RU2747797C2

RU2747797C2 - Method and device for transmitting and receiving data over radio channels using multibeam antenna array and space-time encoding

Info

Publication number: RU2747797C2
Application number: RU2019136264A
Authority: RU
Inventors: Денис Сергеевич Махов; Олег Анатольевич Финько
Priority date: 2019-11-11
Filing date: 2019-11-11
Publication date: 2021-05-14
Also published as: RU2019136264A; RU2019136264A3

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: invention relates to a method and a device for transmitting and receiving data over radio channels and can be used to transmit information in wireless communication systems. For this, the transmission method involves determining radio channel states, setting a time interval, determining radio base and control radio channels, separating initial data into fragments, ranking and declaring fragments by residues, obtaining a residue on a reference base, encoding residues, modulating in a modulator with a variable modulation index, are supplied to the inputs of the beam-forming circuit, distributed along the set of the first antennae, and transmitted to the receiver. Method of receiving comprises determining radio channel states, receiving signals by a plurality of second antennas in form of a multibeam antenna array, modulation index is determined, demodulated, decoded, residues are obtained, codeword is recovered. Apparatus for transmitting comprises a unit for estimating state of channels, apparatus for grouping data, a state information transmitter, a modulator, a unit for separating code words, a unit for calculating bases, a control base determining unit, priority ranking unit, channel coder, space-time coder, diagram-forming circuit, adaptive processor, modulator with variable modulation index. Device for receiving data, comprising a unit for estimating channel conditions, a demodulator, a beam-forming circuit, a space-time decoder, a channel decoder, a unit for determining priorities and a recovery unit.

EFFECT: technical result consists in improvement of noise immunity of transmitted data and throughput capacity of communication system.

5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к способу и устройству передачи и приема данных по радиоканалам с использованием совокупности антенн и способов пространственно-временного кодирования и может быть использовано для передачи информации в системах беспроводной связи.The invention relates to a method and device for transmitting and receiving data over radio channels using a set of antennas and space-time coding methods and can be used to transmit information in wireless communication systems.

Уровень техникиState of the art

Проблема повышения помехоустойчивости систем беспроводной связи находит всю большую актуальность в условиях экспоненциального роста объема данных, необходимых для передачи в условиях ограниченной пропускной способности радиоканалов. Одним из направлений решения проблемы повышения помехоустойчивости и пропускной способности, как основных является использование технологии MIMO (Multiple input - multiple output) - системы связи с многими входами на передаче и многими выходами на приеме. При реализации данной технологии предполагается использование нескольких антенн на передаче, на входы которых поступают сигналы, необходимые передачи каждому абоненту, и несколько разнесенных в физическом пространстве приемных антенн, что позволяет говорить о параллельных каналах не только по частоте и времени, но и в пространстве. Недостатками данной технологии является то, что увеличение пропускной способности обусловлено увеличением количества передающих и приемных антенн. Операции предварительного помехоустойчивого кодирования в технологии не учитываются. Это делает ее одновременно и универсальной и малоэффективной. Возникает задача, состоящая в том, чтобы разрабатывать способы предварительного помехоустойчивого кодирования, способы пространственно-временного кодирования, а также научно-технические решения, направленные на повышение помехоустойчивости и пропускной способности систем беспроводной связи при оптимизации ресурсов данных систем. На повышение пропускной способности и помехоустойчивости направлено предлагаемое изобретение.The problem of increasing the noise immunity of wireless communication systems is becoming increasingly important in the context of the exponential growth of the amount of data required for transmission in conditions of limited bandwidth of radio channels. One of the ways to solve the problem of increasing noise immunity and throughput, as the main ones, is the use of MIMO (Multiple input - multiple output) technology - a communication system with many inputs on transmission and many outputs on reception. When implementing this technology, it is assumed that several antennas are used in transmission, at the inputs of which signals are received, the necessary transmissions for each subscriber, and several receiving antennas spaced apart in physical space, which makes it possible to talk about parallel channels not only in frequency and time, but also in space. The disadvantages of this technology are that the increase in throughput is due to the increase in the number of transmitting and receiving antennas. Operations of preliminary error-correcting coding are not taken into account in the technology. This makes it both versatile and ineffective at the same time. The problem arises to develop methods of preliminary error-correcting coding, methods of space-time coding, as well as scientific and technical solutions aimed at increasing the noise immunity and throughput of wireless communication systems while optimizing the resources of these systems. The proposed invention is aimed at increasing the throughput and noise immunity.

Описание аналоговDescription of analogs

а) Описание аналогов способаa) Description of analogs of the method

Известен способ для кодирования/декодирования пространственно-временного блочного кода в системе мобильной связи, использующей схему с многими входами и многими выходами [Патент РФ 2341021, 2008 г.] Технический результат данного изобретения направлен на обеспечение с помощью матрицы предварительного кодирования возможности полного разнесения и полной скорости вычислений при минимизации сложности и объема вычислений.There is a known method for encoding / decoding a space-time block code in a mobile communication system using a scheme with multiple inputs and multiple outputs [RF Patent 2341021, 2008] The technical result of this invention is aimed at providing full diversity and full speed of computations while minimizing the complexity and amount of computations.

Недостатком данного изобретения является увеличение количества операций в блоке пространственно-временного кодирования для обработки матрицы предварительного кодирования. При этом в некоторых вариантах предложенного способа часть антенн при передаче сигнала не используется, что увеличивает вероятность возникновения замираний на приемной стороне, снижающих помехоустойчивость и пропускную способность системы связи.The disadvantage of this invention is the increase in the number of operations in the space-time coding unit for processing the precoding matrix. At the same time, in some variants of the proposed method, part of the antennas are not used during signal transmission, which increases the likelihood of fading on the receiving side, which reduces the noise immunity and throughput of the communication system.

Известно изобретение «Передача MIMO с перестановкой уровней в системе беспроводной связи» [Патент РФ 2424616, 2011 г.]. Технический результат данного изобретения направлен на повышение качества сигнала (помехоустойчивости). В одном аспекте изобретения несколько кодовых слов могут быть формированы для передачи с нескольких антенн (например, виртуальных антенн), причем количество кодовых слов меньше количества антенн. Каждое кодовое слово может быть отображено на несколько антенн. Количество антенн определяет ранг. Могут быть сформированы два кодовых слова. Для ранга 3 первое кодовое слово может быть отображено на один уровень (или одну антенну на каждой поднесущей), и второе кодовое слово может быть отображено на два уровня (или две антенны на каждой поднесущей). Для ранга 4 каждое кодовое слово может быть отображено на два уровня. В другом аспекте изобретения может быть определен базовый индикатор, показывающий среднее качество сигнала. Также может быть определен разностный индикатор, показывающий улучшение относительно среднего качества сигнала. В еще одном аспекте может быть выполнен выбор с разными штрафными коэффициентами для разных рангов или разного количества кодовых слов.Known invention "MIMO transmission with layer permutation in a wireless communication system" [RF Patent 2424616, 2011]. The technical result of this invention is aimed at improving the quality of the signal (noise immunity). In one aspect of the invention, multiple codewords may be configured for transmission from multiple antennas (eg, virtual antennas), with the number of codewords being less than the number of antennas. Each codeword can be mapped to multiple antennas. The number of antennas determines the rank. Two codewords can be formed. For rank 3, the first codeword may be mapped to one layer (or one antenna on each subcarrier) and the second codeword may be mapped to two layers (or two antennas on each subcarrier). For rank 4, each codeword can be mapped to two levels. In another aspect of the invention, a baseline indicator showing average signal quality may be defined. A differential indicator can also be defined to show the improvement relative to the average signal quality. In yet another aspect, the selection may be performed with different penalty factors for different ranks or different numbers of codewords.

Недостатком данного изобретения является увеличение времени кодирования сигнала для передачи в зависимости от выбора ранга антенн. Также в изобретении упоминается возможность реализации антенн в виде антенных решеток, что может повысить пропускную способность и помехоустойчивость, однако подробное описание их функционирования отсутствует при том, что целью использования антенных решеток для передачи сигналов является увеличение мощности сигнала в точке приема.The disadvantage of this invention is the increase in the signal coding time for transmission, depending on the choice of the rank of the antennas. The invention also mentions the possibility of implementing antennas in the form of antenna arrays, which can increase the throughput and noise immunity, however, a detailed description of their operation is absent despite the fact that the purpose of using antenna arrays for signal transmission is to increase the signal power at the receiving point.

Известно изобретение «Способ помехоустойчивого приема и передачи информации по каналу связи с помехами и глубокими замираниями и радиостанция» [Патент РФ 2360361, 2009 г.]. Технический результат данного изобретения заключается в повышении вероятности правильного приема информации при сохранении достаточной скорости передачи, достигается тем, что поступающую с определенными заданными временными интервалами информацию для передачи разбивают на пакеты данных, представляющих собой информационные бинарные последовательности длиной N битов. Каждый информационный пакет кодируют следующим образом. Разбивают пакет (N битов) на L символов по m битов (L=N/m, если N=m*L; L = целая часть (N/m)+1, если N=m*L+k, где k - остаток от целочисленного деления N/m), получая информационный ряд символов. Каждый символ из m бит заменяют на одну из 2^m псевдослучайных бинарных последовательностей (ПСП) длиной (2^m-1-1) битов по избранному однозначному соответствию, причем все ПСП обладают свойством минимальной взаимной корреляции. Все 2^m ПСП образуют множество эталонных ПСП.Known invention "A method of noise-resistant reception and transmission of information over a communication channel with interference and deep fading and a radio station" [RF Patent 2360361, 2009]. The technical result of this invention is to increase the probability of correct reception of information while maintaining a sufficient transmission rate, achieved by the fact that the information arriving at certain predetermined time intervals for transmission is divided into data packets, which are information binary sequences of length N bits. Each information packet is coded as follows. Divide the packet (N bits) into L symbols of m bits (L = N / m, if N = m * L; L = integer part (N / m) +1, if N = m * L + k, where k - the remainder of the integer division N / m), obtaining an information series of characters. Each symbol of m bits is replaced with one of 2 ^m pseudo-random binary sequences (PRS) of length (2 ^m-1 -1) bits according to a selected one-to-one correspondence, and all PRSs have the property of minimum cross-correlation. All 2 ^m bandwidths form a set of reference bandwidths.

