DE102019122357A1

DE102019122357A1 - MIMO-Empfänger, der einen Kandidatenvektorsatz auswählt, und ein Betriebsverfahren desselben

Info

Publication number: DE102019122357A1
Application number: DE102019122357.1A
Authority: DE
Inventors: Youngseok JUNG; Inhyoung Kim; Jooyeol Yang
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2018-11-02
Filing date: 2019-08-20
Publication date: 2020-05-07
Also published as: TW202044783A; KR20200050789A; CN111147117A; US20200145092A1; US10879992B2; TWI810373B; KR102562314B1

Abstract

Es werden ein Empfänger (200) zum Empfangen eines eine Mehrzahl von Symbolen beinhaltenden Signals durch einen Multiple-Input-Multiple-Output- (MIMO-) Kanal (300) und ein Betriebsverfahren für den Empfänger (200) werden bereitgestellt. Der Empfänger (200) beinhaltet einen Demodulator (250), der konfiguriert ist, um, für jeden physikalischen Kanal, euklidische Abstände (ED) von einem oder mehreren der empfangenen Symbole in Bezug auf alle Kandidatenvektoren (CO bis C15), die in einem anfänglichen Kandidatenvektorsatz beinhaltet sind, zu berechnen und um Informationen (I_ED) über die euklidischen Abstände (ED) auszugeben. Ein Vektorsatzdetektor (260) kann, basierend auf den Informationen (I_ED), einen von einer Mehrzahl von Kandidatenvektorsätzen (CSVS1 bis CSVS4) mit unterschiedlichen Größen, als einen anschließenden Kandidatenvektorsatz zum Berechnen eines Log-Likelihood-Quotienten (LLR) von anderen Symbolen von der Mehrzahl von Symbolen oder eines LLR in Bezug auf ein zweites Signal, das im Anschluss an das erste Signal empfangen wird, auswählen.

Description

Querverweis auf eine verwandte Anmeldung
Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorteil der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2018-0133840 , die am 2. November 2018 beim Koreanischen Amt für Geistiges Eigentum eingereicht wurde und deren Offenbarung in ihrer Gesamtheit hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Multiple-Input-Multiple-Output-(MIMO-) Empfänger und ein Betriebsverfahren desselben und insbesondere einen MIMO-Empfänger, der einen Kandidatenvektorsatz auswählt, sowie ein Betriebsverfahren desselben.
Beschreibung des einschlägigen Stands der Technik
Ein drahtloses Kommunikationsnetz kann verschiedene Arten eines Kommunikationsinhalts, wie z. B. Audiodaten, Videodaten, Paketdaten, Nachrichtendaten etc., bereitstellen. Einhergehend mit dem jüngst stattgefundenen Ausbau mobiler Funkdienste durch drahtlose Kommunikationsnetze hat die Menge an zu verarbeitenden Daten beständig zugenommen. Damit hat auch der Bedarf an Modems zugenommen, die eine Hochgeschwindigkeitssignalverarbeitung unterstützen.
Wenn ein Modem Daten bei hoher Geschwindigkeit verarbeitet, kann ein hoch komplexer Signalverarbeitungsbetrieb ausgeführt werden, wie z. B. ein Breitbandsignal-Verarbeitungsbetrieb, ein Mehrfachantennen-Signalverarbeitungsbetrieb etc. Dementsprechend weist ein Modem, das einen Hochgeschwindigkeits-Signalverarbeitungsbetrieb ausführt, einen erhöhten Leistungsverbrauch sowie eine erhöhte Wärmeabgabe auf, die folglich die Gefahr einer Betriebsstörung mit sich bringen kann.
In einem Modulationsverfahren, das eine PSK (phase shift keying = Phasenumtastung) oder eine QAM (quadrature amplitude modulation = Quadraturamplitudenmodulation) verwendet, wird ein Bitstrom in n-Bit-Codesegmente unterteilt, und es werden Symbole übertragen, wobei jedes Symbol einen n-Bit-Code darstellt, wobei „n“ von der Modulationsordnung abhängt (z. B. n=2 für eine Quadratur-PSK, n=3 für eine 8PSK). Ein Symbol kann als eine Referenzkoordinate in einem I-Q- (In-phase-Quadrature-) Konstellationsdiagramm dargestellt sein. Während der Modulation kann die Phase, oder eine Amplitude und Phase, von einem übertragenen Signal während einer Symbolperiode die Referenzkoordinate in einem I-Q-Raum darstellen. Ein empfangenes Signal kann nach jeder Symbolperiode (deren Phase oder Amplitude / Phase gemessen wird) abgetastet werden, um die nächste Referenzkoordinate in einem I-Q-Raum für das verwendete Modulationssystem zu bestimmen, wodurch bestimmt wird, welches Symbol übertragen wurde. Aufgrund eines Rauschens können jedoch die gemessenen 1-Q-Koordinaten entsprechend dem Abtastwert zwischen zwei oder mehr Referenzkoordinaten liegen, wodurch eine Ungenauigkeit in der Demodulation bewirkt wird. Aus diesem Grund kann eine Technik zum Erhalten eines Log-Likelihood-Quotienten (LLR), der häufig als „Soft Information“ bezeichnet wird, verwendet werden, wobei der LLR ein Maß der Ungenauigkeit des Abtastwerts ist. Der LLR kann einer Fehlerkorrekturstufe bereitgestellt werden, um die Zuverlässigkeit der Fehlerkorrektur zu verbessern. Der LLR kann mit euklidischen Abständen in dem IQ-Raum zwischen einer gemessenen Koordinate und den Referenzkoordinaten korrelieren, und die Referenzkoordinaten können durch „Kandidatenvektoren“ dargestellt sein. Eine LLR-Messtechnik kann in einem MIMO-System besonders nützlich sein, jedoch eine erhebliche Menge an Verarbeitungsressourcen verbrauchen. Dementsprechend besteht Bedarf an einer Reduktion der Komplexität der Verarbeitungsaufgabe für die LLR-Messungen.
KURZFASSUNG
Die Ausführungsformen gemäß dem Erfindungsgedanken stellen einen Multiple-Input-Multiple-Output- (MIMO-) Empfänger und ein Betriebsverfahren desselben, und insbesondere einen MIMO-Empfänger, der einen Kandidatenvektorsatz basierend auf Informationen auswählt, die anhand eines Erzeugens eines bisherigen Log-Likelihood-Quotienten (LLR) hergeleitet wurden, sowie ein Betriebsverfahren desselben bereit.
Gemäß einem Aspekt des Erfindungsgedankens wird ein Empfänger zum Empfangen eines eine Mehrzahl von Symbolen beinhaltenden ersten Signals durch einen Multiple-Input-Multiple-Output- (MIMO-) Kanal bereitgestellt, wobei der Empfänger einen Demodulator beinhaltet, der konfiguriert ist, um, für jeden physikalischen Kanal, euklidische Abstände von einem oder mehreren der empfangenen Symbole in Bezug auf alle Kandidatenvektoren, die in einem Kandidatenvektorsatz beinhaltet sind, zu berechnen und um Informationen über die euklidischen Abstände auszugeben, und einen Vektorsatzdetektor, der konfiguriert ist, um, basierend auf den Informationen, einen von einer Mehrzahl von Kandidatenvektorsätzen mit unterschiedlichen Größen, als einen anschließenden Kandidatenvektorsatz zum Berechnen eines Log-Likelihood-Quotienten (LLR) von anderen Symbolen von der Mehrzahl von Symbolen oder eines LLR in Bezug auf ein zweites Signal, das im Anschluss an das erste Signal empfangen wird, auszuwählen.
Gemäß einem weiteren Aspekt des Erfindungsgedankens wird ein Betriebsverfahren bereitgestellt, das durch einen Empfänger zum Empfangen von zumindest einem ersten und einem zweiten Übertragungssignal durch eine Mehrzahl von Antennen ausgeführt wird, wobei das Betriebsverfahren einen Schritt des Berechnens, in Bezug auf das erste Übertragungssignal, von euklidischen Abständen in Bezug auf alle Kandidatenvektoren eines anfänglichen Kandidatenvektorsatzes, einen Schritt des Auswählens eines ersten Kandidatenvektorsatzes aus einer Mehrzahl von Kandidatenvektorsätzen, basierend auf Informationen über die euklidischen Abstände, und einen Schritt des Erzeugens eines LLR in Bezug auf Symbole des zweiten Übertragungssignals, basierend auf dem ersten Kandidatenvektorsatz, beinhaltet.
Gemäß einem weiteren Aspekt des Erfindungsgedankens wird ein Verfahren bereitgestellt, das durch einen Empfänger zum Erfassen von Signalen in einem drahtlosen Kommunikationssystem, das einen Multiple-Input-Multiple-Output- (MIMO-) Kanal beinhaltet, ausgeführt wird, wobei das Verfahren einen Schritt des Berechnens, für jeden physikalischen Kanal, von Informationen basierend auf einem oder mehreren der empfangenen Übertragungssignale und der vorbestimmten Kandidatenvektoren, und einen Schritt des Erzeugens, basierend auf den Informationen, eines Log-Likelihood-Quotienten (LLR) in Bezug auf das eine oder die mehreren der empfangenen Signale, einen Schritt des Auswählens, basierend auf den Informationen, eines ersten Kandidatenvektorsatzes aus einer Mehrzahl von Kandidatenvektorsätzen zum Erzeugen des LLR, und einen Schritt des Erzeugens eines LLR in Bezug auf den Rest der empfangenen Übertragungssignale basierend auf dem erste Kandidatenvektorsatz beinhaltet.
In einem weiteren Aspekt empfängt ein Empfänger ein Signal, das basierend auf einer Phasenumtastung (PSK) oder eine Quadratur-Amplituden-Modulation (QAM) moduliert wird, und das eine Mehrzahl von Symbolen aufweist, die in einem drahtlosen Kommunikationssystem übertragen werden. Der Empfänger weist auf: einen Demodulator, der konfiguriert ist, um euklidische Abstände von einem oder mehreren der empfangenen Symbole in Bezug auf alle Kandidatenvektoren, die in einem anfänglichen Kandidatenvektorsatz beinhaltet sind, zu berechnen und um Informationen über die euklidischen Abstände auszugeben; und einen Vektorsatzdetektor, der konfiguriert ist, um, basierend auf den Information, einen von einer Mehrzahl von Kandidatenvektorsätzen mit unterschiedlichen Größen, als einen anschließenden Kandidatenvektorsatz zum Berechnen eines LLR von anderen Symbolen von der Mehrzahl von Symbolen auszuwählen.
Ein nicht-transitorisches computerlesbares Aufzeichnungsmedium kann Anweisungen speichern, die, wenn sie durch zumindest einen Prozessor ausgeführt werden, ein beliebiges der vorstehenden Verfahren implementieren.
