes the first block of data symbols, determines that Packet 1 is decoded in error, and sends back the NAK in interval 2. The transmitter receives the NAK and transmits the second block of data symbols (Block 2) for I Packet 1 in interval 3. The receiver receives Block 2, detects and decodes the first two blocks of data characters, determines that Packet 1 is still decoded with an error, and sends back the NAK in interval 4. The transmission of the block and the NAK response can be repeated any number of times . In the example shown in FIG. 3, the transmitter receives a NAK for a block of N x -1 data symbols and transmits a block of N x data symbols for Packet 1 in the interval m, where N x is less than or equal to the total number of blocks for Packet 1. The receiver receives, detects and decodes all N x blocks of data symbols received for Packet 1, determines that the packet is decoded correctly, and sends back the ACK in the interval m + 1. The receiver also evaluates the MIMO channel, selects the speed r 2 for the next data packet and sends the selected speed to the transmitter in the interval m + 1. The transmitter receives the ACK for the N x block of data symbols and interrupts the transmission of Packet 1. The transmitter also processes the next data packet (Packet 2) in accordance with the selected speed and transmits the first block of data symbols (Block 1) for Packet 2 in the interval m + 2. Processing at the transmitter and receiver continues in the same manner for each data packet transmitted through the MIMO channel.

Для варианта осуществления, показанного на фиг.3, существует задержка в один интервал для ответа ACK/NAK от приемника для каждого блока передачи. Для улучшения использования канала многочисленные пакеты данных могут передаваться чересстрочным методом. Например, пакеты данных для одного информационного канала могут передаваться в нечетных интервалах, и пакеты данных для другого информационного канала могут передаваться в четных интервалах. Более чем два информационных канала также могут чередоваться, если задержка ACK/NAK длиннее, чем один интервал.For the embodiment shown in FIG. 3, there is a one slot delay for the ACK / NAK response from the receiver for each transmission unit. To improve channel utilization, multiple data packets may be interlaced. For example, data packets for one information channel may be transmitted at odd intervals, and data packets for another information channel may be transmitted at even intervals. More than two data channels may also alternate if the ACK / NAK delay is longer than one interval.

1. Передатчик 1. Transmitter

Фиг. 4А показывает блок-схему варианта осуществления процессора 120 передаваемых данных в передатчике 110. Процессор 120 передаваемых данных принимает пакеты данных, обрабатывает каждый пакет на основе его выбранной скорости и предоставляет NB блоков символов данных для пакета. Фиг.5 иллюстрирует обработку одного пакета данных процессором 120 передаваемых данных.FIG. 4A shows a block diagram of an embodiment of a transmit data processor 120 at a transmitter 110. A transmit data processor 120 receives data packets, processes each packet based on its selected rate, and provides N B data symbol blocks for the packet. Figure 5 illustrates the processing of one data packet by the processor 120 of the transmitted data.

В процессоре 120 передаваемых данных генератор 412 контроля циклическим избыточным кодом (CRC) принимает пакет данных, формирует значение CRC для пакета данных и прикрепляет значение CRC к концу пакета данных, чтобы образовать форматированный пакет. Значение CRC применяется приемником для проверки, декодирован ли пакет безошибочно или с ошибками. Другие коды обнаружения ошибок также могут использоваться вместо CRC. Кодер 414 прямого исправления ошибок (FEC) затем кодирует форматированный пакет в соответствии со схемой кодирования или скоростью кода, указанных выбранной скоростью, и предоставляет кодированный пакет или «кодовое слово». Кодирование увеличивает надежность передачи данных. Кодер 414 FEC может обеспечивать выполнение блочного кода, сверточного кода, турбо-кода, какого-либо иного кода или их сочетаний.In a data processor 120, a cyclic redundancy check (CRC) generator 412 receives a data packet, generates a CRC value for the data packet, and attaches a CRC value to the end of the data packet to form a formatted packet. The CRC value is used by the receiver to check if the packet is decoded correctly or with errors. Other error detection codes may also be used in place of CRC. Forward Error Correction (FEC) encoder 414 then encodes the formatted packet according to the coding scheme or code rate indicated by the selected rate, and provides an encoded packet or “codeword”. Coding increases the reliability of data transmission. The FEC encoder 414 may provide execution of block code, convolutional code, turbo code, some other code, or combinations thereof.

Фиг.4В показывает блок-схему параллельно связанного сверточного кодера 414а (или турбо-кодера), который может использоваться для кодера 414 FEC на фиг.4А. Турбо-кодер 414а включает в себя два составляющих сверточных кодера 452a и 452b, перемежитель 454 кода и мультиплексор 456 (MUX). Перемежитель 454 кода перемежает информационные биты в форматированном пакете (обозначенныеFIG. 4B shows a block diagram of a parallel-connected convolutional encoder 414a (or turbo encoder) that can be used for the FEC encoder 414 in FIG. 4A. The turbo encoder 414a includes two component convolutional encoders 452a and 452b, a code interleaver 454, and a multiplexer 456 (MUX). A code interleaver 454 interleaves information bits in a formatted packet (indicated by

как {d}) в соответствии со схемой кодового перемежения. Составляющий кодер 452а принимает и кодирует информационные биты с первым составляющим кодом, и предоставляет первые биты контроля четности (обозначаемые как {cp1}). Подобным образом составляющий кодер 452b принимает и кодирует перемеженные информационные биты от перемежителя 454 кода со вторым составляющим кодом, и предоставляет вторые биты контроля четности (обозначаемые как {cp2}). Составляющие кодеры 452a и 452b могут обеспечивать выполнение двух рекурсивных систематических составляющих кодов со скоростями R1 и R2 кода соответственно, где R1 может или может не быть равен R2. Мультиплексор 456 принимает и мультиплексирует информационные биты и биты контроля четности от составляющих кодеров 452a и 452b, и предоставляет кодированный пакет из битов кода (обозначаемых как {c}). Кодированный пакет включает в себя информационные биты {d}, которые также называются систематическими битами и обозначаются как {cdata}, сопровождаемые первыми битами {cp1} контроля четности, и затем сопровождаемые вторыми {cp2} битами контроля четности.as {d}) according to the code interleaving scheme. The constituent encoder 452a receives and encodes information bits with the first constituent code, and provides the first parity bits (denoted as {c p1 }). Similarly, constituent encoder 452b receives and encodes interleaved information bits from code interleaver 454 with a second constituent code, and provides second parity bits (denoted as {c p2 }). Component encoders 452a and 452b may provide two recursive systematic component codes with code rates R 1 and R 2 , respectively, where R 1 may or may not be equal to R 2 . Multiplexer 456 receives and multiplexes information bits and parity bits from constituent encoders 452a and 452b, and provides an encoded packet of code bits (denoted as {c}). The encoded packet includes information bits {d}, which are also called systematic bits and are denoted as {c data }, followed by the first parity bits {c p1 }, and then followed by second {c p2 } parity bits.

Возвращаясь к фиг.4А, модуль 416 разделения принимает и разделяет кодированный пакет на NB кодированных подпакетов, где NB может зависеть от выбранной скорости и указываться регулировкой разделения от контроллера 140. Первый кодированный подпакет обычно содержит все систематические биты и ноль или больше битов контроля четности. Это дает возможность приемнику восстанавливать пакет данных с помощью только первого кодированного подпакета при благоприятных условиях канала. Остальные NB-1 кодированных подпакетов содержат оставшиеся первый и второй биты контроля четности. Каждый из этих NB-1 кодированных подпакетов обычно содержит несколько первых битов контроля четности и несколько вторых битов контроля четности с битами контроля четности, пересекающими весь пакет данных. Например, если NB=8 и оставшиеся первый и второй биты контроля четности являются данными индексами, начинающимися с 0, то второй кодированный подпакет может содержать биты 0, 7, 14, … из оставшихся первого и второго битов контроля четности, третий кодированный подпакет может содержать биты 1, 8, 15, … из оставшихся первого и второго битов контроля четности и так далее, и восьмой и последний кодированный подпакет может содержать биты 6, 13, 20, … из оставшихся первого и второго битов контроля четности. Улучшенная производительность декодирования может достигаться посредством кодирования с расширением спектра битов контроля четности параллельно остальным NB-1 кодированным подпакетам.Returning to FIG. 4A, separation module 416 receives and splits the encoded packet into N B encoded subpackets, where N B may depend on the selected rate and indicated by the separation adjustment from controller 140. The first encoded subpacket typically contains all systematic bits and zero or more control bits parity. This allows the receiver to recover the data packet using only the first encoded subpacket under favorable channel conditions. The remaining N B -1 encoded subpackets contain the remaining first and second parity bits. Each of these N B -1 encoded subpackets typically contains the first few parity bits and several second parity bits with parity bits crossing the entire data packet. For example, if N B = 8 and the remaining first and second parity bits are given indices starting at 0, then the second coded subpacket may contain bits 0, 7, 14, ... of the remaining first and second parity bits, the third coded subpacket may contain bits 1, 8, 15, ... of the remaining first and second parity bits, and so on, and the eighth and last encoded subpacket may contain bits 6, 13, 20, ... of the remaining first and second parity bits. Improved decoding performance can be achieved by spreading the parity bit spectrum in parallel to the remaining N B -1 encoded subpackets.

Перемежитель 420 канала включает в себя NB перемежителей 422а-422nb блоков, который принимает NB кодированных подпакетов от модуля 416 разделения. Каждый перемежитель 422 блоков перемежает (то есть переупорядочивает) биты кода для их подпакета в соответствии со схемой перемежения и предоставляет перемеженный подпакет. Перемежение обеспечивает время, частоту и/или пространственное разнесение для битов кода. Мультиплексор 424 соединяется со всеми NB перемежителями 422а-422b блоков и предоставляет NB перемеженных подпакетов, один подпакет за раз и если направлен регулировкой передачи IR от контроллера 140. В частности, мультиплексор 424 предоставляет перемеженный подпакет от перемежителя 422а блоков первым, затем перемеженный подпакет от перемежителя 422b блоков следующим и так далее, и перемеженный подпакет от перемежителя 422nb блоков последним. Мультиплексор 424 предоставляет следующий перемеженный подпакет, если NAK принимается для пакета данных. Все NB перемежителей 422а-422b блоков могут быть очищены всякий раз, когда принимается ACK.Channel interleaver 420 includes N B block interleavers 422a-422nb that receives N B coded subpackets from partition module 416. Each block interleaver 422 interleaves (i.e., reorders) the code bits for their subpacket in accordance with the interleaving scheme and provides an interleaved subpacket. Interleaving provides time, frequency, and / or spatial diversity for code bits. Multiplexer 424 connects to all N B block interleavers 422a-422b and provides N B interleaved subpackets, one subpacket at a time and if directed by adjusting IR transmission from controller 140. In particular, multiplexer 424 provides the interleaved subpacket from block interleaver 422a first, then the interleaved subpacket from the block interleaver 422b next and so on, and the interleaved subpacket from the block interleaver 422nb last. Multiplexer 424 provides the next interleaved subpacket if a NAK is received for a data packet. All N B block interleavers 422a-422b may be cleared whenever an ACK is received.

Модуль 426 преобразования символов принимает перемеженные подпакеты от перемежителя 420 канала и преобразует перемеженные данные в каждом подпакете в символы модуляции. Преобразование символов выполняется в соответствии со схемой модуляции, указанной выбранной скоростью. Преобразование символов может достигаться посредством (1) группирования множеств из B битов для образования В-разрядных двоичных значений, где B≥1, и (2) преобразования каждого В-разрядного двоичного значения в точку на сигнальном созвездии, имеющем 2B точек. Это сигнальное созвездие соответствует выбранной схеме модуляции, которая может быть BPSK (двухпозиционная фазовая манипуляция), QPSK (квадратурная фазовая манипуляция), 2B-PSK (фазовая манипуляция), 2B-QAM (квадратурная амплитудная модуляция) и так далее. Как использовано в данном документе, «символ данных» является символом модуляции для данных и «контрольный символ» является символом модуляции для контроля. Модуль 426 преобразования символов предоставляет блок символов данных для каждого кодированного подпакета, как показано на фиг.5.Symbol conversion module 426 receives interleaved subpackets from channel interleaver 420 and converts the interleaved data in each subpacket to modulation symbols. Character conversion is performed in accordance with the modulation scheme indicated by the selected rate. Character conversion can be achieved by (1) grouping sets of B bits to form B-bit binary values, where B≥1, and (2) converting each B-bit binary value to a point on a signal constellation having 2 B points. This signal constellation corresponds to the selected modulation scheme, which can be BPSK (on-off phase shift keying), QPSK (quadrature phase shift keying), 2 B- PSK (phase shift keying), 2 B- QAM (quadrature amplitude modulation) and so on. As used herein, a “data symbol” is a modulation symbol for data and a “control symbol” is a modulation symbol for control. Symbol conversion module 426 provides a data symbol block for each encoded subpacket, as shown in FIG.

Для каждого пакета данных процессор 120 передаваемых данных предоставляет NB блоков символов данных, которые вместе включают в себя NSYM символов данных и могут обозначаться как For each data packet, the transmitted data processor 120 provides N B data symbol blocks, which together include N SYM data symbols and may be denoted as

{s}=[s1 s2

Figure 00000002
]. {s} = [s 1 s 2 ...
Figure 00000002
].

Каждый символ si данных, где i=1 … NSYM, получается посредством преобразования B битов кода следующим образом: si=map (b i), где b i=[bi,1 bi,2 … bi,B].Each data symbol s i , where i = 1 ... N SYM , is obtained by converting B code bits as follows: s i = map ( b i ), where b i = [b i, 1 b i, 2 ... b i, B ].

Методики передачи IR, описанные в этом документе, могут реализовываться в системе MIMO с единственной несущей, которая использует одну несущую для передачи данных, и в мультинесущей системе MIMO, которая использует множественные несущие для передачи данных. Множественные несущие могут обеспечиваться мультиплексированием с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM), другими мультинесущими методиками модуляции или какими-нибудь другими конструкциями. OFDM эффективно разделяет общую полосу пропускания системы на множество (NF) ортогональных поддиапазонов, которые также обычно называются тонами, элементами разрешения или частотными каналами. С OFDM каждый поддиапазон ассоциативно связывается с соответствующей несущей, которая может модулироваться с данными.The IR transmission techniques described herein can be implemented in a single-carrier MIMO system that uses a single carrier for data transmission, and in a multi-carrier MIMO system that uses multiple carriers for data transmission. Multiple carriers may be provided by orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), other multi-carrier modulation techniques, or some other design. OFDM effectively partitions the overall system bandwidth into multiple (N F ) orthogonal subbands, which are also commonly referred to as tones, bins, or frequency channels. With OFDM, each subband is associated with a respective carrier, which may be modulated with data.

Обработка, выполняемая пространственным процессором 130 передачи и модулем 132 передатчика в передатчике 110, зависит от того, передаются ли один или множество пакетов данных одновременно и используются ли одна или множество несущих для передачи данных. Некоторые примерные образцы для этих двух модулей описываются ниже. Для простоты последующее описание предполагает полноранговый канал MIMO с Ns=NT≤NR. В этом случае один символ модуляции может передаваться от каждой из NT передающих антенн для каждого поддиапазона в каждом периоде символа.The processing performed by the spatial spatial processor 130 and the transmitter module 132 at the transmitter 110 depends on whether one or a plurality of data packets are transmitted simultaneously and whether one or a plurality of carriers are used for data transmission. Some sample samples for these two modules are described below. For simplicity, the following description assumes a full-rank MIMO channel with N s = N T ≤N R. In this case, one modulation symbol may be transmitted from each of the N T transmit antennas for each subband in each symbol period.