Недостатком данного способа является большая длительность псевдослучайных бинарных последовательностей, что увеличивает время передачи и ведет к уменьшению пропускной способности системы.The disadvantage of this method is the long duration of the pseudo-random binary sequences, which increases the transmission time and leads to a decrease in the throughput of the system.

Известен «Способ кодирования и декодирования данных для системы радиовещательной передачи цифровых сообщений» [Патент РФ 2110148, 1998 г.]. Техническим результатом способа является возможность передачи групповой и индивидуальной цифровую информацию больших объемов с высокой достоверностью (помехоустойчивостью) по радиоканалу. Этот результат достигается благодаря тому, что применяемая кодовая конструкция позволяет активно бороться с одиночными ошибками и длинными пакетами ошибок, а также осуществлять кадровую синхронизацию.The known "Method of encoding and decoding data for a broadcasting system for the transmission of digital messages" [RF Patent 2110148, 1998]. The technical result of the method is the ability to transmit group and individual digital information of large volumes with high reliability (noise immunity) over a radio channel. This result is achieved due to the fact that the applied code structure makes it possible to actively deal with single errors and long bursts of errors, as well as to carry out frame synchronization.

Недостатком данного способа является увеличение временных затрат на декодирование кода Рида-Соломона, обусловленных предварительным отыскивании двух матриц, обратных соответственно двум частям, на которые разбита порождающая матрица PC кода. Вторым недостатком данного способа является увеличение временных затрат при декодировании, обусловленных несоответствием временных интервалов заданным в приемнике. Указанные недостатки ведут к уменьшению пропускной способности системы передачи информации.The disadvantage of this method is the increase in the time spent on decoding the Reed-Solomon code, due to the preliminary search for two matrices, respectively, reciprocal of the two parts into which the generating matrix of the PC code is divided. The second disadvantage of this method is the increase in the time spent during decoding due to the mismatch of the time intervals specified in the receiver. These disadvantages lead to a decrease in the throughput of the information transmission system.

Известен «Способ параллельной многочастотной передачи цифровой информации по параллельным разнесенным радиоканалам с использованием гибридной модуляции данных» [Патент РФ 2562431, 2015 г.]. Достигаемый технический результат - увеличение - пропускной способности системы с пакетной передачей данных по параллельным каналам и комбинированием в процессе некогерентной демодуляции квадратов отсчетов поднесущих OFDM сигналов, принятых в каждом из параллельных каналов. Для передачи в пакетном режиме используются статистически взаимно независимые параллельные радиоканалы, по которым информационные сообщения передаются при помощи гибридной двухэтапной модуляции сигналов поднесущих в системе OFDM, на первом этапе данные пакетов базовых сообщений методом многочастотной модуляции модулируют поднесущие OFDM во всех параллельных каналах, а на втором - данные индивидуальных сообщений по закону относительной фазовой модуляции модулируют поднесущие, активизированные на первом этапе, только в своем индивидуальном канале.Known "Method for parallel multifrequency transmission of digital information on parallel spaced radio channels using hybrid data modulation" [RF Patent 2562431, 2015]. The achieved technical result is an increase in the capacity of the system with packet data transmission over parallel channels and combining in the process of incoherent demodulation of squares of samples of OFDM subcarriers of signals received in each of the parallel channels. For transmission in burst mode, statistically mutually independent parallel radio channels are used, through which information messages are transmitted using hybrid two-stage modulation of subcarrier signals in the OFDM system, at the first stage, the data of basic message packets by the method of multifrequency modulation modulate OFDM subcarriers in all parallel channels, and at the second stage - the data of the individual messages according to the law of relative phase modulation modulate the subcarriers, activated at the first stage, only in their individual channel.

Недостатком данного способа является высокая сложность схемы гибридной двухэтапной модуляции сигналов, приводящая к увеличению времени передачи сигналов. Увеличение этапов модуляции при большом количестве поднесущих увеличивает количество ошибок из-за символьной интерференции, что снижает помехоустойчивость системы с пакетной передачей данных.The disadvantage of this method is the high complexity of the scheme of hybrid two-stage signal modulation, leading to an increase in the signal transmission time. Increasing the modulation steps with a large number of subcarriers increases the number of errors due to symbolic interference, which reduces the noise immunity of a packet data system.

Известен «Способ передачи-приема данных в системе радиосвязи MIMO-OFDM» [Патент РФ 2351068, 2009 г.]. Достигаемый технический результат - увеличение пропускной способности системы радиосвязи и снижение энергопотребления. Способ характеризуется тем, что формируют поток кодированных данных, перемежают его, разделяют на No/2 подпотока данных, формируют No/2 последовательностей информационных квадратурномодулированных символов с пилотными и защитными символами, осуществляют обратные дискретные преобразования Фурье с каждой из упомянутых последовательностей, осуществляют квадратурную модуляцию, формируют первую и вторую последовательности шагов квантования, преобразуют в аналоговые сигналы, осуществляют пакетную и посимвольную синхронизацию, осуществляют временное мультиплексирование, совокупности радиосигналов передают по независимым каналам.The known "Method for transmitting and receiving data in a radio communication system MIMO-OFDM" [RF Patent 2351068, 2009]. The achieved technical result is an increase in the throughput of the radio communication system and a decrease in energy consumption. The method is characterized in that a stream of encoded data is generated, interleaved, divided into No./2 data substreams, No./2 sequences of information quadrature modulated symbols with pilot and guard symbols are generated, inverse discrete Fourier transforms are performed with each of the mentioned sequences, and quadrature modulation is performed, the first and second sequences of quantization steps are formed, converted into analog signals, packet and symbol-by-symbol synchronization is performed, time multiplexing is performed, the radio signal sets are transmitted via independent channels.

Недостатком данного способа является недостаточный уровень помехоустойчивости системы радиосвязи из-за невозможности регулировать индекс квадратурной модуляции и оценивать качество независимых каналов.The disadvantage of this method is the insufficient level of noise immunity of the radio communication system due to the impossibility of adjusting the quadrature modulation index and assessing the quality of independent channels.

б) Описание ближайшего аналога способа (прототипа)b) Description of the closest analogue of the method (prototype)

Наиболее близким к предлагаемому изобретению (изобретением-прототипом) является «Способ и устройство передачи и приема данных с использованием антенной решетки в системе мобильной связи». [Патент РФ 2242087 от 10.12.2004 г.]. Техническим результатом является создание устройства передачи/приема данных, содержащего антенную решетку, и соответствующего способа для повышения общих характеристик системы мобильной связи. Изобретение-прототип содержит способ передачи и приема данных, разделенных в формуле изобретения независимыми пунктами.Closest to the proposed invention (prototype invention) is "Method and device for transmitting and receiving data using an antenna array in a mobile communication system." [RF patent 2242087 dated 10.12.2004]. The technical result is to create a device for transmitting / receiving data, containing an antenna array, and a corresponding method to improve the overall characteristics of the mobile communication system. The prototype invention contains a method for transmitting and receiving data, separated in the claims by independent claims.

Ближайшим аналогом заявленного способа передачи данных является способ передачи данных с передатчика, имеющего совокупность первых антенн, в приемник, имеющий совокупность вторых антенн, по многочисленным радиоканалам в системе мобильной связи, в котором определяют состояния радиоканалов, группируют передаваемые данные в группы данных в соответствии с уровнем приоритета и передают высокоприоритетные данные через первые антенны, имеющие сравнительно хорошие состояния каналов, а низкоприоритетные данные через первые антенны, имеющие сравнительно плохие состояния каналов, радиоканалы являются каналами нисходящей линии связи, передатчик определяет состояния радиоканалов и передает информацию о состояниях каналов в приемник, высокоприоритетные данные представляют собой систематические кодированные биты, а низкоприоритетные данные представляют собой кодированные биты четности.The closest analogue of the claimed method of data transmission is a method for transmitting data from a transmitter having a plurality of first antennas to a receiver having a plurality of second antennas via multiple radio channels in a mobile communication system, in which the states of radio channels are determined, the transmitted data is grouped into data groups in accordance with the level priority and transmit high-priority data through the first antennas having relatively good channel states, and low-priority data through the first antennas having relatively poor channel states, radio channels are downlink channels, the transmitter detects the states of radio channels and transmits channel state information to the receiver, high priority data are systematic coded bits, and low priority data are coded parity bits.

Недостатком данного способа является то, что условием назначение приоритета указан тип данных, тип услуги и тип канально-кодированных битов. Это увеличивает сложность определения приоритета, ограничивает пропускную способность системы из-за разделения приоритетных данных на информационные биты и биты четности, независимые ошибки в которых ведут к снижению помехоустойчивости.The disadvantage of this method is that the priority assignment condition specifies the data type, service type and the type of channel-coded bits. This increases the complexity of priority determination, limits the system throughput due to the division of priority data into information bits and parity bits, independent errors in which lead to a decrease in noise immunity.