Figurenliste
Die Ausführungsformen gemäß dem Erfindungsgedanken werden anhand der nachstehenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung, in der identische Bezugszeichen identische Elemente, Merkmale oder Operationen bezeichnen, besser verständlich. Es zeigen:

1 ein Blockdiagramm eines Kommunikationssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Erfindungsgedankens;
2 ein ausführliches Blockdiagramm eines Transmitters gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Erfindungsgedankens;
3 eine Struktur eines von einem Transmitter ausgegeben übertragenen Signals gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Erfindungsgedankens;
4 ein ausführliches Blockdiagramm eines Empfängers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Erfindungsgedankens;
5 ein Diagramm zur Erläuterung einer Signalkonstellation zum Modulieren eines übertragenen Signals gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Erfindungsgedankens;
6 ein Diagramm zur Erläuterung einer Übertragung/eines Empfangs eines modulierten Signals gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Erfindungsgedankens;
7A ein Flussdiagramm eines Betriebs eines Empfängers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Erfindungsgedankens, und 7B eine Ansicht einer komplexen Ebene, die Kandidatenvektoren anzeigt;
8A und 8B jeweilige Beispiele für Kandidatenvektorsätze gemäß beispielhaften Ausführungsformen des Erfindungsgedankens;
9A und 9B Ansichten zur Erläuterung eines Vorgangs des Auswählens eines Kandidatenvektorsatzes gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Erfindungsgedankens;
10 ein Diagramm zur Erläuterung eines Betriebs eines Empfängers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Erfindungsgedankens:
11 ein Diagramm zur Erläuterung eines Betriebs eines Empfängers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Erfindungsgedankens;
12 ein Diagramm zur Erläuterung eines Betriebs eines Empfängers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Erfindungsgedankens;
13 ein ausführliches Blockdiagramm eines Empfängers gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Erfindungsgedankens; und
14 ein Blockdiagramm einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Erfindungsgedankens.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden Ausführungsformen des Erfindungsgedankens unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.
Der adjektivische Gebrauch der Begriffe „übertragen“ und „empfangen“ hat hierin jeweils die Bedeutung „Übertragung“ und „Empfang“.
Der Begriff „euklidischer Abstand“ bezieht sich hierin auf einen euklidischen Abstand in einem Konstellationsraum, wie z. B. einem I-Q-Konstellationsraum.
1 ist ein Blockdiagramm eines Kommunikationssystems 10 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Erfindungsgedankens. Das Kommunikationssystem 10 kann einen Transmitter 100 und einen Empfänger 200 beinhalten, die eine drahtlose Kommunikation durch einen Multiple-Input-Multiple-Output- (MIMO-) Kanal 300 ausführen.
Das Kommunikationssystem 10 kann eine geeignete Art von drahtlosem Kommunikationssystem sein, das den MIMO-Kanal 300 beinhaltet. Einige Beispiele für das Kommunikationssystem 10 beinhalten ein drahtloses (5G-) System der 5. Generation, ein Long-Term-Evolution (LTE-) System, Wifi etc. Das Kommunikationssystem 10 kann zudem verdrahtete Kommunikationssystemkomponenten (nicht gezeigt) beinhalten, wie z. B. ein Speichersystem, ein Netzsystem etc. An dieser Stelle ist zudem zu beachten, dass einige Aspekte des Erfindungsgedankens auf drahtlose Nicht-MIMO-Kommunikationssysteme angewendet werden können, die PSK- oder QAM-Modulationsschemata in verrauschten Umgebungen verwenden (und in diesen Fällen, ein SISO- (Single-Input-Single-Output-) oder eine andere Art von Hochfrequenzkanal als Ersatz für den MIMO-Kanal 300 verwendet werden kann). Einige Aspekte des Erfindungsgedankens können auch auf drahtgebundene End-zu-End-Verbindungen mit verrauschten Kanälen angewendet werden.
Der Transmitter 100 kann beispielsweise eine Basisstation sein oder in einer Basisstation beinhaltet sein. Eine Basisstation kann eine feststehende Station sein, die mit einem Endgerät und/oder einer anderen Basisstation kommuniziert, und kann, durch Kommunizieren mit dem Endgerät und/oder der anderen Basisstation, Daten senden/empfangen und/oder Informationen steuern. Eine Basisstation kann auch als Node B, evolved-Node B (eNB), als ein Base-Transceiver-System (= Basissendeempfängerstation) (BTS), ein Access-Point (= Zugangspunkt) (AP) etc. bezeichnet werden.
Der Empfänger 200 kann z. B. ein Endgerät sein oder kann in einem Endgerät beinhaltet sein. Ein Endgerät kann eine beliebige von verschiedenen drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen sein, die mit dem Transmitter 100 kommunizieren können, um Daten zu senden/empfangen und/oder Informationen zu steuern. Ein Endgerät kann z. B. als User-Equipment (UE), eine Mobilstation (MS), ein mobiles Endgerät (MT), ein Benutzerendgerät (UT), eine Teilnehmerstation (SS), eine drahtlose Vorrichtung, eine tragbare Vorrichtung etc. bezeichnet werden.
Ein drahtloses Kommunikationsnetz zwischen dem Transmitter 100 und dem Empfänger 200 kann eine Kommunikation zwischen einer Mehrzahl von Benutzern unterstützen, die verfügbare Netzressourcen gemeinsam verwenden. Zum Beispiel können Informationen in dem drahtlosen Kommunikationsnetz basierend auf verschiedenen Verfahren ausgetauscht werden, wie z. B. einem Codemultiplexverfahren (CDMA), einem Frequenzmultiplexverfahren (FDMA), einem Zeitmultiplexverfahren (TDMA), einem Orthogonalen Frequenzmultiplexverfahren (OFDMA), einem Single-Carrier- Frequenzmultiplexverfahren (SC-FDMA) etc.
Der Transmitter 100 kann eine Mehrzahl von Übertragungsantennen 102-1 bis 102_M (wobei M nachstehend eine positive Ganzzahl ist) beinhalten und kann eine Mehrzahl von Symbolen x1 bis xM (die hierin austauschbar als Übertragungssignale bezeichnet werden können) bis zu jeweils jeder von der Mehrzahl von Übertragungsantennen 102-1 bis 102-M, z. B. über das gleiche Frequenzband, übertragen. Der Empfänger 200 kann eine Mehrzahl von Empfangsantennen 202-1 bis 202-N beinhalten (wobei N nachstehend eine positive Ganzzahl ist) und kann eine Mehrzahl von Symbolen y1 bis yN durch jede von der Mehrzahl von Empfangsantennen 202-1 bis 202-N empfangen. Das durch jede Empfangsantenne 202-i empfangene Signal (i = eine beliebige Zahl von 1 bis N) kann eine Signalenergie von allen Übertragungsantennen 102-1 bis 102-M enthalten. Der Empfänger 200 kann Informationen über Kanalzustände in Verbindung mit einem Signalverarbeitungsalgorithmus unter Verwendung der Empfangssignale auf allen Empfangsantennen 202-1 bis 202-N als Eingaben verwenden, um die Übertragungssymbole x1 bis xM effektiv zu isolieren. Dadurch können einzelne Kanäle innerhalb des MIMO 300 isoliert werden, wobei jeder Kanal einer der Übertragungsantennen 102-1 bis 102-M zugeordnet ist. Somit kann jeder einzelne Kanal ein Kanal zum Empfangen und Demodulieren der Symbole x1 bis xM sein, die durch eine jeweilige der Übertragungsantennen 102-1 bis 102-M übertragen werden.
Wenn z. B. ein Symbolvektor, der durch den Transmitter 100 übertragen wird, als x = [x1, ... xM]^T dargestellt ist, kann eine Symbolvektor y, der durch den Empfänger 200 empfangen wird, durch die Gleichung 1 wie folgt dargestellt werden: $y = Hx + n = (\begin{matrix} h1, 1 & \dots & h1, M \\ ⋮ & ⋱ & ⋮ \\ hN, 1 & \dots & hN, M \end{matrix}) (\begin{matrix} x1 \\ ⋮ \\ xM \end{matrix}) + (\begin{matrix} n1 \\ ⋮ \\ nN \end{matrix})$
In Gleichung 1 kann hi.j eine effektive Kanalverstärkung zwischen einer j. (wobei j 1 bis M ist) Übertragungsantenne (oder „Schicht“) und einer i. (i = eine beliebige Zahl von 1 bis N) Übertragungsantenne anzeigen, und xj kann ein übertragenes Symbol von der j. Übertragungsantenne anzeigen. Das übertragene Symbol xj kann als ein Phasenwert (wie in einem PSK-Modulationsschema) oder als ein Amplituden- und Phasenwert (wie in einem QAM-Modulationsschema) gemessen werden, welche Koordinaten in einer Signalkonstellation im I-Q-Raum darstellen. Diesbezügliche Aspekte werden nachstehen erläutert.
Weiterhin kann in Gleichung 1 oben ni ein additives weißes Gaußsches Rauschen (AWGN) von der i. Empfangsantenne anzeigen, und ni kann eine Varianz von σ² in Bezug auf die Empfangsantennen 202-1 bis 202-N aufweisen. Das AWGN kann ein Störsignal beinhalten. Das Rauschen der Empfangsantenne in dem Kommunikationssystem 10 kann zusammen mit den Effekten des Störsignals berücksichtigt werden. In diesem Fall kann die Varianz des AWGN in Bezug auf jede der Empfangsantennen 202-1 bis 202-N variieren und räumlich korreliert sein. Im Nachstehenden wird davon ausgegangen, dass die Varianz des AWGN die gleiche ist und dass das AWGN für jede Empfangsantenne räumlich unkorreliert ist. In diesem Fall kann das AWGN mit einem Rauschen identisch sein, auf das ein Weißungsfilter angewendet wird.
Der Empfänger 200 kann einen MIMO-Demodulator 250 und einen Vektorsatzdetektor 260 beinhalten. Für jeden Kanal kann der MIMO-Demodulator 250 euklidische Abstände in Bezug auf eines oder mehrere von den empfangenen Symbolen und alle Kandidatenvektoren, die in einem Kandidatenvektorsatz beinhalten sind, berechnen und Informationen über die euklidischen Abstände ausgeben. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann der MIMO-Demodulator 250 euklidische Abstände in Bezug auf die empfangenen Symbole und Kandidatenvektoren, die in einem Kandidatenvektor-Supersatz beinhaltet sind, berechnen und kann Informationen über die euklidischen Abstände ausgeben. Der Kandidatenvektor-Supersatz kann z. B. eine Vereinigung aus den Kandidatenvektorsätzen sein.
Weiterhin kann der MIMO-Demodulator 250 Log-Likelihood-Quotienten (LLRs) basierend auf den berechneten euklidischen Abständen erzeugen. Die LLRs können z. B. eine Basis für eine Soft-Output-Bit-Wahrscheinlichkeitsschätzung sein.
Der Vektorsatzdetektor 260 kann einen Kandidatenvektorsatz zum Erzeugen der LLRs aus einer Mehrzahl von Kandidatenvektorsätzen auswählen, die vorbestimmt sind. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann der Vektorsatzdetektor 260 einen von der Mehrzahl von Kandidatenvektorsätzen basierend auf den Informationen über die euklidischen Abstände auswählen, die von dem MIMO-Demodulator 250 ausgegeben werden.