Фиг.6А показывает блок-схему пространственного процессора 130а передачи и модуля 132а передатчика, которые могут использоваться для передачи IR одного пакета за раз в системе MIMO с единственной несущей. Пространственный процессор 130а передачи включает в себя мультиплексор/демультиплексор 610 (MUX/DEMUX), который принимает блок символов данных и демультиплексирует символы данных в блоке на NT подблоков для NT передающих антенн. Мультиплексор/демультиплексор 610 также мультиплексирует контрольные символы (например, методом мультиплексирования с временным разделением (TDM)) и предоставляет NT передаваемых последовательностей символов для NT передающих антенн. Каждая передаваемая последовательность символов предназначена для передачи от одной передающей антенны в одном интервале. Каждый передаваемый символ может быть предназначенным для символа данных или контрольного символа.6A shows a block diagram of a spatial spatial processor 130a and a transmitter module 132a that can be used to transmit IR one packet at a time in a single carrier MIMO system. The spatial transmit processor 130a includes a multiplexer / demultiplexer 610 (MUX / DEMUX) that receives a block of data symbols and demultiplexes the data symbols in a block into N T subblocks for N T transmit antennas. Multiplexer / demultiplexer 610 also multiplexes pilot symbols (e.g., by time division multiplexing (TDM)) and provides N T transmitted symbol sequences for N T transmit antennas. Each transmitted sequence of characters is intended to be transmitted from one transmitting antenna in one slot. Each transmitted symbol may be a data symbol or control symbol.

Модуль 132а передатчика включает в себя NT передающих радиочастотных модулей 652а по 652t для NT передающих антенн. Каждый передающий радиочастотный модуль 652 принимает и приводит в нужное состояние соответствующую передаваемую последовательность символов от пространственного процессора 130а передачи, чтобы сформировать модулированный сигнал. NT модулированных сигналов от передающих радиочастотных модулей 652а-652t передаются от NT передающих антенн 672a-672t соответственно.Transmitter module 132a includes N T transmit RF modules 652a through 652t for N T transmit antennas. Each transmit RF module 652 receives and brings to the desired state a corresponding transmit sequence of symbols from the spatial transmit processor 130a to form a modulated signal. N T modulated signals from transmitting RF modules 652a through 652t are transmitted from N T transmit antennas 672a through 672t, respectively.

Фиг.6В показывает блок-схему пространственного процессора 130b передачи и модуля 132а передатчика, которые могут использоваться для передачи IR множественных пакетов одновременно в системе MIMO с единственной несущей. Пространственный процессор 130b включает в себя модуль 620 матричного умножения, который принимает NP блоков символов данных для передачи в одном интервале, где 1≤NP≤NS. Модуль 620 выполняет перемножение матриц символов данных в NP блоках с матрицей базиса передачи и диагональной матрицей следующим образом:6B shows a block diagram of a spatial spatial processor 130b and transmitter module 132a that can be used to transmit IR multiple packets simultaneously in a single-carrier MIMO system. Spatial processor 130b includes a matrix multiplication unit 620 that receives N P data symbol blocks for transmission in one slot, where 1≤N P ≤N S. Module 620 performs data symbol matrix multiplication in N P blocks with a transmission basis matrix and a diagonal matrix as follows:

Figure 00000003
Figure 00000003

где

Figure 00000004
есть вектор {NT×1} данных;Where
Figure 00000004
there is a vector {N T × 1} of data;

Figure 00000005
есть заранее оговоренный вектор {NT×1} данных;
Figure 00000005
there is a predefined vector {N T × 1} of data;

Figure 00000006
есть матрица {NT×NT} базиса передачи, которая является унитарной матрицей; и
Figure 00000006
there is a transmission basis matrix {N T × N T }, which is a unitary matrix; and

Figure 00000007
есть диагональная матрица {NT×NT}.
Figure 00000007
there is a diagonal matrix {N T × N T }.

Вектор

Figure 00000004
включает в себя NT элементов для NT передающих антенн с NP элементами, устанавливаемыми в NP символов данных из NP блоков, и остающиеся NT-NP элементы, устанавливаемые в ноль. Вектор
Figure 00000005
включает в себя NT элементов для NT заранее оговоренных символов, которые необходимо отправить от NT передающих антенн в одном периоде символов. Матрица
Figure 00000006
базиса передачи позволяет отправить каждый блок символов данных от всех NT передающих антенн. Это дает возможность всем NP блокам символов данных испытывать схожие условия канала и дополнительно позволяет использоваться единой скорости для всех NP пакетов данных. Матрица
Figure 00000006
также позволяет полной мощности Pant каждой передающей антенны быть использованной для передачи данных. Матрица
Figure 00000006
может быть определена какVector
Figure 00000004
includes N T elements for N T transmit antennas with N P elements set to N P data symbols from N P blocks, and the remaining N T -N P elements set to zero. Vector
Figure 00000005
includes N T elements for N T predetermined symbols to be sent from N T transmit antennas in one symbol period. Matrix
Figure 00000006
The transmission basis allows each block of data symbols to be sent from all N T transmit antennas. This allows all N P blocks of data symbols to experience similar channel conditions and additionally allows the use of a single speed for all N P data packets. Matrix
Figure 00000006
also allows the total power P ant of each transmit antenna to be used for data transmission. Matrix
Figure 00000006
can be defined as

Figure 00000008
Figure 00000008

где

Figure 00000009
есть матрица Адамара - Уолша (Walsh-Hadamard). Матрица
Figure 00000006
также может быть определена какWhere
Figure 00000009
there is a Hadamard-Walsh matrix (Walsh-Hadamard). Matrix
Figure 00000006
can also be defined as

Figure 00000010
Figure 00000010

где

Figure 00000011
есть матрица дискретного преобразования Фурье (DFT) с (k,i)-ым элементом, определенным какWhere
Figure 00000011
is the discrete Fourier transform (DFT) matrix with the (k, i) -th element defined as

Figure 00000012
где m есть индекс ряда и n есть индекс столбца для матрицы
Figure 00000013
с m=1 … NT и n=1 … NT. Диагональная матрица
Figure 00000007
может использоваться для распределения различных мощностей передачи на NP блоков символов данных, соответствующих общему ограничению Ptot мощности передачи для каждой передающей антенны. «Эффективная» характеристика канала, наблюдаемая приемником, тогда равна
Figure 00000014
. Эта схема передачи описывается более подробно в Патентной заявке США номер 10/367,234, озаглавленной «Rate Adaptive Transmission Scheme for MIMO Systems» (Схема передачи с адаптивной скоростью передачи для систем MIMO), зарегистрированной 14 февраля 2003 г.
Figure 00000012
where m is the index of the series and n is the column index for the matrix
Figure 00000013
with m = 1 ... N T and n = 1 ... N T. Diagonal matrix
Figure 00000007
can be used to distribute different transmit powers to N P data symbol blocks corresponding to the general transmit power limit P tot for each transmit antenna. The “effective” channel response observed by the receiver is then equal to
Figure 00000014
. This transmission scheme is described in more detail in US Patent Application No. 10 / 367,234, entitled "Rate Adaptive Transmission Scheme for MIMO Systems", registered February 14, 2003.

Мультиплексор 622 принимает заранее оговоренные символы от модуля 620 матричного умножения, мультиплексирует контрольные символы и предоставляет NT передаваемых последовательностей символов для NT передающих антенн. Модуль 132а передатчика принимает и приводит в нужное состояние NT передаваемых последовательностей символов и формирует NT модулированных сигналов.A multiplexer 622 receives predetermined symbols from the matrix multiplication module 620, multiplexes the pilot symbols, and provides N T transmitted symbol sequences for N T transmit antennas. Transmitter module 132a receives and drives N T transmitted symbol sequences and generates N T modulated signals.

Фиг.6С показывает блок-схему пространственного процессора 130а передачи и модуля 132b передатчика, которые могут использоваться для передачи IR одного пакета за раз в системе MIMO-OFDM. В пространственном процессоре 130а передачи мультиплексор/демультиплексор 610 принимает и демультиплексирует символы данных, мультиплексирует контрольные символы и предоставляет NT передаваемых последовательностей символов для NT передающих антенн.6C shows a block diagram of a spatial spatial processor 130a and a transmitter module 132b that can be used to transmit IR one packet at a time in a MIMO-OFDM system. In the spatial transmit processor 130a, the multiplexer / demultiplexer 610 receives and demultiplexes the data symbols, multiplexes the pilot symbols, and provides N T transmitted symbol sequences for N T transmit antennas.

Модуль 132b передатчика включает в себя NT модуляторов 660а-660t OFDM, и NT передающих радиочастотных модулей 666а-666t для NT передающих антенн. Каждый модулятор 660 OFDM включает в себя модуль 662 обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT) и генератор 664 цикличных префиксов. Каждый модулятор 660 OFDM принимает соответствующую передаваемую последовательность символов от пространственного процессора 130а передачи и группирует каждое множество из NF передаваемых символов и значения сигнала нуля для NF поддиапазонов. (Поддиапазоны, не использованные для передачи данных, заполняются нулями). Модуль 662 IFFT преобразует каждое множество NF передаваемых символов и нулей во временную область, используя NF-точечное обратное быстрое преобразование Фурье, и предоставляет соответствующий преобразованный символ, который содержит NF символов шумоподобной последовательности. Генератор 664 цикличных префиксов повторяет часть каждого преобразованного символа, чтобы получить соответствующий символ OFDM, который содержит NF+Ncp символов шумоподобной последовательности. Повторенная часть называется цикличным префиксом, и Ncp указывает количество повторяемых символов шумоподобной последовательности. Циклический префикс гарантирует, что символ OFDM сохраняет свои ортогональные свойства при наличии многолучевого разброса задержек, вызванного избирательным затуханием частоты (то есть частотной характеристикой, которая неравномерна). Генератор 664 цикличных префиксов предоставляет последовательность символов OFDM для последовательности передаваемых символов, которая дополнительно приведена в нужное состояние посредством ассоциативно связанного передающего радиочастотного модуля 666, чтобы сформировать модулированный сигнал.Transmitter module 132b includes N T OFDM modulators 660a-660t, and N T transmit RF modules 666a-666t for N T transmit antennas. Each OFDM modulator 660 includes an inverse fast Fourier transform (IFFT) module 662 and a cyclic prefix generator 664. Each OFDM modulator 660 receives a corresponding transmitted symbol sequence from the spatial transmit processor 130a and groups each set of N F transmitted symbols and a zero signal value for the N F subbands. (Subbands not used for data transmission are filled with zeros). IFFT module 662 converts each set of N F transmitted symbols and zeros to the time domain using an N F -point inverse fast Fourier transform, and provides a corresponding transformed symbol that contains N F symbols of a noise-like sequence. A cyclic prefix generator 664 repeats a portion of each transformed symbol to obtain a corresponding OFDM symbol that contains N F + N cp symbols of a noise-like sequence. The repeated part is called a cyclic prefix, and N cp indicates the number of repeated characters of the noise-like sequence. The cyclic prefix ensures that the OFDM symbol retains its orthogonal properties in the presence of multipath delay spread caused by selective frequency attenuation (i.e., a frequency response that is uneven). The cyclic prefix generator 664 provides an OFDM symbol sequence for a transmitted symbol sequence, which is further brought to the desired state by an associated radio frequency transmitting module 666 to generate a modulated signal.

Фиг.7А показывает демультиплексирование блока символов данных для примерной системы MIMO-OFDM с четырьмя передающими антеннами (NT=4) и 16 поддиапазонами (NF=16). Блок символов данных может обозначаться как {s}=[s1 s2 … sN]. Для варианта осуществления, показанного на фиг. 7А, демультиплексирование выполняется так, что первые четыре символа s1 по s4 данных в блоке отправляются в поддиапазоне 1 передающих антенн с 1 по 4 соответственно, следующие четыре символа s5 по s8 данных отправляются в поддиапазоне 2 передающих антенн с 1 по 4 соответственно и так далее.7A shows demultiplexing a data symbol block for an exemplary MIMO-OFDM system with four transmit antennas (N T = 4) and 16 subbands (N F = 16). A data symbol block may be denoted as {s} = [s 1 s 2 ... s N ]. For the embodiment shown in FIG. 7A, demultiplexing is performed such that the first four data symbols s 1 through s 4 are sent in a subband 1 of transmission antennas 1 through 4, respectively, the next four data symbols s 5 through s 8 are sent in a subband 2 of transmission antennas 1 through 4, respectively and so on.

Фиг.6D показывает блок-схему пространственного процессора 130c передачи и модуля 132b передатчика, которые могут использоваться для передачи IR множественных пакетов одновременно в системе MIMO-OFDM. В пространственном процессоре 130с передачи мультиплексор/демультиплексор 630 принимает NP блоков символов данных, где 1≤NP≤NS, и предоставляет символы данных в каждом блоке различным поддиапазонам и различным передающим антеннам, как проиллюстрировано ниже. Мультиплексор/демультиплексор 630 также мультиплексирует контрольные символы и предоставляет NT передаваемых последовательностей символов для NT передающих антенн.6D shows a block diagram of a spatial spatial processor 130c and a transmitter module 132b that can be used to transmit IR multiple packets simultaneously in a MIMO-OFDM system. The spatial processor 130c transmit multiplexer / demultiplexer 630 receives N P data symbol blocks, where 1≤N P ≤N S, and provides the data symbols in each block to different subbands and different transmit antennas, as illustrated below. Multiplexer / demultiplexer 630 also multiplexes pilot symbols and provides N T transmitted symbol sequences for N T transmit antennas.

Фиг.7B показывает вариант осуществления мультиплексирования/демультиплексирования двух блоков символов данных (Np=2) для примерной системы MIMO-OFDM с четырьмя передающими антеннами (NT=4) и 16 поддиапазонами (NF=16). Для первого блока символов данных первые четыре символа s1,1, s1,2, s1,3 и s1,4 данных передаются по 1, 2, 3 и 4 поддиапазонам, соответственно, передающих антенн 1, 2, 3 и 4, соответственно. Следующие четыре символа s1,5, s1,6, s1,7 и s1,8 данных оборачиваются и передаются по 5, 6, 7 и 8 поддиапазонам, соответственно, передающих антенн 1, 2, 3 и 4, соответственно. Для второго блока символов данных первые четыре символа s2,1, s2,2, s2,3 и s2,4 данных передаются по 1, 2, 3 и 4 поддиапазонам, соответственно, передающих антенн 3, 4, 1 и 2, соответственно. Следующие четыре символа s2,5, s2,6, s2,7 и s2,8 данных оборачиваются и передаются по 5, 6, 7 и 8 поддиапазонам, соответственно, передающих антенн 3, 4, 1 и 2, соответственно. Для варианта осуществления, показанного на фиг.7В, множество NF значений частотной области для каждой передающей антенны для каждого периода символов включает в себя символы передачи для некоторых поддиапазонов и нули для других поддиапазонов.7B shows an embodiment of multiplexing / demultiplexing two data symbol blocks (N p = 2) for an exemplary MIMO-OFDM system with four transmit antennas (N T = 4) and 16 subbands (N F = 16). For the first block of data symbols, the first four symbols s 1,1 , s 1,2 , s 1,3 and s 1,4 of data are transmitted on 1, 2, 3 and 4 subbands, respectively, of transmitting antennas 1, 2, 3 and 4 , respectively. The next four characters s 1,5 , s 1,6 , s 1,7 and s 1,8 data are wrapped and transmitted on the 5, 6, 7 and 8 subbands, respectively, of the transmitting antennas 1, 2, 3 and 4, respectively. For the second block of data symbols, the first four symbols s 2,1 , s 2,2 , s 2,3 and s 2,4 data are transmitted on 1, 2, 3 and 4 subbands, respectively, of the transmitting antennas 3, 4, 1 and 2 , respectively. The next four characters s 2.5 , s 2.6 , s 2.7 and s 2.8 data are wrapped and transmitted on the 5, 6, 7 and 8 subbands, respectively, of the transmitting antennas 3, 4, 1 and 2, respectively. For the embodiment shown in FIG. 7B, a plurality of N F frequency domain values for each transmit antenna for each symbol period includes transmit symbols for some subbands and zeros for other subbands.

Фиг.7В показывает передачу двух блоков символов данных одновременно через NF поддиапазонов и NT передающих антенн. Вообще, любое количество блоков символов данных может передаваться одновременно через поддиапазоны и передающие антенны. Например, один, два, три или четыре блока символов данных могут передаваться одновременно на фиг.7В. Однако количество блоков символов данных, которое может надежно предаться одновременно, зависит от ранга канала MIMO, так что NP следует быть меньше либо равным NS. Схема передачи, показанная на фиг.7В, предусматривает простую адаптацию передачи различного количества блоков символов данных одновременно на основе ранга канала MIMO.FIG. 7B shows the transmission of two blocks of data symbols simultaneously over N F subbands and N T transmit antennas. In general, any number of data symbol blocks can be transmitted simultaneously through subbands and transmit antennas. For example, one, two, three, or four blocks of data symbols may be transmitted simultaneously in FIG. However, the number of data symbol blocks that can be reliably transmitted at the same time depends on the rank of the MIMO channel, so that N P should be less than or equal to N S. The transmission scheme shown in FIG. 7B provides a simple transmission adaptation of a different number of data symbol blocks simultaneously based on the rank of the MIMO channel.

