DE102015104418A1

DE102015104418A1 - Umordnen einer Strahlformungsmatrix

Info

Publication number: DE102015104418A1
Application number: DE102015104418.8A
Authority: DE
Inventors: Meesaraganda Surendra Raju; Sujai Chari
Original assignee: Imagination Technologies Ltd
Current assignee: Nordic Semiconductor ASA
Priority date: 2014-04-07
Filing date: 2015-03-24
Publication date: 2015-10-08
Also published as: CN104980201B; US20150288437A1; GB2560461A; GB2560656A8; GB2560461B; GB201504417D0; GB201807937D0; GB201807939D0; US9281884B2; GB2560655B; CN104980201A; GB2560657B; GB2560656A; US20150288436A1; GB2525090B; GB2525091A; GB2560656B; GB201504416D0; GB201807941D0; GB2525090A

Abstract

Es werden Vorrichtungen, Verfahren und Systeme zur Strahlformung offenbart. Eine Ausführungsform eines Verfahrens umfasst ein Erzeugen einer Strahlformungsmatrix, das ein Erhalten einer Kanalmatrix eines Mehreingangs-Mehrausgangs-Kanals (MIMO-Kanals) zwischen einem Mehrantennensender und einem Empfänger, ein Bestimmen einer anfänglichen Strahlformungsmatrix basierend auf einer Singulärwertzerlegung der Kanalmatrix, ein Erzeugen einer endgültigen Strahlformungsmatrix, das ein Umordnen von Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix für mindestens einen Unterträger eines Mehrträgersignals basierend auf einer Signaleigenschaft umfasst, ein Verarbeiten mehrerer Mehrträgersignale mittels der endgültigen Strahlformungsmatrix und ein Senden der mehreren verarbeiteten Mehrträgersignale durch mehrere Sendeketten umfasst.

Description

Gebiet der beschriebenen Ausführungsformen
Die beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich im Allgemeinen auf drahtlose Kommunikation. Insbesondere beziehen sich die beschriebenen Ausführungsformen auf Systeme, Verfahren und Vorrichtungen zum Umordnen einer Strahlformungsmatrix.
Hintergrund
Die Sendestrahlformungstechniken sind in vielen Variationen in Mehreingangs-Mehrausgangs-Systemen (MIMO-Systemen) verwendet worden. Typischerweise umfassen diese Verfahren die Berechnung einer Strahlformungsmatrix in einem Empfänger basierend auf einer Messung des Übertragungskanals (MIMO-Kanals). Wenn die Matrix an den Sender vermittelt wird und von dem Sender auf nachfolgenden Verkehr angewendet wird, wird das effektive empfangene Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) für jeden Strom in dem MIMO-System verbessert, was zu einer verbesserten Gesamtleistung führt. Obwohl diese Lösungen eine Leistungsverbesserung durch Verbessern des effektiven SNR an dem Empfänger bieten, werden die Wechselwirkungen zwischen den Verteilungen des SNR über mehrere Antennenketten und Unterträger für verschiedene Decodierungs- und Entschachtelungsprozesse und für ein Datenstrom-Parsen und -Entparsen nicht berücksichtigt. Diese Wechselwirkungen können zu einem im Vergleich zu theoretisch erwarteten Ergebnissen wesentlich verschlechterten Leistungsvermögen führen.
Es ist wünschenswert, Verfahren, Vorrichtungen und Systeme zum Erzeugen von strahlgeformten Signalen zu besitzen, die die Wechselwirkungen zwischen den Verteilungen des SNR über mehrere Antennenketten und Unterträger für verschiedene Decodierungs- und Entschachtelungsprozesse und für ein Datenstrom-Parsen und -Entparsen berücksichtigen.
Zusammenfassung
Eine Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Strahlformung. Das Verfahren umfasst das Erzeugen einer Strahlformungsmatrix, das das Erhalten einer Kanalmatrix eines Mehreingangs-Mehrausgangs-Kanals (MIMO-Kanals) zwischen einem Mehrantennensender und einem Empfänger, das Bestimmen einer anfänglichen Strahlformungsmatrix basierend auf einer Singulärwertzerlegung der Kanalmatrix und das Erzeugen einer endgültigen Strahlformungsmatrix umfasst, wobei das Erzeugen der endgültigen Strahlformungsmatrix ein Umordnen von Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix für mindestens einen Unterträger eines Mehrträgersignals basierend auf einer Signaleigenschaft umfasst.
Mindestens einige Ausführungsformen umfassen ferner das Verarbeiten mehrerer Mehrträgersignale mittels der endgültigen Strahlformungsmatrix und das Senden der mehreren verarbeiteten Mehrträgersignale durch mehrere Sendeketten.
Eine weitere Ausführungsform umfasst eine Vorrichtung. Die Vorrichtung umfasst mehrere Empfangsketten und einen Prozessor. Der Prozessor ist betreibbar, um eine Kanalmatrix eines Mehreingangs-Mehrausgangs-Kanals (MIMO-Kanals) zwischen einem Mehrantennensender und den mehreren Empfangsketten zu erhalten, eine anfängliche Strahlformungsmatrix basierend auf einer Singulärwertzerlegung der Kanalmatrix zu bestimmen und eine endgültige Strahlformungsmatrix zu erzeugen, wobei das Erzeugen der endgültigen Strahlformungsmatrix ein Umordnen von Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix für mindestens einen Unterträger eines Mehrträgersignals basierend auf einer Signaleigenschaft umfasst.
Bei mindestens einigen Ausführungsformen umfasst der Sendeempfänger den Mehrantennensender und der Prozessor ist ferner betreibbar, um das Verarbeiten mehrerer Mehrträgersignale mittels der endgültigen Strahlformungsmatrix zu ermöglichen, und der Sendeempfänger ist betreibbar, um die mehreren verarbeiteten Mehrträgersignale durch mehrere Sendeketten zu senden.
Bei mindestens einigen Ausführungsformen ist der Sendeempfänger ferner betreibbar, um die endgültige Strahlformungsmatrix durch eine Sendekette zurück zu einem zweiten Sendeempfänger, der den Mehrantennensender umfasst, zu senden.
Weitere Aspekte und Vorteile der beschriebenen Ausführungsformen werden aus der folgenden genauen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, die anhand von Beispielen die Prinzipien der beschriebenen Ausführungsformen veranschaulichen, ersichtlich.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt einen ersten Sendeempfänger, einen zweiten Sendeempfänger, und einen MIMO-Übertragungskanal zwischen den Sendeempfängern gemäß einer Ausführungsform.
2 zeigt einen Sender eines Sendeempfängers, der K räumliche Ströme, N Sendeantennen und eine Strahlformungsverarbeitung umfasst, gemäß einer Ausführungsform.
3 zeigt einen Empfängerabschnitt eines Sendeempfängers, der M Empfangsantennen und eine Strahlformungsmatrixverarbeitung umfasst, gemäß einer Ausführungsform.
4 zeigt das Leistungsvermögen des MCS0 mit unterschiedlichen Singulärwertumordnungsschemata in CMD-Kanälen (Kanälen vom Kanalmodell D, das von dem IEEE zum Modellieren einer WLAN-Ausbreitungsumgebung bereitgestellt wird) gemäß einer Ausführungsform.
5 zeigt Paketfehlerstatistiken des MCS0 über 100 CMD-Kanäle mit unterschiedlichen Umordnungsschemata gemäß einer Ausführungsform.
6 zeigt ein Leistungsvermögen des MCS7 mit unterschiedlichen Singulärwertumordnungsschemata in CMD-Kanälen gemäß einer Ausführungsform.
7 zeigt Paketfehlerstatistiken des MCS7 über 100 CMD-Kanäle mit unterschiedlichen Umordnungsschemata gemäß einer Ausführungsform.
8 zeigt eine elektronische Schaltung zum Erzeugen von LLR (Log-Likelihood-Verhältnissen) und Graphen, die die entsprechenden Vertrauensniveaus mit unterschiedlichen Schemata zum Umordnen einer Strahlformungsmatrix darstellen, gemäß einer Ausführungsform.
9 zeigt ein Diagramm des Vertrauensniveaus der LLR in Abhängigkeit von der Zeit, nachdem mit unterschiedlichen Umordnungsschemata ein Entschachteln und Strom-Entparsen durchgeführt wurde, gemäß einer Ausführungsform.
10 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt von 9 gemäß einer Ausführungsform.
11 zeigt eine Verteilung einer Lauflänge (zusammenhängende Sequenz mit einem Vertrauensniveau unter einer Vertrauensschwelle) von aufeinanderfolgenden Vertrauensniveaus der LLR unterhalb der Vertrauensschwelle für ein erstes Umordnungsschema A.
12 zeigt eine Verteilung einer Lauflänge (zusammenhängende Sequenz mit einem Vertrauensniveau unter einer Vertrauensschwelle) von aufeinanderfolgenden Vertrauensniveaus der LLR unterhalb der Vertrauensschwelle für ein zweites Umordnungsschema B.
13 ist ein Flussdiagramm, das Schritte eines Verfahrens zur Strahlformung umfasst, gemäß einer Ausführungsform.
Genaue Beschreibung
Die beschriebenen Ausführungsformen umfassen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme zum Verringern des Implementierungsverlustes (d. h. des Leistungsverlustes in Bezug auf eine theoretische Grenze) der Strahlformung, der aus der Wechselwirkung zwischen den Signal-Rausch-Verhältnissen (SNR) über mehrere Antennenketten und Unterträger, dem Decodieren und Entschachteln und/oder den Prozessen des Strom-Parsens und -Entparsens von Mehrträger-Mehreingangs-Mehrausgangs-Kommunikation (MIMO-Kommunikation) resultiert. Mindestens einige Ausführungsformen umfassen ein dynamisches Anpassen einer Berechnung einer Strahlformungsmatrix basierend auf der spezifischen Wechselwirkung zwischen einem gemessenen MIMO-Kanal, dem Entschachteln und Decodieren, den Prozessen des Strom-Parsens und/oder -Entparsens, was zu einem besseren Leistungsvermögen (d. h. einer niedrigeren Paketfehlerrate) als bei herkömmlichen MIMO-Strahlformungstechniken führt.
Mindestens einige Ausführungsformen umfassen ein Bestimmen einer endgültigen Strahlformungsmatrix durch einen Prozessor eines Sendeempfängers, der die Spalten einer anfänglichen Sendematrix umordnet. Bei einer Ausführungsform sendet der Sendeempfänger die endgültige Strahlformungsmatrix zurück zum zweiten Sendeempfänger, der die endgültige Sendematrix auf mehrere räumliche Sendeströme anwendet. Bei einer anderen Ausführungsform wendet der Sendeempfänger die endgültige Sendematrix auf mehrere räumliche Sendeströme des Sendeempfängers an.
1 zeigt einen ersten Sendeempfänger 110, einen zweiten Sendeempfänger 120 und einen MIMO-Übertragungskanal zwischen den Sendeempfängern 110, 120 gemäß einer Ausführungsform. Wie gezeigt, umfasst der erste Sendeempfänger 110 N Antennen, die Kommunikationssignale senden, und der zweite Sendeempfänger 120 umfasst M Antennen, die Kommunikationssignale empfangen. Dementsprechend kann der Übertragungskanal zwischen dem ersten Sendeempfänger 110 und dem zweiten Sendeempfänger 120 durch eine M X N Kanalmatrix H charakterisiert werden.
Bei einer Ausführungsform umfassen die Übertragungssignale zwischen dem ersten Sendeempfänger 110 und dem zweiten Sendeempfänger 120 Mehrträgermodulationssignale. Die Mehrträgermodulation (MCM) ist ein Verfahren zum Übertragen von Daten durch Aufteilen in mehrere Komponenten und Senden jeder dieser Komponenten über getrennte Trägersignale. Die einzelnen Träger haben eine kleine Bandbreite, aber das zusammengesetzte Signal kann eine große Bandbreite haben. Die Vorteile von MCM umfassen eine relative Immunität gegenüber einem Schwinden (Fading) des Signals, das durch Übertragen über mehr als einen Weg zu einem Zeitpunkt (Mehrwegeschwund) verursacht wird, eine geringere Anfälligkeit gegenüber Interferenz, die durch Impulsrauschen verursacht wird, als Einzelträgersysteme und eine verbesserte Immunität gegenüber Zwischensymbolinterferenz.
Eine beispielhafte Form des MCM umfasst ein orthogonales Frequenzmultiplexverfahren (OFDM). Das OFDM ist im Wesentlichen identisch zu einem codierten OFDM (COFDM) und einer diskreten Multitonmodulation (DMT), und ist ein Frequenzmultiplexschema (FDM-Schema), das als ein digitales Mehrträger-Modulationsverfahren verwendet wird. Der Hauptvorteil des OFDM gegenüber Einzelträgerschemata ist die Fähigkeit, schwierige Kanalbedingungen (beispielsweise Schmalbandinterferenz und frequenzselektiven Mehrwegeschwund) ohne aufwendige Entzerrungsfilter zu bewältigen. Eine Kanalentzerrung wird vereinfacht, da das OFDM so betrachtet werden kann, dass es viele langsam modulierte Schmalbandsignale statt ein schnell moduliertes Breitbandsignal verwendet. Die niedrige Symbolrate macht die Verwendung eines Schutzintervalls zwischen Symbolen annehmbar, was es ermöglicht, eine Zwischensymbolinterferenz (ISI) zu vermeiden und Echos und eine Zeitspreizung zu nutzen, um einen Diversitätsgewinn, d. h. eine Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses, zu erzielen.
Eine Ausführungsform umfasst ein Erhalten einer Kanalmatrix H je Unterträger eines Mehrträgersignals. Für eine Ausführungsform wird die Kanalmatrix bei dem Empfänger bestimmt und an den Sender zurück übermittelt. Jedoch wird für eine andere Ausführungsform die Kanalmatrix bei dem Sender bestimmt. Das heißt, unter der Annahme der Reziprozität des Übertragungskanals können Signale, die durch den sendenden Sendeempfänger von dem empfangenden Sendeempfänger empfangen werden, verwendet werden, um die Kanalmatrix H zu bestimmen.
Eine Ausführungsform umfasst ein Durchführen einer SVD-Matrixzerlegung (Singulärwertzerlegungs-Matrixzerlegung) H = USV^H für jeden Unterträger. Das heißt, dass die SVD-Zerlegung auf der zuvor beschriebenen Kanalmatrix H basiert. Bei einer Ausführungsform der SVD-Matrixzerlegung gilt:

U: ist eine linke Singulärvektormatrix;
S: ist eine Singulärwertmatrix; und
V: ist eine rechte Singulärvektormatrix (gemäß einer Ausführungsform ist dies die Strahlformungsmatrix, die auf den Sender angewendet wird).

Es ist zu beachten, dass für mindestens einige der beschriebenen Ausführungsformen S eine Diagonalmatrix ist, bei der jeder der Diagonalwerte einem Singulärwert entspricht. Ferner gibt es viele mögliche Verfahren, um die Zerlegung zu verwirklichen. Abhängig von der Technik kann sich eine unterschiedliche Anordnung der Singulärwerte (d. h. der Diagonalelemente der Matrix S) ergeben. Für eine Ausführungsform steigen die Diagonalelemente abwärts im Verlauf der Diagonale der Matrix S in der Größe an. Für eine andere Ausführungsform fallen die Diagonalelemente abwärts im Verlauf der Diagonale der Matrix S in der Größe ab. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit nehmen zumindest einige der beschriebenen Ausführungsformen an, dass die Diagonalelemente von S auf der Diagonalen in abwärts absteigender Reihenfolge angeordnet sind.
Bei mindestens einigen Ausführungsformen wird die rechte Singulärvektormatrix V als anfängliche Strahlformungsmatrix verwendet. Wenn diese Matrix an dem Sender angewendet wird, dann ist der effektive Kanal, der an dem Empfänger gesehen wird, H·V = USV^HV = US. Das empfangene Signal in einem bestimmten Unterträger kann als Y = HVX + N beschrieben werden, wobei VX die strahlgeformten gesendeten Daten sind und N das additive Rauschen bezeichnet. Da U orthonormal ist, kann der effektive Empfangsvektor nach vorheriger Multiplikation von Y mit U^H an dem Empfänger als Y_eff = U^HY = SX + U^HN geschrieben werden. Somit kann, da S diagonal ist, jeder der mehreren gesendeten Ströme unabhängig detektiert werden. Zusätzlich wird die Signalqualität oder das SNR auf jedem Strom durch den entsprechenden Singulärwert bestimmt. Beispielsweise ist dann, wenn es zwei gesendete Ströme in einem 2 × 2-System gibt, ein SNR eines ersten gesendeten Stroms auf dem ersten Singulärwert von S (d. h. S (1,1)) basiert und ein SNR eines zweiten gesendeten Stroms auf dem zweiten Singulärwert von S (d. h. S (2,2)) basiert. Wenn die Ströme völlig unabhängig decodiert werden, ist das Verbindungsleistungsvermögen durch den Strom mit dem schlechteren SNR bestimmt. Da der Kanal für jeden Unterträger in einem OFDM-System verschieden sein kann, könnte dann, wenn der höhere der beiden SNR, die aus den Singulärwerten der S-Matrix für jeden Unterträger resultieren, zwischen den Strömen gleichmäßig verteilt werden kann, die resultierende Abweichung in dem durchschnittlichen SNR über beide Ströme verringert werden, wodurch der Fehler des ungünstigsten Stroms verbessert wird und somit das Gesamtverbindungsleistungsvermögen verbessert wird.
Auch für den Fall, in dem die Ströme gemeinsam decodiert werden, kann ein zweckmäßiges Verteilen des höheren/höchsten SNR unter den Strömen über die Unterträger das Gesamtverbindungsleistungsvermögen verbessern.
Das Umordnen der Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix ist ein Verfahren zum Erzeugen einer endgültigen Strahlformungsmatrix, das verwendet werden kann, um die Sendedaten zu multiplizieren und dadurch das Verbindungsleistungsvermögen im Vergleich zum Verwenden der anfänglichen Strahlformungsmatrix zu verbessern.
2 zeigt einen Sender eines Sendeempfängers, der K räumliche Ströme, N Sendeantennen und eine Strahlformungsverarbeitung umfasst, gemäß einer Ausführungsform. Wie gezeigt wird ein Strom von Daten (Quellendaten) durch den Sendeabschnitt empfangen, der durch einen Codierer 210 codiert wird, von einem Parser 215 in mehrere (K) räumliche Datenströme geparst wird und durch einen Verschachteler 220 verschachtelt wird. Die Mehrzahl von K räumlichen Strömen umfasst N Modulatoren 230, 240. Die Multiplikation der K räumlichen Ströme mit einer Strahlformungsmatrix 270 ergibt die Daten, die von N Sendeketten 290 aus den N Mehrsendeantennen TX1, TX2 ... TXN gesendet werden.
Bei einer Ausführungsform wird die endgültige Strahlformungsmatrix an anderer Stelle (beispielsweise bei einem Empfänger der K räumlichen Ströme) bestimmt und dann an den Sender übermittelt. Basierend auf der Kanalmatrix H und der endgültigen Strahlformungsmatrix, lädt ein Prozessor 280 des Sendeempfängers 200 die Koeffizienten der endgültigen Strahlformungsmatrix in einen Strahlformungsmatrix-Multiplizierer 270 hoch. Bei einer weiteren Ausführungsform wird die endgültige Strahlformungsmatrix an dem Sender erzeugt, wenn die vorher beschriebene Reziprozität des Übertragungskanals angenommen wird. Es ist selbstverständlich, dass, obwohl der Strahlformungsmatrix-Multiplizierer 270 als separater Funktionsblock dargestellt ist, zumindest bei einigen Ausführungsformen die Verarbeitung, die durch den Strahlformungsmatrix-Multiplizierer 270 bereitgestellt wird, in die Verarbeitung des Prozessors 280 integriert ist. Bei zumindest einigen Ausführungsformen ermöglicht der Prozessor 280 die Verarbeitung.
Bei zumindest einigen Ausführungsformen umfasst das Erzeugen der endgültigen Strahlformungsmatrix ein Erhalten der Kanalmatrix (H) eines Mehreingangs-Mehrausgangs-Kanals (MIMO-Kanals) zwischen einem Mehrantennensender und einem Empfänger und ein Bestimmen einer anfänglichen Strahlformungsmatrix basierend auf einer Singulärwertzerlegung der Kanalmatrix. Schließlich wird die endgültige Strahlformungsmatrix durch Umordnen von Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix für mindestens einen Unterträger eines Mehrträgersignals auf der Grundlage einer Signaleigenschaft erzeugt.
Sobald die endgültige Strahlformungsmatrix erzeugt worden ist, werden mehrere Mehrträgersignale unter Verwendung der endgültigen Strahlformungsmatrix (d. h. beispielsweise durch den Strahlformungsmatrix-Multiplizierer 270) verarbeitet und die mehreren verarbeiteten Mehrträgersignale werden durch mehrere Sendeketten des Mehrantennensenders gesendet.
Umordnen der Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix
Bei einer Ausführungsform können eine oder mehrere von verschiedenen Signaleigenschaften verwendet werden, um zu bestimmen, wie die Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix umgeordnet werden sollen. Für eine Ausführungsform ist das Umordnen der Spalten abhängig von den Modulations- und Codierungsschemata, die für die Übertragung verwendet werden. Für zumindest einige Ausführungsformen wird das Umordnen der Spalten auf einer Unterträger-Basis des Mehrträger-Übertragungssignals durchgeführt.
3 zeigt einen Empfängerabschnitt eines Sendeempfängers 300, der M Empfangsantennen umfasst, und eine Strahlformungsmatrixverarbeitung gemäß einer Ausführungsform. Für diese Ausführungsform führt der Empfängerabschnitt eines empfangenden Sendeempfängers das Verarbeiten und das Bestimmen der endgültigen Strahlformungsmatrix durch. Wie gezeigt, umfasst der Empfänger M Empfangsantennen, die die K räumliche Ströme, die von dem sendenden Sendeempfänger gesendet werden, empfangen.
Ein MIMO-Detektor 310 verarbeitet die empfangenen Signale und erzeugt einen empfangenen Bitstrom. Ein Decodierer 320 decodiert den empfangenen Bitstrom, was idealerweise die K räumlich getrennten Ströme von Bits ergibt. Das Verarbeiten der empfangenen Signale umfasst eine Schätzung des Kanals und Rauschens (330), die anschließend verwendet wird, um das Signal zu entzerren und zu decodieren, was den decodierten Bitstrom ergibt.
Der Kanal- und Rausch-Schätzer 330 führt außerdem eine Kanalqualitätsschätzung durch, die verwendet werden kann, um die Modulations- und Codierungsschemata, die für die Übertragung verwendet werden, zu bestimmen. Bei einer Ausführungsform wird auf eine Nachschlagetabelle (LUT) 350 zugegriffen, die ein Modulations- und Codierungsschema für eine bestimmte Kanalqualität liefert. Bei einer Ausführungsform erzeugt der Kanal- und Rausch-Schätzer 330 die Kanalmatrix H.
Ein SVD-Zerlegungs-Block 340 führt die vorstehend beschriebene SVD-Zerlegung aus, was eine anfängliche Strahlformungsmatrix ergibt.
Sobald die Modulations- und Codierungsschemata bestimmt worden sind, umfasst eine Ausführungsform ein Umordnen der Spalten (360) der anfänglichen Strahlformungsmatrix basierend auf dem Modulations- und Codierungsschema.
Wie beschrieben, wird bei Ausführungsformen die anfängliche Singulärwertmatrix S basierend auf verschiedenen Metriken zu S' umgeordnet. Für eine Ausführungsform umfasst dies das Berechnen einer neuen Strahlformungsmatrix V' basierend auf S'. Es ist zu beachten, dass V' durch das Durchmischen der Spalten von V erhalten wird. In der Praxis muss S' somit nicht berechnet/bestimmt werden. Wenn die gewünschte Umordnung bekannt ist, kann V' aus V durch Durchmischen der Spalten gemäß der gewünschten Umordnung erhalten werden. Obwohl die Diskussion um das Umordnen unten in Bezug auf das Umordnen von Singulärwerten der S-Matrix beschrieben ist, gilt die Diskussion äquivalent auch für das Umordnen von Spalten von V. Ein Vorteil des Vornehmens der Permutation bei V ist, dass der Sender (der eine direktere Kenntnis des MCS, der Codierung usw. aufweist) die Permutation auf der Grundlage dieser Parameter wählen kann.
Bei einer Ausführungsform basiert das Umordnen der Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix darauf, dass das Modulations- und Codierungsschema auf ein Übertragungspaket angewendet wird. Wenn es eine Menge im Voraus bekannter MCS gibt, kann eine Nachschlagetabelle (MCS LUT 350) basierend auf dem MCS für das aktuelle Paket verwendet werden, um das Umordnungsschema für das nächste Paket oder einen Satz von nächsten Paketen zu bestimmen.
Die beschriebenen Ausführungsformen umfassen verschiedene mögliche Umordnungsschemata für die Mehrträger-Modulation. Für eine Ausführungsform umfasst das Auswählen einer Strahlformungstechnik eine Singulärwertzerlegung (SVD), wobei eine anfängliche Strahlformungsmatrix eine SVD mit aufsteigenden Werten (AVSVD), die Diagonal-Singulärwerte in aufsteigender Reihenfolge enthält, oder eine SVD mit absteigenden Werten (DVSVD), die Diagonal-Singulärwerte in absteigender Reihenfolge enthält, umfasst. Ferner umfasst bei einer Ausführungsform die endgültige Strahlformungsmatrix dann DVSVD, wenn die anfängliche Strahlformungsmatrix AVSVD umfasst, und die endgültige Strahlformungsmatrix umfasst dann AVSVD, wenn die anfängliche Strahlformungsmatrix DVSVD umfasst. Das heißt, dass bei zumindest einigen Ausführungsformen alle der Unterträger der Multiträgersignale die herkömmliche SVD (DVSVD) verwenden, um die anfängliche Strahlformungsmatrix zu bestimmen. Das bedeutet, dass Singulärwerte in absteigender Reihenfolge vorliegen.
Zumindest einige Ausführungsformen umfassen ein Identifizieren einer Anzahl von möglichen Permutationen des Umordnens der Spalten als eine Anzahl N, ein Aufteilen der Gesamtzahl der Unterträger in N Mengen und ein Umordnen der Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix gemäß einer der N Permutationen für mindestens eine Untermenge der N Mengen. Es gibt mehrere Beispiele, wie diese Ausführungsform realisiert werden kann. Bei zumindest einigen Ausführungsformen verwenden alternierende Unterträger eine unterschiedliche Umordnung, so dass Unterträger mit geradem Index Singulärwerte in absteigender Reihenfolge aufweisen, während Unterträger mit ungeradem Index Singulärwerte in ansteigender Reihenfolge aufweisen. Für zumindest einige Ausführungsformen verwendet eine erste Hälfte der Unterträger die herkömmliche SVD, das heißt, sie haben Singulärwerte in absteigender Reihenfolge, während die verbleibende Hälfte eine modifizierte SVD verwendet, das heißt, sie haben Singulärwerte in aufsteigender Reihenfolge. Für zumindest einige Ausführungsformen verwendet eine erste Hälfte der Unterträger die modifizierte SVD, das heißt, sie haben Singulärwerte in aufsteigender Reihenfolge, während die verbleibende Hälfte die herkömmliche SVD verwendet, das heißt, sie haben Singulärwerte in absteigender Reihenfolge. Obwohl obige Beispiele ein Umordnen mit N = 2 Permutationen (aufsteigende Reihenfolge, absteigende Reihenfolge) beschreiben, können mögliche Umordnungsschemata auf größere Werte von N erweitert sein.
Bei mindestens einigen Ausführungsformen kann das Leistungsvermögen der verschiedenen Formate der MCS (Modulations- und Codierungsschemata) mit verschiedenen Umordnungsschemata analysiert werden, so dass ein optimales Umordnungsschema für jedes MCS-Format vorliegt. Diese Analyse kann verwendet werden, um Nachschlagetabellen für die Weiterverarbeitung zu entwickeln.

Beispielsweise funktionieren in dem 802.11n/ac-System, für den Fall mit 20-MHz Bandbreite mit 2 räumlichen Strömen, in dem eine Faltungscodierung verwendet wird, MCS-Schemata 0, 1, 2, 3, 4, 6 und 8 (gemäß dem IEEE-802.11ac-Standard) besser, wenn sie über einen großen Satz von dispersiven Kanälen simuliert werden, wenn die Singulärwerte in absteigender Reihenfolge sortiert sind, während bei den MCS-Schemata 5 und 7 ein verbessertes Leistungsvermögen beobachtet wird, wenn die Singulärwerte in aufsteigender Reihenfolge sortiert sind. Die folgende Tabelle fasst die Modulations- und Codierungsrate zusammen, die für die genannten MCS-Schemata verwendet werden, und das bevorzugte Umordnungsschema. Das MCS und die zugehörigen Übertragungssignaleigenschaften basieren auf dem IEEE-802.11 ac-Standard, wie in der folgenden Tabelle dargestellt.