Ближайшим аналогом заявленного способа приема данных является способ приема данных в приемнике, имеющем совокупность вторых антенн с передатчика, имеющего совокупность первых антенн, по многочисленным радиоканалам в системе мобильной связи, в котором определяют состояния радиоканалов и группируют высокоприоритетные данные и низкоприоритетные данные, принятые через вторые антенны, в соответствии с состояниями каналов и демодулируют высокоприоритетные данные и низкоприоритетные данные, радиоканалы являются каналами нисходящей линии связи, передатчик определяет состояния радиоканалов и передает информацию о состояниях каналов в приемник.The closest analogue of the claimed method for receiving data is a method for receiving data in a receiver having a plurality of second antennas from a transmitter having a plurality of first antennas over multiple radio channels in a mobile communication system, in which the states of radio channels are determined and high-priority data and low-priority data received through the second antennas are grouped , according to the channel states and demodulate the high-priority data and the low-priority data, the radio channels are downlink channels, the transmitter determines the states of the radio channels and transmits the channel state information to the receiver.

Недостатком данного способа является вычислительная сложность способа, приводящая к снижению пропускной способности за счет того, что с каждой второй антенны приемной антенной решетки получают одну группу данных, обладающих приоритетом. Это обуславливает наличие признака раздельной демодуляции для приоритетов, изменение которых по адаптивной схеме приводит к потерям информации, снижению помехоустойчивости и требует дополнительных решений обратной связи.The disadvantage of this method is the computational complexity of the method, leading to a decrease in throughput due to the fact that from every second antenna of the receiving antenna array one group of data with a priority is received. This leads to the presence of a separate demodulation feature for priorities, the change of which according to an adaptive scheme leads to information loss, a decrease in noise immunity and requires additional feedback solutions.

в) Описание аналогов устройстваc) Description of device analogs

Известны многолучевые антенные решетки [Антенны и устройства СВЧ. Проектирование фазированных антенных решеток: Учебное пособие для вузов / B.C. Филипов, Л.И. Пономарев, А.Ю. Гринев и др. Под ред. Воскресенского. - 2-е изд. доп. и перераб. - М.: Радио и связь, 1994. с. 357]. Многолучевые антенные решетки позволяют формировать несколько лучей в заданных направлениях по параллельным и последовательным схемам диаграммообразования, что позволяет повышать качество сигнала на приемной стороне за счет увеличения направленности излучения.Known multi-beam antenna arrays [Antennas and microwave devices. Designing Phased Antenna Arrays: Textbook for Universities / B.C. Filipov, L.I. Ponomarev, A. Yu. Grinev et al. Ed. Voskresensky. - 2nd ed. add. and revised - M .: Radio and communication, 1994. p. 357]. Multi-beam antenna arrays allow you to form several beams in given directions in parallel and sequential beamforming schemes, which allows you to improve the quality of the signal on the receiving side by increasing the directivity of the radiation.

Недостатком данных многолучевых антенных решеток при всех их преимуществах является отсутствие описания схемы предкодирования передаваемого сигнала, а также схемы распределения потоков разнородных данных по элементам многолучевой антенной решетки для формирования лучей для потоков разнородных данных.The disadvantage of these multi-beam antenna arrays, with all their advantages, is the lack of a description of the pre-coding scheme for the transmitted signal, as well as the scheme for distributing heterogeneous data streams over the elements of a multi-beam antenna array for forming beams for heterogeneous data streams.

Известна «Многофункциональная адаптивная антенная решетка» [Патент РФ 2579996, 2016 г.], техническим результатом которой является универсальность антенной решетки за счет возможности изменять форму главного максимума диаграммы направленности при обработке узкополосных сигналов по отношению к помеховым сигналам независимо от их мощности при любой сигнально-помеховой обстановке. Многофункциональная адаптивная антенная решетка содержит N антенных элементов, N блоков комплексного взвешивания сигналов, общий сумматор и адаптивный процессор, содержащий соответствующие блоки формирования и обращения ковариационной матрицы, блок формирования управляющего вектора, отвечающий за фазирование антенной решетки в направлении прихода полезного сигнала и форму главного максимума диаграммы направленности, и блок формирования вектора весовых коэффициентов, а также необходимые связи между упомянутыми элементами.Known "Multifunctional adaptive antenna array" [RF Patent 2579996, 2016], the technical result of which is the versatility of the antenna array due to the ability to change the shape of the main maximum of the radiation pattern when processing narrowband signals in relation to interference signals, regardless of their power for any signal interference environment. The multifunctional adaptive antenna array contains N antenna elements, N blocks of complex signal weighting, a common adder and an adaptive processor containing the corresponding blocks for the formation and inversion of the covariance matrix, a block for the formation of a control vector, which is responsible for phasing the antenna array in the direction of arrival of the useful signal and the shape of the main maximum of the diagram directivity, and a block for generating the vector of weight coefficients, as well as the necessary connections between the mentioned elements.

Недостатками данного изобретения являются формирование только одного главного максимума диаграммы направленности в одном направлении с помощью N блоков комплексного взвешивания и невозможность формирования нескольких главных максимумов.The disadvantages of this invention are the formation of only one main maximum of the radiation pattern in one direction using N blocks of complex weighting and the impossibility of forming several main maxima.

г) Описание ближайшего аналога устройства (прототипа)d) Description of the closest analogue of the device (prototype)

Наиболее близким к предлагаемому изобретению (изобретением-прототипом) является способ и устройство передачи и приема данных с использованием антенной решетки в системе мобильной связи. [Патент РФ 2242087 от 10.12.2004 г.]. Техническим результатом является создание устройства передачи/приема данных, содержащего антенную решетку, и соответствующего способа для повышения общих характеристик системы мобильной связи. Изобретение-прототип содержит устройство передачи и приема данных, разделенных в формуле изобретения независимыми пунктами.Closest to the proposed invention (prototype invention) is a method and device for transmitting and receiving data using an antenna array in a mobile communication system. [RF patent 2242087 dated 10.12.2004]. The technical result is to create a device for transmitting / receiving data, containing an antenna array, and a corresponding method to improve the overall characteristics of the mobile communication system. The prototype invention contains a device for transmitting and receiving data, separated in the claims by independent claims.

Устройство для передачи данных с передатчика, содержащего совокупность первых антенн, на приемник, содержащий совокупность вторых антенн, по многочисленным радиоканалам в системе мобильной связи, которое включает блок оценки каналов для определения состояний многочисленных радиоканалов, средство для группирования передаваемых данных в группы данных в соответствии с уровнем приоритета, передатчик информации состояний передачи для передачи информации о состояниях каналов в приемник, модулятор для раздельной модуляции перемеженных высокоприоритетных данных и перемеженных низкоприоритетных данных.A device for transmitting data from a transmitter containing a plurality of first antennas to a receiver containing a plurality of second antennas over multiple radio channels in a mobile communication system, which includes a channel estimator for determining the states of multiple radio channels, means for grouping the transmitted data into data groups in accordance with a priority level, a transmit state information transmitter for transmitting channel state information to a receiver, a modulator for separately modulating the interleaved high priority data and the interleaved low priority data.

Недостатком данного устройства является то, что в составе данного устройства размер групп данных в средстве группирования данных не связан с оцениваемым качеством радиоканала. В описании указывается о взаимной однозначности распределения групп по антеннам, не более. Модуляция осуществляется раздельно для информационных битов и битов четности на основе только приоритета данных. Это приводит к дополнительным вычислительным и временным затратам, ошибкам несоответствия качества радиоканала и длительности группы данных, что уменьшает пропускную способность и помехоустойчивость системы связи. Кроме того, признак изобретения-прототипа о том, что количество групп соответствует количеству антенн в антенной решетке, уменьшает возможности управления параметрами антенной решетки. То есть количество групп, приоритетов, и как следствие, основные характеристики будут определяться количеством антенн в антенной решетке.The disadvantage of this device is that as part of this device, the size of the data groups in the data grouping tool is not related to the estimated quality of the radio channel. The description indicates the mutual uniqueness of the distribution of groups by antennas, no more. Modulation is performed separately for data bits and parity bits based on data priority only. This leads to additional computational and time costs, errors of inconsistency between the quality of the radio channel and the duration of the data group, which reduces the throughput and noise immunity of the communication system. In addition, the feature of the prototype invention that the number of groups corresponds to the number of antennas in the antenna array reduces the ability to control the parameters of the antenna array. That is, the number of groups, priorities, and as a consequence, the main characteristics will be determined by the number of antennas in the antenna array.

Устройство для приема данных в приемнике, содержащем совокупность вторых антенн, от передатчика, содержащего совокупность первых антенн, по многочисленным радиоканалам в системе мобильной связи, которое включает блок оценки каналов для определения состояний радиоканалов, демодулятор для демодуляции данных с различным приоритетом, блок распределения передающих антенн для группировки высокоприоритетных данных и низкоприоритетных данных, принятых через вторые антенны, в соответствии с состояниями каналов и демодулятор для раздельной демодуляции высокоприоритетных данных и низкоприоритетных данных, приемник информации состояний передачи для приема информации о состояниях каналов от передатчика, обратный перемежитель для раздельного обратного перемежения высокоприоритетных данных и низкоприоритетных данных, демодулятор демодулирует высокоприоритетные данные и низкоприоритетные данные в разных схемах демодуляции.A device for receiving data in a receiver containing a plurality of second antennas from a transmitter containing a plurality of first antennas over multiple radio channels in a mobile communication system, which includes a channel estimator for determining the states of radio channels, a demodulator for demodulating data with different priority, a transmission antenna allocator for grouping high-priority data and low-priority data received through the second antennas according to channel states and a demodulator for separate demodulation of high-priority data and low-priority data, a transmit state information receiver for receiving channel state information from a transmitter, de-interleaver for separate de-interleaving of high-priority data and low priority data, the demodulator demodulates the high priority data and the low priority data in different demodulation schemes.