Для варианта осуществления, показанного на фиг.7В, каждый блок символов данных передается диагонально через NF поддиапазонов и от всех NT передающих антенн. Это обеспечивает как частотное, так и пространственное разнесение для всех NP блоков символов данных, передаваемых одновременно, которые позволяют использовать единую скорость для всех пакетов данных. Однако различные скорости также могут использоваться для различных пакетов данных, передаваемых одновременно. Использование различных скоростей может обеспечивать лучшую характеристику для некоторых приемников, таких как, например, линейный приемник, который не обеспечивает выполнение схемы IDD. Передача IR многочисленных пакетов данных с различными скоростями одновременно описывается в Патентной заявке США номер 10/785,292, озаглавленной «Incremental Redundancy Transmission for Multiple Parallel Channels in a MIMO Communication System» (Передача с инкрементальной избыточностью для множественных параллельных каналов в системе связи MIMO), зарегистрированной 23 февраля 2004 г.For the embodiment shown in FIG. 7B, each data symbol block is transmitted diagonally through NF subbands and from all N T transmit antennas. This provides both frequency and spatial diversity for all N P blocks of data symbols transmitted simultaneously, which allow using a single speed for all data packets. However, different rates can also be used for different data packets transmitted simultaneously. The use of different speeds may provide better performance for some receivers, such as, for example, a line receiver that does not support the execution of the IDD circuit. IR transmission of multiple data packets at different rates is simultaneously described in US Patent Application No. 10 / 785,292, entitled “Incremental Redundancy Transmission for Multiple Parallel Channels in a MIMO Communication System”, registered with MIMO February 23, 2004

Мультиплексирование/демультиплексирование также может выполняться другими методами при достижении как частотного, так и пространственного разнесения. Например, мультиплексирование/демультиплексирование может быть таким, что все NF поддиапазонов каждой передающей антенны используются для перенесения передаваемых символов. Поскольку полная мощность каждой передающей антенны ограничивается Pant, количество мощности передачи, доступное для каждого символа передачи, зависит от количества поддиапазонов, переносящих символы передачи.Multiplexing / demultiplexing can also be performed by other methods when achieving both frequency and spatial diversity. For example, multiplexing / demultiplexing may be such that all N F subbands of each transmit antenna are used to carry the transmitted symbols. Since the total power of each transmit antenna is limited by P ant , the amount of transmit power available for each transmit symbol depends on the number of subbands carrying the transmit symbols.

Возвращаясь обратно к фиг.6D, модуль 132b передатчика принимает и приводит в нужное состояние NT передаваемых последовательностей символов от пространственного процессора 130с передачи и формирует NT модулированных сигналов.Returning back to FIG. 6D, the transmitter module 132b receives and brings to the desired state N T transmitted symbol sequences from the spatial transmit processor 130 c and generates N T modulated signals.

2. Приемник 2. Receiver

Фиг.8А показывает блок-схему приемника 150а, которая является одним из вариантов осуществления приемника 150 на фиг. 1. В приемнике 150а NR приемных антенн 810а-810r принимают NT модулированных сигналов, переданных передатчиком 110, и предоставляют NR принятых сигналов NR принимающим радиочастотным модулям 812а-812r соответственно, в модуле 154 приемника. Каждый принимающий радиочастотный модуль 812 приводит в нужное состояние и оцифровывает свой принятый сигнал и предоставляет поток символов/символов шумоподобной последовательности. Для системы MIMO с единственной несущей демодуляторы 814а-814r OFDM не нужны, и каждый принимающий радиочастотный модуль 812 предоставляет поток символов соответствующему демультиплексору 816 непосредственно. Для системы MIMO-OFDM каждый принимающий радиочастотный модуль 812 предоставляет поток символов шумоподобной последовательности соответствующему демодулятору 814 OFDM. Каждый демодулятор 814 OFDM выполняет демодуляцию OFDM на его потоке символов шумоподобной последовательности посредством (1) удаления цикличного префикса в каждом принятом символе OFDM, чтобы получить принятый преобразованный символ, и (2) преобразования каждого принятого преобразованного символа к частотной области с помощью быстрого преобразования Фурье (FFT), чтобы получить NF принятых символов для NF поддиапазонов. Для обеих систем демультиплексоры 816а-816r принимают NR потоков символов от принимающих радиочастотных модулей 812 или демодуляторов 814 OFDM, предоставляют NR принятых последовательностей символов (для данных) для каждого интервала пространственному процессору 160а приема и предоставляют принятые контрольные символы блоку 172 оценки канала.FIG. 8A shows a block diagram of a receiver 150a, which is one embodiment of a receiver 150 in FIG. 1. At the receiver 150 a, N R receive antennas 810 a through 810 r receive N T modulated signals transmitted by the transmitter 110 and provide N R received signals N R to the receiving RF modules 812 a through 812 r, respectively, in the receiver module 154. Each receiving RF module 812 brings to the desired state and digitizes its received signal and provides a stream of symbols / symbols of a noise-like sequence. For a single-carrier MIMO system, OFDM demodulators 814a-814r are not needed, and each receiving RF module 812 provides a symbol stream to a corresponding demultiplexer 816 directly. For the MIMO-OFDM system, each receiving RF module 812 provides a noise-like sequence symbol stream to a corresponding OFDM demodulator 814. Each OFDM demodulator 814 performs OFDM demodulation on its noise-like sequence symbol stream by (1) removing a cyclic prefix in each received OFDM symbol to obtain a received converted symbol, and (2) converting each received converted symbol to the frequency domain using a fast Fourier transform ( FFT) to obtain N F received symbols for N F subbands. For both systems, demultiplexers 816a through 816r receive N R symbol streams from receiving RF modules 812 or OFDM demodulators 814, provide N R received symbol sequences (for data) for each slot to a receive spatial processor 160a, and provide received pilot symbols to a channel estimator 172.

Пространственный процессор 160а приема включает в себя детектор 820 и мультиплексор 822. Детектор 820 выполняет пространственную либо пространственно-временную обработку (или «обнаружение») на NR принятых последовательностях символов, чтобы получить NT обнаруженных последовательностей символов. Каждый обнаруженный символ является оценкой символа данных, переданного передатчиком. Детектор 820 может реализовать детектор объединения с максимальным отношением (MRC), линейный детектор обращения в нуль (ZF) незначащих коэффициентов (который также называет детектором обращения матрицы корреляции канала (CCMI)), детектор минимальной среднеквадратической ошибки (MMSE), линейный корректор MMSE (MMSE-LE), корректор с решающей обратной связью (DFE) или какой-либо другой детектор/корректор. Обнаружение может выполняться на основе оценки матрицы

Figure 00000001
характеристик канала, если пространственная обработка не выполняется на передатчике. В альтернативном варианте осуществления обнаружение может выполняться на основе эффективной матрицы
Figure 00000015
оценки канала, если символы данных заранее перемножаются с матрицей
Figure 00000006
базиса передачи на передатчике для системы MIMO с единственной несущей. Для простоты последующее описание предполагает, что матрица
Figure 00000006
базиса передачи не использовалась. Модель для системы MIMO-OFDM может выражаться как:The receive spatial processor 160a includes a detector 820 and a multiplexer 822. The detector 820 performs spatial or space-time processing (or "detection") on N R received symbol sequences to obtain N T detected symbol sequences. Each detected symbol is an estimate of the data symbol transmitted by the transmitter. Detector 820 may implement a maximum ratio combining (MRC) detector, a linear zero-return (ZF) detector of negligible coefficients (also called a channel correlation matrix (CCMI) detector), a minimum mean square error (MMSE) detector, and an MMSE linear corrector (MMSE) -LE), decision feedback equalizer (DFE), or some other detector / corrector. Detection may be performed based on matrix estimation
Figure 00000001
channel characteristics if spatial processing is not performed at the transmitter. In an alternative embodiment, detection may be based on an effective matrix
Figure 00000015
channel estimates if the data symbols are pre-multiplied with the matrix
Figure 00000006
transmitter base for a single carrier MIMO system. For simplicity, the following description assumes that the matrix
Figure 00000006
transmission basis was not used. The model for the MIMO-OFDM system can be expressed as:

Figure 00000016
Figure 00000016

где

Figure 00000017
есть вектор {NT×1} данных с NT элементами для NT символов данных, переданных от NT передающих антенн по поддиапазону k;Where
Figure 00000017
there is a vector {N T × 1} of data with N T elements for N T data symbols transmitted from N T transmit antennas over subband k;

Figure 00000018
есть вектор {NR×1} приема с NR элементами для NR принятых символов, полученных через NR приемных антенн по поддиапазону k;
Figure 00000018
there is a receiving vector {N R × 1} with N R elements for N R received symbols received through N R receiving antennas over subband k;

Figure 00000019
есть матрица {NR×NT} характеристик канала для поддиапазона k; и
Figure 00000019
there is a matrix of {N R × N T } channel characteristics for subband k; and

Figure 00000020
есть вектор аддитивного белого гауссовского шума (AWGN).
Figure 00000020
is the additive white Gaussian noise (AWGN) vector.

Вектор

Figure 00000021
предполагается имеющим нулевое значение, и ковариационная матрица
Figure 00000022
, где
Figure 00000023
есть дисперсия шума, и
Figure 00000024
есть единичная матрица с единичками по диагонали и нулями где-либо еще.Vector
Figure 00000021
assumed to be zero, and the covariance matrix
Figure 00000022
where
Figure 00000023
there is noise variance, and
Figure 00000024
there is an identity matrix with ones on the diagonal and zeros elsewhere.

Для системы MIMO-OFDM приемник выполняет обнаружение раздельно для каждого из поддиапазонов, используемых для передачи данных. Следующее описание предназначено для одного поддиапазона, и для простоты индекс k диапазона опускается в математическом выводе. Следующее описание также применимо для системы MIMO с единственной несущей. Для простоты предполагается, что вектор

Figure 00000004
включает в себя NT символов данных, отправленных от NT передающих антенн.For a MIMO-OFDM system, the receiver performs detection separately for each of the subbands used for data transmission. The following description is for one subband, and for simplicity, the index k of the range is omitted in the mathematical derivation. The following description also applies to a single carrier MIMO system. For simplicity, it is assumed that the vector
Figure 00000004
includes N T data symbols sent from N T transmit antennas.

Пространственная обработка посредством детектора MRC может выражаться как:Spatial processing through an MRC detector can be expressed as:

Figure 00000025
Figure 00000025

где

Figure 00000026
есть характеристика детектора MRC, которая равна
Figure 00000027
;Where
Figure 00000026
there is a characteristic of the MRC detector, which is equal
Figure 00000027
;

Figure 00000028
есть вектор {NT×1} обнаруженных символов для детектора MRC; и
Figure 00000028
there is a vector {N T × 1} of detected symbols for the MRC detector; and

H” обозначает сопряженное транспонирование.H ” stands for conjugate transpose.

Обнаруженный символ для передающей антенны i может выражаться как

Figure 00000029
, где
Figure 00000030
есть i-тый столбец
Figure 00000026
, и задается как
Figure 00000031
, где
Figure 00000032
есть вектор характеристики канала между передающей антенной i и NR приемными антеннами.The detected symbol for the transmitting antenna i can be expressed as
Figure 00000029
where
Figure 00000030
there is an i-th column
Figure 00000026
, and is set as
Figure 00000031
where
Figure 00000032
there is a channel response vector between the transmitting antenna i and N R receiving antennas.

Пространственная обработка посредством детектора MMSE может выражаться как:Spatial processing through an MMSE detector can be expressed as:

Figure 00000033
Figure 00000033

гдеWhere

Figure 00000034
для детектора MMSE. Характеристика детектора MMSE для передающей антенны i может выражаться как
Figure 00000034
for MMSE detector. The MMSE detector characteristic for transmit antenna i can be expressed as

Figure 00000035
Figure 00000035

Пространственная обработка посредством детектора обращения в нуль незначащих коэффициентов может выражаться как:Spatial processing by means of a zero vanishing detector can be expressed as:

Figure 00000036
Figure 00000036

гдеWhere

Figure 00000037
для детектора обращения в нуль незначащих коэффициентов. Характеристика детектора обращения в нуль незначащих коэффициентов для передающей антенны i может выражаться как
Figure 00000037
for a zero vanishing detector. The characteristic of the zero vanishing detector for transmitting antenna i can be expressed as

Figure 00000038
Figure 00000038

Для каждого интервала детектор 820 предоставляет NT обнаруженных последовательностей символов, которые соответствуют NT элементам

Figure 00000039
. Мультиплексор 822 принимает NT обнаруженных последовательностей символов от детектора 820 и выполняет обработку дополнительно к выполненной пространственным процессором 130 передачи на передатчике. Если только один блок символов данных передается в каждом интервале, как для пространственного процессора 130а передачи на фиг. 6А и 6С, то мультиплексор 822 мультиплексирует обнаруженные символы в NT последовательностях в один обнаруженный блок символов. Если многочисленные блоки символов данных передаются в каждом интервале, как для пространственных процессоров 130а и 130с передачи на фиг. 6В и 6D соответственно, то мультиплексор 822 мультиплексирует и демультиплексирует обнаруженные символы в NT последовательностях в NP обнаруженных блоков символов (не показаны на фиг.8А). В любом случае, каждый обнаруженный блок символов является оценкой блока символов данных, переданного передатчиком.For each interval, detector 820 provides N T detected symbol sequences that correspond to N T elements
Figure 00000039
. A multiplexer 822 receives N T detected symbol sequences from the detector 820 and performs processing in addition to the transmission performed by the spatial processor 130 at the transmitter. If only one block of data symbols is transmitted in each slot, as for the spatial transmit processor 130a in FIG. 6A and 6C, the multiplexer 822 multiplexes the detected symbols in N T sequences into one detected symbol block. If multiple blocks of data symbols are transmitted in each slot, as for the spatial transmit processors 130a and 130c in FIG. 6B and 6D, respectively, the multiplexer 822 multiplexes and demultiplexes the detected symbols in N T sequences in N P detected symbol blocks (not shown in FIG. 8A). In any case, each detected symbol block is an estimate of the data symbol block transmitted by the transmitter.

Блок 172 оценки канала оценивает матрицу

Figure 00000001
характеристик канала для канала MIMO и минимальный уровень шума в приемнике (например, на основе принятых контрольных символов) и предоставляет оценки канала контроллеру 180. В контроллере 180 модуль 176 вычисления матриц выводит характеристику
Figure 00000040
детектора (которая может быть
Figure 00000041
Figure 00000042
или
Figure 00000043
на основе оцененной матрицы характеристик канала, как описано выше, и предоставляет характеристику детектора детектору 820. Детектор 820 предварительно перемножает вектор
Figure 00000044
Channel estimator 172 estimates the matrix
Figure 00000001
channel characteristics for the MIMO channel and the minimum noise level at the receiver (for example, based on the received pilot symbols) and provides channel estimates to the controller 180. In the controller 180, the matrix calculation module 176 outputs the characteristic
Figure 00000040
detector (which may be
Figure 00000041
Figure 00000042
or
Figure 00000043
based on the estimated channel response matrix, as described above, and provides the detector response to the detector 820. The detector 820 pre-multiplies the vector
Figure 00000044

принятых символов с характеристикой

Figure 00000040
детектора, чтобы получить вектор
Figure 00000039
обнаруженных символов. Селектор 174 скорости (который реализуется контроллером 180 для варианта осуществления приемника, показанного на фиг.8А) выполняет выбор скорости на основе оценок канала, как описано ниже. Таблица 184 поиска (LUT) хранит множество скоростей, поддерживаемых системой MIMO, и множество значений параметра, ассоциативно связанных с каждой скоростью (например, скорость передачи данных, размер пакета, схема кодирования или скорость кода, схема модуляции и так далее для каждой скорости). Селектор 174 скорости обращается к LUT 184 за информацией, используемой для выбора скорости.received characters with characteristic
Figure 00000040
detector to get a vector
Figure 00000039
detected characters. A speed selector 174 (which is implemented by the controller 180 for the receiver embodiment shown in FIG. 8A) performs speed selection based on channel estimates, as described below. A search table (LUT) 184 stores a plurality of rates supported by the MIMO system and a plurality of parameter values associated with each rate (e.g., data rate, packet size, coding scheme or code rate, modulation scheme, etc. for each rate). The speed selector 174 accesses the LUT 184 for information used to select the speed.