MCS	Modulation	Codierungsrate	Bevorzugte Singulärwertreihenfolge
0	BPSK	½	Absteigend
1	QPSK	½	Absteigend
2	QPSK	¾	Absteigend
3	16-QAM	½	Absteigend
4	16-QAM	¾	Absteigend
5	64-QAM	2/3	Ansteigend
6	64-QAM	¾	Absteigend
7	64-QAM	5/6	Ansteigend
8	256-QAM	¾	Absteigend

Obwohl jedes obige MCS mit einer Modulations- und Codierungsrate gekennzeichnet ist, gibt es andere Elemente des Übertragungssignals wie den Verschachteler, die Abbildungsvorrichtung, den Punktierer und den Parser, die eine Rolle bei der Bestimmung des Umordnungsschemas spielen, das das Leistungsvermögen verbessern wird. Die obige Tabelle wählt aus einer Menge von N = 2 Umordnungsschemata aus. Allerdings kann der Leistungsvermögen -Vergleich auf eine größere Menge von Umordnungsschemata erweitert werden.
4 zeigt ein Leistungsvermögen des MCS0 mit verschiedenen Singulärwert-Umordnungsschemata in CMD Kanälen (Kanälen des Kanalmodells D, das von dem IEEE zum Modellieren einer WLAN-Ausbreitungsumgebung bereitgestellt ist). 5 zeigt Paketfehlerstatistik des MCS0 über 100 CMD-Kanalumsetzungen mit verschiedenen Umordnungsschemata. 6 zeigt ein Leistungsvermögen des MCS7 mit verschiedenen Singulärwert-Umordnungsschemata in CMD-Kanälen. 7 zeigt die Paketfehlerstatistik des MCS7 über 100 CMD-Kanäle mit unterschiedlichen Umordnungsschemata.
Die oben beschriebenen Umordnungsschemata beinhalten ein Aufteilen der Unterträger in Mengen und verwenden ein gewähltes Umordnungsschema für jede Menge. Alternativ kann das Umordnungsschema auf individuellerer Basis je Unterträger mit zusätzlichen Kriterien gewählt werden, die die Auswirkungen von anderen Elementen des Senders wie beispielsweise dem Verschachteler und dem Parser untersuchen, um das Signal zu konstruieren. Durch das Zusammenspiel dieser Elemente mit dem SNR jedes Unterträgers ist es wahrscheinlicher, dass bestimmte anfällige Abschnitte des an den Decodierer gelieferten Signals Decodierungsfehler verursachen. Ein Identifizieren solcher anfälligen Abschnitte des Signalstroms und ein anschließendes Anpassen von Umordnungsschemata an spezifischen Unterträgern, die die Wahrscheinlichkeit dieser anfälligen Abschnitte reduzieren können, und ein Anwenden der Strahlformungsmatrix basierend auf der angepassten Umordnung kann zu einen verbesserten Empfängerleistungsvermögen führen.
Eine Ausführungsform umfasst die Konstruktion einer entschachtelten und/oder stromentparsten Sequenz von effektiven SNR auf Basis von Singulärwerten (die standardmäßig absteigende Reihenfolge der Singulärwerte vorausgesetzt) je Unterträger und Strom. Diese Ausführungsform umfasst ferner ein Finden aller Sequenzen von aufeinanderfolgenden SNR unterhalb einer SNR-Schwelle. Ferner umfasst diese Ausführungsform ein Umstellen der Singulärwert-Reihenfolge bei mindestens einem der Unterträger entsprechend den Stellen in den genannten Sequenzen, so dass die Anzahl solcher Sequenzen mit SNR unter die SNR-Schwelle verringert wird.
Eine Ausführungsform umfasst ein Durchlaufen einer Menge von möglichen S'-Permutationen über benachbarte Unterträger und ein Wiederholen des Durchlaufens, um alle Unterträger abzudecken. Die Idee hierbei ist, dass durch den statistischen Ausgleich der Verteilung der hohen und niedrigen Singulärwerte über Unterträger eine niedrigere Wahrscheinlichkeit besteht, dass das entschachtelte Signal eine lange Sequenz von niedrigen LLR aufweist.
Eine Ausführungsform umfasst, dass die Anzahl möglicher Permutationen von S eine Zahl N ist. Man teile die Gesamtzahl der Unterträger in N zusammenhängende Mengen auf. Für jede Menge verwende man eine Permutation von S. Dieser Ansatz kann wie oben erwähnt nach dem Entschachteln auch wieder eine geringere Wahrscheinlichkeit einer langen Sequenz von niedrigen LLR zur Folge haben. Es ist zu beachten, dass niedrige LLR mit einem niedrigen effektiven SNR korreliert sind. Ein einfaches 2 × 2-MIMO-System kann verwendet werden, um dies zu veranschaulichen. Bei einer Ausführungsform ist der effektive Empfangsvektor bei einem ausgewählten Unterträger durch Folgendes gegeben; Y_eff = U^HY = SX + U^HN
Da S eine Diagonalmatrix von Singulärwerten mit positiven und realen Werten, s₁₁ und s₂₂ ist und U eine unitäre Matrix ist, liefert die obige Zerlegung zwei parallele Kanäle, nämlich; y_eff,Strom1 = s₁₁x₁ + n₁ y_eff,Strom2 = s₂₂x₂ + n₂ wobei x1 und x2 jeweils die auf Strom 1 und Strom 2 gesendeten Daten sind und n1 und n2 komplexe Gaußsche Rauschterme mit einer jeweiligen Varianz σ² sind.
Es ist zu beachten, dass das effektive SNR auf Strom 1 und Strom 2 jeweils proportional zu |s₁₁|² und |s₂₂|² ist.
Um die Beziehung zwischen SNR und LLR zu zeigen, kann ein einfaches Modulations- und Codierungsschema betrachtet werden, wie etwa das MCS0, das eine BPSK-Modulation verwendet. Für das Log-Likelihood-Verhältnis für ein Bit auf Strom 1 und Strom 2 (für den Fall, dass das Rauschen weiß und komplex Gaußsch ist) kann Folgendes gezeigt werden; LLR_Strom1 = (4/σ²)·Re{y_eff,strom1·s₁₁)} = (4/σ²)·(s₁₁ ²·Re{x₁} + s₁₁·Re{n₁}) LLR_Strom2 = (4/σ²)·Re{y_eff,Strom2·s₂₂} = (4/σ²)·(s₂₂ ²·Re{x₂} + s₂₂·Re{n₂})
Daher kann aus den obigen Beziehungen beobachtet werden, dass die LLR eng mit den Singulärwerten s₁₁ and s₂₂ und damit dem SNR für jeden Strom verknüpft sind. Genauer gesagt, sind die SNR proportional zum Quadrat der Singulärwerte. Je höher der Singulärwert, desto höher ist zudem das Vertrauensniveau oder äquivalent das LLR, da das übertragene Symbol effektiv mit dem Quadrat des Singulärwerts multipliziert wird, während das Rauschen nur mit dem Singulärwert multipliziert wird. Eine Ausführungsform umfasst ein Anpassen des Umordnens über Unterträger derart, dass die maximale Anzahl von Unterträgern über jeden Strom, die kleiner als eine Schwelle ist, minimiert wird.
8 zeigt eine elektronische Schaltung zum Erzeugen von LLR und Graphen, die die entsprechenden Vertrauensniveaus vor und nach dem Umordnen einer Strahlformungsmatrix darstellen, gemäß einer Ausführungsform. Vertrauensniveaus werden basierend auf der Kenntnis der SNR für einen Unterträger zusammen mit der Abbildungsvorrichtung verwendet, um die Bits durch den Sender auf einen Konstellationspunkt abzubilden. Wie gezeigt empfängt ein FFT 810 einen Strom von Bits eines empfangenen Signals. Die Ausgabe des FFT 810 wird durch einen Entzerrer 820 entzerrt. Für die k räumlichen Ströme erzeugen K FFT und K Equalizer K Ströme von LLR. Die K Ströme von LLR werden dann von K Entschachtelern 830, 832 entschachtelt. Die Ausgaben der Entschachteler 830, 832 werden durch einen Entparser 840 empfangen und entparst, was einen Strom von LLR erzeugt. Das heißt, eine entparste, entschachtelte Sequenz von Vertrauensniveaus wird basierend auf Singulärwerten je Unterträger der mehreren räumlichen Ströme des MIMO-Kanals konstruiert. In diesem Beispiel ist ein einzelner Strom von LLR nach dem Entparsen gezeigt, da ein einzelner Faltungscodierer verwendet wird. Für den Fall, in dem mehrere Faltungscodierer verwendet werden, ist die resultierende Anzahl von Strömen der LLR gleich der Anzahl der Faltungscodierer. Zusätzlich wird der Parser dann, wenn die Anzahl der räumlichen Ströme gleich der Anzahl von Faltungscodierern ist und die Ausgabe jedes Codierers einem räumlichen Strom zugeordnet wird (d. h., dass eine 1-zu-1-Zuordnung zwischen einem Codierer und einem räumlichen Strom besteht), im Wesentlichen ein Durchlaufelement oder ist nicht existent. In diesem Fall ist der Entparser nicht erforderlich.
Ein erster Graph 850 zeigt Vertrauensniveaus des Stroms von LLR in Abhängigkeit von der Zeit aufgetragen nach dem Entschachteln. Wie gezeigt liegt ein Abschnitt des Graphen unter einer Vertrauensschwelle. Die Breite W dieses Abschnitts ist davon abhängig, wie viele aufeinanderfolgende Vertrauensniveaus unterhalb der Vertrauensschwelle liegen. Das heißt, dass eine zusammenhängende Sequenz des Vertrauensniveaus in der entschachtelten Sequenz identifiziert wird, wobei jedes der Vertrauensniveaus in der zusammenhängenden Sequenz unterhalb der Vertrauensschwelle liegt und die Anzahl der Vertrauensniveaus in der zusammenhängenden Sequenz eine Lauflängenschwelle überschreitet, wobei die Lauflängenschwelle basierend auf Eigenschaften eines Faltungscodes, der von dem Sender verwendet wird, ausgewählt ist. Ein weiteres Umordnen der Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix bei mindestens einem der Unterträger reduziert eine Anzahl von Vertrauensniveaus in zusammenhängenden Sequenzen der entschachtelten Sequenz, die unterhalb der Vertrauensschwelle sind, unter die Lauflängenschwelle, wie durch den zweiten Graphen 860 gezeigt. Das heißt, dass W1 und W2 Lauflängen aufweisen, die aufgrund des Umordnens der Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix kleiner als die Lauflängenschwelle sind.