Der Vektorsatzdetektor 260 kann z. B. bestimmen, ob Kandidatenvektoren mit „+1“ und „-1“ als Bits von Informationen, die in einem übertragenen Symbol beinhaltet sind, das einem Empfangssymbol entspricht und wenigstens einen euklidischen Abstand aufweist, in jedem von den Kandidatenvektorsätzen beinhaltet sind. Wenn die Kandidatenvektoren in jedem der Kandidatenvektorsätze beinhaltet sind, kann der Vektorsatzdetektor 260 die Anzahl der in einem jeweiligen der Kandidatenvektorsätze beinhalteten Kandidatenvektoren zählen. Der Vektorsatzdetektor 260 kann den Kandidatenvektorsatz durch Vergleichen eines gezählten Wert mit einem vorbestimmten kritischen Wert auswählen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann der Vektorsatzdetektor 260 den eine kleinste Größe aufweisenden Kandidatenvektorsatz aus den Kandidatenvektorsätzen auswählen, die den gezählten Wert aufweisen, der größer oder gleich dem vorbestimmten kritischen Wert ist. Der Vektorsatzdetektor 260 kann z. B. den vorbestimmten kritischen Wert, der einen bestimmten festen Wert aufweist, mit dem gezählten Wert vergleichen. Als ein weiteres Beispiel kann der Vektorsatzdetektor 260 den vorbestimmten kritischen Wert, der einen dynamisch variablen Wert aufweist, mit dem gezählten Wert vergleichen. Der vorbestimmte kritische Wert kann z. B. basierend auf einem Kanalparameter dynamisch variabel sein.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann der MIMO-Demodulator 250 für jeden physikalischen Kanal einen LLR in Bezug auf Symbole, die in den empfangenen Signalen beinhaltet sind, basierend auf dem Kandidatenvektorsatz, der durch den Vektorsatzdetektor 260 ausgewählt wird, erzeugen. Anders ausgedrückt, kann der MIMO-Demodulator 250 die Informationen über die euklidischen Abstände, die basierend auf den anfänglichen Kandidatenvektoren hergeleitet werden, auf den Vektorsatzdetektor 260 übertragen, kann der Vektorsatzdetektor 260 den Kandidatenvektorsatz basierend auf diesen Informationen auswählen und kann der MIMO-Demodulator 250 einen LLR in Bezug auf die verbleibenden Symbole basierend auf dem ausgewählten Kandidatenvektorsatz erzeugen.
Der MIMO-Demodulator 250 kann z. B. einen Vorgang des Erzeugens der Informationen über die euklidischen Abstände einmalig für jeden physikalischen Kanal ausführen und den Kandidatenvektorsatz, der durch den Vektorsatzdetektor 260 basierend auf diesem Vorgang ausgewählt wird, zum Berechnen des LLR entsprechend den verbliebenen Symbolen fixieren. Als ein weiteres Beispiel kann der MIMO-Demodulator 250 den Vorgang des Erzeugens der Informationen über die euklidischen Abstände basierend auf einem bestimmten Zyklus für jeden physikalischen Kanal ausführen, und der Vektorsatzdetektor 260 kann den Kandidatenvektorsatz basierend auf diesen Informationen auswählen, die basierend auf diesem Zyklus erzeugt werden. Anders ausgedrückt, kann der MIMO-Demodulator 250 den LLR in Bezug auf die Symbole basierend auf den Kandidatenvektorsätzen berechnen, die basierend auf dem bestimmten Zyklus unterschiedlich ausgewählt werden.
Dementsprechend kann der Empfänger 200 gemäß dem Erfindungsgedanken einen optimalen Kandidatenvektorsatz basierend auf der Kanalsituation auswählen und den LLR basierend auf dem optimalen Kandidatenvektorsatz erzeugen. Demensprechend kann ein Leistungsverbrauch zum Erzeugen des LLR minimiert werden, und es besteht die Möglichkeit, den LLR bei verminderter Komplexität in einer hohen Modulationsordnung zu erzeugen.
2 ist ein ausführliches Blockdiagramm des Transmitters 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. 2 kann z. B. das Blockdiagramm von Komponenten sein, die in dem Transmitter 100 von 1 beinhaltet sind.
Unter Bezugnahme auf 2 kann der Transmitter 100 einen Seriell/Parallel-Wandler (S/P) 110, eine Mehrzahl von Einheiten 120_1 bis 120_M zur zyklischen Redundanzprüfung (CRC), eine Mehrzahl von Encodern 130_1 bis 130_M zur Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC), eine Mehrzahl von Ratenanpassungseinheiten 140_1 bis 140_M, eine Mehrzahl von Modulatoren 150_1 bis 150_M, eine Mehrzahl von Schichtabbildungseinheiten 160_1 bis 160_M, eine Vorcodierungseinheit 170, eine Mehrzahl von Einheiten 180_1 bis 180_M zur inversen schnellen Fourier-Transformation (IFFT) und die Mehrzahl von Antennen 102-1 bis 102_M beinhalten.
Zunächst kann ein Informationsbitstrom BS, der übertragen werden soll, in den S/P-Wandler 110 eingegeben werden. Der S/P-Wandler 110 kann den Informationsbitstrom BS, der in eine Parallelform eingegeben wird, umwandeln, um eine Mehrzahl von Informationsbitströmen zu erzeugen, und jeder von der Mehrzahl von Informationsbitströmen kann an die CRC-Einheiten 120_1 bis 120_M ausgegeben werden. Der S/P-Wandler 110 kann z. B. den Informationsbitstrom BS in ein Codewort (oder einen Transportblock), der eine Kanalcodierungs-Eingabeeinheit ist, in eine parallel Form umwandeln, und den umgewandelten Informationsbitstrom BS ausgeben.
Die CRC-Einheiten 120_1 bis 120_M können einen CRC-Inspektionsvorgang auf den Bitströmen ausführen, die in die Parallelform umgewandelt wurden, und können Signale, an denen der CRC-Inspektionsvorgang ausgeführt wird, an jeden der FEC-Encoder 130_1 bis 130_M ausgeben. Die CRC-Einheiten 120_1 bis 120_M können z. B. den CRC-Inspektionsvorgang zum Erfassen von Fehlern ausführen, die in einem Übertragungsvorgang auftreten.
Die FEC-Encoder 130_1 bis 130_M können eine FEC, die ein Fehlerkorrekturzeichen zum Korrigieren eines Fehlers ist, der aufgrund eines Rauschens auftritt, an die Signale anlegen, die von den CRC-Einheiten 120_1 bis 120_M empfangen werden. In dem drahtlosen Kommunikationssystem können z. B. ein Faltungscode, ein Turbocode, ein LDPC-Code und/oder ein Polarcode als die FEC angewendet werden. Im Fall einer LTE-Kommunikation kann der Faltungscode z. B. für einen Steuerkanal verwendet werden und der Turbocode kann für einen Verkehrskanal verwendet werden. Auch im Fall einer 5G-Kommunikation kann der Polarcode für den Steuerkanal und der LDPC-Code für den Verkehrskanal verwendet werden.
Die Ratenanpassungseinheiten 140_1 bis 140_M können einen Ratenanpassungsvorgang an den Signalen, die von den FEC-Encodern 130_1 bis 130_M ausgegeben werden, basierend auf einem vorbestimmten Ratenanpassungsverfahren ausführen und können die Signale, an denen der Ratenanpassungsvorgang ausgeführt wird, an die Modulatoren 150_1 bis 140_M ausgeben. Basierend auf dem Ratenanpassungsvorgang können die Ratenanpassungseinheiten 140_1 bis 140 M die verschlüsselten Bits an die der Anzahl der einander zugeordneten Modulationssymbole anpassen.
Die Modulatoren 150_1 bis 150_M können einen Modulationsvorgang an den Signalen, an denen der Ratenanpassungsvorgang ausgeführt wird, basierend auf einem vorbestimmten Modulationsverfahren ausführen und können die Signale, an denen der Modulationsvorgang ausgeführt wird, an die Schichtabbildungseinheiten 160_1 bis 160_M ausgeben. Die Modulatoren 150_1 bis 150_M können z. B. die Signale, an denen der Ratenanpassungsvorgang ausgeführt wird, mit Signalkonstellationen abbilden. Die Schichtabbildungseinheiten 160_1 bis 160_M können die modulierten Signale so verteilen, dass sie der Anzahl von Eingabeschichten der Vorkodierungseinheit 170 entsprechen.
Die Vorkodierungseinheit 170 kann einen Vorkodierungsvorgang an den Signalen, die von den Schichtabbildungseinheiten 160_1 bis 160_M ausgegeben werden, basierend auf einem vorbestimmten Vorcodierungsverfahren ausführen und die Signale, an denen der Vorkodierungsvorgang ausgeführt wird, an die IFFT-Einheiten 180_1 bis 180_M ausgeben. Das Vorkodierungsverfahren kann z. B. basierend auf Feedback-Informationen, die durch den Transmitter 100 empfangen werden, bestimmt werden. Die IFFT-Einheiten 180_1 bis 180_M können die von der Vorkodierungseinheit 170 ausgegebenen übertragenen Signale für jede Übertragungsantenne einer Frequenzdomäne in eine zeitliche Domäne durch die IFFT umwandeln und können die umgewandelten übertragenen Signale s1 bis sM an die Antennen 102_1 bis 102_M übertragen.
3 zeigt eine beispielhafte Struktur eines übertragenen Signals, das von dem Transmitter 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Erfindungsgedankens ausgegeben wird. Wie in 3 gezeigt ist, kann ein erstes übertragenes Signal s1 Informationen beinhalten, die in einer Mehrzahl von Feldern x1_1 bis x1_4 strukturiert sind, wobei jedes Feld ein oder mehrere Symbole beinhalten kann. Zudem kann ein M. übertragenes Signal sM eine Mehrzahl von Feldern xM_2 bis xM_4 beinhalten, jedes mit einem oder mehr Symbolen. Das erste und die M. übertragenen Signal s1 und sM können jeweils von den Antennen 102_1 bis 102_m unter Verwendung der gleichen Frequenz übertragen werden und können die gleiche Zeitsteuerung aufweisen.
Als ein Beispiel kann das erste Symbol x1_1 ein Symbol zum Benachrichtigen des Empfängers 200 über ein Übertragungsverfahren sein. Das erste Symbol x1_1 kann beispielsweise Informationen, wie z. B. über ein Fehlerkorrekturverfahren, das zum Übertragen von Datensymbolen verwendet wird, ein Modulationsverfahren, das zum Übertragen von einer Kodierungsrate und von Datensymbolen verwendet wird, die auf das Fehlerkorrekturverfahren bezogen sind, etc. beinhalten.
In einem Beispiel können die zweiten Symbole x1_2 und xM_2 Symbole zum Schätzen einer Kanalfluktuation der übertragenen Signale s1 und sM sein, die von dem Transmitter 100 ausgegeben werden. Zudem können die dritten Symbole x1_3 und xM_3 und die vierten Symbole x1_4 und xM_4 Symbole sein, welche Daten darstellen (z. B. Benutzerdaten, Verkehr).