Фиг.8В показывает блок-схему процессора 170а принимаемых данных, который является одним из вариантов осуществления процессора 170 принимаемых данных на фиг.1 и 8А. В процессоре 170а принимаемых данных модуль 830 восстановления символов принимает обнаруженные блоки символов от пространственного процессора 160а приема, один блок за раз. Для каждого обнаруженного блока символов модуль 830 восстановления символов демодулирует обнаруженные символы в соответствии со схемой модуляции, используемой для того блока (как указано регулировкой демодуляции от контроллера 180), и предоставляет демодулированный блок данных обращенному перемежителю 840 канала. Обращенный перемежитель 840 канала включает в себя демультиплексор 842 и NB обратных перемежителей 844a-844nb блоков. До приема нового пакета данных обратные перемежители 844а по 844nb блоков инициализируются стираниями. Стиранием является значение, которое заменяет на отсутствующий бит кода (то есть, один еще не принятый), и задающее соответствующий вес в процессе декодирования. Мультиплексор 842 принимает демодулированные блоки данных от модуля 830 восстановления символов и предоставляет каждый демодулированный блок данных надлежащему обращенному перемежителю 844 блоков. Каждый обращенный перемежитель 844 блоков обратно перемежает демодулированные данные в их блоке способом, дополнительным к перемежению, выполняемому на передатчике для того блока. Если перемежение зависит от выбранной скорости, то контроллер 180 предоставляет регулировку обращенного перемежения, чтобы блокировать обращенные перемежители 844, как указывается пунктирной линией.FIG. 8B shows a block diagram of a received data processor 170a, which is one embodiment of a received data processor 170 in FIGS. 1 and 8A. In the received data processor 170a, the symbol recovery module 830 receives the detected symbol blocks from the spatial reception processor 160a, one block at a time. For each detected symbol block, the symbol recovery module 830 demodulates the detected symbols in accordance with the modulation scheme used for that block (as indicated by the demodulation adjustment from the controller 180), and provides a demodulated data block to the channel deinterleaver 840. Reversed channel interleaver 840 includes a demultiplexer 842 and N B block inverse interleavers 844a-844nb. Prior to receiving a new data packet, block deinterleavers 844a through 844nb are initialized with erasures. An erasure is a value that replaces with a missing bit of code (that is, one that has not yet been accepted), and that sets the corresponding weight in the decoding process. A multiplexer 842 receives demodulated data blocks from a symbol recovery module 830 and provides each demodulated data block to a proper inverse block interleaver 844. Each inverted block interleaver 844 interleaves demodulated data back in their block in a manner complementary to the interleaving performed on the transmitter for that block. If the interleaving is dependent on the selected speed, then the controller 180 provides a reverse interleave adjustment to block the inverted interleavers 844, as indicated by the dashed line.

Когда бы ни принимался новый блок символов данных от передатчика для пакета данных, декодирование выполняется заново на всех блоках, принятых для того пакета. Модуль 848 повторной сборки образует пакет обратно перемеженных данных для последующего декодирования. Обратно перемеженный пакет данных содержит (1) обратно перемеженные блоки данных для всех блоков символов данных, принятых для текущего пакета, и (2) стирания для блоков символов данных, не принятых для текущего пакета. Модуль 848 повторной сборки выполняет повторную сборку методом, дополнительным к разделению, выполненному передатчиком, как указывается регулировкой повторной сборки от контроллера 180.Whenever a new block of data symbols is received from the transmitter for a data packet, decoding is performed again on all blocks received for that packet. The reassembly module 848 forms a packet of deinterleaved data for subsequent decoding. A deinterleaved data packet contains (1) deinterleaved data blocks for all data symbol blocks received for the current packet, and (2) deletion for data symbol blocks not received for the current packet. The reassembly module 848 performs reassembly by a method complementary to the separation performed by the transmitter, as indicated by the reassembly adjustment from the controller 180.

Декодер 850 исправления расширенного кода ошибки (ЕЕС) декодирует обратно перемеженный пакет данных способом, дополнительным к кодированию FEC (прямое исправление ошибок), выполненному на передатчике, как указывается регулировкой декодирования от контроллера 180. Например, турбодекодер либо декодер Витерби (Viterbi) могут использоваться для декодера 850 FEC, если турбо- или сверточное кодирование соответственно выполняется на передатчике. Декодер 850 FEC предоставляет декодированный пакет для текущего пакета. Проверочное устройство 852 CRC проверяет декодированный пакет, чтобы определить безошибочно ли декодирован пакет или с ошибкой, и предоставляет состояние декодированного пакета.Enhanced Error Code Correction (EEC) decoder 850 decodes the de-interleaved data packet in a manner complementary to FEC (forward error correction) encoding performed on the transmitter, as indicated by the decoding adjustment from controller 180. For example, a turbo decoder or a Viterbi decoder can be used to an 850 FEC decoder if turbo or convolutional coding is respectively performed on the transmitter. The 850 FEC decoder provides a decoded packet for the current packet. The CRC verification device 852 checks the decoded packet to determine if the packet is correctly decoded or in error, and provides the status of the decoded packet.

Фиг.9А показывает блок-схему приемника 150b, которая является другим вариантом осуществления приемника 150 на фиг.1. Приемник 150b реализует схему итеративного обнаружения и декодирования (IDD). Для простоты, схема IDD описывается ниже для схемы кодирования, показанной на фиг.4В и 5, которая кодирует пакет данных на три части - систематические биты {cdata}, первые биты {cp1} контроля четности и вторые биты {cp2} контроля четности.FIG. 9A shows a block diagram of a receiver 150b, which is another embodiment of a receiver 150 in FIG. The receiver 150b implements an iterative detection and decoding (IDD) scheme. For simplicity, the IDD scheme is described below for the coding scheme shown in FIGS. 4B and 5, which encodes a data packet into three parts — systematic bits {c data }, first bits {c p1 } of parity and second bits {c p2 } of control parity.

Приемник 150b включает в себя детектор 920 и декодер 950 FEC, которые выполняют итеративное обнаружение и декодирование на принятых символах для пакета данных, чтобы получить декодированный пакет. Схема IDD пользуется возможностями по исправлению ошибок кода канала, чтобы обеспечить улучшенную характеристику. Это достигается посредством итеративного прохождения априорной информации между детектором 920 и декодером 950 FEC в течение Ndd итераций,Receiver 150b includes a detector 920 and an FEC decoder 950, which iteratively detect and decode the received symbols for the data packet to obtain a decoded packet. The IDD scheme takes advantage of channel code error correction capabilities to provide improved performance. This is achieved by iteratively passing a priori information between detector 920 and FEC decoder 950 during N dd iterations,

где Ndd>1, как описано ниже. Априорная информация указывает правдоподобие переданных битов.where N dd > 1, as described below. A priori information indicates the likelihood of the transmitted bits.

Приемник 150b включает в себя пространственный процессор 160b приема и процессор 170b принимаемых данных. Внутри пространственного процессора 160b приема буфер 918 принимает и сохраняет NR принятых последовательностей символов, предоставленных модулем 154 приемника для каждого интервала. Когда бы ни принимался новый блок символов данных от передатчика для пакета данных, итеративное обнаружение и декодирование выполняется заново (то есть с начала) на всех принятых символах для всех блоков, принятых для того пакета. Детектор 920 выполняет пространственную обработку или обнаружение на NR принятых последовательностях символов для каждого принятого блока и предоставляет NT обнаруженных последовательностей символов для этого блока. Детектор 920 может реализовать детектор MRC, детектор обращения в нуль незначащих коэффициентов, детектор MMSE или какой-либо другой детектор/корректор. Для простоты, ниже описывается обнаружение с детектором MMSE.Receiver 150b includes a spatial receive processor 160b and a received data processor 170b. Inside the receive spatial processor 160b, a buffer 918 receives and stores N R received symbol sequences provided by the receiver module 154 for each slot. Whenever a new block of data symbols is received from the transmitter for a data packet, iterative detection and decoding is performed anew (that is, from the beginning) on all received symbols for all blocks received for that packet. Detector 920 performs spatial processing or detection on the N R received symbol sequences for each received block and provides N T detected symbol sequences for this block. Detector 920 may implement an MRC detector, a null factor detector, an MMSE detector, or some other detector / corrector. For simplicity, detection with an MMSE detector is described below.

Для детектора MMSE с итеративным обнаружением и декодированием, обнаруженный символ

Figure 00000045
для передающей антенны i может выражаться:For MMSE detector with iterative detection and decoding, the detected symbol
Figure 00000045
for transmitting antenna i can be expressed:

Figure 00000046
Figure 00000046

где

Figure 00000047
и
Figure 00000048
выводятся на основе критерия MMSE, который может выражаться как:Where
Figure 00000047
and
Figure 00000048
are derived based on the MMSE criterion, which can be expressed as:

Figure 00000049
Figure 00000049

Решения к оптимизационной задаче, поставленной в равенстве (7), могут выражаться как:Solutions to the optimization problem posed in equality (7) can be expressed as:

Figure 00000050
Figure 00000050

и and

Figure 00000051
Figure 00000051

с

Figure 00000052
from
Figure 00000052

Figure 00000053
Figure 00000053

иand

Figure 00000054
Figure 00000054

где

Figure 00000055
есть i-ый столбец матрицы
Figure 00000001
характеристик канала;Where
Figure 00000055
there is the i-th column of the matrix
Figure 00000001
channel characteristics;

Figure 00000056
равен
Figure 00000001
с установленным в нуль i-ым столбцом;
Figure 00000056
is equal to
Figure 00000001
with the i-th column set to zero;

Figure 00000057
есть вектор {(NT-1)×1}, полученный посредством удаления i-ого элемента
Figure 00000004
;
Figure 00000057
there is a vector {(N T -1) × 1} obtained by removing the ith element
Figure 00000004
;

Figure 00000058
есть ожидаемые значения элементов вектора
Figure 00000059
; и
Figure 00000058
there are expected values of vector elements
Figure 00000059
; and

Figure 00000060
есть ковариационная матрица вектора
Figure 00000061
.
Figure 00000060
is the covariance matrix of the vector
Figure 00000061
.

Матрица

Figure 00000062
является векторным проигрышем энергии вектора
Figure 00000032
характеристик канала для передающей антенны i.Matrix
Figure 00000062
is a vector loss of vector energy
Figure 00000032
channel characteristics for transmitting antenna i.

Матрица

Figure 00000063
является ковариационной матрицей взаимного влияния на передающую антенну i. Вектор
Figure 00000064
является ожидаемым значением взаимного влияния на передающую антенну i.Matrix
Figure 00000063
is the covariance matrix of the mutual influence on the transmitting antenna i. Vector
Figure 00000064
is the expected value of the mutual influence on the transmitting antenna i.

Равенство (6) может быть упрощено как:Equality (6) can be simplified as:

Figure 00000065
Figure 00000065

где

Figure 00000066
и
Figure 00000067
есть выборка гауссова шума с нулевым значением и дисперсией
Figure 00000068
Where
Figure 00000066
and
Figure 00000067
there is a sample of Gaussian noise with zero value and dispersion
Figure 00000068

Выборка гауссова шума

Figure 00000069
предполагает, что взаимное влияние от других передающих антенн является гауссовым после детектора MMSE.Gaussian noise sample
Figure 00000069
suggests that the interference from other transmitting antennas is Gaussian after the MMSE detector.

В последующем описании верхний индекс n означает n-ую итерацию обнаружения/декодирования, и нижний индекс m обозначает m-ый блок символов данных, принятый для текущего восстанавливаемого пакета. Для первой итерации (то есть n=1) обнаружение основывается исключительно на принятых символах, поскольку нет априорной информации, доступной от декодера FEC. Отсюда допускаются биты, с равной вероятностью являющиеся '1' либо '0'. В этом случает, равенство (8) уменьшается до линейного детектора MMSE, который может задаваться какIn the following description, the superscript n denotes the nth detection / decoding iteration, and the subscript m denotes the mth data symbol block received for the current packet being restored. For the first iteration (i.e., n = 1), the detection is based solely on the received symbols, since there is no a priori information available from the FEC decoder. From here, bits are allowed that are equally likely to be '1' or '0'. In this case, equality (8) is reduced to a linear MMSE detector, which can be set as

Figure 00000070
. Для каждой последующей итерации (то есть n>1), априорная информация, предоставляемая декодером FEC, используется детектором. Так как количество итераций увеличивается, взаимное влияние уменьшается и детектор стремится к детектору MRC, который достигает полного разнесения.
Figure 00000070
. For each subsequent iteration (i.e., n> 1), the prior information provided by the FEC decoder is used by the detector. As the number of iterations increases, the mutual influence decreases and the detector tends to the MRC detector, which reaches full diversity.

Для каждого блока символов данных, принятых для текущего пакета, детектор 920 на фиг.9А выполняет обнаружение на NR принятых последовательностях символов для того блока и предоставляет NT обнаруженных последовательностей символов. Мультиплексор 922 мультиплексирует обнаруженные символы в NT последовательностях, чтобы получить обнаруженный блок символов, который предоставляется процессору 170b принимаемых данных. Обнаруженный блок символов, полученный на n-ой итерации обнаружения/декодирования для m-ого блока символов данных, обозначается как

Figure 00000071
.For each block of data symbols received for the current packet, the detector 920 in FIG. 9A detects on N R received symbol sequences for that block and provides N T detected symbol sequences. A multiplexer 922 multiplexes the detected symbols in N T sequences to obtain a detected symbol block that is provided to the received data processor 170b. The detected symbol block obtained at the nth detection / decoding iteration for the mth data symbol block is denoted as
Figure 00000071
.

В процессоре 170b принимаемых данных модуль 930 логарифмического отношения правдоподобия (LLR) принимает обнаруженные символы от пространственного процессора 160b приема и вычисляет LLR B битов кода для каждого обнаруженного символа. Каждый обнаруженный символ

Figure 00000072
является оценкой символа
Figure 00000073
данных, которая получается посредством преобразования B битов кода b i=[bi,1 bi,2 … bi,B] в точку на сигнальном созвездии. LLR для j-ого бита обнаруженного символа
Figure 00000072
может выражаться как:In the received data processor 170b, the logarithmic likelihood ratio (LLR) module 930 receives the detected symbols from the spatial reception processor 160b and calculates LLR B code bits for each detected symbol. Each character found
Figure 00000072
is a character rating
Figure 00000073
data, which is obtained by converting B bits of code b i = [b i, 1 b i, 2 ... b i, B ] to a point on the signal constellation. LLR for the jth bit of a detected symbol
Figure 00000072
may be expressed as:

Figure 00000074
Figure 00000074

где

Figure 00000075
есть j-ый бит для обнаруженного символа
Figure 00000072
;Where
Figure 00000075
there is a j-th bit for the detected character
Figure 00000072
;

Figure 00000076
есть вероятность обнаруженного символа
Figure 00000072
с битом
Figure 00000075
являться 1;
Figure 00000076
there is a probability of a detected character
Figure 00000072
with a bit
Figure 00000075
be 1;

Figure 00000077
есть вероятность обнаруженного символа
Figure 00000072
с битом
Figure 00000075
являться -1 (то есть '0');
Figure 00000077
there is a probability of a detected character
Figure 00000072
with a bit
Figure 00000075
be -1 (i.e. '0');

и

Figure 00000078
есть LLR бита
Figure 00000075
.and
Figure 00000078
have LLR bits
Figure 00000075
.

LLR {

Figure 00000079
} представляют априорную информацию, предоставленную детектором декодеру FEC, и называется так же, как и LLR детектора.LLR {
Figure 00000079
} represent the a priori information provided by the detector to the FEC decoder, and is called the same as the LLR of the detector.