Недостатком данного устройства является то, что демодулятор производит демодуляцию как по одной, так и по разным схемам демодуляции, что увеличивает количество операций и время демодуляции принятых сигналов, а также предполагает наличие буфера хранения схем модуляции. Вторым недостатком устройства является то, что шаблоны обратного перемежения передаются в приемник в качестве системной информации. Информация о кодировании системной информации в описании прототипа отсутствует, что говорит о возможности наличия ошибок в шаблоне после его передачи и снижении помехоустойчивости системы связи.The disadvantage of this device is that the demodulator performs demodulation both according to one or different demodulation schemes, which increases the number of operations and the time of demodulation of the received signals, and also assumes the presence of a buffer for storing the modulation schemes. The second disadvantage of the device is that the deinterleave patterns are transmitted to the receiver as system information. There is no information about the coding of system information in the description of the prototype, which indicates the possibility of errors in the template after its transmission and a decrease in the noise immunity of the communication system.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

1. Технический результат, на достижение которого направлено изобретение1. The technical result, the achievement of which is aimed at the invention

Технический результат предлагаемого изобретения направлен на повышение помехоустойчивости передаваемых данных и пропускной способности системы связи.The technical result of the proposed invention is aimed at increasing the noise immunity of the transmitted data and the throughput of the communication system.

2. Совокупность существенных признаков2. A set of essential features

а) Совокупность существенных признаков способаa) The set of essential features of the method

1) Совокупность существенных признаков способа передачи данных1) A set of essential features of the data transmission method

Для достижения заявленного технического результата в известном способе передачи данных с передатчика, имеющего совокупность первых антенн, в приемник, имеющий совокупность вторых антенн, по многочисленным радиоканалам в системе мобильной связи, заключающемся в том, что определяют состояния радиоканалов, группируют передаваемые данные в группы данных в соответствии с уровнем приоритета и передают данные через первые антенны, радиоканалы являются каналами нисходящей линии связи, передатчик определяет состояния радиоканалов и передает информацию о состояниях каналов в приемник.To achieve the claimed technical result in the known method of transmitting data from a transmitter having a plurality of first antennas to a receiver having a plurality of second antennas over multiple radio channels in a mobile communication system, which consists in determining the states of radio channels, grouping the transmitted data into data groups in according to the priority level and transmit data through the first antennas, the radio channels are downlink channels, the transmitter determines the states of the radio channels and transmits information about the channel states to the receiver.

Задают временной интервал, равный длине кодового слова. Затем определяют состояние множества радиоканалов. Определяют радиоканал с самым хорошим состоянием, объявляют его контрольным, а остальные радиоканалы - базовыми. Затем разделяют исходные данные на фрагменты по количеству базовых радиоканалов, ранжируют длины фрагментов на основе данных о состоянии радиоканала. Затем объявляют фрагменты остатками от деления по базовым основаниям системы счисления в остаточных классах, выражаемым числами или полиномами, степень которых превышает количество разрядов остатка, определяют основания для каждого базового радиоканала. Затем определяют контрольное основание для контрольного радиоканала, получают остаток по контрольному основанию, кодируют все остатки в заданном временном интервале кодом Рида-Соломона. Затем передают закодированные данные в модулятор, в котором закодированными данными модулируют несущие частоты всех радиоканалов квадратурной или фазовой модуляцией, индекс которой изменяют в зависимости от числа разрядов остатка и получают модулированные сигналы. Далее подают модулированные сигналы на входы диаграммообразующей схемы совокупности первых антенн многолучевой антенной решетки, в которой формируют лучи для базовых радиоканалов и контрольного радиоканала, управляют параметрами лучей адаптивным процессором. Распределяют модулированные сигналы по совокупности первых антенн в соответствии с приоритетом закодированных данных, определяемым состоянием всех радиоканалов и длиной остатка, передают модулированные сигналы по лучам на приемник.Set the time interval equal to the length of the codeword. Then the state of the plurality of radio channels is determined. The radio channel with the best condition is determined, declared the control one, and the rest of the radio channels - basic. Then the initial data is divided into fragments according to the number of basic radio channels, the lengths of the fragments are ranked based on the data on the state of the radio channel. Then the fragments are declared as residuals from division according to the base bases of the number system in the residual classes, expressed by numbers or polynomials, the degree of which exceeds the number of digits of the remainder, the bases for each base radio channel are determined. Then the control base for the control radio channel is determined, the remainder is obtained on the control base, all residues in a given time interval are encoded with the Reed-Solomon code. Then, the encoded data is transmitted to the modulator, in which the encoded data modulates the carriers of all radio channels by quadrature or phase modulation, the index of which is changed depending on the number of residual bits and modulated signals are obtained. Next, modulated signals are fed to the inputs of the beamforming circuit of the set of first antennas of the multi-beam antenna array, in which beams are formed for the base radio channels and the control radio channel, and the beam parameters are controlled by the adaptive processor. The modulated signals are distributed over the set of the first antennas in accordance with the priority of the encoded data, determined by the state of all radio channels and the length of the remainder, the modulated signals are transmitted along the beams to the receiver.

2) Причинно-следственная связь между признаками способа передачи данных и техническим результатом2) The causal relationship between the characteristics of the data transmission method and the technical result

Благодаря новой совокупности существенных признаков в способе передачи данных реализована возможность повышения помехоустойчивости передаваемых данных и пропускной способности системы связи.Thanks to the new set of essential features in the data transmission method, the possibility of increasing the noise immunity of the transmitted data and the throughput of the communication system is realized.

Повышение пропускной способности достигается за счет уменьшения времени передачи исходных данных путем разбиения их на фрагменты различной длительности, что сокращает разрядность данных, и распределении фрагментов по радиоканалам различного состояния на основании приоритетов. В отличие от способа-прототипа фрагмент большей длительности передается по каналу с, более хорошим состоянием с более высоким индексом модуляции, определяемым модулятором. Соответственно, скорость передачи в данном канале повышается, и как следствие повышается пропускная способность системы связи.The increase in throughput is achieved by reducing the transmission time of the original data by dividing them into fragments of different lengths, which reduces the bit width of the data, and by distributing the fragments over radio channels of various states based on priorities. In contrast to the prototype method, a fragment of a longer duration is transmitted over a channel with a better state with a higher modulation index determined by the modulator. Accordingly, the transmission rate in this channel increases, and as a consequence, the throughput of the communication system increases.

Помехоустойчивость достигается тем, что, в отличие от способа-прототипа, в котором каждая антенна из совокупности антенн передает/ принимает сигнал с определенным уровнем приоритета, в предлагаемом способе фрагменты различной длительности в диаграммообразующей схеме распределяются так, что сигналы одного уровня приоритета поступают на несколько антенн из совокупности и передаются сформированным несколькими антеннами лучом антенной решетки. Каждому лучу соответствует свой уровень приоритета, что в совокупности повышает помехоустойчивость передачи.Noise immunity is achieved by the fact that, in contrast to the prototype method, in which each antenna from a set of antennas transmits / receives a signal with a certain priority level, in the proposed method, fragments of different duration in the beamforming circuit are distributed so that signals of the same priority level arrive at several antennas from the set and are transmitted by the antenna array beam formed by several antennas. Each beam has its own priority level, which together increases the transmission noise immunity.

3) Совокупность существенных признаков способа приема данных3) A set of essential features of the method of receiving data

Для достижения заявленного технического результата в известном способе приема данных в приемнике, имеющем совокупность вторых антенн с передатчика, имеющего совокупность первых антенн, по многочисленным радиоканалам в системе мобильной связи, заключающемся в том, что определяют состояния радиоканалов, и группируют высокоприоритетные данные и низкоприоритетные данные, принятые через вторые антенны, в соответствии с состояниями каналов, радиоканалы являются каналами нисходящей линии связи, передатчик определяет состояния радиоканалов и передает информацию о состояниях каналов в приемник.To achieve the claimed technical result in a known method of receiving data in a receiver having a plurality of second antennas from a transmitter having a plurality of first antennas, via multiple radio channels in a mobile communication system, which consists in determining the states of radio channels and grouping high-priority data and low-priority data, received through the second antennas, in accordance with the channel states, the radio channels are downlink channels, the transmitter determines the states of the radio channels and transmits information about the channel states to the receiver.

Принимают вторыми антеннами или совокупностью вторых антенн в виде многолучевой антенной решетки модулированные сигналы, переносящие данные с различными приоритетами по множеству лучей, сформированных совокупностью первых антенн многолучевой антенной решетки. Затем демодулируют модулированные сигналы, определяют индекс модуляции, декодируют демодулированные закодированные данные декодером Рида-Соломона, получают базовые и контрольный остатки, обнаруживают и исправляют ошибки в базовых остатках на основе контрольного основания, объявляют остатки фрагментами и собирают из фрагментов кодовое слово.The second antennas or a plurality of second antennas in the form of a multi-beam antenna array receive modulated signals carrying data with different priorities over a plurality of beams formed by a plurality of first antennas of the multi-beam antenna array. Then the modulated signals are demodulated, the modulation index is determined, the demodulated encoded data is decoded with a Reed-Solomon decoder, base and check residuals are obtained, errors in the base residues are detected and corrected based on the check base, the residues are declared as fragments, and a codeword is assembled from the fragments.

4) Причинно-следственная связь между признаками способа приема данных и техническим результатом4) Causal relationship between the signs of the method of receiving data and the technical result

Благодаря новой совокупности существенных признаков в способе приема данных реализована возможность повышение помехоустойчивости передаваемых данных и пропускной способности системы связи.Thanks to the new set of essential features in the method of receiving data, the possibility of increasing the noise immunity of the transmitted data and the throughput of the communication system is realized.

Повышение пропускной способности достигается за счет уменьшения времени обработки принятых исходных данных путем их раздельного приема по нескольким лучам, соответствующим нескольким радиоканалам.The increase in throughput is achieved by reducing the processing time of the received initial data by means of their separate reception over several beams corresponding to several radio channels.