9 zeigt einen Graphen der Vertrauensniveaus von LLR in Abhängigkeit von der Zeit, nachdem sie mit verschiedenen Umordnungsschemata entschachtelt worden sind. 10 ist eine vergrößerte Version von 9 und es kann beobachtet werden, dass das Ergebnis bei Umordnungsschema B eine Sequenz mit aufeinanderfolgenden niedrigen Vertrauensniveaus ist. Solch eine Sequenz von aufeinanderfolgenden niedrigen Vertrauensniveaus könnte bei dem Decodierungsprozess nachteilig sein, wodurch ein Paketausfall verursacht wird.
11 und 12 zeigen die Verteilung der Lauflängen (zusammenhängender Sequenzen mit Vertrauensniveau unter einer Vertrauensschwelle) der aufeinander folgenden Vertrauensniveaus der LLR unterhalb der Vertrauensschwelle für ein erstes Umordnungsschema A und ein zweites Umordnungsschema B. Es ist zu beachten, dass es bei Umordnungsschema B eine signifikante Anzahl von Teilsequenzen gibt, die aufeinanderfolgende Vertrauensniveaus unterhalb einer Vertrauensschwelle aufweisen. Dies kann zu höheren Paketfehlerraten führen. Wenn beispielsweise ein Code einen aufeinanderfolgenden Schwarm von bis zu beispielsweise D = 5 Fehlern korrigieren kann, dann ist das Umordnungsschema B schlechter im Vergleich zu Schema A, da es viele Schwärme in der Vertrauensniveausequenz gibt, die Lauflängen haben, die größer als D sind. Somit ist die Verwendung von Umordnungsschema A im Vergleich zu Umordnungsschema B besser gerechtfertigt.
13 ist ein Flussdiagramm, das Schritte eines Verfahrens zur Strahlformung gemäß einer Ausführungsform umfasst. Ein erster Schritt 1310 umfasst ein Erhalten einer Kanalmatrix eines Mehreingangs-Mehrausgangs-Kanals (MIMO-Kanals) zwischen einem Mehrantennensender und einem Empfänger. Ein zweiter Schritt 1320 umfasst ein Bestimmen einer anfänglichen Strahlformungsmatrix basierend auf einer Singulärwertzerlegung der Kanalmatrix. Ein dritter Schritt 1330 umfasst ein Erzeugen einer endgültigen Strahlformungsmatrix, das ein Umordnen von Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix für eine ausgewählte Strahlformungstechnik für mindestens einen Unterträger eines Mehrträgersignals basierend auf einer Signaleigenschaft umfasst.
Ein vierter Schritt 1340 umfasst ein Verarbeiten mehrerer Mehrträgersignale mittels der endgültigen Strahlformungsmatrix. Ein fünfter Schritt 1350 umfasst ein Senden der mehreren verarbeiteten Mehrträgersignale durch mehrere Sendeketten. Es ist selbstverständlich, dass die Schritte 1310, 1320 1330, 1340 und 1350 für eine Ausführungsform innerhalb eines einzigen Sendempfängers absolviert werden können. Bei anderen Ausführungsformen können die Schritte in mehreren Sendempfängern absolviert werden. Zum Beispiel können die Schritte 1310, 1320, 1330 bei einem empfangenden Sendeempfänger absolviert werden und die Schritte 1340, 1350 können bei einem sendenden Sendeempfänger absolviert werden. Alternativ können die Schritte 1310, 1320 bei einem empfangenden Sendeempfänger absolviert werden und die Schritte 1330, 1340, 1350 bei einem sendenden Sendeempfänger absolviert werden.
Wie beschrieben umfasst die Signaleigenschaft für eine Ausführungsform, Modulations- und Codierungsschemata. Für eine Ausführungsform wird das Umordnen der Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix unter Verwendung eines aktuellen Pakets der Mehrträgersignale durchgeführt. Für eine Ausführungsform wird, sobald das Modulations- und Codierungsschema identifiziert ist, ein Spaltenumordnungsschema durch Zugreifen auf eine Nachschlagetabelle (LUT) basierend auf dem identifizierten Modulations- und Codierungsschema bestimmt.
Bei einer Ausführungsform wird das Umordnen der Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix basierend auf einem aktuellen Paket der Mehrträgersignale durchgeführt. Für zumindest einige Ausführungsformen wird die Strahlformungsmatrix basierend auf dem aktuellen Paket berechnet. Jedoch kann die Strahlformungsmatrix erst im nächsten von dem sendenden Sendeempfänger gesendeten Paket angewendet werden.
Bei einer Ausführungsform werden die Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix bei Änderungen der Signaleigenschaft umgeordnet. Für eine Ausführungsform umfasst die Signaleigenschaft eine Datenrate.
Eine Ausführungsform umfasst ferner ein Konstruieren von entschachtelten Sequenzen von Vertrauensniveaus für jeden räumlichen Strom von mehreren räumlichen Strömen des MIMO-Kanals basierend auf Singulärwerten je Unterträger jedes räumlichen Stroms, wobei die Vertrauensniveaus Funktionen der SNR (Signal-Rausch-Verhältnisse) umfassen, ein Konstruieren einer entparsten Sequenz von Vertrauensniveaus aus den entschachtelten Sequenzen und ein Identifizieren einer zusammenhängenden Sequenz von Vertrauensniveaus in der entparsten Sequenz, wobei jedes der Vertrauensniveaus in der zusammenhängenden Sequenz unter einer Vertrauensschwelle liegt und die Anzahl der Vertrauensniveaus in der zusammenhängenden Sequenz eine Lauflängenschwelle überschreitet. Das Umordnen der Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix mindestens eines der Unterträger reduziert eine Anzahl von Vertrauensniveaus in zusammenhängenden Sequenzen der entparsten Sequenz, die unterhalb der Vertrauensschwelle liegen, unter die Lauflängenschwelle. Für eine Ausführungsform ist die Lauflängenschwelle auf Eigenschaften eines Faltungscodes, der durch den Mehrkettensender verwendet wird, basiert.
Eine Ausführungsform umfasst ferner ein Konstruieren einer Mehrzahl von K entschachtelten Sequenzen von Vertrauensniveaus basierend auf Singulärwerten je Unterträger von mehreren räumlichen Strömen des MIMO-Kanals, wobei die Vertrauensniveaus Funktionen der SNR (Signal-Rausch-Verhältnisse) umfassen, wobei jede der Mehrzahl von K entschachtelten Sequenzen einem der K codierten Datenströme eines Senders entspricht. Das heißt, dass bei einer Ausführungsform der Mehrkettensender N Sendeketten und K Codierer umfasst, in denen Quellendaten in K Datenströme aufgeteilt werden, durch K Codierer geleitet werden und dann auf N Sendeströme ”erweitert” werden. Diese Ausführungsform umfasst ferner ein Identifizieren einer zusammenhängenden Sequenz von Vertrauensniveaus in jeder der Mehrzahl von entschachtelten Sequenzen, wobei jedes der Vertrauensniveaus in der zusammenhängenden Sequenz unter einer Vertrauensschwelle liegt und die Anzahl der Vertrauensniveaus in der zusammenhängenden Sequenz eine Lauflängenschwelle überschreitet. Das Umordnen der Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix mindestens eines der Unterträger reduziert eine Anzahl von Vertrauensniveaus in zusammenhängenden Sequenzen der Mehrzahl von entschachtelten Sequenzen, die unterhalb der Vertrauensschwelle liegen, unter die Lauflängenschwelle.
Eine Ausführungsform umfasst ferner ein Konstruieren einer Mehrzahl von K Sequenzen von Vertrauensniveaus basierend auf Singulärwerten je Unterträger von mehreren räumlichen Strömen des MIMO-Kanals, wobei die Vertrauensniveaus Funktionen der SNR (Signal-Rausch-Verhältnisse) umfassen, wobei jede der Mehrzahl von K Sequenzen einem der K codierten Datenströme eines Senders entspricht. Diese Ausführungsform umfasst ferner ein Berechnen eines durchschnittlichen Vertrauensniveaus für jede der Mehrzahl von Sequenzen, ein Identifizieren des niedrigsten durchschnittlichen Vertrauensniveaus, wobei ein Umordnen der Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix mindestens eines der Unterträger das niedrigste durchschnittliche Vertrauensniveau erhöht. Für diese Ausführungsform ist ein Entschachteln nicht erforderlich, da das durchschnittliche Vertrauensniveau berechnet wird. Ein Umordnen von Spalten bei einer Teilmenge von Unterträgern verbessert das durchschnittliche Vertrauensniveau bei dem schlechtesten Strom (und reduziert als ein Nebenprodukt das durchschnittliche Vertrauensniveau der anderen Ströme). Im Allgemeinen ist die Idee, die durchschnittlichen Vertrauensniveaus über die mehreren codierten Ströme hinweg auszugleichen. Das Verwenden des Ansatzes der entschachtelten Sequenz mit Prüfen von zusammenhängenden Sequenzen bezüglich Schwellen kann günstiger als der Ansatz des durchschnittlichen Vertrauensniveaus sein, aber in manchen Situationen erfordert er mehr Wissen über den Codierer und Verschachteler und kann zudem eine höhere Latenz erfordern.