Для простоты перемежение предполагается таким, чтобы B битов для каждого обнаруженного символа

Figure 00000072
являлись независимыми. Равенство (14) тогда может выражаться как:For simplicity, the interleaving is assumed such that B bits for each detected symbol
Figure 00000072
were independent. Equality (14) can then be expressed as:

Figure 00000080
Figure 00000080

где

Figure 00000081
есть множество точек в сигнальном созвездии, чей j-тый бит равен q,Where
Figure 00000081
there are many points in the signal constellation whose jth bit is q,

s есть символ модуляции или оцениваемая точка в множестве

Figure 00000081
(то есть «гипотетический» символ);s is a modulation symbol or an estimated point in the set
Figure 00000081
(that is, a “hypothetical” symbol);

Figure 00000082
есть коэффициент усиления для передающей антенны i и определяется выше;
Figure 00000082
there is a gain for the transmitting antenna i and is determined above;

Figure 00000083
есть дисперсия выборки гауссова шума
Figure 00000069
для обнаруженного символа
Figure 00000072
;
Figure 00000083
there is a variance of the sample of Gaussian noise
Figure 00000069
for a detected character
Figure 00000072
;

Figure 00000084
есть множество B битов для гипотетического символа s;
Figure 00000084
there are many B bits for the hypothetical character s;

Figure 00000085
равен
Figure 00000084
с удаленным j-ым битом;
Figure 00000085
is equal to
Figure 00000084
with the jth bit removed;

Figure 00000086
есть множество LLR, полученных от декодера FEC для B битов гипотетического символа s;
Figure 00000086
there are many LLRs received from the FEC decoder for B bits of the hypothetical symbol s;

Figure 00000087
равен
Figure 00000088
с декодером LLR для удаленного j-ого бита (то есть,
Figure 00000089
); и
Figure 00000087
is equal to
Figure 00000088
with an LLR decoder for the remote jth bit (i.e.,
Figure 00000089
); and

"T" обозначает транспонирование.T ” stands for transposition.

Декодер LLR для (i, j)-ого бита может выражаться как:The LLR decoder for the (i, j) -th bit can be expressed as:

Figure 00000090
Figure 00000090

где

Figure 00000091
есть вероятность бита
Figure 00000075
являться 1; иWhere
Figure 00000091
there is a chance of a bit
Figure 00000075
be 1; and

Figure 00000092
есть вероятность бита
Figure 00000075
являться -1.
Figure 00000092
there is a chance of a bit
Figure 00000075
be -1.

Для первой итерации (n=l) все элементы

Figure 00000088
(j) устанавливаются в нули, чтобы обозначать равную вероятность каждого бита быть 1 или -1, так как нет априорной информации, доступной для бита. Для каждой последующей итерации элементы
Figure 00000093
(j) вычисляются на основе «гибких» значений для битов из декодера FEC. Модуль 930 вычисления LLR предоставляет LLR для битов кода каждого обнаруженного символа, принятого от пространственного процессора 160b приема. Блок LLR, полученный на n-ой итерации обнаружения/декодирования для m-ого блока символов данных, обозначается как
Figure 00000094
.For the first iteration (n = l), all elements
Figure 00000088
(j) are set to zeros to indicate the equal probability of each bit being 1 or -1, since there is no a priori information available for the bit. For each subsequent iteration, the elements
Figure 00000093
(j) are computed based on “flexible” values for the bits from the FEC decoder. LLR calculation module 930 provides an LLR for the code bits of each detected symbol received from the receive spatial processor 160b. The LLR block obtained at the nth detection / decoding iteration for the mth data symbol block is denoted as
Figure 00000094
.

Обращенный перемежитель 940 канала принимает и обратно перемежает каждый блок LLR от модуля 930 вычисления LLR, и предоставляет обратно перемеженные LLR для блока. Модуль 948 повторной сборки формирует пакет LLR, который содержит (1) блоки обратно перемеженных LLR от обращенного перемежителя 940 канала для всех блоков символов данных, принятых от передатчика, и (2) блоки нулевых LLR для непринятых блоков символов данных. Пакет LLR для n-ой итерации обнаружения/декодирования обозначается как

Figure 00000095
. Декодер 950 FEC принимает и декодирует пакет LLR от модуля 948 повторной сборки, как описано ниже.The reverse channel interleaver 940 receives and interleaves each LLR block from the LLR calculation unit 930, and provides back-interleaved LLRs for the block. The reassembly module 948 generates an LLR packet that contains (1) blocks of deinterleaved LLRs from channel deinterleaver 940 for all data symbol blocks received from the transmitter, and (2) zero LLR blocks for unreceived data symbol blocks. The LLR packet for the nth detection / decoding iteration is denoted as
Figure 00000095
. The FEC decoder 950 receives and decodes the LLR packet from the reassembly module 948, as described below.

Фиг.9В показывает блок-схему турбодекодера 950а, который может применяться для декодеров 950 и 850 FEC на фиг.9А и 8В соответственно. Турбодекодер 950а выполняет итеративное декодирование для параллельно связанного сверточного кода, например как показанного на фиг.4В.FIG. 9B shows a block diagram of a turbo decoder 950a that can be applied to FEC decoders 950 and 850 in FIGS. 9A and 8B, respectively. Turbo decoder 950a performs iterative decoding for a parallel-related convolutional code, such as that shown in FIG. 4B.

В турбодекодере 950а демультиплексор 952 принимает и демультиплексирует пакет

Figure 00000096
LLR от модуля 948 повторной сборки (который также обозначается как входные LLR) на информационный бит
Figure 00000097
LLR, первый бит
Figure 00000098
контроля четности LLR и второй бит
Figure 00000099
контроля четности LLR. Декодер 954а с гибким входом/гибким выходом (SISO) принимает информационный бит
Figure 00000100
LLR и первый бит
Figure 00000098
контроля четности LLR от демультиплексора 952, и обратно перемеженный информационный бит
Figure 00000101
LLR от обращенного перемежителя 958 кода. Декодер 954а SISO затем извлекает новые LLR для данных и первых битов
Figure 00000102
и
Figure 00000103
контроля четности на основе первого составляющего сверточного кода. Перемежитель 956 кода перемежает информационный бит
Figure 00000104
LLR в соответствии со схемой кодового перемежения, используемой на передатчике, и предоставляет перемеженный информационный бит
Figure 00000105
LLR. Подобным образом декодер 954b SISO принимает информационный бит
Figure 00000100
LLR и второй бит
Figure 00000099
контроля четности от демультиплексора 952, и перемеженный информационный бит
Figure 00000106
LLR от кодового перемежителя 956. Декодер 954b SISO затем извлекает новые LLR для данных и вторых битов
Figure 00000107
и
Figure 00000107
контроля четности на основе второго составляющего сверточного кода. Обращенный перемежитель 958 кода обратно перемежает информационный бит
Figure 00000108
LLR дополнительным способом по отношению к кодовому перемежению и предоставляет обратно перемеженный информационный бит
Figure 00000109
LLR. Декодеры 954а и 954b SISO могут реализовывать максимально апостериорный (МАР) алгоритм BCJR SISO либо его производные меньшей сложности, алгоритм гибкого выхода Витерби (Viterbi) или какой-либо другой алгоритм декодирования, которые известны в данной области техники.In turbo decoder 950a, demultiplexer 952 receives and demultiplexes a packet
Figure 00000096
LLR from reassembly module 948 (which is also referred to as input LLRs) per information bit
Figure 00000097
LLR, first bit
Figure 00000098
LLR parity and second bit
Figure 00000099
parity LLR. Flexible Input / Flexible Output (SISO) Decoder 954a receives information bit
Figure 00000100
LLR and first bit
Figure 00000098
LLR parity from demultiplexer 952, and back-interleaved information bit
Figure 00000101
LLR from code deinterleaver 958. SISO decoder 954a then extracts new LLRs for data and first bits
Figure 00000102
and
Figure 00000103
parity based on the first component convolutional code. Code interleaver 956 interleaves the information bit
Figure 00000104
LLR in accordance with the code interleaving scheme used at the transmitter and provides an interleaved information bit
Figure 00000105
LLR. Similarly, the SISO decoder 954b receives the information bit
Figure 00000100
LLR and second bit
Figure 00000099
parity from demultiplexer 952, and interleaved information bit
Figure 00000106
LLR from code interleaver 956. SISO decoder 954b then extracts new LLRs for data and second bits
Figure 00000107
and
Figure 00000107
parity based on the second component convolutional code. Reverse code interleaver 958 interleaves the information bit
Figure 00000108
LLR in an additional way with respect to code interleaving and provides a reverse interleaved information bit
Figure 00000109
LLR. SISO decoders 954a and 954b can implement the maximum posterior (MAP) BCJR SISO algorithm or its derivatives of less complexity, the Viterbi flexible output algorithm, or some other decoding algorithm that is known in the art.

Декодирование декодерами 954а и 954b SISO повторяется Ndec раз для текущей итерации n обнаружения/декодирования, где Ndec ≥ 1. После того как будут завершены все Ndec итераций декодирования, сумматор/мультиплексор 960 принимает итоговый информационный бит

Figure 00000102
LLR и итоговый первый бит
Figure 00000103
контроля четности от декодера 954а SISO, обратно перемеженный итоговый информационный бит
Figure 00000109
LLR от обращенного перемежителя 958 кода и итоговый второй бит
Figure 00000110
контроля четности LLR от декодера 954b SISO. Сумматор/мультиплексор 960 затем вычисляет LLR
Figure 00000111
декодера для следующей итерации n+1 обнаружения/декодирования следующим образом:
Figure 00000112
. LLR
Figure 00000111
декодера соответствуют
Figure 00000113
в равенстве (16) и представляют априорную информацию, предоставляемую детектору декодером FEC.Decoding by SISO decoders 954a and 954b is repeated N dec times for the current iteration n of detection / decoding, where N dec ≥ 1. After all N dec decoding iterations are completed, adder / multiplexer 960 receives the final information bit
Figure 00000102
LLR and final first bit
Figure 00000103
parity from SISO decoder 954a, reverse interleaved total information bit
Figure 00000109
LLR from code deinterleaver 958 and the resulting second bit
Figure 00000110
LLR Parity from SISO Decoder 954b. The adder / multiplexer 960 then calculates the LLR
Figure 00000111
decoder for the next iteration n + 1 detection / decoding as follows:
Figure 00000112
. LLR
Figure 00000111
decoder match
Figure 00000113
in equality (16) and represent the a priori information provided to the detector by the FEC decoder.

После того как все Ndd итераций обнаружения/декодирования завершены, сумматор/мультиплексор 960 вычисляет итоговый информационный бит

Figure 00000114
LLR следующим образом:
Figure 00000115
, где
Figure 00000116
есть информационный бит LLR, предоставленный модулем 930 вычисления LLR для последней итерации обнаружения/декодирования. Двусторонний ограничитель 962 ограничивает итоговый информационный бит
Figure 00000114
LLR и предоставляет декодированный пакет
Figure 00000117
для восстанавливаемого пакета. Проверочное устройство 968 CRC проверяет декодированный пакет и предоставляет состояние пакета.After all N dd detection / decoding iterations are completed, adder / multiplexer 960 calculates the resulting information bit
Figure 00000114
LLR as follows:
Figure 00000115
where
Figure 00000116
there is an LLR information bit provided by the LLR calculation unit 930 for the last iteration of detection / decoding. Two-way limiter 962 limits the total information bit
Figure 00000114
LLR and provides a decoded packet
Figure 00000117
for a recoverable package. CRC verification device 968 checks the decoded packet and provides packet status.

Возвращаясь обратно к фиг.9А, LLR

Figure 00000111
декодера от декодера 950 FEC перемежаются перемежителем 970 канала, и перемеженные LLR декодера предоставляются детектору 920. Детектор 920 извлекает новые обнаруженные символы
Figure 00000118
на основе принятых символов
Figure 00000119
и LLR
Figure 00000111
декодера. LLR
Figure 00000111
декодера используются для вычисления (а) ожидаемого значения взаимного влияния (то есть
Figure 00000120
), которое используется для получения
Figure 00000121
в равенстве (12), и (b) дисперсии взаимного влияния (то есть
Figure 00000122
), которая используется для получения
Figure 00000123
в равенстве (11).Returning back to FIG. 9A, LLR
Figure 00000111
the decoder from the FEC decoder 950 is interleaved with a channel interleaver 970, and the interleaved LLRs of the decoder are provided to the detector 920. The detector 920 extracts the new detected symbols
Figure 00000118
based on accepted characters
Figure 00000119
and LLR
Figure 00000111
decoder. LLR
Figure 00000111
decoders are used to calculate (a) the expected value of the mutual influence (i.e.
Figure 00000120
), which is used to obtain
Figure 00000121
in equality (12), and (b) the variance of the mutual influence (i.e.
Figure 00000122
), which is used to obtain
Figure 00000123
in equality (11).

Обнаруженные символы

Figure 00000118
для всех принятых блоков символов данных от пространственного процессора 160а приема снова декодируются процессором 170b принимаемых данных, как описано выше. Процесс обнаружения и декодирования повторяется Ndd раз. Во время итеративного процесса обнаружения и декодирования надежность обнаруженных символов усиливается с каждой итерацией обнаружения/декодирования.Detected Characters
Figure 00000118
for all received blocks of data symbols from the spatial receiving processor 160a are again decoded by the received data processor 170b, as described above. The detection and decoding process is repeated N dd times. During the iterative process of detecting and decoding, the reliability of the detected symbols is enhanced with each iteration of detection / decoding.

Как показано в равенстве (8), характеристика

Figure 00000124
детектора MMSE зависит от
Figure 00000063
, которая, в свою очередь, зависит от дисперсии взаимного влияния
Figure 00000125
. Поскольку
Figure 00000063
различна для каждой итерации обнаружения/декодирования, характеристика
Figure 00000124
детектора MMSE также различается для каждой итерации. Для упрощения приемника 150b детектор 920 может реализовать (1) детектор MMSE для Ndd1 итераций обнаружения/декодирования, и затем (2) детектор MRC (или какой-нибудь другой тип детектора/корректора, имеющего характеристику, которая не меняется с итерацией) для Ndd2 последующих итераций обнаружения/декодирования, где Ndd1 и Ndd2 каждый могут быть единицей либо больше. Например, детектор MMSE может использоваться для первой итерации обнаружения/декодирования, и детектор MRC может использоваться для следующих пяти итераций обнаружения/декодирования. В другом примере, детектор MMSE может использоваться для первых двух итераций обнаружения/декодирования, и детектор MRC может использоваться для следующих четырех итераций обнаружения/декодирования.As shown in equality (8), the characteristic
Figure 00000124
MMSE detector depends on
Figure 00000063
, which, in turn, depends on the variance of the mutual influence
Figure 00000125
. Insofar as
Figure 00000063
different for each iteration of detection / decoding, characteristic
Figure 00000124
MMSE detector also differs for each iteration. To simplify receiver 150b, detector 920 may implement (1) an MMSE detector for N dd1 detection / decoding iterations, and then (2) an MRC detector (or some other type of detector / corrector having a characteristic that does not change with iteration) for N dd2 subsequent iterations of detection / decoding, where N dd1 and N dd2 each may be one or more. For example, an MMSE detector can be used for the first iteration of detection / decoding, and an MRC detector can be used for the next five iterations of detection / decoding. In another example, an MMSE detector can be used for the first two detection / decoding iterations, and an MRC detector can be used for the next four detection / decoding iterations.

Детектор MRC может быть реализован с составляющей ui, как показано в равенстве (6), где

Figure 00000126
заменяет
Figure 00000127
. Как показано в равенствах (6), (9) и (12), составляющая ui зависит от ожидаемого значения взаимного влияния
Figure 00000120
. Для дополнительного упрощения приемника 150b составляющая ui может быть опущена после переключения с детектора MMSE на детектор MRC.The MRC detector can be implemented with component u i , as shown in equality (6), where
Figure 00000126
replaces
Figure 00000127
. As shown in equalities (6), (9) and (12), the component u i depends on the expected value of the mutual influence
Figure 00000120
. To further simplify the receiver 150b, the component u i can be omitted after switching from the MMSE detector to the MRC detector.