4 ist ein ausführliches Blockdiagramm des Empfängers 200 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. 4 kann z. B. ein Blockdiagramm von Komponenten sein, die in dem Empfänger 200 von 1 beinhaltet sind. Wie in 4 gezeigt ist, kann der Empfänger 200 eine Mehrzahl von Antennen 202-1 bis 202-N, eine Mehrzahl von FFT-Einheiten 280_1 bis 280_N, einen effektiven Kanalgenerator 270, den MIMO-Demodulator 250, den Vektorsatzdetektor 260, eine Mehrzahl von Einheiten 240 1 bis 240_N zur umgekehrten Ratenanpassung, eine Mehrzahl von FEC-Dekodierern 230_1 bis 230_N, eine Mehrzahl von CRC-Einheiten 220_1 bis 220_N und einen Parallel/Seriell- (P/S-) Wandler 210 beinhalten.
Zunächst können die Signale rs1 bis rsN, die durch die Antennen 202-1 bis 202-N empfangen werden, in die FFT-Einheiten 280_1 bis 280_N eingegeben werden, und die FFT-Einheiten 280_1 bis 280_N können eine FFT-Operation an den Signalen rs1 bis rsN ausführen. Das heißt, dass die FFT-Einheiten 208_1 bis 280_N die empfangenen Signale für jede Antenne einer zeitlichen Domäne durch eine FFT in eine Frequenzdomäne umwandeln können und die umgewandelten, empfangenen Signale an die effektive Kanalerzeugungseinheit 270 übertragen können.
Der effektive Kanalgenerator 270 kann einen Effekt eines Vorkodierungsverfahrens, das durch den Transmitter 100 auf die empfangenen, in die Frequenzdomäne umgewandelten Signale rs1 bis rsN angewendet wird, reflektieren und kann die Signale rs1 bis rsN, an denen der Effekt reflektiert wird, an den MIMO-Demodulator 250 ausgeben. In einem Kommunikationssystem können z. B. zwei Arten von Referenzsignalen, nämlich ein zellenspezifisches Referenzsignal und ein UE-spezifisches Referenzsignal, zum Erzeugen von Kanälen (oder Schätzen von Kanälen) verwendet werden. Das zellenspezifische Referenzsignal kann ein Referenzsignal sein, das im Allgemeinen für alle UEs verwendet wird, während das UE-spezifische Referenzsignal ein Referenzsignal sein kann, das nur für ein spezifisches UE verwendet wird. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der effektive Kanalgenerator 270 in dem Empfänger 200 beinhaltet sein, um den Effekt der durch den Transmitter 100 angewendeten Vorkodierung zu reflektieren. In anderen Ausführungsformen kann die Kanalschätzung durch eine externe Vorrichtung ausgeführt werden, und es können Informationen über die geschätzten Kanäle getrennt von der externen Vorrichtung dem MIMO-Demodulator 250 bereitgestellt werden (so dass im Empfänger 200 auf den effektiven Channel-Generator 270 verzichtet werden kann).
Der MIMO-Demodulator 250 kann einen Demodulationsvorgang an den Signalen, die von dem effektiven Kanalgenerator 270 ausgegeben werden, basierend auf einem Demodulationsverfahren ausführen, das einem Modulationsverfahren entspricht, das durch den Transmitter 100 verwendet wird. Der MIMO-Demodulator 250 kann z. B. einen LLR durch Verwendung von effektiven Kanälen erzeugen, die anhand des effektiven Kanalgenerators 270 und der empfangenen Signale 202_1 bis 202_N erzeugt werden. Der MIMO-Demodulator 250 kann den LLR durch Verwendung eines Log-MAP-Verfahrens von Gleichung 2 unten erhalten. $LLR (b_{m, k}) = log (\frac{\sum_{x_{m, k} \in {(c^{M})}_{m, k}^{+}} e x p (- \frac{{‖ y - {Hx}_{m, k} ‖}^{2}}{2 σ^{2}})}{\sum_{x_{m, k} \in {(c^{M})}_{m, k}^{-}} e x p (- \frac{{‖ y - {Hx}_{m, k} ‖}^{2}}{2 σ^{2}})})$
In Gleichung 2, kann b_m,k sich auf ein k. Bit (wobei k eine positive Ganzzahl ist) von einem Symbol beziehen, das von einer m. Übertragungsantenne (oder einer m. Übertragungs-„Schicht“) übertragen wird (wobei m eine positive Ganzzahl im Bereich von 1 bis einschließlich M ist). Zudem bezieht sich ${(C^{M})}_{m, k}^{+}$
auf einen Satz von übertragenen Signalvektoren, für den b_m,k „+1“ ist, aus C^M , einem Satz von übertragenen Signalvektoren, die von dem Transmitter 100 übertragen werden, und ${(C^{M})}_{m, k}^{-}$
kann sich auf einen Satz von übertragenen Signalvektoren, für den b_m,k „-1“ ist, aus C^M , dem Satz von übertragenen Signalvektoren beziehen, die von dem Transmitter 100 übertragen werden. Wenn z. B. b_m,k „+ 1“‘ ist, kann b_m,k ein Bit von 0 sein, und wenn b_m,k „-1“ ist, kann b_m,k ein Bit von 1 sein.
Für eine im Vergleich zur Gleichung 2 weniger komplexe Berechnung des LLR kann die Approximation der Gleichung 3 zur Berechnung des LLR herangezogen werden. $\begin{array}{l} LLR (b_{m, k}) \approx log (\frac{{max}_{x_{_{m, k} \in {(C^{M})}_{m, k}^{+}}} e x p (- \frac{{‖ y - {Hx}_{m, k} ‖}^{2}}{2 σ^{2}})}{\sum_{x_{m, k} \in {(C^{M})}_{m, k}^{-}} e x p (- \frac{{‖ y - {Hx}_{m, k} ‖}^{2}}{2 σ^{2}})}) \\ = \frac{1}{2 σ^{2}} ({min}_{x_{m, k} \in {(C^{M})}_{m, k}^{-}} {‖ y - {Hx}_{m, k} ‖}^{2} - {min}_{x_{m, k} \in {(C^{M})}_{m, k}^{+}} {‖ y - {Hx}_{m, k} ‖}^{2}) \end{array}$
Basierend auf Gleichung 3 werden jedoch der euklidische Abstand für alle übertragenen Signalvektoren sowie ein kürzester Wert berechnet. Somit kann mit dem Anstieg der Anzahl der Übertragungsantennen oder der Erhöhung der Modulationsordnung die Komplexität der Implementierung ebenfalls zunehmen. Zur Verringerung des rechnerischen Aufwands und der Verarbeitungslast kann der Empfänger 200 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Gedankens ferner den Vektorsatzdetektor 260 beinhalten, der konfiguriert ist, um nach einem Kandidatensignalvektorsatz (CSVS) für die Berechnung des LLR durch den MIMO-Demodulator 250 suchen und diesen bereitzustellen.
Zunächst kann der MIMO-Demodulator 250 für jeden effektiven Kanal euklidische Abstände in Bezug auf ein oder mehrere empfangene Symbole und alle Kandidatenvektoren, die in einem anfänglichen Kandidatenvektorsatz beinhaltet sind, berechnen, und kann Informationen I_ED über die berechneten euklidischen Abstände ausgeben. Im Hinblick auf einen physikalischen Kanal, der der ersten Antenne 202-1 entspricht, kann der MIMO-Demodulator 250 z. B. die euklidischen Abstände zwischen einem oder mehreren der Symbole, die in einem empfangenen Signal rs1 beinhaltet sind, und vorbestimmten anfänglichen Kandidatenvektoren berechnen, und kann die Informationen I_ED über die berechneten euklidischen Abstände ausgeben. Der MIMO-Demodulator 250 kann den LLR in Bezug auf das eine oder die mehreren Symbole basierend auf den berechneten euklidischen Abständen berechnen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann der MIMO-Demodulator 250 einen „Kandidatenvektor-Supersatz“ als den anfänglichen Kandidatenvektorsatz zur Berechnung der euklidischen Abstände zum Ausgeben der Informationen I-ED verwenden. Der Empfänger 200 kann z. B. eine Mehrzahl von Kandidatenvektorsätzen zur Berechnung eines LLR beinhalten, und der Kandidatenvektor-Supersatz kann als eine Vereinigung der Kandidatenvektorsätze gebildet werden. Der Kandidatenvektor-Supersatz kann die Gesamtheit der Kandidatenvektoren beinhalten. In anderen Beispielen kommt ein Kandidatenvektor-Supersatz ohne bestimmte Kandidatenvektoren aus.
Als Nächstes kann der Vektorsatzdetektor 260, der die Informationen I_ED von dem MIMO-Demodulator 250 empfangen hat, einen Kandidatenvektorsatz zum Erzeugen des LLR aus der Mehrzahl von Kandidatenvektorsätzen basierend auf den Informationen I_ED auswählen. Das heißt, dass der Vektorsatzdetektor 260 einen von der Mehrzahl von Kandidatenvektorsätzen basierend auf den euklidischen Abständen, die in den Informationen I_ED beinhaltet sind, auswählen kann.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann der Vektorsatzdetektor 260 bestimmen, ob jeder Kandidatenvektorsatz Kandidatenvektoren beinhaltet, die den kürzesten euklidischen Abstand bei „+1 und“-1" in Bezug auf ein jeweiliges Bit (z. B. b_m,k in Bezug auf alle m und alle k in Gleichung 2) von jedem Kanal (oder jeder „Schicht“) aufweisen. Basierend auf dieser Bestimmung kann der Vektorsatzdetektor 260 in Bezug auf jeden von den Kandidatenvektorsätzen die Anzahl der in jedem Kandidatenvektorsatz enthaltenen Kandidatenvektoren mit dem kürzesten euklidischen Abstand zählen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann der Vektorsatzdetektor 260 den gezählten Wert mit einem vorbestimmten kritischen Wert vergleichen, um den Kandidatenvektorsatz CSVS zur Berechnen des LLR aus der Mehrzahl von Kandidatenvektorsätzen auszuwählen. Der Vektorsatzdetektor 260 kann z. B. den Kandidatenvektorsatz CSVS mit der kleinsten Größe aus den Kandidatenvektorsätzen auswählen, deren gezählter Wert größer oder gleich dem vorbestimmten kritischen Wert ist. Der Vektorsatzdetektor 260 kann den ausgewählten Kandidatenvektorsatz CSVS dem MIMO-Demodulator 250 bereitstellen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann der Vektorsatzdetektor 260 den gezählten Wert mit dem vorbestimmten kritischen Wert vergleichen, der einen bestimmten festen Wert aufweist. Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann der Vektorsatzdetektor 260 den gezählten Wert mit dem vorbestimmten kritischen Wert vergleichen, der einen dynamisch variablen Wert aufweist. Zum Beispiel kann der vorbestimmte kritische Wert auf Basis eines Kanalparameters dynamisch variabel sein.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann der MIMO-Demodulator 250 für jeden physikalischen Kanal einen LLR in Bezug auf Symbole, die in einem empfangenen Signal enthalten sind, basierend auf dem durch den Vektorsatzdetektor 260 ausgewählten Kandidatenvektorsatz erzeugen. In anderen Worten kann der MIMO-Demodulator 250 für jeden Kanal die Informationen über die euklidischen Abstände, die basierend auf einem oder mehreren Symbolen und den anfänglichen Kandidatenvektoren hergeleitet werden, an den Vektorsatzdetektor 260 übertragen, kann der Vektorsatzdetektor 260 den Kandidatenvektorsatz CSVS basierend auf den Informationen auswählen, und kann der MIMO-Demodulator 250 einen LLR in Bezug auf die verbleibenden Symbole basierend auf dem durch den Vektorsatzdetektor 260 ausgewählten Kandidatenvektorsatz CSVS erzeugen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann der MIMO-Demodulator 250 den Vorgang des Erzeugens der Informationen I_ED einmalig für jeden Kanal ausführen und kann den Kandidatenvektorsatz CSVS, der durch den Vektorsatzdetektor 260 basierend auf den Informationen I_ED ausgewählt wird, als den Kandidatenvektorsatz CSVS zum Berechnen des LLR den verbliebenen Symbolen entsprechend festlegen. Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann der MIMO-Demodulator 250 den Vorgang des Erzeugens der Informationen I_ED basierend auf einem bestimmten Zyklus für jeden Kanal generieren, und der Vektorsatzdetektor 260 kann den Kandidatenvektorsatz CSVS basierend auf den auf Basis des Zyklus erzeugten Informationen I_ED auswählen: In anderen Worten kann der MIMO-Demodulator 250 den LLR in Bezug auf die Symbole basierend auf dem auf Basis des Zyklus ausgewählten Kandidatenvektorsatz CSVS unterschiedlich berechnen.