Повышение помехоустойчивости достигается тем, что в отличие от прототипа фрагменты исходных данных объявляют остатками от деления по системе оснований системы остаточных классов. Это позволяет более качественно исправлять ошибки при приеме переданных исходных данных да счет введения контрольного основания и контрольного радиоканала [Акушский И.Я., Юдицкий Д.И. Машинная арифметика в остаточных классах. М., «Советское радио», 1968. 440 с. (с. 15, 167-173)].An increase in noise immunity is achieved by the fact that, in contrast to the prototype, the fragments of the initial data are declared as residuals from division according to the base system of the residual class system. This allows you to better correct errors when receiving the transmitted initial data and by introducing a control base and a control radio channel [Akushsky I.Ya., Yuditsky D.I. Machine arithmetic in residual classes. M., "Soviet Radio", 1968. 440 p. (p. 15, 167-173)].

б) Совокупность существенных признаков устройстваb) The set of essential features of the device

1) Совокупность существенных признаков устройства передачи данных1) A set of essential features of a data transmission device

Для достижения заявленного технического результата в известном устройстве для передачи данных с передатчика, содержащего совокупность первых антенн, на приемник, содержащий совокупность вторых антенн, по многочисленным радиоканалам в системе мобильной связи, содержащем совокупность первых антенн, передатчик информации состояний передачи для передачи информации о состояниях каналов в приемник, блок оценки каналов для определения состояний многочисленных радиоканалов, выход 3 которого подключен к передатчику информации состояний передачи для передачи информации о состояниях каналов в приемник, средство для группирования группы данных в соответствии с уровнем приоритета, модулятор.To achieve the claimed technical result in a known device for transmitting data from a transmitter containing a plurality of first antennas to a receiver containing a plurality of second antennas via multiple radio channels in a mobile communication system containing a plurality of first antennas, a transmission state information transmitter for transmitting information about channel states to the receiver, the channel estimator for determining the states of multiple radio channels, the output 3 of which is connected to the transmitter of the transmission state information for transmitting information about the channel states to the receiver, means for grouping the data group in accordance with the priority level, the modulator.

Дополнительно введен блок разделения кодовых слов на фрагменты, на вход 1 которого подают исходные данные. Вход 2 блока разделения кодовых слов на фрагменты подключен к выходу 1 блока оценки каналов для определения состояний многочисленных радиоканалов. Выход блока разделения кодовых слов на фрагменты подключен к входу средства для группирования группы данных в соответствии с уровнем приоритета. Введен блок вычисления базовых оснований, вход которого подключен к выходу средства для группирования группы, данных в соответствии с уровнем приоритета. Введен блок определения контрольного основания, вход 1 которого подключен к выходу блока вычисления базовых оснований. Вход 2 блока определения контрольного основания подключен к выходу 2 блока оценки каналов для определения состояний многочисленных радиоканалов. Введен блок ранжирования приоритетов, вход которого подключен к выходу блока определения контрольного основания. Введен канальный кодер, вход которого подключен к выходу блока ранжирования приоритетов. Выход канального кодера подключен к входу модулятора. Введен пространственно-временной кодер, вход которого подключен к выходу модулятора. Введена диаграммообразующая схема передающей многолучевой антенной решетки, вход 1 которой подключен к выходу пространственно-временного кодера. Введен адаптивный процессор, вход которого подключен к выходу 2 блока оценки каналов для определения состояний многочисленных радиоканалов. Выход адаптивного процессора подключен к входу 2 диаграммообразующей схемы передающей многолучевой антенной решетки, выход диаграммообразующей схемы передающей многолучевой антенной решетки подключен к совокупности первых антенн.In addition, a block for dividing code words into fragments has been introduced, the input 1 of which is supplied with the original data. Input 2 of the block for dividing code words into fragments is connected to the output 1 of the channel estimator to determine the states of multiple radio channels. The output of the block for dividing code words into fragments is connected to the input of the means for grouping the data group in accordance with the priority level. A block for calculating basic bases has been introduced, the input of which is connected to the output of the means for grouping a group, data in accordance with the priority level. The block for determining the control base is introduced, the input 1 of which is connected to the output of the block for calculating the base bases. The input 2 of the block for determining the control base is connected to the output 2 of the channel estimator for determining the states of multiple radio channels. A priority ranking block has been introduced, the input of which is connected to the output of the control base determination block. A channel encoder has been introduced, the input of which is connected to the output of the priority ranking block. The channel encoder output is connected to the modulator input. A space-time encoder is introduced, the input of which is connected to the output of the modulator. A diagramming circuit of a transmitting multi-beam antenna array is introduced, the input 1 of which is connected to the output of the space-time encoder. An adaptive processor is introduced, the input of which is connected to the output 2 of the channel estimator to determine the states of multiple radio channels. The output of the adaptive processor is connected to the input 2 of the beamforming circuit of the transmitting multi-beam antenna array, the output of the beamforming circuit of the transmitting multi-beam antenna array is connected to the set of first antennas.

2) Причинно-следственная связь между признаками устройства передачи данных и техническим результатом2) Causal relationship between the characteristics of the data transmission device and the technical result

Благодаря новой совокупности существенных признаков за счет дополнительно введенных элементов: блока разделения кодовых слов на фрагменты, блока вычисления базовых оснований, блока определения контрольного основания, блока ранжирования приоритетов, пространственно-временного кодера, диаграммообразующей схемы передающей многолучевой антенной решетки, адаптивного процессора, в заявленное устройство, а также выполнение модулятора в виде модулятора с изменяемым индексом модуляции реализована возможность повышения помехоустойчивости передаваемых данных и пропускной способности системы связи. Введение диаграммообразующей схемы передающей многолучевой антенной решетки и взаимосвязь диаграммообразующей схемы передающей многолучевой антенной решетки с совокупностью первых антенн позволяет в отличие от устройства-прототипа формировать несколько лучей антенной решетки для каждого уровня приоритета исходных данных, коэффициент направленного действия (которым обусловлена помехоустойчивость) отдельного луча выше, чем у отдельной антенны. Введение адаптивного процессора позволяет управлять состоянием радиоканала, сформированного лучом. Введение блока разделения кодовых слов на фрагменты, блока вычисления базовых оснований, блока определения контрольного основания, пространственно-временного кодера позволяет сократить время передачи исходных данных за счет представления исходных данных в виде коротких остатков от деления по системе оснований. Уменьшение времени на передачу позволит в целом повысить пропускную способность системы связи.Thanks to the new set of essential features due to the additionally introduced elements: a block for dividing code words into fragments, a block for calculating basic bases, a block for determining a control base, a priority ranking block, a space-time encoder, a diagramming circuit of a transmitting multi-beam antenna array, an adaptive processor, into the claimed device , as well as the implementation of the modulator in the form of a modulator with a variable modulation index, the possibility of increasing the noise immunity of the transmitted data and the throughput of the communication system is realized. The introduction of the beamforming scheme of the transmitting multibeam antenna array and the relationship of the beamforming scheme of the transmitting multibeam antenna array with the set of first antennas makes it possible, in contrast to the prototype device, to form several beams of the antenna array for each priority level of the initial data, the directional effect (which determines the noise immunity) of an individual beam is higher, than a separate antenna. The introduction of an adaptive processor makes it possible to control the state of the radio channel formed by the beam. The introduction of a block for dividing code words into fragments, a block for calculating basic bases, a block for determining a check base, a space-time encoder makes it possible to reduce the transmission time of the original data due to the presentation of the initial data in the form of short residuals from division by the base system. Reducing the transmission time will generally increase the throughput of the communication system.

3) Совокупность существенных признаков устройства приема данных3) A set of essential features of a data receiving device

Для достижения заявленного технического результата в известном устройстве для приема данных в приемнике, содержащем совокупность вторых антенн, от передатчика, содержащего совокупность первых антенн, по многочисленным радиоканалам в системе мобильной связи, содержащем совокупность вторых антенн, блок оценки каналов для определения состояний радиоканалов, демодулятор.To achieve the claimed technical result in a known device for receiving data in a receiver containing a plurality of second antennas from a transmitter containing a plurality of first antennas through multiple radio channels in a mobile communication system containing a plurality of second antennas, a channel estimator for determining the states of radio channels, a demodulator.

Дополнительно введены блок определения приоритетов, вход которого подключен к выходу блока оценки каналов для определения состояний радиоканалов. Введена диаграммообразующая схема приемной многолучевой антенной решетки, вход 1 которой подключен к выходу совокупности вторых антенн, вход 2 диаграммообразующей схемы приемной многолучевой антенной решетки подключен к выходу блока определения приоритетов, выход диаграммообразующей схемы приемной многолучевой антенной решетки подключен к входу демодулятора для демодуляции данных с различным приоритетом. Введен канальный декодер, вход которого подключен к выходу демодулятора для демодуляции данных с различным приоритетом. Введен пространственно-временной декодер, вход которого подключен к выходу канального декодера. Введен блок восстановления кодового слова, вход которого подключен к выходу пространственно-временного декодера.In addition, a priority determination unit has been introduced, the input of which is connected to the output of the channel estimation unit to determine the states of radio channels. A beamforming circuit of the receiving multibeam antenna array is introduced, the input 1 of which is connected to the output of the set of second antennas, the input 2 of the beamforming circuit of the receiving multibeam antenna array is connected to the output of the priority determination unit, the output of the beamforming circuit of the receiving multibeam antenna array is connected to the input of the demodulator for data demodulation with different priorities ... A channel decoder has been introduced, the input of which is connected to the output of the demodulator for demodulating data with different priorities. A space-time decoder has been introduced, the input of which is connected to the output of the channel decoder. A codeword recovery unit has been introduced, the input of which is connected to the output of the space-time decoder.