Схема итеративного обнаружения и декодирования обеспечивает различные преимущества. Например, схема IDD поддерживает использование единой скорости для всех пакетов данных, переданных одновременно через NT передающих антенн, может бороться с частотно-избирательным затуханием и может гибко использоваться с различными схемами кодирования и модуляции, включая параллельно связанный сверточный код, показанный на фиг.4В.An iterative detection and decoding scheme provides various advantages. For example, the IDD scheme supports the use of a single rate for all data packets transmitted simultaneously over N T transmit antennas, can combat frequency selective attenuation, and can be flexibly used with various coding and modulation schemes, including the parallel-connected convolutional code shown in FIG. 4B .

3. Выбор скорости 3. Speed selection

Для обеих систем MIMO и MIMO-OFDM с единственной несущей приемник и/или передатчик может оценивать канал MIMO и выбирает подходящую скорость для передачи данных по каналу MIMO. Выбор скорости может выполняться различными способами. Некоторые примерные схемы выбора скорости описываются ниже.For both single-carrier MIMO and MIMO-OFDM systems, the receiver and / or transmitter can evaluate the MIMO channel and selects the appropriate rate for data transmission on the MIMO channel. Speed selection can be performed in various ways. Some exemplary speed selection schemes are described below.

В первой схеме выбора скорости скорость для передачи данных по каналу MIMO выбирается на основе показателя, который выводится, используя эквивалентную систему, которая моделирует характеристики канала для NT передающих антенн. Эквивалентная система определяется имеющей канал AWGN (то есть с равномерной частотной характеристикой) и спектральной эффективностью, которая равна средней спектральной эффективности NT передающих антенн. Эквивалентная система имеет общую пропускную способность, равную общей пропускной способности NT передающих антенн. Средняя спектральная эффективность может определяться посредством (1) оценивания принятого SBR для каждой передающей антенны (например, на основе принятого контрольного символа и/или символа данных), (2) вычисления спектральной эффективности каждой передающей антенны из принятого SNR и на основе (ограниченной или неограниченной) функции f(x) спектральной эффективности и (3) вычисления средней спектральной эффективности NT передающих антенн на основе спектральных эффективностей отдельных предающих антенн. Показатель может задаваться как SNR, требуемый эквивалентной системой, чтобы поддерживать среднюю спектральную эффективность. Это SNR может определяться из средней спектральной эффективности и на основе обратной функции f-1(x).In the first rate selection scheme, a rate for transmitting data on a MIMO channel is selected based on a metric that is output using an equivalent system that models channel characteristics for N T transmit antennas. An equivalent system is defined as having an AWGN channel (i.e., with a uniform frequency response) and spectral efficiency, which is equal to the average spectral efficiency N T of the transmitting antennas. An equivalent system has a total throughput equal to the total throughput N T transmit antennas. The average spectral efficiency can be determined by (1) estimating the received SBR for each transmit antenna (e.g., based on the received pilot symbol and / or data symbol), (2) calculating the spectral efficiency of each transmit antenna from the received SNR and on the basis of (limited or unlimited ) spectral efficiency functions f (x) and (3) calculating the average spectral efficiency N T of the transmitting antennas based on the spectral efficiencies of the individual transmitting antennas. The metric can be defined as the SNR required by the equivalent system in order to maintain average spectral efficiency. This SNR can be determined from the average spectral efficiency and based on the inverse function f -1 (x).

Система может быть спроектирована, чтобы поддерживать множество скоростей. Одна из поддерживаемых скоростей может быть предназначена для нулевой скорости (то есть скорость передачи данных равна нулю). Каждая из оставшихся скоростей ассоциативно связывается с конкретной ненулевой скоростью передачи данных, конкретной схемой кодирования или кодовой скоростью, конкретной схемой модуляции и конкретным минимальным SNR, требуемым для достижения заданного уровня характеристики (например, 1% PER) для канала AWGN. Для каждой поддерживаемой скорости с ненулевой скоростью передачи данных требуемое SNR получается на основе определенной конструкции системы (то есть конкретной кодовой скорости, схемы перемежения, схемы модуляции и так далее, используемых системой для той скорости) и для канала AWGN. Требуемое SNR может получаться посредством компьютерного моделирования, эмпирических измерений и так далее, как известно в данной области техники. Множество поддерживаемых скоростей и их требуемые SNR могут храниться в справочной таблице (например, LUT 184 на фиг.8А).The system can be designed to support multiple speeds. One of the supported speeds may be designed for zero speed (i.e., the data rate is zero). Each of the remaining rates is associated with a specific non-zero data rate, a specific coding scheme or code rate, a specific modulation scheme, and a specific minimum SNR required to achieve a given level of performance (e.g., 1% PER) for an AWGN channel. For each supported rate with a non-zero data rate, the required SNR is obtained based on a specific system design (i.e., a specific code rate, interleaving scheme, modulation scheme, and so on, used by the system for that rate) and for the AWGN channel. The required SNR can be obtained through computer simulation, empirical measurements, and so on, as is known in the art. Many supported speeds and their required SNRs can be stored in a look-up table (for example, LUT 184 in FIG. 8A).

Показатель может сравниваться по отношению к требуемому SNR для каждой из скоростей, поддерживаемых системой. Наивысшая скорость с требуемым SNR, которая меньше либо равна показателю, выбирается для использования для передачи данных по каналу MIMO. Первая схема выбора скорости подробно описывается в Патентной заявке США номер 10/176,567, озаглавленной «Rate Control for Multi-Channel Communication Systems» (Управление скоростью для многоканальных систем связи), зарегистрированной 20 июня 2002 г.The metric can be compared with the required SNR for each of the speeds supported by the system. The highest speed with the required SNR, which is less than or equal to the indicator, is selected for use for data transmission on the MIMO channel. The first speed selection scheme is described in detail in US Patent Application No. 10 / 176,567, entitled "Rate Control for Multi-Channel Communication Systems", registered June 20, 2002.

Во второй схеме выбора скорости скорость для передачи данных по каналу MIMO выбирается на основе принятых SNR для NT передающих антенн. Принятое SNR для каждой передающей антенны сначала определяется, и затем вычисляется среднее принятое SNR

Figure 00000128
для NT передающих антенн. Рабочее SNR
Figure 00000129
вычисляется следующим для NT передающих антенн на основе среднего принятого SNR
Figure 00000128
, и смещения
Figure 00000130
SNR или фактора возврата в предыдущее состояние (например,
Figure 00000131
, где единицы в дБ). Смещение SBR используется для подсчета ошибки оценки, изменчивости в канале MIMO и других факторов. Рабочий SNR
Figure 00000129
может сравниваться по отношению к требуемому SNR для каждой из скоростей, поддерживаемых системой. Наивысшая скорость с требуемым SNR, которая меньше, либо равна рабочему SNR (то есть
Figure 00000132
), выбирается для использования для передачи данных по каналу MIMO. Вторая схема выбора скорости подробно описывается в Патентной заявке США номер 10/394,529, озаглавленной «Transmission Mode Selection for Data Transmission in a Multi-Channel Communication System» (Выбор режима передачи для передачи данных в многоканальной системе связи), зарегистрированной 20 марта 2003 г.In a second rate selection scheme, a rate for transmitting data on a MIMO channel is selected based on received SNRs for N T transmit antennas. The received SNR for each transmit antenna is first determined, and then the average received SNR is calculated
Figure 00000128
for N T transmit antennas. Work SNR
Figure 00000129
calculated as follows for N T transmit antennas based on the average received SNR
Figure 00000128
, and offsets
Figure 00000130
SNR or return to previous state (e.g.
Figure 00000131
where units are in dB). The SBR offset is used to calculate the estimation error, variability in the MIMO channel, and other factors. Working SNR
Figure 00000129
can be compared with the required SNR for each of the speeds supported by the system. The highest speed with the required SNR, which is less than or equal to the working SNR (i.e.
Figure 00000132
), is selected for use for data transmission on the MIMO channel. The second speed selection scheme is described in detail in US Patent Application No. 10 / 394,529, entitled "Transmission Mode Selection for Data Transmission in a Multi-Channel Communication System", registered March 20, 2003.

Методики передачи IR, описанные в этом документе, могут быть реализованы различными средствами. Например, эти методики могут реализовываться в аппаратном обеспечении, программном обеспечении либо их сочетании. Для аппаратной реализации обрабатывающие модули, используемые на передатчике для передачи IR, могут быть реализованы в одной или более специализированных интегральных схем (ASIC), цифровых процессорах сигналов (DSP), устройствах цифровой обработки сигналов (DSPD), программируемых логических устройствах (PLD), программируемых пользователем вентильных матрицах (FPGA), процессорах, контроллерах, микроконтроллерах, микропроцессорах, других электронных модулях, спроектированных для выполнения описанных здесь функций, или их сочетаниях. Обрабатывающие модули, используемые на приемнике для приема передачи IR, также могут быть реализованы в одной или более ASIC, DSP, DSPD, PLD, FPGA, процессорах, контроллерах и так далее.The IR transmission techniques described herein may be implemented by various means. For example, these techniques may be implemented in hardware, software, or a combination thereof. For a hardware implementation, the processing modules used on the transmitter for IR transmission can be implemented in one or more specialized integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), programmable user gate arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, other electronic modules designed to perform the functions described here, or combinations thereof. The processing modules used at the receiver to receive IR transmission can also be implemented in one or more ASICs, DSPs, DSPDs, PLDs, FPGAs, processors, controllers, and so on.

Для программной реализации методики передачи IR могут быть реализованы с помощью модулей (например, процедур, функций и так далее), которые выполняют описанные здесь функции. Программные коды могут сохраняться в модуле памяти (например, модулях 142 и 182 памяти на фиг.1) и исполняться процессором (например, контроллерами 140 и 180). Модуль памяти может быть реализован внутри процессора или быть внешним к процессору, в этом случае он может быть коммуникационно соединен с процессором через различные средства, как известно в данной области техники.For software implementation, IR transmission techniques can be implemented using modules (eg, procedures, functions, and so on) that perform the functions described here. Software codes may be stored in a memory module (e.g., memory modules 142 and 182 in FIG. 1) and executed by a processor (e.g., controllers 140 and 180). The memory module may be implemented within the processor or external to the processor, in which case it may be communicatively connected to the processor through various means, as is known in the art.

Заголовки включаются в данный документ для ссылки и для помощи в определении местонахождения определенных разделов. Эти заголовки не предназначены для ограничения объема понятий, описанных ниже в документе, и эти понятия могут быть применимы в других разделах по всему описанию изобретения.Headings are included herein for reference and to assist in locating specific sections. These headings are not intended to limit the scope of the concepts described below in the document, and these concepts may be applicable in other sections throughout the description of the invention.

Предшествующее описание раскрытых вариантов осуществления предоставляется, чтобы дать возможность любому специалисту в данной области техники создавать или использовать настоящее изобретение. Различные модификации к этим вариантам осуществления будут очевидны специалистам в данной области техники, а общие принципы, определенные в материалах настоящей заявки, могут быть применены к другим вариантам осуществления без отклонения от сущности или объема изобретения. Таким образом, настоящее изобретение не предназначено, чтобы ограничиваться вариантами осуществления, показанными в материалах настоящей заявки, а должно соответствовать самому широкому объему, согласующемуся с принципами и новыми признаками, раскрытыми в материалах настоящей заявки.The foregoing description of the disclosed embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present invention. Various modifications to these embodiments will be apparent to those skilled in the art, and the general principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the spirit or scope of the invention. Thus, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown in the materials of this application, but should correspond to the broadest scope consistent with the principles and new features disclosed in the materials of this application.

Claims (40)