Dementsprechend kann der Empfänger 200 gemäß dem erfinderischen Gedanken den optimalen Kandidatenvektorsatz basierend auf einer Kanalsituation auswählen und den LLR basierend auf dem optimalen Kandidatenvektorsatz erzeugen. Somit kann der Leistungsverbrauch zur Erzeugung des LLR minimiert werden, und der LLR kann mit geringerer Komplexität in einer Modulation höherer Ordnung erzeugt werden.
Als Nächstes können die Einheiten 240_1 bis 240_N zur umgekehrten Ratenanpassung einen umgekehrten Ratenanpassungsvorgang an dem Signal ausführen, das von dem MIMO-Demodulator 250 ausgegeben wird, basierend auf einem umgekehrten Ratenanpassungsverfahren entsprechend einem durch den Transmitter 100 verwendeten Ratenanpassungsverfahren. Die FEC-Dekodierer 230_1 bis 230_N können einen Dekodiervorgang an dem Signal vornehmen, das von den Einheiten 240_1 bis 240_N zur umgekehrten Ratenanpassung basierend auf einem FEC-Dekodierverfahren entsprechend einem durch den Transmitter 100 verwendeten FED-Kodierverfahren ausgegeben wird.
Die CRC-Einheiten 220_1 bis 220_N können einen CRC-Prüfvorgang an dem Signal vornehmen, das von den FEC-Dekodierern 230_1 bis 230 N ausgegeben wird, und können das Signal, an dem die CRC-Prüfung vorgenommen wird, an den P/S-Wandler 210 ausgeben. Der P/S-Wandler 210 kann das Signal, das von den CRC-Einheiten 220_1 bis 220_N ausgegeben wird, in eine serielle Form umwandeln und das umgewandelte Signal ausgeben.
5 ist ein Diagramm zur Erläuterung von Signalkonstellationen zum Modulieren eines übertragenen Signals gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfinderischen Gedankens. 5 stellt z. B. die Signalkonstellationen basierend auf einem Quadraturphasenumtastungs- (QPSK-) Verfahren dar. Der Einfachheit halber wird nachstehend ein Beispiel des erfinderischen Gedankens basierend auf dem QPSK-Verfahren ausführlicher beschrieben. Der erfinderische Gedanke kann jedoch auch auf andere Modulationsschemata, z. B. andere PSK-Modulationsordnungen (nPSK, wenn N anders ist als vier); und QAM-Modulationsverfahren, z. B. 16QAM, 64QAM, 256QAM und 1024QAM, angewendet werden.
5 stellt eine komplexe Ebene mit einer x-Achse, die eine reelle Zahlenachse (I) ist, und einer y-Achse, die eine imaginäre Zahlenachse (Q) ist, dar, in der Signalkonstellationen CS0 bis CS3 bei jedem Quadranten angegeben sind, der durch die x-Achse und die y-Achse definiert ist. Zum Beispiel kann jedes der Symbole x1 bis xM, die durch den Transmitter 100 übertragen werden, in einem Modulationsvorgang in einer von den Signalkonstellationen CS0 bis CS3 abgebildet werden. In dem QPSK-Verfahren kann jede von den Signalkonstellationen CS0 bis CS3 zwei Bits von Informationen darstellen. Die Signalkonstellation CSO kann z. B. Informationen von „00“ aufweisen, die Signalkonstellation CS1 kann Informationen von „01“ aufweisen, die Signalkonstellation CS2 kann Informationen von „02“ aufweisen und die Signalkonstellation CS3 kann Informationen von „11 aufweisen.
6 ist ein Diagramm zur Erläuterung einer Übertragung/eines Empfangs eines modulierten Signals gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Wie in 6 gezeigt ist, kann das erste Symbol x1, das durch die erste Übertragungsantenne 102-1 übertragen wird, während der Modulation auf die Signalkonstellation CS0 abgebildet werden, und das M. Symbol xM, das durch die M. Antenne 102_M übertragen wird, kann während der Modulation auf die Signalkonstellation CS1 abgebildet werden. Das erste Symbol x1 und das M. Symbol xM kann jeweils durch die erste Empfangsantenne 202-1 empfangen werden.
Das erste Symbol x1 kann durch den Kanal 300, der zwischen den beiden Antennen 102-1 und 202-1 ausgebildet ist, übertragen und somit mit einer effektiven Kanalverstärkung h1,1 multipliziert werden. Das erste Symbol x1, das mit der effektiven Kanalverstärkung h1,1 multipliziert wird, kann als ein erster Vektor v1 dargestellt sein.
Das M. Symbol xM kann durch einen Kanal, der zwischen zwei Antennen 102 M und 202-1 ausgebildet ist, übertragen und somit mit einer effektiven Kanalverstärkung h1,M multipliziert werden. Das M. Symbol xM, das mit der effektiven Kanalverstärkung h1,M multipliziert wird, kann als ein zweiter Vektor v2 dargestellt sein.
Ein Symbol y1, das durch die erste Antenne 202-1 empfangen wird, kann als eine Vektorsumme des ersten Symbols x1 multipliziert mit der effektiven Kanalverstärkung h1,1 und des M. Symbol xM multipliziert mit der effektiven Kanalverstärkung h1,M dargestellt sein. In anderen Worten kann das Symbol y1 eine Vektorwert basierend auf der Summe des ersten Vektors v1 und des zweiten Vektors v2 aufweisen. Der MIMO-Demodulator 250 kann einen Signalverarbeitungs-Signalzersetzungsalgorithmus zum Identifizieren eines Abtastwerts (z. B. entsprechend einer gemessenen Amplitude/Phase) des während einer Symbolperiode herangezogenen Symbols x1 und eines Abtastwerts des während der Symbolperiode herangezogenen Signals xM unter Verwendung der gesamten, durch die beiden Empfangsantennen empfangenen Signalenergie verwenden. Die Symbole x1 und xM können jeweils als ein Symbol für einen individuellen „Kanal“, z. B. einen ersten Kanal und einen M. Kanal, bezeichnet werden. Jeder von diesen Kanälen kann hierin zudem austauschbar als ein „physikalischer Kanal“ bezeichnet werden.
Der Empfänger 200 kann z. B., wie oben beschrieben, das Symbol für jeden Kanal empfangen, und zur Demodulation des Symbols können Kandidatenvektoren auf der komplexen Ebene verwendet werden. Wenn das QPSK-Verfahren verwendet wird, und wenn zwei Übertragungsantennen vorhanden sind, kann ein Symbol, das separat auf einer von vier Signalkonstellationen basiert, von jeder Übertragungsantenne übertragen werden. Dementsprechend können in diesem Fall 16 (z. B. 4x4) Kandidatenvektoren bereitgestellt werden.
7A ist ein Flussdiagramm für einen Betrieb des Empfängers 200 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Erfindungsgedankens, und 7B stellt eine komplexe Ebene dar, in der Kandidatenvektoren angegeben sind. Nachstehend folgt eine Beschreibung von 7A und 7B unter Bezugnahme auf 4.
Unter Bezugnahme auf 7A kann der Empfänger 200 den LLR basierend auf einem oder mehreren Symbolen und dem Kandidatenvektor-Supersatz, für jeden Kanal, in einem Vorgang S10 erzeugen. Für jeden Kanal kann der MIMO-Demodulator 250 die euklidischen Abstände zwischen den empfangenen Symbolen und den Kandidatenvektoren herleiten und den LLR basierend auf den euklidischen Abständen erzeugen.
Bezugnehmend auf 7B kann eine Mehrzahl von Kandidatenvektoren C0 bis C15 auf der komplexen Ebene angegeben werden. Der MIMO-Demodulator 250 kann z. B. eine effektive Kanalverstärkung für jeden Kanal schätzen und die Mehrzahl der Kandidatenvektoren bereitstellen, die für jeden Kanal basierend auf der geschätzten effektiven Kanalverstärkung hergeleitet werden. In anderen Worten kann eine Position von jedem von den Kandidatenvektoren C0 bis C15 auf der komplexen Ebene für jeden Kanal unterschiedlich sein und kann basierend auf der geschätzten effektiven Kanalverstärkung bestimmt werden.
Ein Symbol, das durch einen Kanal empfangen wird, kann z. B. als ein Punkt RP auf der komplexen Ebene dargestellt sein, und der MIMO-Demodulator 250 kann den euklidischen Abstand ED zwischen dem Punkt RP und jedem von den Kandidatenvektoren C0 bis C15 herleiten. Der MIMO-Demodulator 250 kann den LLR basierend auf den hergeleiteten euklidischen Abständen ED ausgeben und kann die Informationen I_ED über die euklidischen Abstände ED an den Vektorsatzdetektor 260 ausgeben.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann ein Kandidatenvektor-Supersatz SP_SET ein Satz einer maximalen Größe aus der Mehrzahl von Kandidatenvektorsätzen sein, die zum Berechnen des LLR bereitgestellt werden. Der Kandidatenvektor-Supersatz SP_SET kann als eine Vereinigung aus der Mehrzahl von Kandidatenvektorsätzen gebildet sein, die zum Berechnen des LLR bereitgestellt werden. Der Kandidatenvektor-Supersatz SP_SET kann z. B. ein Satz sein, der alle Kandidatenvektoren C0 bis C15 beinhaltet. Wie vorstehend erwähnt, kann in anderen Ausführungsformen auf einige Kandidatenvektoren verzichtet werden.