Eine Ausführungsform umfasst ferner ein Konstruieren einer entschachtelten Sequenz von effektiven SNR basierend auf Singulärwerten je Unterträger aller räumlicher Ströme des MIMO-Kanals und ein Identifizieren einer zusammenhängenden Sequenz von effektiven SNR in der entschachtelten Sequenz, wobei jedes der effektiven SNR in der zusammenhängenden Sequenz unter einer SNR-Schwelle liegt und eine Anzahl der effektiven SNR in der zusammenhängenden Sequenz eine Lauflängenschwelle überschreitet. Das Umordnen der Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix mindestens eines der Unterträger reduziert eine Anzahl von effektiven SNR in zusammenhängenden Sequenzen der entschachtelten Sequenz, die unter dem SNR-Schwellenwert liegen, unter die Lauflängenschwelle. Für eine Ausführungsform ist die Lauflängenschwelle auf Eigenschaften eines Faltungscodes, der von dem Mehrfachkettensender verwendet wird, basiert.
Eine Ausführungsform umfasst ferner ein Durchlaufen mehrerer möglicher Permutationen zum Umordnen von Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix über benachbarte Unterträger hinweg und ein wiederholtes Durchlaufen, um alle Unterträger abzudecken.
Eine Ausführungsform umfasst ferner ein Identifizieren einer Anzahl von möglichen Permutationen des Umordnens der Spalten als eine Anzahl N, ein Aufteilen der Gesamtzahl der Unterträger in N Mengen und ein Umordnen der Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix gemäß einer der N Permutationen für mindestens eine Untermenge der N Mengen.
Mindestens einige Ausführungsformen umfassen ferner ein Anpassen des Umordnens von Spalten, wobei eine maximale Anzahl von Unterträgern über jeglichen räumlichen Strom hinweg mit einem Singulärwert, der kleiner als eine Singulärwertschwelle ist, minimiert wird. Basierend auf der Kenntnis des Codes kann die Anzahl der korrigierbaren Fehler durch den Decodierer geschätzt werden. Zusätzlich kann basierend auf der Kenntnis des Modulationsschemas und der Konstellationsabbildungsvorrichtung eine Singulärwertschwelle (SVT) derart erhalten werden, dass jeder Unterträger mit einem Singulärwert unterhalb der SVT wahrscheinlich mindestens ein Bit mit einem ausreichend geringen Vertrauensniveau ergibt, das eine Korrektur durch den Decodierer erfordert. Wenn die Singulärwerte einer großen Anzahl von Unterträgern bei jedem räumlichen Strom unter der SVT liegen, ist die Wahrscheinlichkeit für durch den Decodierer unkorrigierbare Fehler hoch. Daher hilft das Wählen eines Umordnungsschemas, das die maximale Anzahl von Unterträgern für jeden räumlichen Strom mit einem Singulärwert unterhalb der SVT minimiert oder zumindest reduziert, dabei, das Leistungsvermögen des Empfängers zu verbessern.
Zumindest einige Ausführungsformen umfassen ferner ein Wählen des Umordnens der Spalten so, dass Decodierfehler bei einem Empfänger der mehreren Mehrträgersignale verglichen mit Decodierungsfehlern bei dem Empfänger unter Verwendung der anfänglichen Strahlformungsmatrix reduziert sind.
Bei mindestens einigen Ausführungsformen umfasst ein Wählen einer Strahlformungstechnik eine Singulärwertzerlegung (SVD), wobei die anfängliche Strahlformungsmatrix eine SVD mit aufsteigenden Werten (AVSVD), die Diagonal-Singulärwerte in aufsteigender Reihenfolge enthält, und/oder eine SVD mit absteigenden Werten (DVSVD), die Diagonal-Singulärwerte in absteigender Reihenfolge enthält, umfasst.
Bei mindestens einigen Ausführungsformen umfasst die endgültige Strahlformungsmatrix dann DVSVD, wenn die anfängliche Strahlformungsmatrix AVSVD umfasst, und die endgültige Strahlformungsmatrix umfasst dann AVSVD, wenn die anfängliche Strahlformungsmatrix DVSVD umfasst.
Bei mindestens einigen Ausführungsformen wird die endgültige Strahlformungsmatrix bei dem Empfänger bestimmt und zurück zu dem Mehrantennensender gesendet. Bei mindestens einigen Ausführungsformen wird die endgültige Strahlformungsmatrix in dem Mehrantennensender bestimmt.
Ein IP-Core wie etwa ein Mikroprozessorkern oder ein Teil davon, eine Schaltung mit fester Funktion oder eine konfigurierbare Schaltung, der die Offenbarung verkörpert, kann in Daten, die auf einem maschinenlesbaren Medium gespeichert sind, beschrieben sein. Solche Daten können in Übereinstimmung mit einer Hardwarebeschreibungssprache (HDL) sein und können beispielsweise Beschreibungsdaten in Register-Transfer-Sprache (RTL) umfassen. Diese beschreibenden Daten können verwendet werden, um eine spezifische Implementierung der Offenbarung (z. B. eine integrierte Schaltung oder eine Kombination von einer oder mehreren integrierten Schaltungen und diskreten Komponenten) zu simulieren, zu überprüfen und/oder zu erzeugen.
Die Offenbarung erläutert Ausführungsformen mit Blockdiagrammen, die beispielsweise einen Fluss von Daten durch verschiedene Funktionsblöcke zeigen. Für durchschnittliche Fachleute auf den relevanten Gebieten beschreiben die Namen, die diesen Funktionsblöcken gegeben sind, auch eine beispielhafte Struktur für die Durchführung dieser Funktionen, ohne unnötige Einzelheiten zu umfassen. Diese Funktionsblöcke können vielfältige Implementierungen haben, die ein Verwenden von Schaltungen mit fester Funktion, teilweise konfigurierbaren Schaltungen, Spezialprozessoren wie beispielsweise Digitalsignalprozessoren, allgemein programmierbaren Prozessorkernen und Kombinationen davon umfassen. Zum Beispiel können einige Implementierungen einige der dargestellten Funktionsblöcke mittels Software, die einen Prozessor konfiguriert, implementieren, während andere eine Schaltung mit fester Funktion verwenden. Da verschiedene Implementierungen unterschiedliche physikalische Hardwareelemente verwenden können, impliziert die Darstellung von speziellen Anordnungen von Funktionsblöcken nicht, dass Implementierungen getrennte Strukturen zur Umsetzung dieser Funktionen haben müssen. Beispielsweise kann ein Strahlformungsmatrix-Multiplizierer als von dem Prozessor 280 separater Multiplizierer implementiert sein, aber solche Multiplizierer könnte auch als ein Betriebsmittel, das mit anderen Funktionsblöcken geteilt wird, oder ein Multiplizierer, der von decodierten Befehle von einem Prozessor (wie dem Prozessor 280) angesteuert wird, implementiert sein.
Diese Offenbarung erläutert, dass ein Prozessor gemäß der Offenbarung bestimmte Aspekte von Verfahren durchführen kann. Ein solcher Prozessor kann ein allgemein programmierbarer Prozessor sein, der maschinenlesbaren Code gemäß einer Befehlssatzarchitektur ausführen kann. Ein solcher Prozessor kann auch eine begrenztere Konfigurierbarkeit aufweisen. Beispielsweise kann er eine Konfigurierbarkeit mittels bereitgestellter Sätze von Parameter ermöglichen, die die Ausführung eines Satzes von Unterroutinen, die aus einem nichtflüchtigen Speicher erhaltbar sind, modifizieren. Der Prozessor kann auch Schaltungen mit fester Funktion, die mit programmierbaren oder konfigurierbaren Elementen des Prozessors zusammenarbeiten können, umfassen. Wenn ein solcher Prozessor dazu ausgelegt ist, eine in der Offenbarung beschriebene Funktion oder Aktion durchzuführen, wird der Prozessor effektiv zu einer Schaltung zum Durchführen dieser Funktion oder Aktion, obwohl der Prozessor zudem sogar eine Schaltung zum Durchführen anderer Funktionen oder Aktionen sein kann. Als solches impliziert der Begriff ”Schaltung” keinen einzelnen elektrisch verbundenen Satz von Schaltungen und die Schaltung kann eine feste Funktion haben oder konfigurierbar oder programmierbar sein.
Obwohl spezifische Ausführungsformen beschrieben und dargestellt worden sind, sind die Ausführungsformen nicht auf die spezifischen Formen oder Anordnungen von Teilen, die so beschrieben und dargestellt sind, beschränkt. Die beschriebenen Ausführungsformen sollen nur durch die Ansprüche beschränkt sein.
Es folgt eine Liste mit Beispielen:

Beispiel 1: Ein Verfahren zur Strahlformung, das umfasst: Erzeugen einer Strahlformungsmatrix, das umfasst: Erhalten einer Kanalmatrix eines Mehreingangs-Mehrausgangs-Kanals (MIMO-Kanals) zwischen einem Mehrantennensender und einem Empfänger, Bestimmen einer anfänglichen Strahlformungsmatrix basierend auf einer Singulärwertzerlegung der Kanalmatrix und Erzeugen einer endgültigen Strahlformungsmatrix durch einen Sendempfänger, das ein Umordnen von Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix für mindestens einen Unterträger eines Mehrträgersignals basierend auf einer Signaleigenschaft umfasst.
Beispiel 2: Das Verfahren nach Beispiel 1, das ferner umfasst: Verarbeiten mehrerer Mehrträgersignale mittels der endgültigen Strahlformungsmatrix; und Senden der mehreren verarbeiteten Mehrträgersignale durch mehrere Sendeketten des Mehrantennensenders.
Beispiel 3: Das Verfahren nach Beispiel 1 oder 2, wobei die Signaleigenschaft ein Modulations- und Codierungsschema umfasst.
Beispiel 4: Das Verfahren nach Beispiel 3, wobei, sobald das Modulations- und Codierungsschema identifiziert ist, ein Spaltenumordnungsschema durch Zugreifen auf eine Nachschlagetabelle (LUT) basierend auf dem identifizierten Modulations- und Codierungsschema bestimmt wird.
Beispiel 5: Verfahren nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei die Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix bei Änderungen der Signaleigenschaft umgeordnet werden.
Beispiel 6: Verfahren nach einem der vorhergehenden Beispiele, das ferner umfasst: Konstruieren von entschachtelten Sequenzen von Vertrauensniveaus für jeden räumlichen Strom von mehreren räumlichen Strömen des MIMO-Kanals basierend auf Singulärwerten je Unterträger jedes räumlichen Stroms, wobei die Vertrauensniveaus Funktionen der SNR (Signal-Rausch-Verhältnisse) umfassen, Konstruieren einer entparsten Sequenz von Vertrauensniveaus aus den entschachtelten Sequenzen und Identifizieren einer zusammenhängenden Sequenz von Vertrauensniveaus in der entparsten Sequenz, wobei jedes der Vertrauensniveaus in der zusammenhängenden Sequenz unter einer Vertrauensschwelle liegt und die Anzahl der Vertrauensniveaus in der zusammenhängenden Sequenz eine Lauflängenschwelle überschreitet, wobei das Umordnen der Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix mindestens eines der Unterträger eine Anzahl von Vertrauensniveaus in zusammenhängenden Sequenzen der entparsten Sequenz, die unterhalb der Vertrauensschwelle liegen, unter die Lauflängenschwelle reduziert.
Beispiel 7: Das Verfahren nach einem vorhergehenden Beispiel 6, wobei die Lauflängenschwelle auf Eigenschaften eines Faltungscodes, der von dem Mehrkettensender verwendet wird, basiert.
Beispiel 8: Das Verfahren nach einem vorhergehenden Beispiel, das ferner umfasst: Konstruieren einer Mehrzahl von K entschachtelten Sequenzen von Vertrauensniveaus basierend auf Singulärwerten je Unterträger von mehreren räumlichen Strömen des MIMO-Kanals, wobei die Vertrauensniveaus Funktionen der SNR (Signal-Rausch-Verhältnisse) umfassen, wobei jede der Mehrzahl von K entschachtelten Sequenzen einem der K codierten Datenströme des Mehrantennensenders entspricht; und Identifizieren einer zusammenhängenden Sequenz von Vertrauensniveaus in jeder der Mehrzahl von K entschachtelten Sequenzen, wobei jedes der Vertrauensniveaus in der zusammenhängenden Sequenz unter einer Vertrauensschwelle liegt und die Anzahl der Vertrauensniveaus in der zusammenhängenden Sequenz eine Lauflängenschwelle überschreitet; wobei ein Umordnen der Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix mindestens eines der Unterträger eine Anzahl von Vertrauensniveaus in zusammenhängenden Sequenzen der Mehrzahl von K entschachtelten Sequenzen, die unterhalb der Vertrauensschwelle liegen, unter die Lauflängenschwelle reduziert.
Beispiel 9: Das Verfahren nach einem vorangehenden Beispiel, das ferner umfasst: Konstruieren einer Mehrzahl von K Sequenzen von Vertrauensniveaus basierend auf Singulärwerten je Unterträger von mehreren räumlichen Strömen des MIMO-Kanals, wobei die Vertrauensniveaus Funktionen der SNR (Signal-Rausch-Verhältnisse) umfassen, wobei jede der Mehrzahl von K Sequenzen einem der K codierten Datenströme des Mehrantennensenders entspricht; Berechnen eines durchschnittlichen Vertrauensniveaus für jede der Mehrzahl von K Sequenzen, Identifizieren eines niedrigsten durchschnittlichen Vertrauensniveaus, wobei das Umordnen der Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix mindestens eines der Unterträger das niedrigste durchschnittliche Vertrauensniveau erhöht.
Beispiel 10: Das Verfahren nach einem vorhergehenden Beispiel, das ferner umfasst: Konstruieren einer entschachtelten Sequenz von effektiven SNR basierend auf Singulärwerten je Unterträger aller räumlicher Ströme des MIMO-Kanals; und Identifizieren einer zusammenhängenden Sequenz von effektiven SNR in der entschachtelten Sequenz, wobei jedes der effektiven SNR in der zusammenhängenden Sequenz unter einer SNR-Schwelle liegt und eine Anzahl der effektiven SNR in der zusammenhängenden Sequenz eine Lauflängenschwelle überschreitet; wobei das Umordnen der Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix mindestens eines der Unterträger eine Anzahl von effektiven SNR in zusammenhängenden Sequenzen der entschachtelten Sequenz, die unter dem SNR-Schwellenwert liegen, unter die Lauflängenschwelle reduziert.
Beispiel 11: Das Verfahren nach Beispiel 10, wobei die Lauflängenschwelle auf Eigenschaften eines Faltungscodes, der von dem Mehrkettensender verwendet wird, basiert.
Beispiel 12: Das Verfahren nach einem vorhergehenden Beispiel, das ferner ein Durchlaufen mehrerer möglicher Permutationen zum Umordnen von Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix über benachbarte Unterträger hinweg und ein wiederholtes Durchlaufen, um alle Unterträger abzudecken, umfasst.
Beispiel 13: Das Verfahren nach einem vorhergehenden Beispiel, das ferner umfasst: Identifizieren einer Anzahl von möglichen Permutationen des Umordnens der Spalten als eine Anzahl N, Aufteilen der Gesamtzahl der Unterträger in N Mengen und Umordnen der Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix gemäß einer der N Permutationen für mindestens eine Untermenge der N Mengen.
Beispiel 14: Das Verfahren nach einem der vorangehenden Beispiel, das ferner ein Anpassen des Umordnens der Spalten umfasst, wobei das Anpassen sicherstellt, dass eine maximale Anzahl von Unterträgern über jeglichen räumlichen Strom mit einem Singulärwert, der kleiner als eine Schwelle ist, reduziert wird.
Beispiel 15: Das Verfahren nach einem vorhergehenden Beispiel, das ferner ein Auswählen des Umordnens der Spalten, um Decodierfehler bei einem Empfänger der mehreren Mehrträgersignale verglichen mit Decodierfehlern bei dem Empfänger unter Verwendung der anfänglichen Strahlformungsmatrix zu reduzieren.
Beispiel 16: Das Verfahren nach einem vorhergehenden Beispiel, wobei eine gewählte Strahlformungstechnik eine Singulärwertzerlegung (SVD) umfasst, wobei die anfängliche Strahlformungsmatrix eine SVD mit aufsteigenden Werten (AVSVD), die Diagonal-Singulärwerte in aufsteigender Reihenfolge enthält, und/oder eine SVD mit absteigenden Werten (DVSVD), die Diagonal-Singulärwerte in absteigender Reihenfolge enthält, umfasst.
Beispiel 17: Das Verfahren nach Beispiel 16, wobei die endgültige Strahlformungsmatrix dann DVSVD umfasst, wenn die anfängliche Strahlformungsmatrix AVSVD umfasst, und die endgültige Strahlformungsmatrix dann AVSVD umfasst, wenn die anfängliche Strahlformungsmatrix DVSVD umfasst.