1. Способ выполнения передачи с инкрементной избыточностью (IR) в беспроводной системе связи со многими входами и многими выходами (MIMO), заключающийся в том, что
обрабатывают пакет данных для получения множества блоков символов для пакета данных;
передают первый блок символов от множества передающих антенн на передатчике множеству приемных антенн на приемнике, причем первый блок символов является одним из множества блоков символов;
передают оставшиеся блоки из множества блоков символов, один блок символов за раз, пока пакет данных не восстановится приемником правильно, либо все из множества блоков символов не будут переданы; и
передают множество упомянутых пакетов данных чересстрочным методом.
1. The method of performing transmission with incremental redundancy (IR) in a wireless communication system with multiple inputs and multiple outputs (MIMO), namely, that
processing a data packet to obtain a plurality of symbol blocks for the data packet;
transmitting a first block of symbols from a plurality of transmit antennas at a transmitter to a plurality of receiving antennas at a receiver, the first block of symbols being one of a plurality of symbol blocks;
transmit the remaining blocks from the plurality of symbol blocks, one symbol block at a time, until the data packet is restored correctly by the receiver, or all of the plurality of symbol blocks will not be transmitted; and
transmit many of the data packets interlaced.
2. Способ по п.1, в котором дополнительно
получают выбранную скорость для передачи данных по каналу MIMO между множеством передающих антенн и множеством приемных антенн, и при этом пакет данных обрабатывают в соответствии с выбранной скоростью.
2. The method according to claim 1, in which additionally
get the selected speed for transmitting data on the MIMO channel between multiple transmit antennas and multiple receive antennas, and the data packet is processed in accordance with the selected speed.
3. Способ по п.2, в котором обработка включает в себя этапы, на которых
кодируют пакет данных в соответствии со схемой кодирования, указанной посредством выбранной скорости, для получения кодированного пакета, разделяют кодированный пакет на множество кодированных
подпакетов, и
модулируют множество кодированных подпакетов в соответствии со схемой модуляции, указанной посредством выбранной скорости, для получения множества блоков символов.
3. The method according to claim 2, in which the processing includes the steps of
encode the data packet in accordance with the encoding scheme indicated by the selected rate to obtain an encoded packet, divide the encoded packet into a plurality of encoded
subpackages, and
modulating a plurality of coded subpackets in accordance with a modulation scheme indicated by a selected rate to obtain a plurality of symbol blocks.
4. Способ по п.3, в котором схемой кодирования является турбо-код, и при этом первый блок символов включает в себя систематические биты для пакета данных.4. The method according to claim 3, in which the coding scheme is a turbo code, and the first block of characters includes systematic bits for the data packet. 5. Способ по п.1, в котором дополнительно
принимают отрицательное уведомление о подтверждении приема (NAK); и
передают следующий блок символов из оставшихся блоков множества блоков символов в ответ на прием NAK.
5. The method according to claim 1, in which additionally
accept a negative acknowledgment of receipt (NAK); and
transmitting the next block of symbols from the remaining blocks of the plurality of symbol blocks in response to receiving a NAK.
6. Способ по п.1, в котором система MIMO использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM), и при этом при передаче каждый из множества блоков символов передают от множества поддиапазонов множества передающих антенн.6. The method according to claim 1, wherein the MIMO system uses orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), and while transmitting, each of the plurality of symbol blocks is transmitted from a plurality of subbands of a plurality of transmit antennas. 7. Способ по п.2, в котором каждый из, по меньшей мере, двух пакетов данных обрабатывают в соответствии с выбранной скоростью, для получения, по меньшей мере, двух множеств блоков символов, одно множество блоков символов для каждого пакета данных, и при этом, по меньшей мере, два блока символов для, по меньшей мере, двух пакетов данных передают одновременно от множества передающих антенн множеству приемных антенн.7. The method according to claim 2, in which each of the at least two data packets is processed in accordance with the selected speed to obtain at least two sets of symbol blocks, one set of symbol blocks for each data packet, and this, at least two symbol blocks for at least two data packets are transmitted simultaneously from multiple transmit antennas to multiple receive antennas. 8. Способ выполнения передачи с инкрементной избыточностью (IR) в беспроводной системе связи со многими входами и многими выходами (MIMO), заключающийся в том, что
обрабатывают пакет данных для получения множества блоков символов для пакета данных;
передают первый блок символов от множества передающих антенн на передатчике множеству приемных антенн на приемнике, причем первый блок символов является одним из множества блоков символов;
передают оставшиеся блоки из множества блоков символов, один блок символов за раз, пока пакет данных не восстановится приемником правильно, либо все из множества блоков символов не будут переданы, причем система MIMO использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM), и при этом каждый из, по меньшей мере, двух блоков символов для, по меньшей мере, двух пакетов данных передают диагонально через множество поддиапазонов и множество передающих антенн.
8. The method of performing transmission with incremental redundancy (IR) in a wireless communication system with multiple inputs and multiple outputs (MIMO), namely, that
processing a data packet to obtain a plurality of symbol blocks for the data packet;
transmitting a first block of symbols from a plurality of transmit antennas at a transmitter to a plurality of receiving antennas at a receiver, the first block of symbols being one of a plurality of symbol blocks;
transmit the remaining blocks from the plurality of symbol blocks, one symbol block at a time, until the data packet is restored correctly by the receiver, or all of the plurality of symbol blocks are transmitted, and the MIMO system uses orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), and each of at least two symbol blocks for at least two data packets are transmitted diagonally through a plurality of subbands and a plurality of transmit antennas.
9. Способ выполнения передачи с инкрементной избыточностью (IR) в беспроводной системе связи со многими входами и многими выходами (MIMO), заключающийся в том, что
обрабатывают пакет данных для получения множества блоков символов для пакета данных;
передают первый блок символов от множества передающих антенн на передатчике множеству приемных антенн на приемнике, причем первый блок символов является одним из множества блоков символов;
передают оставшиеся блоки из множества блоков символов, один блок символов за раз, пока пакет данных не восстановится приемником правильно, либо все из множества блоков символов не будут переданы;
причем система MIMO использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM), причем каждый из Np указанных пакетов данных обрабатывают в соответствии с выбранной скоростью для получения Np множеств указанных блоков символов, одно множество указанных блоков символов для каждого указанного пакета данных, причем Np больше либо равно единице, и его выбирают на основе ранга канала MIMO, и при этом Np указанных блоков символов для Np пакетов данных передают одновременно диагонально через множество поддиапазонов и множество передающих антенн.
9. The method of performing transmission with incremental redundancy (IR) in a wireless communication system with multiple inputs and multiple outputs (MIMO), namely, that
processing a data packet to obtain a plurality of symbol blocks for the data packet;
transmitting a first block of symbols from a plurality of transmit antennas at a transmitter to a plurality of receiving antennas at a receiver, the first block of symbols being one of a plurality of symbol blocks;
transmit the remaining blocks from the plurality of symbol blocks, one symbol block at a time, until the data packet is restored correctly by the receiver, or all of the plurality of symbol blocks will not be transmitted;
moreover, the MIMO system uses orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), wherein each of N p of said data packets is processed in accordance with a selected speed to obtain N p sets of said symbol blocks, one set of said symbol blocks for each said data packet, N p is greater than or equal to one and is selected based on the rank MIMO channel, and wherein said blocks N p N p symbols for the data packets are transmitted simultaneously diagonally across a plurality of subbands, and the set of transmit antennas.
10. Передатчик, выполненный с возможностью осуществления передачи с инкрементной избыточностью (IR) в беспроводной системе связи со многими входами и многими выходами (MIMO), содержащий
процессор передаваемых данных, выполненный с возможностью обработки пакета данных, для получения множества блоков символов для пакета данных;
и контроллер, выполненный с возможностью запуска передачи первого блока символов от множества передающих антенн на передатчике множеству приемных антенн на приемнике, причем первый блок символов является одним из множества блоков символов, запуска передачи оставшихся блоков из множества блоков символов, один блок символов за раз, пока пакет данных не восстановится приемником правильно, либо все из множества блоков не будут переданы; и
передают множество упомянутых пакетов данных чересстрочным методом.
10. The transmitter, configured to transmit with incremental redundancy (IR) in a wireless communication system with many inputs and many outputs (MIMO), containing
a transmit data processor configured to process a data packet to obtain a plurality of symbol blocks for the data packet;
and a controller configured to start transmitting a first symbol block from a plurality of transmit antennas at a transmitter to a plurality of receiving antennas at a receiver, the first symbol block being one of a plurality of symbol blocks, triggering a transmission of remaining blocks of a plurality of symbol blocks, one symbol block at a time, the data packet will not be restored correctly by the receiver, or all of the multiple blocks will not be transmitted; and
transmit many of the data packets interlaced.
11. Передатчик по п.10, в котором процессор передаваемых данных выполнен с возможностью
кодирования пакета данных в соответствии со схемой кодирования, указанной посредством выбранной скорости для получения кодированного пакета,
разделения кодированного пакета на множество кодированных подпакетов, и
модуляции множества кодированных подпакетов в соответствии со схемой модуляции, указанной посредством выбранной скорости, для получения множества блоков символов.
11. The transmitter of claim 10, in which the processor of the transmitted data is configured to
encoding a data packet in accordance with an encoding scheme indicated by a selected rate to obtain an encoded packet,
dividing the encoded packet into a plurality of encoded subpackets, and
modulating a plurality of coded subpackets in accordance with a modulation scheme indicated by a selected rate to obtain a plurality of symbol blocks.
12. Передатчик по п.10, дополнительно содержащий пространственный процессор передачи, выполненный с возможностью приема блока символов, который нужно передать, и предоставления символов в блоке символов множеству передающих антенн.12. The transmitter of claim 10, further comprising a spatial transmit processor configured to receive a block of symbols to be transmitted and provide symbols in a block of symbols to a plurality of transmit antennas. 13. Устройство передачи, выполненное с возможностью осуществления передачи с инкрементной избыточностью (IR) в беспроводной системе связи со многими входами и многими выходами (MIMO), содержащее
средство для обработки пакета данных для получения множества блоков символов для пакета данных;
средство для передачи первого блока символов от множества передающих антенн на передатчике множеству приемных антенн на приемнике, причем первый блок символов является одним из множества блоков символов; и
средство для передачи оставшихся блоков из множества блоков символов, один блок символов за раз, пока пакет данных не восстановится приемником правильно, либо все из множества блоков символов не будут переданы; и
средство для передачи множества упомянутых пакетов данных чересстрочным методом.
13. A transmission device, configured to transmit with incremental redundancy (IR) in a wireless communication system with multiple inputs and multiple outputs (MIMO), containing
means for processing the data packet to obtain a plurality of symbol blocks for the data packet;
means for transmitting a first block of symbols from a plurality of transmitting antennas at a transmitter to a plurality of receiving antennas at a receiver, the first block of symbols being one of a plurality of symbol blocks; and
means for transmitting the remaining blocks from the plurality of symbol blocks, one symbol block at a time, until the data packet is restored correctly by the receiver, or all of the plurality of symbol blocks will not be transmitted; and
means for transmitting the plurality of said data packets interlaced.
14. Устройство по п.13, в котором средство для обработки включает в себя
средство для кодирования пакета данных в соответствии со схемой кодирования, указанной посредством выбранной скорости, для получения кодированного пакета,
средство для разделения кодированного пакета на множество кодированных подпакетов, и
средство для модулирования множества кодированных подпакетов в соответствии со схемой модуляции, указанной посредством выбранной скорости, для получения множества блоков символов.
14. The device according to item 13, in which the processing means includes
means for encoding a data packet in accordance with an encoding scheme indicated by a selected rate to obtain an encoded packet,
means for splitting an encoded packet into a plurality of encoded subpackets, and
means for modulating a plurality of coded subpackets in accordance with a modulation scheme indicated by a selected rate to obtain a plurality of symbol blocks.
15. Способ приема передачи с инкрементной избыточностью (IR) в беспроводной системе связи со многими входами и многими выходами (MIMO), заключающийся в том, что
получают блок обнаруженных символов для пакета данных, причем блок обнаруженных символов является оценкой блока символов данных, переданного от множества передающих антенн на передатчике и принятого множеством приемных антенн на приемнике, и при этом блок символов данных является одним из множества блоков символов данных, сформированных для пакета данных;
декодируют все блоки обнаруженных символов, полученные для пакета данных для предоставления декодированного пакета;
определяют, является ли декодированный пакет безошибочным или с ошибкой;
повторяют получение, декодирование и определение для другого блока из множества блоков символов данных, если декодированный пакет с ошибкой; и
принимают множество упомянутых пакетов данных чересстрочным методом.
15. The method of receiving transmission with incremental redundancy (IR) in a wireless communication system with multiple inputs and multiple outputs (MIMO), namely, that
receiving a block of detected symbols for a data packet, the block of detected symbols being an estimate of a block of data symbols transmitted from a plurality of transmit antennas at a transmitter and received by a plurality of receiving antennas at a receiver, wherein the data symbol block is one of a plurality of data symbol blocks generated for a packet data;
decode all blocks of detected symbols received for the data packet to provide a decoded packet;
determining whether the decoded packet is error-free or in error;
retrieving, decoding, and determining for another block of the plurality of data symbol blocks if the decoded packet is in error; and
receive many of the data packets interlaced.
16. Способ по п.15, в котором дополнительно
получают блок принятых символов для блока символов данных; и обнаруживают принятый блок символов для получения обнаруженного блока символов.
16. The method according to clause 15, in which additionally
receiving a block of received symbols for a data symbol block; and detecting the received symbol block to obtain a detected symbol block.
17. Способ по п.16, в котором обнаружение основано на детекторе минимальной среднеквадратической ошибки (MMSE), детекторе объединения с максимальным отношением (MRC), или линейном детекторе обращения в нуль (ZF) незначащих коэффициентов.17. The method according to clause 16, in which the detection is based on a minimum mean square error detector (MMSE), a maximum ratio combining detector (MRC), or a linear zeroing detector (ZF) of negligible coefficients. 18. Способ по п.15, в котором дополнительно
прерывают получение, декодирование и определение, если декодированный пакет безошибочный, либо если передано множество блоков символов данных для пакета данных.
18. The method according to clause 15, in which additionally
interrupt receiving, decoding and determining if the decoded packet is error-free, or if multiple blocks of data symbols for the data packet are transmitted.
19. Способ по п.15, в котором дополнительно
отправляют уведомление о подтверждении приема (АСК) для блока символов данных, если декодированный пакет безошибочный, или отрицательное уведомление о подтверждении приема (NAK), если декодированный пакет с ошибкой.
19. The method according to clause 15, in which additionally
send an acknowledgment notification (ACK) for the data symbol block if the decoded packet is error free, or a negative acknowledgment notification (NAK) if the decoded packet is in error.
20. Способ по п.15, в котором дополнительно
получают оценки канала для канала MIMO между множеством передающих антенн и множеством приемных антенн; и
выбирают на основе оценок канала скорость для передачи данных по каналу MIMO.
20. The method according to clause 15, in which additionally
obtaining channel estimates for the MIMO channel between the plurality of transmit antennas and the plurality of receive antennas; and
based on the channel estimates, the rate for transmitting data on the MIMO channel is selected.
21. Способ приема передачи с инкрементной избыточностью (IR) в беспроводной системе связи со многими входами и многими выходами (MIMO), заключающийся в том, что
получают блок обнаруженных символов для пакета данных, причем блок обнаруженных символов является оценкой блока символов данных, переданного от множества передающих антенн на передатчике и принятого множеством приемных антенн на приемнике, и при этом блок символов данных является одним из множества блоков символов данных, сформированных для пакета данных;
декодируют все блоки обнаруженных символов, полученные для пакета данных для предоставления декодированного пакета;
определяют, является ли декодированный пакет безошибочным или с ошибкой;
повторяют получение, декодирование и определение для другого блока из множества блоков символов данных, если декодированный пакет с ошибкой,
выводят оценку отношения сигнал/шум-и-помеха (SNR) для каждой из множества передающих антенн,
определяют среднюю спектральную эффективность для множества передающих антенн на основе оценок SNR для множества передающих антенн, и
определяют скорость для передачи данных на основе средней спектральной эффективности для множества передающих антенн.
21. The method of receiving transmission with incremental redundancy (IR) in a wireless communication system with multiple inputs and multiple outputs (MIMO), namely, that
receiving a block of detected symbols for a data packet, wherein the block of detected symbols is an estimate of a block of data symbols transmitted from a plurality of transmit antennas at a transmitter and received by a plurality of receiving antennas at a receiver, and the data symbol block is one of a plurality of data symbol blocks generated for a packet data;
decode all blocks of detected symbols obtained for a data packet to provide a decoded packet;
determining whether the decoded packet is error-free or in error;
retrieving, decoding, and determining for another block of the plurality of data symbol blocks if the decoded packet is in error,
deriving a signal-to-noise-and-noise ratio (SNR) estimate for each of the plurality of transmit antennas,
determining an average spectral efficiency for a plurality of transmit antennas based on SNR estimates for a plurality of transmit antennas, and
determining a rate for transmitting data based on average spectral efficiency for a plurality of transmit antennas.
22. Способ по п.20, в котором выбор включает в себя этапы, на которых
выводят оценку отношения сигнал/шум-и-помеха (SNR) для каждой из множества передающих антенн,
вычисляют среднее SNR на основе оценок SNR для множества передающих антенн,
определяют фактор возврата в предыдущее состояние, и
определяют скорость на основе среднего SNR и фактора возврата в предыдущее состояние.
22. The method according to claim 20, in which the selection includes the steps of
deriving a signal-to-noise-and-noise ratio (SNR) estimate for each of the plurality of transmit antennas,
calculate the average SNR based on SNR estimates for multiple transmit antennas,
determine the factor of return to the previous state, and
determine the speed based on the average SNR and the previous return factor.
23. Приемник, выполненный с возможностью приема передачи с инкрементной избыточностью (IR) в беспроводной системе связи со многими входами и многими выходами (MIMO), содержащий
процессор принимаемых данных, выполненный с возможностью
получения блока обнаруженных символов для пакета данных, причем блок обнаруженных символов является оценкой блока символов данных, переданного от множества передающих антенн на передатчике и принятого множеством приемных антенн на приемнике, и при этом блок символов данных является одним из множества блоков символов данных, сформированных для пакета данных,
декодирования всех блоков обнаруженных символов, полученных для пакета данных для предоставления декодированного пакета, и
определения, является ли декодированный пакет безошибочным или с ошибкой; и
контроллер, выполненный с возможностью указания процессору принимаемых данных повторить получение нового блока обнаруженных символов, декодирование всех блоков обнаруженных символов и определение, является ли декодированный пакет безошибочным или с ошибкой, если декодированный пакет с ошибкой; и
приемник для приема множества упомянутых пакетов данных чересстрочным методом.
23. The receiver, configured to receive transmission with incremental redundancy (IR) in a wireless communication system with many inputs and many outputs (MIMO), containing
a received data processor configured to
receiving a block of detected symbols for a data packet, the block of detected symbols being an estimate of a block of data symbols transmitted from a plurality of transmit antennas at a transmitter and received by a plurality of receiving antennas at a receiver, wherein the data symbol block is one of a plurality of data symbol blocks generated for a packet data
decoding all blocks of detected symbols received for the data packet to provide a decoded packet, and
determining whether the decoded packet is error-free or in error; and
a controller configured to instruct the received data processor to retry receiving a new block of detected symbols, decoding all blocks of detected symbols and determining whether the decoded packet is error-free or with an error if the decoded packet is in error; and
a receiver for receiving the plurality of said data packets interlaced.
24. Приемник по п.23, дополнительно содержащий
детектор, выполненный с возможностью получения блока принятых символов для блока символов данных и обнаружения принятого блока символов для получения обнаруженного блока символов.
24. The receiver of claim 23, further comprising
a detector configured to receive a block of received symbols for a block of data symbols and detect a received block of symbols to obtain a detected symbol block.
25. Приемник по п.23, дополнительно содержащий
блок оценки канала, выполненный с возможностью получения оценок канала для канала MIMO между множеством передающих антенн и множеством приемных антенн; и
селектор скорости, выполненный с возможностью выбора на основе оценок канала скорости для передачи данных по каналу MIMO.
25. The receiver of claim 23, further comprising
a channel estimator configured to obtain channel estimates for the MIMO channel between the plurality of transmit antennas and the plurality of receive antennas; and
a speed selector configured to select, based on the estimates of the speed channel, for transmitting data on the MIMO channel.
26. Приемное устройство для приема передачи с инкрементной избыточностью (IR) в беспроводной системе связи со многими входами и многими выходами (MIMO), содержащее
средство для получения блока обнаруженных символов для пакета данных, причем блок обнаруженных символов является оценкой блока символов данных, переданного от множества передающих антенн на передатчике и принятого множеством приемных антенн на приемнике, и при этом блок символов данных является одним из множества блоков символов данных, сформированных для пакета данных;
средство для декодирования всех блоков обнаруженных символов, полученных для пакета данных для получения декодированного пакета;
средство для определения, является ли декодированный пакет безошибочным или с ошибкой;
средство для повтора получения, декодирования и определения для другого блока из множества блоков символов данных, если декодированный пакет с ошибкой;
средство для приема множества упомянутых пакетов данных чересстрочным методом.
26. A receiver for receiving transmission with incremental redundancy (IR) in a wireless communication system with multiple inputs and multiple outputs (MIMO), containing
means for obtaining a block of detected symbols for a data packet, the block of detected symbols being an estimate of a block of data symbols transmitted from a plurality of transmit antennas at a transmitter and received by a plurality of receiving antennas at a receiver, and the block of data symbols is one of a plurality of data symbol blocks generated for a data packet;
means for decoding all blocks of detected symbols received for the data packet to obtain a decoded packet;
means for determining whether the decoded packet is error-free or in error;
means for retrieving, decoding, and determining for another block of the plurality of data symbol blocks if the decoded packet is in error;
means for receiving the plurality of said data packets interlaced.
27. Устройство по п.26, дополнительно содержащее
средство для получения блока принятых символов для блока символов данных; и
средство для обнаружения принятого блока символов для получения обнаруженного блока символов.
27. The device according to p, optionally containing
means for obtaining a block of received symbols for a block of data symbols; and
means for detecting a received block of characters to obtain a detected block of characters.
28. Способ приема передачи с инкрементной избыточностью (IR) в беспроводной системе связи со многими входами и многими выходами (MIMO), заключающийся в том, что
принимают блок принятых символов для пакета данных, причем принятый блок символов предназначен для блока символов данных, переданного от множества передающих антенн на передатчике и принятого множеством приемных антенн на приемнике, и при этом блок символов данных является одним из множества блоков символов данных, сформированных для пакета данных;
обнаруживают все принятые блоки символов, принятые для пакета данных, для получения обнаруженных блоков символов, один обнаруженный блок символов для каждого принятого блока символов;
декодируют обнаруженные блоки символов для пакета данных для получения информации обратной связи декодера;
выполняют обнаружение и декодирование для множества итераций, причем информацию обратной связи декодера от декодирования для текущей итерации используют при обнаружении для последующих итераций; и
формируют декодированный пакет на основе выходной информации от декодирования для последней итерации из множества итераций;
причем система MIMO использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM), и при этом каждый из, по меньшей мере, двух блоков символов для, по меньшей мере, двух пакетов данных передают диагонально через множество поддиапазонов и множество передающих антенн.
28. The method of receiving transmission with incremental redundancy (IR) in a wireless communication system with multiple inputs and multiple outputs (MIMO), namely, that
receiving a block of received symbols for a data packet, wherein the received symbol block is for a block of data symbols transmitted from a plurality of transmit antennas at a transmitter and received by a plurality of receiving antennas at a receiver, and the data symbol block is one of a plurality of data symbol blocks generated for a packet data;
detecting all received symbol blocks received for a data packet to obtain detected symbol blocks, one detected symbol block for each received symbol block;
decode the detected symbol blocks for the data packet to obtain decoder feedback information;
detecting and decoding for a plurality of iterations are performed, wherein decoder feedback information from decoding for the current iteration is used in detection for subsequent iterations; and
form a decoded packet based on the output from decoding for the last iteration of the many iterations;
moreover, the MIMO system uses orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), and wherein each of at least two symbol blocks for at least two data packets is transmitted diagonally through a plurality of subbands and a plurality of transmit antennas.
29. Способ по п.28, в котором дополнительно
определяют, является ли декодированный пакет безошибочным или с ошибкой; и
повторяют прием, обнаружение, декодирование, выполнение и формирование для другого блока из множества блоков символов данных, если декодированный пакет с ошибкой, и если все из множества блоков символов данных не переданы.
29. The method according to p, in which additionally
determining whether the decoded packet is error-free or in error; and
repeat the reception, detection, decoding, execution, and generation for another block of a plurality of data symbol blocks if the decoded packet is in error, and if all of the plurality of data symbol blocks are not transmitted.
30. Способ по п.28, в котором дополнительно
получают оценки канала для канала MIMO между множеством передающих антенн и множеством приемных антенн; и
выбирают на основе оценок канала скорость для передачи данных по каналу MIMO.
30. The method according to p, in which additionally
obtaining channel estimates for the MIMO channel between the plurality of transmit antennas and the plurality of receive antennas; and
based on the channel estimates, the rate for transmitting data on the MIMO channel is selected.
31. Способ по п.28, в котором обнаружение основано на детекторе минимальной среднеквадратической ошибки (MMSE), детекторе объединения с максимальным отношением (MRC), или линейном детекторе обращения в нуль (ZF) незначащих коэффициентов.31. The method of claim 28, wherein the detection is based on a minimum mean square error (MMSE) detector, a maximum ratio combining (MRC) detector, or a linear nulling (ZF) detector of negligible coefficients. 32. Способ по п.31, в котором детектор MMSE используют для обнаружения в течение N итераций, а детектор MRC или детектор ZF используют для обнаружения после N итераций, где N равно единице или больше.32. The method according to p, in which the MMSE detector is used to detect for N iterations, and the MRC detector or ZF detector is used for detection after N iterations, where N is one or more. 33. Приемник, выполненный с возможностью приема передачи с инкрементной избыточностью (IR) в беспроводной системе связи со многими входами и многими выходами (MIMO), содержащий
буфер, выполненный с возможностью приема и хранения блока принятых символов для пакета данных, причем принятый блок символов предназначен для блока символов данных, переданного от множества передающих антенн на передатчике и принятого множеством приемных антенн на приемнике, и при этом блок символов данных является одним из множества блоков символов данных, сформированных для пакета данных;
детектор, выполненный с возможностью обнаружения всех принятых блоков символов, принятых для пакета данных для получения обнаруженных блоков символов, один обнаруженный блок символов для каждого принятого блока символов; и
декодер, выполненный с возможностью декодирования всех обнаруженных блоков символов для пакета данных для получения информации обратной связи декодера,
при этом детектор и декодер выполнены с возможностью осуществления обнаружения и декодирования для множества итераций, причем информация обратной связи декодера от декодера для текущей итерации используется детектором для последующей итерации, и при этом формируется декодированный пакет на основе выходной информации от декодера для последней итерации из множества итераций, и
причем система MIMO использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM), и при этом каждый из, по меньшей мере, двух блоков символов для, по меньшей мере, двух пакетов данных передают диагонально через множество поддиапазонов и множество передающих антенн.
33. A receiver configured to receive transmission with incremental redundancy (IR) in a wireless communication system with multiple inputs and multiple outputs (MIMO), comprising
a buffer configured to receive and store a block of received symbols for a data packet, the received symbol block being for a block of data symbols transmitted from a plurality of transmit antennas at a transmitter and received by a plurality of receiving antennas at a receiver, and the data symbol block is one of a plurality blocks of data symbols generated for the data packet;
a detector configured to detect all received symbol blocks received for the data packet to obtain detected symbol blocks, one detected symbol block for each received symbol block; and
a decoder configured to decode all detected symbol blocks for a data packet to obtain decoder feedback information,
wherein the detector and decoder are capable of detecting and decoding for multiple iterations, wherein the decoder feedback information from the decoder for the current iteration is used by the detector for the subsequent iteration, and a decoded packet is generated based on the output from the decoder for the last iteration from the many iterations , and
moreover, the MIMO system uses orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), and wherein each of at least two symbol blocks for at least two data packets is transmitted diagonally across multiple subbands and multiple transmit antennas.
34. Приемник по п.33, дополнительно содержащий контроллер, выполненный с возможностью указания буферу
принять и сохранить другой принятый блок символов для другого блока из множества блоков символов данных, если декодированный пакет с ошибкой и если все из множества блоков символов данных не переданы и указания детектору и декодеру выполнить обнаружение и декодирование на всех принятых блоках символов, принятых для пакета данных, для получения декодированного пакета.
34. The receiver of claim 33, further comprising a controller configured to indicate to the buffer
receive and save another received symbol block for another block of the multiple data symbol blocks if the decoded packet is in error and if all of the many data symbol blocks are not transmitted and instructs the detector and decoder to detect and decode on all the received symbol blocks received for the data packet , to receive a decoded packet.
35. Приемное устройство для приема передачи с инкрементной избыточностью (IR) в беспроводной системе связи со многими входами и многими выходами (MIMO), содержащее
средство для приема блока принятых символов для пакета данных, причем принятый блок символов предназначен для блока символов данных, переданного от множества передающих антенн на передатчике и принятого множеством приемных антенн на приемнике, и при этом блок символов данных является одним из множества блоков символов данных, сформированных для пакета данных;
средство для обнаружения всех принятых блоков символов, принятых для пакета данных для получения обнаруженных блоков символов, один обнаруженный блок символов для каждого принятого блока символов;
средство для декодирования всех обнаруженных блоков символов для пакета данных для получения информации обратной связи декодера;
средство для выполнения обнаружения и декодирования для множества итераций, причем информация обратной связи декодера от декодирования для текущей итерации используется при обнаружении для последующей итерации; и
средство для формирования декодированного пакета на основе выходной информации декодера от декодирования для последней итерации из множества итераций,
причем система MIMO использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM), и при этом каждый из, по меньшей мере, двух блоков символов для, по меньшей мере, двух пакетов данных передают диагонально через множество поддиапазонов и множество передающих антенн.
35. A receiver for receiving transmission with incremental redundancy (IR) in a wireless communication system with multiple inputs and multiple outputs (MIMO), containing
means for receiving a block of received symbols for a data packet, wherein the received symbol block is for a block of data symbols transmitted from a plurality of transmit antennas at a transmitter and received by a plurality of receiving antennas at a receiver, wherein the data symbol block is one of a plurality of data symbol blocks generated for a data packet;
means for detecting all received symbol blocks received for a data packet to obtain detected symbol blocks, one detected symbol block for each received symbol block;
means for decoding all detected symbol blocks for a data packet to obtain decoder feedback information;
means for performing detection and decoding for multiple iterations, wherein the decoder feedback information from decoding for the current iteration is used upon detection for subsequent iteration; and
means for generating a decoded packet based on decoder output from decoding for the last iteration of the many iterations,
moreover, the MIMO system uses orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), and wherein each of at least two symbol blocks for at least two data packets is transmitted diagonally across multiple subbands and multiple transmit antennas.
36. Устройство по п.35, дополнительно содержащее
средство для определения, является ли декодированный пакет безошибочным или с ошибкой; и
средство для повторения приема, обнаружения, декодирования, выполнения и формирования для другого блока из множества блоков символов данных, если декодированный пакет с ошибкой и все из множества блоков символов данных не переданы.
36. The device according to p, optionally containing
means for determining whether the decoded packet is error-free or in error; and
means for repeating the reception, detection, decoding, execution, and generation for another block of a plurality of data symbol blocks, if the decoded packet is in error and all of the plurality of data symbol blocks are not transmitted.
37. Способ приема передачи данных в беспроводной системе связи со многими входами и многими выходами (MIMO), заключающийся в том, что
обнаруживают принятые символы для пакета данных для получения обнаруженных символов;
декодируют обнаруженные символы для получения информации обратной связи декодера;
выполняют обнаружение и декодирование для множества итераций, причем информацию обратной связи декодера от декодирования для текущей итерации используют при обнаружении для последующей итерации, при этом обнаружение выполняют на основе детектора минимальной среднеквадратической ошибки (MMSE) для первых N итераций, где N равно единице или больше, и на основе детектора объединения с максимальным отношением (MRC) или линейного детектора обращения в нуль (ZF) незначащих коэффициентов для оставшихся итераций из множества итераций;
формируют декодированный пакет на основе выходной информации от декодирования для последней итерации из множества итераций; и
принимают множество упомянутых пакетов данных чересстрочным методом.
37. The method of receiving data transmission in a wireless communication system with many inputs and many outputs (MIMO), which consists in the fact that
detecting received symbols for a data packet to obtain detected symbols;
decode the detected symbols to obtain decoder feedback information;
detection and decoding are performed for a plurality of iterations, wherein the decoder feedback information from decoding for the current iteration is used for detection for the subsequent iteration, while the detection is performed based on the minimum mean square error detector (MMSE) for the first N iterations, where N is one or more, and based on the maximum ratio combining detector (MRC) or the linear zeroing (ZF) detector of insignificant coefficients for the remaining iterations from the set of iterations;
form a decoded packet based on the output from decoding for the last iteration of the many iterations; and
receive many of the data packets interlaced.
38. Способ по п.37, в котором N равно единице.
Приоритеты по пунктам:
38. The method according to clause 37, in which N is equal to one.
Priorities for items:
09.09.2003 по пп.2, 3, 11, 14, 20, 25, 30;09.09.2003 according to claims 2, 3, 11, 14, 20, 25, 30; 18.12.2003 по пп.1, 4-10, 12, 13, 15-19, 21-24, 26-29, 31-38. 12/18/2003 according to claims 1, 4-10, 12, 13, 15-19, 21-24, 26-29, 31-38.
RU2006111513/09A 2003-09-09 2004-09-09 Transmission with incremental redundancy in mimo communication system RU2369021C2 (en)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US50177703P 2003-09-09 2003-09-09
US60/501,777 2003-09-09
US53139103P 2003-12-18 2003-12-18
US60/531,391 2003-12-18
US10/801,624 2004-03-15
PCT/US2004/029648 WO2005025117A2 (en) 2003-09-09 2004-09-09 Incremental redundancy transmission in a mimo communication system