Als Nächstes kann der Empfänger 200 im Vorgang S20 zählen, ob die Kandidatenvektoren mit einem kürzesten euklidischen Abstand in Bezug auf ein jeweiliges Bit von einem jeweiligen Kanal in jedem von den Kandidatenvektorsätzen enthalten sind. Zum Beispiel kann der Vektorsatzdetektor 260, basierend auf den empfangenen Informationen I_ED, bestimmen, ob die Kandidatenvektoren mit dem kürzesten euklidischen Abstand bei „+1“ und „-1“ in Bezug auf jedes Bit eines jeweiligen Kanals in jedem Kandidatenvektorsatz enthalten sind. Der Vorgang S20 kann durch Gleichung 4 unten dargestellt sein. $\begin{matrix} f_{c} (l) = \sum_{s = 0}^{S - 1} \sum_{m = 0}^{M - 1} \sum_{k = 0}^{K - 1} \sum_{j \in {+ 1, - 1}} Ind ((\underset{x_{s,m,k} \in ρ_{l, U} ({(C^{M})}_{s, m, k}^{j})}{argmin} {‖ y_{s} - H_{s} x_{s, m, k} ‖}^{2}) \\ \in (ρ_{l} {(C^{M})}_{s, m, k}^{j})) \end{matrix}$
In Gleichung 4 kann K die Anzahl von Bits sein, die in den Signalkonstellationen verwendet werden. Wenn zudem der Zustand wahr ist, kann eine Ind- (Zustands-) Funktion 1 sein, und wenn der Zustand falsch ist, kann die Ind- (Zustands-) Funktion 0 sein. Zudem bedeutet argmin, dass ein minimaler Wert hergeleitet werden muss.
Als Nächstes kann der Empfänger 200 in Vorgang S30 den Kandidatenvektorsatz CSVS zum Berechnen des LLR basierend auf einem Ergebnis des Zählvorgangs auswählen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann der Vektorsatzdetektor 260 den gezählten Wert, der in dem Vorgang S20 erzeugt wird, mit einem vorbestimmten kritischen Wert vergleichen, um den Kandidatenvektorsatz CSVS zum Berechnen des LLR aus der Mehrzahl von Kandidatenvektorsätzen auszuwählen. Der Vektorsatzdetektor 260 kann z.B. einen Kandidatenvektorsatz einer kleinsten Größe aus den Kandidatenvektorsätzen, die entsprechend gezählte Werten aufweisen ≥ dem vorbestimmten kritischen Wert, als den Kandidatenvektorsatz CSVS zum Berechnen des LLR auswählen. Die Regel zum Auswählen des Kandidatenvektorsatzes gemäß dem Beispiel oben kann durch Gleichung 5 unten veranschaulicht werden. $l = \underset{{l : f_{c} (l) \geq δ \times S \times M \times K \times 2}}{argmin} \sum_{s = 0}^{S - 1} \sum_{m = 0}^{M - 1} \sum_{k = 0}^{K - 1} \sum_{j \in {+ 1, - 1}} | ρ_{l} ({(C^{M})}_{s, m, k}^{j}) |$
In Gleichung 5 kann $ρ_{l} ({(C^{M})}_{s, m, k}^{j})$
die Anzahl von Elementen bezeichnen, die in dem Satz $ρ_{l} ({(C^{M})}_{s, m, k}^{j})$
enthalten sind. Zudem kann δ der kritische Wert sein, der mit dem gezählten Wert verglichen werden soll.
8A und 8B stellen Beispiele für die Kandidatenvektorsätze gemäß beispielhaften Ausführungsformen des Erfindungsgedankens dar.
Unter Bezugnahme auf 8A kann eine Mehrzahl von Kandidatenvektorsätzen CSVS1 bis CSVS4 auf einer komplexen Ebene angezeigt sein, auf der die Mehrzahl der Kandidatenvektoren C0 bis C15 angezeigt sind. Die Mehrzahl der Kandidatenvektorsätze CSVS1 bis CSVS4 kann abstrakt als Viereck auf der komplexen Ebene angezeigt sein. In anderen Ausführungsformen können unterschiedliche Formen gewählt werden. Unter Bezugnahme auf 8B können Kandidatenvektorsätze CSVS1a bis CSVS4a abstrakt als Kreis angezeigt sein.
Der erste Kandidatenvektorsatz CSVS1 kann zwei Kandidatenvektoren C9 und C13 beinhalten, und der zweite Kandidatenvektorsatz CSVS2 kann sechs Kandidatenvektoren C8, C9, C11, C12, C13 und C15 beinhalten. Zudem kann der dritte Kandidatenvektorsatz CSVS3 zwölf Kandidatenvektoren C4 bis C15 beinhalten, und der vierte Kandidatenvektorensatz CSVS4 kann sechzehn Kandidatenvektoren C0 bis C15 beinhalten. Gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform kann der vierte Kandidatenvektorsatz CSVS4 der Kandidatenvektor-Supersatz sein.
Mit zunehmender Größe des Kandidatenvektorsatzes kann sich die Genauigkeit zum Herleiten des LLR verbessern, jedoch kann auch der Umfang der Berechnungen sowie des Leistungsverbrauchs für die gestiegene Größe des Kandidatenvektorsatzes zunehmen. Alternativ kann mit der Verkleinerung des Kandidatenvektorsatzes der Umfang der Berechnungen und des Leistungsverbrauchs zur Herleitung des LLR abnehmen, jedoch aber auch die Genauigkeit zum Herleiten des LLR abnehmen. Der Empfänger 200 gemäß dem Erfindungsgedanken kann einen optimalen Kandidatenvektorsatz basierend auf einem Kanalzustand auswählen, und somit kann einer gewünschten Genauigkeit zum Herleiten des LLR entsprochen werden, während der Leistungsverbrauch reduziert werden kann.
9A und 9B sind Ansichten zur Erläuterung eines Vorgangs zum Auswählen eines Kandidatenvektorsatzes gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. 9A ist im Einzelnen ein Flussdiagramm eines Beispiels eines Vorgangs S30 von 7A, und 9B ist eine konzeptionelle Ansicht, die den Vorgang des Auswählens des Kandidatenvektorsatzes basierend auf einem kritischen Wert anzeigt. Nachstehend folgt eine Beschreibung von 9A und 9B unter Bezugnahme auf 4.
Unter Bezugnahme auf 9A kann der Empfänger 200 eine oder mehrere der Kandidatenvektorsätze aus der Mehrzahl von Kandidatenvektorsätzen basierend auf einem gezählten Wert und einem vorbestimmten kritischen Wert in einem Vorgang S32 auswählen. 9B stellt die Anzahl von Kandidatenvektoren mit einem kürzesten euklidischen Abstand in Bezug auf jedes Bit eines jeden Kanals dar, die in jedem von den Kandidatenvektorensätzen CSVS1 bis CSVS4 enthalten sind. Die Anzahl der Kandidatenvektoren mit dem kürzesten euklidischen Abstand in Bezug auf ein jeweiliges Bit eines jeweiligen Kanals, die in dem ersten Kandidatenvektorsatz CSVS1 enthalten sind, kann Q sein, die Anzahl der Kandidatenvektoren mit dem kürzesten euklidischen Abstand in Bezug auf ein jeweiliges Bit von jedem Kanal, die in dem zweiten Kandidatenvektorsatz CSVS2 enthalten sind, kann R sein, die Anzahl der Kandidatenvektoren mit dem kürzesten euklidischen Abstand in Bezug auf ein jeweiliges Bit von einem jeweiligen Kanal, die in dem dritten Kandidatenvektorsatz CSVS3 enthalten sind, kann S sein, und die Anzahl der Kandidatenvektoren mit dem kürzesten euklidischen Abstand in Bezug auf ein jeweiliges Bit von einem jeweiligen Kanal, die in dem vierten Kandidatenvektorsatz CSVS4 enthalten sind, kann T sein (wobei Q, R, S, und T allesamt positive Ganzzahlen sind (Q<R<S<T)).
Wenn ein kritischer Wert THR_J z. B. als ein Wert vorbestimmt wird, der größer als Q und kleiner oder gleich R ist, dann kann der erste Kandidatenvektorsatz CSVS1, der den gezählten Wert aufweist, der kleiner als der kritische Wert THR_J ist, von der Auswahl ausgeschlossen werden. Anders ausgedrückt, kann in Vorgang S32 der zweite bis vierte Kandidatenvektorsatz CSVS2 bis CSVS4 basierend auf dem kritischen Wert THR_J ausgewählt werden. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann der kritische Wert THR_J ein fester Wert sein, oder er kann basierend auf einem Kanalparameter etc. dynamisch austauschbar sein.
Anschließend kann der Empfänger 200 in Vorgang S34 den Kandidatenvektorsatz mit der kleinsten Größe aus den ausgewählten Kandidatenvektorsätzen als den Kandidatenvektorsatz CSVS zur Berechnung des LLR auswählen. Somit kann aus den zweiten bis vierten Kandidatenvektorsätzen CSVS2 bis CSVS4, die in Vorgang S32 ausgewählt wurden, der zweite Kandidatenvektorsatz CSVS2 mit der geringsten Größe als der Kandidatenvektorsatz zur Berechnung des LLR ausgewählt werden und dem MIMO-Demodulator 250 bereitgestellt werden.
10 ist ein Diagramm zur Beschreibung eines Betriebs des Empfängers 200 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Nachstehend folgt eine Beschreibung von 10 unter Bezugnahme auf 4.
Unter Bezugnahme auf 10 kann das Signal y1, das durch die erste Antenne 202-1 empfangen wurde, in eine Mehrzahl von Feldern y1_1 bis y1_3 aufgeteilt sein, die jeweils ein oder mehrere Symbole beinhalten. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann der MIMO-Demodulator 250 die Informationen I_ES über die euklidischen Abstände an den Vektorsatzdetektor 260 basierend auf einem Abschnitt p_s1 des ersten Feldes y1_1 ausgeben (wenn der Abschnitt zumindest ein Symbol ist), und der Vektorsatzdetektor 260 kann den Kandidatenvektorsatz CSVS basierend auf den Informationen I_ED auswählen.
Im Einzelnen kann der MIMO-Demodulator 250 in Vorgang S100 die euklidischen Abstände zwischen dem Abschnitt p_s1 des ersten Feldes y1_1 und den Kandidatenvektoren herleiten und kann den LLR basierend auf den euklidischen Abständen erzeugen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann der MIMO-Demodulator 250 den LLR basierend auf den hergeleiteten euklidischen Abständen zwischen dem Abschnitt p_s1 des ersten Feldes y1_1 und den Kandidatenvektoren erzeugen, die in dem Kandidatenvektor-Supersatz enthalten sind. Der MIMO-Demodulator 250 kann die Informationen I_ED über die hergeleiteten euklidischen Abstände an den Vektorsatzdetektor 260 übertragen.