Beispiel 18: Das Verfahren nach einem vorhergehenden Beispiel, wobei die endgültige Strahlformungsmatrix bei dem Empfänger bestimmt wird und zurück zu dem Mehrantennensender gesendet wird.
Beispiel 19: Das Verfahren nach einem vorhergehenden Beispiel, wobei die endgültige Strahlformungsmatrix in dem Mehrantennensender erzeugt wird.
Beispiel 20: Eine Vorrichtung, die umfasst: mehrere Empfangsketten; einen Prozessor. wobei der Prozessor für Folgendes betreibbar ist: Erhalten einer Kanalmatrix eines Mehreingangs-Mehrausgangs-Kanals (MIMO-Kanals) zwischen einem Mehrantennensender und den mehreren Empfangsketten, Bestimmen einer anfänglichen Strahlformungsmatrix basierend auf einer Singulärwertzerlegung der Kanalmatrix; und Erzeugen einer endgültigen Strahlformungsmatrix, das ein Umordnen von Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix für eine ausgewählte Strahlformungstechnik für mindestens einen Unterträger eines Mehrträgersignals basierend auf einer Signaleigenschaft umfasst.
Beispiel 21: Die Vorrichtung nach Beispiel 20, wobei der Prozessor für Folgendes betreibbar ist: Ermöglichen eines Verarbeitens mehrerer Mehrträgersignale mittels der endgültigen Strahlformungsmatrix; und wobei die Vorrichtung für Folgendes betreibbar ist: Senden der mehreren verarbeiteten Mehrträgersignale durch mehrere Sendeketten des Mehrantennensenders.
Beispiel 22: Die Vorrichtung nach Beispiel 20 oder 21, wobei die Vorrichtung für Folgendes betreibbar ist: Bereitstellen der endgültigen Strahlformungsmatrix für einen zweiten Sendempfänger, der die mehreren Antennen des Mehrantennensenders umfasst.
Beispiel 23: Verfahren nach einem der Beispiele 20 bis 22, wobei der Prozessor ferner für Folgendes betreibbar ist: Konstruieren von entschachtelten Sequenzen von Vertrauensniveaus für jeden räumlichen Strom von mehreren räumlichen Strömen des MIMO-Kanals basierend auf Singulärwerten je Unterträger jedes räumlichen Stroms, wobei die Vertrauensniveaus Funktionen der SNR (Signal-Rausch-Verhältnisse) umfassen; Konstruieren einer entparsten Sequenz von Vertrauensniveaus aus den entschachtelten Sequenzen; und Identifizieren einer zusammenhängenden Sequenz von Vertrauensniveaus in der entparsten Sequenz, wobei jedes der Vertrauensniveaus in der zusammenhängenden Sequenz unter einer Vertrauensschwelle liegt und die Anzahl der Vertrauensniveaus in der zusammenhängenden Sequenz eine Lauflängenschwelle überschreitet; wobei das Umordnen der Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix mindestens eines der Unterträger eine Anzahl von Vertrauensniveaus in zusammenhängenden Sequenzen der entparsten Sequenz, die unterhalb der Vertrauensschwelle liegen, unter die Lauflängenschwelle reduziert.
Beispiel 24: Die Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Beispiele 20 bis 23, wobei die Lauflängenschwelle auf Eigenschaften eines Faltungscodes, der von dem Mehrkettensender verwendet wird, basiert.
Beispiel 25: Die Vorrichtung nach einem der Beispiele 20 bis 24, wobei der Prozessor ferner für Folgendes betreibbar ist: Konstruieren einer Mehrzahl von K entschachtelten Sequenzen von Vertrauensniveaus basierend auf Singulärwerten je Unterträger von mehreren räumlichen Strömen des MIMO-Kanals, wobei die Vertrauensniveaus Funktionen der SNR (Signal-Rausch-Verhältnisse) umfassen, wobei jede der Mehrzahl von K entschachtelten Sequenzen einem der K codierten Datenströme des Mehrantennensenders entspricht; und Identifizieren einer zusammenhängenden Sequenz von Vertrauensniveaus in jeder der Mehrzahl von K entschachtelten Sequenzen, wobei jedes der Vertrauensniveaus in der zusammenhängenden Sequenz unter einer Vertrauensschwelle liegt und die Anzahl der Vertrauensniveaus in der zusammenhängenden Sequenz eine Lauflängenschwelle überschreitet; wobei ein Umordnen der Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix mindestens eines der Unterträger eine Anzahl von Vertrauensniveaus in zusammenhängenden Sequenzen der Mehrzahl von K entschachtelten Sequenzen, die unterhalb der Vertrauensschwelle liegen, unter die Lauflängenschwelle reduziert.
Beispiel 26: Die Vorrichtung nach einem der Beispiele 20 bis 25, wobei der Prozessor ferner für Folgendes betreibbar ist: Konstruieren einer Mehrzahl von K Sequenzen von Vertrauensniveaus basierend auf Singulärwerten je Unterträger von mehreren räumlichen Strömen des MIMO-Kanals, wobei die Vertrauensniveaus Funktionen der SNR (Signal-Rausch-Verhältnisse) umfassen, wobei jede der Mehrzahl von K Sequenzen einem der K codierten Datenströme des Mehrantennensenders entspricht; Berechnen eines durchschnittlichen Vertrauensniveaus für jede der Mehrzahl von K Sequenzen, Identifizieren eines niedrigsten durchschnittlichen Vertrauensniveaus, wobei das Umordnen der Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix mindestens eines der Unterträger das niedrigste durchschnittliche Vertrauensniveau erhöht.
Beispiel 27: Die Vorrichtung nach einem der Beispiele 20 bis 26, wobei der Prozessor ferner für Folgendes betreibbar ist: Konstruieren einer entschachtelten Sequenz von effektiven SNR basierend auf Singulärwerten je Unterträger aller räumlicher Ströme des MIMO-Kanals; und Identifizieren einer zusammenhängenden Sequenz von effektiven SNR in der entschachtelten Sequenz, wobei jedes der effektiven SNR in der zusammenhängenden Sequenz unter einer SNR-Schwelle liegt und eine Anzahl der effektiven SNR in der zusammenhängenden Sequenz eine Lauflängenschwelle überschreitet; wobei das Umordnen der Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix mindestens eines der Unterträger eine Anzahl von effektiven SNR in zusammenhängenden Sequenzen der entschachtelten Sequenz, die unter dem SNR-Schwellenwert liegen, unter die Lauflängenschwelle reduziert.
Beispiel 28: Die Vorrichtung nach Beispiel 27, wobei die Lauflängenschwelle auf Eigenschaften eines Faltungscodes, der von dem Mehrkettensender verwendet wird, basiert.
Beispiel 29: Die Vorrichtung nach einem der Beispiele 20 bis 28, wobei der Prozessor ferner für Folgendes betreibbar ist: Durchlaufen mehrerer möglicher Permutationen zum Umordnen von Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix über benachbarte Unterträger hinweg und Wiederholen des Durchlaufens, um alle Unterträger abzudecken.
Beispiel 30: Die Vorrichtung nach einem der Beispiele 20 bis 29, wobei der Prozessor ferner für Folgendes betreibbar ist: Identifizieren einer Anzahl von möglichen Permutationen des Umordnens der Spalten als eine Anzahl N, Aufteilen der Gesamtzahl der Unterträger in N Mengen und Umordnen der Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix gemäß einer der N Permutationen für mindestens eine Untermenge der N Mengen.
Beispiel 31: Die Vorrichtung nach einem der Beispiele 20 bis 30, wobei der Prozessor für Folgendes betreibbar ist: Anpassen des Umordnens der Spalten, wobei das Anpassen sicherstellt, dass eine maximale Anzahl von Unterträgern über jeglichen räumlichen Strom mit einem Singulärwert, der kleiner als eine Schwelle ist, reduziert wird.
Beispiel 32: Die Vorrichtung nach einem der Beispiele 20 bis 31, wobei der Prozessor für Folgendes betreibbar ist: Auswählen des Umordnens der Spalten, um Decodierfehler bei einem Empfänger der mehreren Mehrträgersignale verglichen mit Decodierfehlern bei dem Empfänger unter Verwendung der anfänglichen Strahlformungsmatrix zu reduzieren.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEEE-802.11ac-Standard [0049]
IEEE-802.11 ac-Standard [0049]