4) Причинно-следственная связь между признаками устройства приема данных и техническим результатом4) Causal relationship between the features of the data receiving device and the technical result

Благодаря новой совокупности существенных признаков за счет дополнительно введенных элементов: диаграммообразующей схемы, пространственно-временного декодера, блока восстановления кодового слова в заявленное устройство, а также выполнение демодулятора в виде демодулятора с изменяемым индексом модуляции реализована возможность повышения помехоустойчивости передаваемых данных и пропускной способности системы связи. Введение диаграммообразующей схемы приемной многолучевой антенной решетки и взаимосвязь диаграммообразующей схемы приемной многолучевой антенной решетки с совокупностью вторых антенн позволяет в отличие от устройства-прототипа формировать несколько лучей антенной решетки для каждого уровня приоритета принимаемых исходных данных, Введение пространственно-временного декодера и блока восстановления кодового слова позволяет исправить ошибки в радиоканале, что в совокупности повышает помехоустойчивость передачи. Уменьшение времени на обработку принятых исходных данных позволит в целом повысить пропускную способность системы связи.Thanks to the new set of essential features due to the additionally introduced elements: a diagramming circuit, a space-time decoder, a block for recovering a code word into the claimed device, as well as the implementation of a demodulator in the form of a demodulator with a variable modulation index, it is possible to increase the noise immunity of the transmitted data and the throughput of the communication system. The introduction of the beamforming scheme of the receiving multibeam antenna array and the interconnection of the beamforming scheme of the receiving multibeam antenna array with a set of second antennas makes it possible, in contrast to the prototype device, to form several beams of the antenna array for each priority level of the received initial data. correct errors in the radio channel, which together increases the noise immunity of the transmission. Reducing the time for processing the received initial data will generally increase the throughput of the communication system.

Существо изобретения поясняется чертежом, где на фигуре 1 представлено устройство передачи данных по радиоканалам с использованием многолучевой антенной решетки и пространственно-временного кодирования, включающее:The essence of the invention is illustrated by a drawing, where figure 1 shows a device for transmitting data over radio channels using a multi-beam antenna array and space-time coding, including:

1 - блок определения состояний радиоканалов;1 - block for determining the states of radio channels;

2 - блок разделения кодового слова на фрагменты;2 - block for dividing the codeword into fragments;

3 - средство для группирования группы данных в соответствии с уровнем приоритета;3 - means for grouping a group of data in accordance with a priority level;

4 - передатчик информации состояний передачи для передачи информации о состояниях каналов в приемник;4 - transmitter of information of transmission states for transmitting information about the states of channels to the receiver;

5 - блок вычисления базовых оснований;5 - block for calculating base bases;

6 - блок определения контрольного основания;6 - block for determining the control base;

7 - блок ранжирования приоритетов;7 - block for ranking priorities;

8 - канальный кодер;8 - channel encoder;

9 - модулятор;9 - modulator;

10 - пространственно-временной кодер;10 - space-time encoder;

11 - диаграммообразующую схему передающей многолучевой антенной решетки;11 is a diagrammatic diagram of a transmitting multibeam antenna array;

12 - адаптивный процессор;12 - adaptive processor;

13 - совокупность первых антенн.13 shows a plurality of first antennas.

На фигуре 2 представлено устройство приема данных по радиоканалам с использованием многолучевой антенной решетки и пространственно-временного кодирования, включающее:Figure 2 shows a device for receiving data over radio channels using a multibeam antenna array and space-time coding, including:

1 - совокупность вторых антенн;1 - a set of second antennas;

2 - блок оценки каналов для определения состояний радиоканалов;2 - channel estimation unit for determining the states of radio channels;

3 - блок определения приоритетов;3 - block for determining priorities;

4 - диаграммообразующая схема приемной многолучевой антенной решетки;4 is a diagrammatic diagram of a receiving multi-beam antenna array;

5 - демодулятор для демодуляции данных с различным приоритетом;5 - demodulator for demodulating data with different priority;

6 - канальный декодер;6 - channel decoder;

7 - пространственно-временной декодер;7 - space-time decoder;

8 - блок восстановления кодового слова.8 - block for recovering the code word.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

1. Осуществление способа передачи и приема данных по радиоканалам с использованием многолучевой антенной решетки и пространственно-временного кодирования1. Implementation of a method for transmitting and receiving data over radio channels using a multi-beam antenna array and space-time coding

а) Осуществление способа передачи данных с использованием многолучевой антенной решетки и пространственно-временного кодированияa) Implementation of a data transmission method using a multi-beam antenna array and space-time coding

Для достижения заявленного технического результата определяют временной интервал Т.To achieve the claimed technical result, the time interval T is determined.

В блоке 1 фигуры 1 определяют состояние множества радиоканалов, количество которых равно

, определяют радиоканал с наилучшим состоянием m₀, называют его контрольным, остальные радиоканалы называют базовыми m_b так, что m_b=М-m₀.In block 1 of figure 1, the state of a plurality of radio channels is determined, the number of which is

, determine the radio channel with the best state m ₀ , call it control, the remaining radio channels are called basic m _b so that m _b = M-m ₀ .

С первого выхода блока 1 фигуры 1, подают сигналы о состоянии радиоканалов на второй вход блока 2 фигуры 1.From the first output of block 1 of FIG. 1, signals about the state of radio channels are supplied to the second input of block 2 of FIG. 1.

Со второго выхода блока 1 фигуры 1 подают сигналы о состоянии радиоканалов на второй вход блока 6 фигуры 1 и на вход блока 12 фигуры 1.From the second output of block 1 of FIG. 1, signals about the state of radio channels are supplied to the second input of block 6 of FIG. 1 and to the input of block 12 of FIG. 1.

С третьего выхода блока 1 фигуры 1 подают сигналы о состоянии радиоканалов на вход передатчика информации состояний передачи для передачи информации о состояниях каналов в приемник (блок 4 фигуры 1), который передает информацию о состоянии радиоканалов в приемник.From the third output of block 1 of FIG. 1, signals about the state of radio channels are supplied to the input of the transmitter of information of the transmission states to transmit information about the states of the channels to the receiver (block 4 of FIG. 1), which transmits information about the state of the radio channels to the receiver.

Исходные данные разрядностью N, поступающие на первый вход блока разделения кодового слова на фрагменты (блок 2 фигура 1) в течение временного интервала Г, разделяют на фрагменты путем операции конкатенации и подают на вход блока 3 фигуры 1The initial data of width N, arriving at the first input of the block for dividing the codeword into fragments (block 2 of figure 1) during the time interval D, is divided into fragments by the concatenation operation and fed to the input of block 3 of figure 1

В блоке 3 фигуры 1 определяют количество разрядов

, где I - количество фрагментов исходных данных, на основании данных о состоянии базовых радиоканалов m_b и объявляют фрагменты исходных данных n_i остатками γ_i в системе счисления остаточных классов.In block 3 of figure 1, the number of digits is determined

, where I is the number of fragments of the initial data, based on the data on the state of the basic radio channels m _b, and the fragments of the initial data n _i are declared as residuals γ _i in the number system of the residual classes.

Остатки с выхода блока 3 фигуры 1 подают на вход блока 5 фигуры 1. В блоке 5 фигуры 1 полученные остатки представляют в форме чисел или полиномов, наивысшая степень которых определяется разрядностью остатка. Размер основания определяют из условия, чтобы базовые основания были попарно взаимно простыми и превышали остатки:The remainders from the output of block 3 of Fig. 1 are fed to the input of block 5 of Fig. 1. In block 5 of Fig. 1, the obtained residues are presented in the form of numbers or polynomials, the highest degree of which is determined by the digit capacity of the remainder. The size of the base is determined from the condition that the base bases are mutually prime and exceed the residues:

где

Where

η(p_i, p_j) - наибольший общий делитель.η (p _i , p _j ) is the greatest common divisor.

Таким образом, в блоке 5 фигуры 1 реализуют процедуру однозначного представления исходного кодового слова в виде остатков, отличающуюся от известных тем, не остатки определяют по основаниям, а основания определяют по остаткам при выполнении условия (1). Число или полином A_N может быть однозначно представлено в системе оснований p_i:Thus, in block 5 of Fig. 1, a procedure for unambiguous representation of the original codeword in the form of residues is implemented, which differs from the known topics, not the residues are determined by the bases, but the bases are determined by the residues when condition (1) is satisfied. The number or polynomial A _N can be uniquely represented in the base system p _i :

A_N≡γ_i mod p_i.A _N ≡γ _i mod p _i .

Остатки γ_i и базовые основания p_i с выхода блока 5 фигуры 1 поступают на первый вход блока 6 фигуры 1, на второй вход которого поступает информация о состоянии радиоканалов с выхода блока 1 фигуры 1.The remainders γ _i and base bases p _i from the output of block 5 of Fig. 1 are fed to the first input of block 6 of Fig. 1, the second input of which receives information about the state of radio channels from the output of block 1 of Fig. 1.

В блоке 6 фигуры 1 реализуют следующую последовательность действий:In block 6 of figure 1, the following sequence of actions is implemented:

1. Получают число или полином А по выбранной на основании (1) системе оснований согласно выражению:1. Get the number or polynomial A according to the base system selected on the basis of (1) according to the expression:

где β_i - базисы системы оснований;where β _i - bases of the base system;

ν_i - вес базиса, представляет целое положительное число (полином);ν _i - basis weight, represents a positive integer (polynomial);

Р - рабочий диапазон системы оснований.P is the working range of the base system.