Anschließend kann der Vektorsatzdetektor 260 den Kandidatenvektorsatz CSVS basierend auf den Informationen I_ED in Vorgang S110 auswählen. Somit kann der optimale Kandidatenvektorsatz zur Berechnung eines LLR der verbliebenen Symbole, basierend auf nur dem Abschnitt P_s1 des ersten Feldes y1_1, ausgewählt werden.
Anschließend kann der MIMO-Demodulator 250 Vorgang S120 eine Demodulation an dem Rest des ersten Feldes y1_1 und den anderen Feldern y1_2 und y1_3 basierend auf dem ausgewählten Kandidatenvektorsatz CSVS in ausführen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann der MIMO-Demodulator 250 den Kandidatenvektorsatz festlegen, der in Vorgang S110 ausgewählt wurde, und kann sequentielle Demodulationen basierend auf dem festgelegten Kandidatenvektorsatz ausführen.
11 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Betriebs des Empfängers gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform. Nachstehend folgt eine Beschreibung von 11 unter Bezugnahme auf 4.
Bezugnehmend auf 11 kann ein Signal rsla, das durch die erste Antenne 202-1 empfangen wurde, eine Mehrzahl von Feldern y1_1 bis y1_3, ..., y1_i, y1 i+1 beinhalten, wobei ein jedes ein oder mehrere Symbole enthält. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann der MIMO-Demodulator 250 die euklidischen Abstände zwischen einem Abschnitt p_s11 des ersten Feldes y1_12 und den Kandidatenvektoren herleiten und kann in Vorgang S200-1 den LLR basierend auf den hergeleiteten euklidischen Abständen erzeugen. Der Vektorsatzdetektor 260 kann den Kandidatenvektorsatz CSVS basierend auf den Informationen I_ED, die in Vorgang S200-1 hergeleitet wurden, in Vorgang S210-1 auswählen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann der MIMO-Demodulator 250 in Vorgang S220-1 eine Demodulation basierend auf dem Kandidatenvektorsatz CSVS, der in Vorgang S210-1 ausgewählt wurde, während eines bestimmten Zyklus ausführen. Ein erster Zyklus p1 kann beispielsweise vorbestimmt sein, und der MIMO-Demodulator 250 kann, während des ersten Zyklus p1, die Demodulation basierend auf dem Kandidatenvektorsatz CSVS ausführen, der basierend auf dem Abschnitt p_s11 des ersten Feldes y1_1 ausgewählt wurde.
Nachdem der erste Zyklus p1 geendet hat, kann der MIMO-Demodulator 250 die euklidischen Abstände zwischen einem Abschnitt p_s12 des i. Feldes y1_i und den Kandidatenvektoren herleiten und den LLR basierend auf den hergeleiteten euklidischen Abständen in Vorgang S200-2 erzeugen. Der Vektorsatzdetektor 260 kann den Kandidatenvektorsatz CSVS basierend auf den Informationen I_ED, die in Vorgang S200-2 hergeleitet wurden, in Vorgang S210-2 auswählen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann der MIMO-Demodulator 250, während eines bestimmten Zyklus, eine Demodulation basierend auf dem Kandidatenvektorsatz CSVS, der in Vorgang S210-2 ausgewählt wurde, in Vorgang S220-2 ausführen. Ein zweiter Zyklus p2 kann z. B. vorbestimmt sein, und der MIMO-Demodulator 250 kann, während des zweiten Zyklus p2, eine Demodulation basierend auf dem Kandidatenvektorsatz CSVS ausführen, der basierend auf dem Abschnitt p_s12 des i. Feldes y1_i ausgewählt wurde. (Hinweis: ein Abschnitt des Signals rs1a kann hierin als ein „erstes Signal“ bezeichnet werden, das während des ersten Zyklus p1 empfangen wird, und ein weiterer Abschnitt des Signals rsla kann hierin als ein „zweites Signal“ bezeichnet werden, das während des zweiten Zyklus p2 empfangen wird.)
12 ist ein Diagramm zur Beschreibung eines Betriebs des Empfängers gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform. Aspekte von 12, die mit jenen von 10 identisch sind, werden nicht beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 12 kann der MIMO-Demodulator 250 die euklidischen Abstände zwischen der Gesamtheit des ersten Feldes y1_1 und den Kandidatenvektoren herleiten und in Vorgang S300 den LLR basierend auf den euklidischen Abständen erzeugen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann der MIMO-Demodulator 250 den LLR basierend auf den euklidischen Abständen zwischen der Gesamtheit des ersten Feldes y1_1 und den Kandidatenvektoren erzeugen, die in dem Kandidatenvektor-Supersatz enthalten sind. Der MIMO-Demodulator 250 kann die Informationen I_ED über die hergeleiteten euklidischen Abstände an den Vektorsatzdetektor 260 übertagen.
Anschließend kann der Vektorsatzdetektor 260 den Kandidatenvektorsatz CSVS basierend auf den Informationen I_ED in Vorgang S310 auswählen. Somit kann der optimale Kandidatenvektorsatz zur Berechnung des LLR der verbleibenden Symbole basierend auf dem ersten Feld y1_1 ausgewählt werden. Anschließend kann der MIMO-Demodulator 250 in Vorgang 320 eine Demodulation auf den anderen Feldern y1_2 und y1_3 basierend auf dem ausgewählten Kandidatenvektorsatz CSVS ausführen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 3 können die Verfahren von 10, 11 und 12 in ähnlicher Weise zur Berechnung des LLR von den Symbolen in den Signalen s1 und sM von 3 angewendet werden. In einer beliebigen von 10, 11 oder 12 kann z. B. das Feld y1_1 das Feld x1_1 von 3 sein, und der Kandidatenvektor-Supersatz kann zur Berechnung des LLR des Symbols (der Symbole) in Feld x1_1 verwendet werden. Anschließend kann ein Kandidatenvektorsatz basierend auf den Informationen I_ED nicht nur für die Symbole in den Feldern x1_1, x1_3 und x1_4 ... von dem Signalen s1, sondern auch für alle Symbole von Signal sM ausgewählt werden. In anderen Worten müssen die Symbole in den Feldern xM_2, xM_3 ... den Super-CSVS nicht verwenden, sondern können stattdessen einen ausgewählten CSVS verwenden, der ein CSVS sein kann, der kleiner ist als der Super-CSVS, und die Auswahl basiert auf den in Bezug auf die Symbole von Feld x1_1 gemessenen, euklidischen Abständen.
13 ist ein ausführliches Blockdiagramm eines Empfängers 200a gemäß einer weiteren ausführlichen Ausführungsform. Auf die Beschreibung von Komponenten von 13, die mit jenen von 4 identisch sind, wird verzichtet.
Unter Bezugnahme auf 13 kann der Empfänger 200a zudem einen Kanalparameterkollektor 290a beinhalten. Der Kanalparameterkollektor 290a kann Kanalparameterinformationen CPR von einem effektiven Kanalgenerator 270a empfangen. Die Kanalparameterinformationen CPR können verschiedene parameterbezogene Informationen in Bezug auf einen drahtlosen Kommunikationskanal beinhalten. Die Kanalparameterinformationen CPR können z. B. eine Frequenzkorrelation/zeitliche/räumliche Korrelation zwischen dem Transmitter 100 und dem Empfänger 200a, ein Signal-Rausch-Verhältnis (SNR), ein Signal-to-interference-plus-noise-Ratio (SINR), Doppler-Kennlinien, wie z. B. eine Doppler-Verbreiterung oder eine Doppler-Verschiebung, Verzögerungskennlinien, wie z. B. einen max./min. Verzögerungsweg, eine Verzögerungsverbreiterung etc., einen zeitlich dominanten Weg, einen räumlich dominanten Weg und/oder Winkelkennlinien, wie z. B. eine Winkelausdehnung, etc. beinhalten.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann der Kanalparameterkollektor 290a die Kanalparameterinformationen CPR an einen Vektorsatzdetektor 260a ausgeben. Der Vektorsatzdetektor 260a kann einen kritischen Wert basierend auf den Kanalparameterinformationen CPR vorbestimmen und einen Kandidatenvektorsatz CSVSa basierend auf dem vorbestimmten kritischen Wert auswählen.
Der Vektorsatzdetektor 260a kann z.B. bestimmen, ob Kandidatenvektoren mit einem kürzesten euklidischen Abstand bei „+1“ und „-1“ in Bezug auf ein jeweiliges Bit eines jeweiligen Kanals (oder jeweiligen Schicht) in jedem von den Kandidatenvektorsätzen beinhaltet sind, und, wenn die Kandidatenvektoren in jedem von den Kandidatenvektorsätzen beinhaltet sind, kann der Vektorsatzdetektor 260a die Anzahl von Kandidatenvektoren zählen, die in jedem von den Kandidatenvektorsätzen beinhaltet sind. Der Vektorsatzdetektor 260a kann den gezählten Wert mit dem kritischen Wert vergleichen, der basierend auf den Kanalparameterinformationen CPR vorbestimmt wurde, um den Kandidatenvektorsatz CSVS auszuwählen.
14 ist ein Blockdiagramm einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 1000 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Wie in 14 dargestellt, kann die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 1000 eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) 1010, einen Application-specific-instruction-set-Prozessor (= Prozessor mit anwendungsspezifischem Befehlssatz) (ASIP) 1030, einen Speicher 1050, einen Hauptprozessor 1070 und einen Hauptspeicher 1090 beinhalten. Zumindest zwei von der ASIC 1010, dem ASIP 1030 und/oder dem Hauptprozessor 1070 können miteinander kommunizieren. Zudem kann zumindest einer von dem ASIC 1010, dem ASIP 1030, dem Speicher 1050, dem Hauptprozessor 1070 und/oder dem Hauptspeicher 1090 in ein Chipelement eingebettet sein.
Der ASIP 1030 kann eine kundenspezifische integrierte Schaltung für eine spezifischen Zweck sein und kann einen Befehlssatz exklusiv für eine spezifische Anwendung unterstützen und kann Befehle, die in dem Befehlssatz beinhaltet sind, ausführen. Der Speicher 1050 kann mit dem ASIP 1030 kommunizieren und kann eine Mehrzahl von Befehlen, die durch den ASIP 1030 ausgeführt werden, in einem nicht-transitorischen Speichermedium speichern. Der Speicher 1050 kann z. B. bestimmte Speicherarten beinhalten, auf die der ASIP 1030 zugreifen kann, wie z. B. einen Direktzugriffspeicher (RAM), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), Bänder, Magnetplatten, optische Platten, einen flüchtigen Speicher, einen nicht-flüchtigen Speicher und eine Kombination aus denselben. Der Speicher 1050 ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Der Hauptprozessor 1070 kann die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 1000 durch Ausführen einer Mehrzahl von Befehlen steuern. Der Hauptprozessor 1070 kann z. B. die ASIC 1010 und den ASIP 1030 steuern und kann die durch einen MIMO-Kanal oder durch Benutzereingabe in Bezug auf die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 1000 empfangenen Daten verarbeiten. Der Hauptspeicher 1090 kann mit dem Hauptprozessor 1070 kommunizieren, und, als ein nicht-transitorisches Speichermedium, kann er eine Mehrzahl von Befehlen speichern, die durch den Hauptprozessor 1070 ausgeführt werden.