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009120027/08A Division RU2502197C2 (en) 2003-09-09 2004-09-09 Incremental redundancy transmission in mimo communication system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006111513A RU2006111513A (en) 2007-10-27
RU2369021C2 true RU2369021C2 (en) 2009-09-27

Family

ID=38955377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006111513/09A RU2369021C2 (en) 2003-09-09 2004-09-09 Transmission with incremental redundancy in mimo communication system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2369021C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2120184C1 (en) * 1993-10-28 1998-10-10 Квэлкомм Инкорпорейтед Device for receiving of multiple signals using set of antenna systems and method for connection between mobile object and stationary node
US20020041635A1 (en) * 2000-09-01 2002-04-11 Jianglei Ma Preamble design for multiple input - multiple output (MIMO), orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system
EP1294120A1 (en) * 2001-09-13 2003-03-19 Texas Instruments Incorporated Hybrid ARQ in MIMO systems using basis hopping for retransmissions
US20030103584A1 (en) * 2001-12-03 2003-06-05 Bjerke Bjorn A. Iterative detection and decoding for a MIMO-OFDM system
US20030128705A1 (en) * 2002-01-05 2003-07-10 Lg Electronics Inc. System and method for avoiding stall using timer for high-speed downlink packet access system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2120184C1 (en) * 1993-10-28 1998-10-10 Квэлкомм Инкорпорейтед Device for receiving of multiple signals using set of antenna systems and method for connection between mobile object and stationary node
US20020041635A1 (en) * 2000-09-01 2002-04-11 Jianglei Ma Preamble design for multiple input - multiple output (MIMO), orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system
EP1294120A1 (en) * 2001-09-13 2003-03-19 Texas Instruments Incorporated Hybrid ARQ in MIMO systems using basis hopping for retransmissions
US20030103584A1 (en) * 2001-12-03 2003-06-05 Bjerke Bjorn A. Iterative detection and decoding for a MIMO-OFDM system
US20030128705A1 (en) * 2002-01-05 2003-07-10 Lg Electronics Inc. System and method for avoiding stall using timer for high-speed downlink packet access system

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006111513A (en) 2007-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2502197C2 (en) Incremental redundancy transmission in mimo communication system
JP5420259B2 (en) Rate selection for OFDM systems
EP2247019A1 (en) Communication device, communication system, reception method, and communication method
CN1314217C (en) Data adaptive mixing automatic retransmitting method for orthogonal frequency division multisystem
KR101040605B1 (en) Spatial modulation method and apparatus, and Spatial modulation method and apparatus
RU2369021C2 (en) Transmission with incremental redundancy in mimo communication system
Dinis et al. Soft combining ARQ techniques for wireless systems employing SC-FDE schemes
HK1140070A (en) Incremental redundancy transmission in a mimo communication system
HK1140069A (en) Incremental redundancy transmission in a mimo communication system
HK1112339B (en) Method and apparatus for incremental redundancy transmission in a mimo communication system
HK1125756B (en) Iterative detection and decoding in a mimo communication system