Для чего:For what:

а) определяют рабочий диапазон согласно выражению:a) determine the working range according to the expression:

б) на основании (3) определяют вес базиса согласно выражению:b) on the basis of (3), the basis weight is determined according to the expression:

в) на основании (4) определяют базисы системы базовых оснований:c) on the basis of (4), the bases of the system of basic bases are determined:

2. Подставляют результаты (2)-(5) и производят проверку числа или полинома А по условию:2. Substitute the results (2) - (5) and check the number or polynomial A according to the condition:

3. Определяют контрольное основание для радиоканала с наилучшим состоянием m₀ из условия:3. Determine the reference base for the radio channel with the best state m ₀ from the condition:

Значение А, значения остатков γ_i, базовых оснований p_i и контрольного основания р₀ передаются в блок 7 фигуры 1The value of A, the values of the residues γ _i , the base bases p _i and the control base p ₀ are transferred to block 7 of figure 1

В блоке 7 фигуры 1 определяют расширенный диапазон:In block 7 of figure 1, the extended range is defined:

Определяют контрольный остаток γ₀ и производят ранжирование всех остатков в соответствии с состояниями

радиоканалов по возрастанию так, чтобы радиоканалу с наихудшим состоянием соответствовал остаток в виде наименьшего числа или полинома меньшей степени, а остаток по контрольному основанию соответствовал контрольному радиоканалу.Determine the control residue γ ₀ and produce ranking of all residues in accordance with the states

radio channels in ascending order so that the radio channel with the worst state corresponds to the remainder in the form of the smallest number or a polynomial of a lesser degree, and the remainder on the control base corresponds to the control radio channel.

С выхода блока 7 фигуры 1 все остатки подают на вход канального кодера (блок 8 фигуры 1)From the output of block 7 of figure 1, all the residues are fed to the input of the channel encoder (block 8 of figure 1)

В блоке 8 фигуры 1 осуществляют кодирование всех остатков кодом Рида-Соломона и передают на вход модулятора (блок 9 фигуры 1).In block 8 of Fig. 1, all the residues are encoded with the Reed-Solomon code and transmitted to the input of the modulator (block 9 of Fig. 1).

В модуляторе (блок 9 фигуры 1) в зависимости от длины каждого остатка назначают каждому остатку свой индекс модуляции, что позволяет уменьшить время передачи данных по сравнению с аналогами, и передают модулированные сигналы на вход блока 10 фигуры 1.In the modulator (block 9 of Fig. 1), depending on the length of each residual, each residual is assigned its own modulation index, which makes it possible to reduce the data transmission time in comparison with analogs, and modulated signals are transmitted to the input of unit 10 of Fig. 1.

В блоке 10 фигуры 1 осуществляют построение пространственно-временной матрицы на основании состояний радиоканалов и ранжированных по приоритету базовых и контрольного, остатков.In block 10 of Fig. 1, a space-time matrix is constructed based on the states of the radio channels and the base and control residuals ranked by priority.

Данные с выхода блока 10 фигуры 1 подают на первый вход блока 11 фигуры 1. На второй вход блока 11 фигуры 1 подают управляющие сигналы адаптивного процессора (блок 12 фигуры 1), который на основании состояний радиоканалов от блока 1 фигуры 1 определяет количество лучей многолучевой антенной решетки и характер работы диаграммообразующей схемы (блок 11 фигуры 1). Далее распределяют сигналы по совокупности антенн (блок 13 фигуры 1), которые во взаимосвязи с диаграммообразующей схемой (блок 11 фигуры 1) образуют многолучевую антенную решетку, с выходов которой передают сигналы приемнику.The data from the output of block 10 of FIG. 1 is fed to the first input of block 11 of FIG. 1. The control signals of the adaptive processor (block 12 of FIG. 1) are supplied to the second input of block 11 of FIG. 1, which, based on the states of radio channels from block 1 of FIG. 1, determines the number of beams with a multi-beam antenna lattice and the nature of the diagram-forming circuit (block 11 of figure 1). Next, the signals are distributed over a plurality of antennas (block 13 of Fig. 1), which, in conjunction with the beamforming circuit (block 11 of Fig. 1), form a multi-beam antenna array, from the outputs of which signals are transmitted to the receiver.

Описанная последовательность действий представляет собой признаки, совокупность которых отличает заявленный способ от способа-прототипа.The described sequence of actions is the features, the totality of which distinguishes the claimed method from the prototype method.

б) Осуществление способа приема данных с использованием многолучевой антенной решетки и пространственно-временного кодированияb) Implementation of a method for receiving data using a multi-beam antenna array and space-time coding

Для достижения заявленного технического результата в предложенном способе приема данных с использованием многолучевой антенной решетки и пространственно-временного кодирования с выхода блока оценки каналов для определения состояний радиоканалов (блок 2 фигуры 2) на вход блока 3 фигуры 2 подают информацию, полученную от блока 4 фигуры 1 о состоянии радиоканалов.To achieve the claimed technical result in the proposed method for receiving data using a multi-beam antenna array and space-time coding from the output of the channel estimation unit for determining the states of radio channels (block 2 of figure 2), the information received from block 4 of figure 1 is fed to the input of block 3 of figure 2 about the state of radio channels.

В блоке 3 фигуры 2 выполняют процедуру определения приоритетов для правильного функционирования диаграммообразующей схемы (блок 4 фигуры 2) и подают управляющие сигналы на второй вход блока 4 фигуры 2.In block 3 of figure 2, a procedure for determining priorities for the correct functioning of the diagram-forming circuit (block 4 of figure 2) is performed and control signals are supplied to the second input of block 4 of figure 2.

Принимают вторыми антеннами или совокупностью вторых антенн (блок 1 фигуры 2) в виде многолучевой антенной решетки, модулированные сигналы от блока 13 фигуры 1, переносящие данные с различными приоритетами по множеству лучей, сформированных совокупностью первых антенн в виде многолучевой антенной решетки. Сигналы с выхода блока 1 фигуры 2 подают на первый вход блока 4 фигуры 2.Receive the second antennas or a set of second antennas (block 1 of figure 2) in the form of a multi-beam antenna array, modulated signals from block 13 of figure 1, carrying data with different priorities over a plurality of beams formed by the set of first antennas in the form of a multi-beam antenna array. Signals from the output of block 1 of figure 2 are fed to the first input of block 4 of figure 2.

В блоке 4 фигуры 2 определяют количество принятых сигналов, распределяют их согласно приоритетами и передают на вход блока 5 фигуры 2. В блоке 5 фигуры 2 определяют индекс модуляции для каждого приоритета и демодулируют модулированные сигналы. С выхода блока 5 фигуры 2 демодулированные данные подают на вход блока 6 фигуры 2.In block 4 of Fig. 2, the number of received signals is determined, they are allocated according to priorities and transmitted to the input of block 5 of Fig. 2. In block 5 of Fig. 2, the modulation index for each priority is determined and the modulated signals are demodulated. From the output of block 5 of FIG. 2, the demodulated data is fed to the input of block 6 of FIG. 2.

В блоке 6 фигуры 2 декодируют демодулированные остатки, закодированные кодом Рида-Соломона, обнаруживают и исправляют групповые ошибки и передают демодулированные декодированные остатки на вход блока 7 фигуры 2.In block 6 of Fig. 2, the demodulated residuals encoded with the Reed-Solomon code are decoded, group errors are detected and corrected, and the demodulated decoded residuals are transmitted to the input of block 7 of Fig. 2.

В блоке 7 фигуры 2 определяют контрольные и базовые основания, исправляют ошибки в остатках на основе данных контрольного радиоканала и передают исправленные базовые остатки и остаток по контрольному основанию с выхода блока 7 фигуры 2 на вход блока 8 фигуры 1 в порядке увеличения приоритета.In block 7 of FIG. 2, the control and base bases are determined, errors in the residuals are corrected based on the data of the control radio channel, and the corrected base residues and the remainder are transmitted along the control base from the output of block 7 of FIG. 2 to the input of block 8 of FIG. 1 in order of increasing priority.

В блоке 8 фигуры 2 объявляют базовые остатки фрагментами и восстанавливают кодовое слово путем операции, обратной операции конкатенации. Остаток по контрольному основанию отбрасывают.In block 8 of Figure 2, the basic residues are declared as fragments and the codeword is reconstructed by an operation inverse to the concatenation operation. The remainder on the control base is discarded.

2. Осуществление устройства передачи и приема данных по радиоканалам с использованием многолучевой антенной решетки и пространственно-временного кодирования2. Implementation of a device for transmitting and receiving data over radio channels using a multi-beam antenna array and space-time coding

а) Осуществление устройства передачи данных с использованием многолучевой антенной решетки и пространственно-временного кодированияa) Implementation of a data transmission device using a multi-beam antenna array and space-time coding

Устройство передачи данных с использованием многолучевой антенной решетки и пространственно-временного кодирования (фигура 1) состоит из блока оценки каналов для определения состояний многочисленных радиоканалов (блок 1 фигуры 1),. Первый выход 1 блока 1 фигуры 1 подключен ко второму входу блока разделения кодовых слов на фрагменты (блок 2 фигуры 1). Второй выход блока 1 фигуры 1 подключен через разветвитель ко второму входу блока определения контрольного основания (блок 6 фигуры 1) и к первому входу адаптивного процессора (блок 12 фигуры 1). Третий выход блока оценки каналов для определения состояний многочисленных радиоканалов (блок 1 фигуры 1) подключен к входу передатчика информации состояний передачи для передачи информации о состояниях каналов в приемник (блок 4 фигуры 1), выход которого соединен с входом блока 2 фигуры 2 каналом связи.A data transmission device using a multi-beam antenna array and space-time coding (FIG. 1) consists of a channel estimator for determining the states of multiple radio channels (block 1 of FIG. 1). The first output 1 of block 1 of figure 1 is connected to the second input of the block for dividing code words into fragments (block 2 of figure 1). The second output of block 1 of figure 1 is connected through a splitter to the second input of the block for determining the control base (block 6 of figure 1) and to the first input of the adaptive processor (block 12 of figure 1). The third output of the channel estimator for determining the states of multiple radio channels (block 1 of figure 1) is connected to the input of the transmitter of information of the transmission states to transmit information about the states of the channels to the receiver (block 4 of figure 1), the output of which is connected to the input of block 2 of figure 2 by a communication channel.