Claims

Verfahren zur Strahlformung, das umfasst: Erzeugen einer Strahlformungsmatrix, das umfasst: Erhalten einer Kanalmatrix eines Mehreingangs-Mehrausgangs-Kanals (MIMO-Kanals) zwischen einem Mehrantennensender und einem Empfänger; Bestimmen einer anfänglichen Strahlformungsmatrix basierend auf einer Singulärwertzerlegung der Kanalmatrix; und Erzeugen einer endgültigen Strahlformungsmatrix durch einen Sendempfänger, das ein Umordnen von Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix für mindestens einen Unterträger eines Mehrträgersignals basierend auf einer Signaleigenschaft umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Verarbeiten mehrerer Mehrträgersignale mittels der endgültigen Strahlformungsmatrix; und Senden der mehreren verarbeiteten Mehrträgersignale durch mehrere Sendeketten des Mehrantennensenders.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Signaleigenschaft ein Modulations- und Codierungsschema umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei, sobald das Modulations- und Codierungsschema identifiziert ist, ein Spaltenumordnungsschema durch Zugreifen auf eine Nachschlagetabelle (LUT) basierend auf dem identifizierten Modulations- und Codierungsschema bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix bei Änderungen der Signaleigenschaft umgeordnet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner umfasst: Konstruieren von entschachtelten Sequenzen von Vertrauensniveaus für jeden räumlichen Strom von mehreren räumlichen Strömen des MIMO-Kanals basierend auf Singulärwerten je Unterträger jedes räumlichen Stroms, wobei die Vertrauensniveaus Funktionen von SNR (Signal-Rausch-Verhältnissen) umfassen; Konstruieren einer entparsten Sequenz von Vertrauensniveaus aus den entschachtelten Sequenzen; und Identifizieren einer zusammenhängenden Sequenz von Vertrauensniveaus in der entparsten Sequenz, wobei jedes der Vertrauensniveaus in der zusammenhängenden Sequenz unter einer Vertrauensschwelle liegt und die Anzahl der Vertrauensniveaus in der zusammenhängenden Sequenz eine Lauflängenschwelle überschreitet; wobei das Umordnen der Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix mindestens eines der Unterträger eine Anzahl von Vertrauensniveaus in zusammenhängenden Sequenzen der entparsten Sequenz, die unterhalb der Vertrauensschwelle liegen, unter die Lauflängenschwelle reduziert.
Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch 6, wobei die Lauflängenschwelle auf Eigenschaften eines Faltungscodes, der von dem Mehrkettensender verwendet wird, basiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner umfasst: Konstruieren einer Mehrzahl von K entschachtelten Sequenzen von Vertrauensniveaus basierend auf Singulärwerten je Unterträger von mehreren räumlichen Strömen des MIMO-Kanals, wobei die Vertrauensniveaus Funktionen von SNR (Signal-Rausch-Verhältnissen) umfassen, wobei jede der Mehrzahl der K entschachtelten Sequenzen einem der K codierten Datenströme des Mehrantennensenders entspricht; und Identifizieren einer zusammenhängenden Sequenz von Vertrauensniveaus in jeder der Mehrzahl von K entschachtelten Sequenzen, wobei jedes der Vertrauensniveaus in der zusammenhängenden Sequenz unter einer Vertrauensschwelle liegt und die Anzahl der Vertrauensniveaus in der zusammenhängenden Sequenz eine Lauflängenschwelle überschreitet; wobei ein Umordnen der Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix mindestens eines der Unterträger eine Anzahl von Vertrauensniveaus in zusammenhängenden Sequenzen der Mehrzahl von K entschachtelten Sequenzen, die unterhalb der Vertrauensschwelle liegen, unter die Lauflängenschwelle reduziert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner umfasst: Konstruieren einer Mehrzahl von K Sequenzen von Vertrauensniveaus basierend auf Singulärwerten je Unterträger von mehreren räumlichen Strömen des MIMO-Kanals, wobei die Vertrauensniveaus Funktionen von SNR (Signal-Rausch-Verhältnissen) umfassen, wobei jede der Mehrzahl von K Sequenzen einem der K codierten Datenströme des Mehrantennensenders entspricht; Berechnen eines durchschnittlichen Vertrauensniveaus für jede der Mehrzahl von K Sequenzen; und Identifizieren eines niedrigsten durchschnittlichen Vertrauensniveaus; wobei das Umordnen der Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix mindestens eines der Unterträger das niedrigste durchschnittliche Vertrauensniveau erhöht.
Vorrichtung, die umfasst: mehrere Empfangsketten; einen Prozessor, wobei der Prozessor für Folgendes betreibbar ist: Erhalten einer Kanalmatrix eines Mehreingangs-Mehrausgangs-Kanals (MIMO-Kanals) zwischen einem Mehrantennensender und den mehreren Empfangsketten; Bestimmen einer anfänglichen Strahlformungsmatrix basierend auf einer Singulärwertzerlegung der Kanalmatrix; und Erzeugen einer endgültigen Strahlformungsmatrix, das ein Umordnen von Spalten der anfänglichen Strahlformungsmatrix für eine ausgewählte Strahlformungstechnik für mindestens einen Unterträger eines Mehrträgersignals basierend auf einer Signaleigenschaft umfasst.