На первый вход блока 2 фигуры 1 подают исходные данные. Ко второму входу блока 2 фигуры 1 подключен первый выход блока 1 фигуры 1. Выход блока 2 фигуры 1 подключен к входу средства для группирования группы данных в соответствии с уровнем приоритета (блок 3 фигуры 1). Выход блока 3 фигуры 1 подключен к входу блока вычисления базовых оснований (блок 5 фигуры 1). Выход блока 5 фигуры 1 подключен к первому входу блока определения контрольного основания (блок 6 фигуры 1). К второму входу блока 6 фигуры 1 подключен второй выход блока 1 фигуры 1. Выход блока 6 фигуры 1 подключен к входу блока ранжирования приоритетов (блок 7 фигуры 1). Выход блока 7 фигуры 1 подключен к входу канального кодера (блок 8 фигуры 1) параллельным соединением. Выход блока 8 фигуры 1 подключен к входу модулятора (блок 9 фигуры 1). Выход блока 9 фигуры 1 подключен к входу пространственно-временного кодера (блок 10 фигуры 1). Выход блока 10 фигуры 1 подключен к первому входу диаграммообразующей схемы (блок 11 фигуры 1). Ко второму входу блока 11 фигуры 1 подключен выход адаптивного процессора (блок 12 фигуры 1). К входу адаптивного процессора блок 12 фигуры 1 подключен второй выход блока 1 фигуры 1. Выходы диаграммообразующей схемы подключены к совокупности первых антенн (блок 13 фигуры 1) в виде антенной решетки.The initial data is supplied to the first input of block 2 of Fig. 1. The second input of block 2 of figure 1 is connected to the first output of block 1 of figure 1. The output of block 2 of figure 1 is connected to the input of means for grouping a data group in accordance with the priority level (block 3 of figure 1). The output of block 3 of figure 1 is connected to the input of the unit for calculating basic bases (block 5 of figure 1). The output of block 5 of figure 1 is connected to the first input of the block for determining the control base (block 6 of figure 1). To the second input of block 6 of figure 1 is connected the second output of block 1 of figure 1. The output of block 6 of figure 1 is connected to the input of the priority ranking unit (block 7 of figure 1). The output of block 7 of Fig. 1 is connected to the input of the channel encoder (block 8 of Fig. 1) by parallel connection. The output of block 8 of figure 1 is connected to the input of the modulator (block 9 of figure 1). The output of block 9 of Fig. 1 is connected to the input of the space-time encoder (block 10 of Fig. 1). The output of block 10 of Fig. 1 is connected to the first input of the diagram-forming circuit (block 11 of Fig. 1). The output of the adaptive processor is connected to the second input of block 11 of Fig. 1 (block 12 of Fig. 1). To the input of the adaptive processor unit 12 of figure 1 is connected the second output of unit 1 of figure 1. Outputs of the diagram-forming circuit are connected to the set of first antennas (unit 13 of figure 1) in the form of an antenna array.

б) Осуществление устройства приема данных с использованием многолучевой антенной решетки и пространственно-временного кодированияb) Implementation of a data receiving device using a multi-beam antenna array and space-time coding

Устройство приема данных с использованием многолучевой антенной решетки и пространственно-временного кодирования (фигура 2) состоит из совокупности вторых антенн в виде многолучевой антенной решетки (блок 1 фигуры 2). На вход блока 1 фигуры 2 поступают сигналы с блока 13 фигуры 1. Выход блока 1 фигуры 2 подключен к первому входу диаграммообразующей схемы приемной многолучевой антенной решетки (блок 4 фигуры 2). Выход блока оценки каналов для определения состояний радиоканалов (блок 2 фигуры 2) подключен к входу блока определения приоритетов (блок 3 фигуры 2). Выход блока 3 фигуры 2 подключен ко второму входу диаграммообразующей схемы (блок 4 фигуры 2). Выход блока 4 фигуры 2 подключен к входу демодулятора для демодуляции данных с различным приоритетом (блок 5 фигуры 2). Выход блока 5 фигуры 2 подключен к входу канального декодера (блок 6 фигуры 2). Выход блока 6 фигуры 2 подключен к входу пространственно-временного декодера (блок 7 фигуры 2). Выход блока 7 фигуры 2 подключен к входу блока восстановления кодового слова (блок 8 фигуры 2). С выхода блока 8 фигуры 2 исходные данные направляют получателю исходных данных.A device for receiving data using a multi-beam antenna array and space-time coding (FIG. 2) consists of a plurality of second antennas in the form of a multi-beam antenna array (block 1 of FIG. 2). The input of block 1 of FIG. 2 receives signals from block 13 of FIG. 1. The output of block 1 of FIG. 2 is connected to the first input of the diagram-forming circuit of the receiving multi-beam antenna array (block 4 of FIG. 2). The output of the channel estimation unit for determining the states of radio channels (block 2 of figure 2) is connected to the input of the unit for determining priorities (block 3 of figure 2). The output of block 3 of figure 2 is connected to the second input of the diagram-forming circuit (block 4 of figure 2). The output of block 4 of figure 2 is connected to the input of the demodulator for demodulating data with different priority (block 5 of figure 2). The output of block 5 of figure 2 is connected to the input of the channel decoder (block 6 of figure 2). The output of block 6 of Fig. 2 is connected to the input of the space-time decoder (block 7 of Fig. 2). The output of block 7 of Fig. 2 is connected to the input of the codeword recovery unit (block 8 of Fig. 2). From the output of block 8 of Fig. 2, the original data is sent to the recipient of the original data.

Claims

1. A method of transmitting data from a transmitter having a plurality of first antennas to a receiver having a plurality of second antennas over multiple radio channels, which are downlink channels in a mobile communication system, comprising determining the states of radio channels in the transmitter and transmitting information about the states radio channels to the receiver, the transmitted data are grouped in accordance with the priority level into data groups and transmit data through the first antennas, characterized in that when determining the state of radio channels, a radio channel is selected with the highest level of noise immunity and throughput and is defined as a control channel, and the remaining radio channels - basic, during data transmission, the transmission time interval is set equal to the length of the codeword, the original data is divided into fragments according to the number of basic radio channels, based on the data on the state of the radio channels, the lengths of the original data fragments are ranked by bits, the fragments of the original data are determined by digits as residuals from division according to the base bases of the number system in the residual classes, expressed by numbers or polynomials, the degree of which exceeds the number of digits of the remainder, determine the bases for each basic radio channel and determine the control base for the control radio channel, obtain the remainder according to the control base, encode all the residuals in a given time interval with the Reed-Solomon code, the encoded data is transmitted to the modulator, in which the encoded data modulates the carriers of all radio channels by quadrature or phase modulation, the index of which is changed depending on the number of residual bits, modulated signals are obtained, modulated signals are supplied to the inputs of the diagram-forming circuit a set of first antennas made in the form of a multi-beam antenna array, in which beams are formed for basic radio channels and a control radio channel, while the parameters of the beams are controlled by an adaptive processor, modulated signals are distributed the set of the first antennas in accordance with the priority of the encoded data, determined by the state of all radio channels and the length of the remainder, transmit modulated signals along the beams to the receiver.

2. A method of receiving data in a receiver having a plurality of second antennas from a transmitter having a plurality of first antennas over multiple radio channels, which are downlink channels in a mobile communication system, comprising receiving information about the state of radio channels and receiving transmitted data, grouping high-priority data and low-priority data received through the second antennas, in accordance with the channel states, characterized in that the reception of information in the form of modulated signals is carried out by the second antennas made in the form of a multi-beam antenna array, receiving data with different priorities on a plurality of beams, determines the modulation index of the received signals on each channel, demodulate the modulated signals, decode the demodulated encoded data with a Reed-Solomon decoder, obtain fragments in the form of basic and control residues, detect and correct errors in the basic residuals based on the control basis the control residue, and the code word is recovered from the obtained fragments.

3. A device for transmitting data from a transmitter to a receiver over multiple radio channels, which are downlink channels in a mobile communication system, comprising a plurality of first antennas, a transmission channel state information transmitter connected to a channel estimator for determining the states of multiple radio channels, means for grouping a group data in accordance with the priority level, a modulator, characterized in that the set of transmitter antennas is made in the form of a transmitting multi-beam antenna array, an additional base calculation unit, an adaptive processor, the input of which is connected to the third output of the channel estimation unit and a block for dividing code words into fragments connected to the first input of the means for grouping the data group in accordance with the priority level, the output of which is connected to the modulate input through the serially connected block for determining the control base, the priority ranking block and the channel encoder ora, the output of which is connected to the transmitting multi-beam antenna array through a series-connected space-time encoder and the diagramming circuit of the transmitting multi-beam antenna array, while the initial data is fed to the first input of the block for dividing code words into fragments, and its second input is connected to the second output of the evaluation block channels, the second output of the means for grouping the data group in accordance with the priority level through the base base calculator is connected to the second input of the control base determination unit, the third input of which is connected to the third output of the channel estimator, the output of the adaptive processor is connected to the second input of the beamforming multi-beam transmitting circuit antenna array.

4. The device according to claim 3, characterized in that the modulator is made in the form of a modulator with a variable modulation index depending on the priority of the data and the quality of the radio channel.

5. A device for receiving data from a transmitter over multiple radio channels, which are downlink channels in a mobile communication system, comprising a plurality of second antennas, a channel estimation signal receiving unit, a demodulator, characterized in that the plurality of second antennas is made in the form of a receiving multi-beam antenna array, In addition, a priority determination unit is introduced, the input of which is connected to the output of the channel estimation signal receiving unit, a diagram-forming circuit connected to the receiving multi-beam antenna array and to the demodulator input for demodulating data with different priority, the output of which is connected through a series-connected channel decoder and a space-time decoder with the input of the code word recovery unit, while the output of the priority determination unit is connected to the second input of the diagram-forming circuit.