Die Komponenten des Empfängers (z. B. des Empfängers 200 von 4) oder das Verfahren zum Auswählen des Kandidatenvektorsatzes gemäß der beschriebenen beispielhaften Ausführungsform können in zumindest einer von den Komponenten beinhaltet sein, die in der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 1000 beinhaltet sind. Es können z. B. der MIMO-Demodulator 250 und/oder der Vektorsatzdetektor 260 von 4 als eine Mehrzahl von in dem Speicher 1050 gespeicherten Befehlen realisiert werden.
Wenngleich der erfinderische Gedanke unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen desselben im Besonderen gezeigt und beschrieben worden ist, wird drauf hingewiesen, dass verschiedene Veränderungen in Bezug auf Form und Detail daran vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und dem Umfang der nachstehenden Ansprüche abzuweichen.
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 Patentliteratur

KR 1020180133840 [0001]

Claims

Empfänger zum Empfangen eines ersten Signals, das eine Mehrzahl von Symbolen aufweist, durch einen Multiple-Input-Multiple-Output- (MIMO-) Kanal (300), wobei der Empfänger (200; 200a) folgende Merkmale aufweist: einen Demodulator (250; 250a), der konfiguriert ist, um, für jeden physikalischen Kanal, euklidische Abstände von einem oder mehreren der empfangenen Symbole in Bezug auf alle Kandidatenvektoren (CO bis C15), die in einem anfänglichen Kandidatenvektorsatz beinhaltet sind, zu berechnen und um Informationen über die euklidischen Abstände auszugeben (I_ED); und einen Vektorsatzdetektor (260; 260a), der konfiguriert ist, um, basierend auf den Informationen (I_ED), einen von einer Mehrzahl von Kandidatenvektorsätzen (CSVS1 bis CSVS4; CSVS1a bis CSVS4a) mit unterschiedlichen Größen, als einen anschließenden Kandidatenvektorsatz (CSVS2) zum Berechnen eines Log-Likelihood-Quotienten (LLR) von anderen Symbolen von der Mehrzahl von Symbolen oder eines LLR von zumindest einem Symbol eines zweiten Signals, das im Anschluss an das erste Signal empfangen wird, auszuwählen.
Empfänger nach Anspruch 1, wobei der Demodulator (250; 250a) ferner konfiguriert ist, um die euklidischen Abstände (ED) basierend auf einem Kandidatenvektor-Supersatz (SP_SET) zu berechnen, der eine Vereinigung von der Mehrzahl von Kandidatenvektorsätzen (CSVS1 bis CSVS4; CSVSla bis CSVS4a) ist.
Empfänger nach Anspruch 1, wobei der Vektorsatzdetektor (260; 260a) ferner konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob die Kandidatenvektoren (CO bis C15), die „+1“ und „-1“ aufweisen, die Bits von Informationen darstellen, die in übertragenen Symbolen beinhaltet sind, die den empfangenen Symbolen entsprechen und einen kürzesten euklidischen Abstand aufweisen, in jedem von der Mehrzahl von Kandidatenvektorsätzen (CSVS1 bis CSVS4; CSVSla bis CSVS4a) beinhaltet sind; die Anzahl von Kandidatenvektoren zu zählen, die in jedem von der Mehrzahl von Kandidatenvektorsätzen (CSVS1 bis CSVS4; CSVSla bis CSVS4a) beinhaltet sind; und basierend auf einem gezählten Wert, der basierend auf der gezählten Anzahl von Kandidatenvektoren erzeugt wird, den anschließenden Kandidatenvektorsatz auszuwählen.
Empfänger nach Anspruch 3, wobei der Vektorsatzdetektor (260; 260a) ferner konfiguriert ist, um einen vorbestimmten kritischen Wert (THR _J) mit dem gezählten Wert zu vergleichen, und um, basierend auf dem Vergleich, einen Kandidatenvektorsatz mit einem entsprechenden gezählten Wert, der größer oder gleich dem vorbestimmten kritischen Wert (THR J) ist, aus der Mehrzahl von Kandidatenvektorsätzen (CSVS1 bis CSVS4; CSVSla bis CSVS4a), als den anschließenden Kandidatenvektorsatz (CSVS2) auszuwählen.
Empfänger nach Anspruch 4, wobei der Vektorsatzdetektor (260; 260a) ferner konfiguriert ist, um einen Kandidatenvektorsatz mit einer Mindestgröße, aus der Mehrzahl von Kandidatenvektorsätzen (CSVS1 bis CSVS4; CSVSla bis CSVS4a), die jeweils den entsprechenden gezählten Wert aufweisen, der größer oder gleich dem vorbestimmten kritischen Wert (THR_J) ist, als den anschließenden Kandidatenvektorsatz (CSVS2) auszuwählen.
Empfänger nach Anspruch 4, ferner aufweisend: einen Kanalparameterkollektor (290a), der konfiguriert ist, um Kanalparameterinformationen (CPR) für jeden physikalischen Kanal zu sammeln und auszugeben, wobei der Vektorsatzdetektor (260a) ferner konfiguriert ist, um den vorbestimmten kritischen Wert (THR_J) basierend auf den Kanalparameterinformationen (CPR) dynamisch zu verändern.
Empfänger nach Anspruch 1, wobei der Demodulator (250; 250a) ferner konfiguriert ist, um, basierend auf dem Kandidatenvektorsatz, der durch den Vektorsatzdetektor (260) ausgewählt wird, LLRs in Bezug auf die anderen Symbole, die in dem empfangenen ersten Signal beinhaltet sind, zu erzeugen.
Empfänger nach Anspruch 7, wobei der Demodulator (250; 250a) ferner konfiguriert ist, um, für jeden physikalischen Kanal, die LLRs in Bezug auf die anderen Symbole durch Berechnen der euklidischen Abstände zwischen den empfangenen Symbolen und den Kandidatenvektoren, die in dem anschließenden Kandidatenvektorsatz (CSVS2) beinhaltet sind, zu erzeugen.
Betriebsverfahren, das durch einen Empfänger (200; 200a) ausgeführt wird, zum Empfangen von zumindest einem ersten und einem zweiten Sendesignal durch eine Mehrzahl von Antennen (202-1 bis 202-N; 202a-1 bis 202a-N), wobei das Betriebsverfahren folgende Schritte beinhaltet: Berechnen, in Bezug auf das erste Sendesignal, der euklidischen Abstände in Bezug auf alle Kandidatenvektoren (C0 bis C15) eines anfänglichen Kandidatenvektorsatzes; Auswählen eines ersten Kandidatenvektorsatzes aus einer Mehrzahl von Kandidatenvektorsätzen (CSVS1 bis CSVS4; CSVSla bis CSVS4a), basierend auf Informationen (I_ED) über die euklidischen Abstände (ED); und Erzeugen eines Log-Likelihood-Quotienten (LLR) in Bezug auf Symbole von dem zweiten Sendesignal basierend auf dem ersten Kandidatenvektorsatz.
Betriebsverfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt des Erzeugens eines LLR in Bezug auf Symbole des zweiten Sendesignals einen Schritt des Berechnens, in Bezug auf das zweite Sendesignal, der euklidischen Abstände zwischen den empfangenen Symbolen desselben und allen Kandidatenvektoren (CO bis C15) beinhaltet, die in dem ersten Kandidatenvektorsatz beinhaltet sind.
Betriebsverfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt des Berechnens der euklidischen Abstände (ED) einen Schritt des Berechnens der euklidischen Abstände in Bezug auf ein oder mehrere der empfangenen Symbole (RP) und alle Kandidatenvektoren (CO bis C15) eines Kandidatenvektor-Supersatzes (SP_SET) beinhaltet, der eine Vereinigung von der Mehrzahl von vorbestimmten Kandidatenvektorsätzen ist.
Betriebsverfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt des Auswählens des ersten Kandidatenvektorsatzes folgende Schritte beinhaltet: Bestimmen, ob Kandidatenvektoren, die „+1“ und „-1“ als Bits von Informationen aufweisen, die in übertragenen Symbolen beinhaltet sind, die empfangenen Symbolen entsprechen, die in den empfangenen Signalen beinhaltet sind und einen kürzesten euklidischen Abstand aufweisen, in jedem von der Mehrzahl von vorbestimmten Kandidatenvektorsätzen beinhaltet sind; Zählen (S20) der Anzahl von Kandidatenvektoren, die in jedem von der Mehrzahl von vorbestimmten Kandidatenvektorsätzen beinhaltet sind; und Auswählen (S30) des ersten Kandidatenvektorsatzes basierend auf der gezählten Anzahl von Kandidatenvektoren.
Betriebsverfahren nach Anspruch 12, wobei der Schritt des Auswählens des ersten Kandidatenvektorsatzes basierend auf der gezählten Anzahl von Kandidatenvektoren folgende Schritte beinhaltet: Vergleichen eines gezählten Werts, der basierend auf der gezählten Anzahl von Kandidatenvektoren erzeugt wird, mit einem vorbestimmten kritischen Wert (THR _J); Auswählen von Kandidatenvektorsätzen aus der Mehrzahl von vorbestimmten Kandidatenvektorsätzen, wobei die Kandidatenvektorsätze jeweils einen entsprechenden gezählten Wert aufweisen, der größer oder gleich dem vorbestimmten kritischen Wert (THR J) ist; und Auswählen von einem der ausgewählten Kandidatenvektorsätze, als den ersten Kandidatenvektorsatz.
Betriebsverfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Auswählens der ausgewählten Kandidatenvektorsätze, als der erste Kandidatenvektorsatz, folgenden Schritt beinhaltet: Auswählen des Kandidatenvektorsatzes aus den ausgewählten Kandidatenvektorsätzen als den ersten Kandidatenvektorsatz, wobei der Kandidatenvektorsatz eine kleinste Anzahl von Kandidatenvektoren aufweist.
Betriebsverfahren nach Anspruch 13, das ferner folgende Schritte beinhaltet: Erhalten von Kanalparameterinformationen (CPR) für jede von der Mehrzahl von Antennen (202a-1 bis 202a-N), durch die die Signale (rs1 bis rsN) empfangen werden; und Bestimmen, ob der vorbestimmte kritische Wert zu ändern ist oder nicht basierend auf den Kanalparameterinformationen (CPR).
Betriebsverfahren nach Anspruch 15, wobei die Kanalparameterinformationen (CPR) ein Signal-Rausch-Verhältnis (SNR), eine Doppler-Kennlinie und/oder eine Verzögerungskennlinie aufweisen.
Verfahren, das durch einen Empfänger (200; 200a) ausgeführt wird, zum Erfassen von Signalen in einem drahtlosen Kommunikationssystem (10), das einen Multiple-Input-Multiple-Output- (MIMO-) Kanal (300) aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte beinhaltet: Berechnen, für jeden physikalischen Kanal, von Informationen (I_ED) basierend auf einem oder mehreren von empfangenen Sendesignalen und vorbestimmten Kandidatenvektoren (CO bis C15), und Erzeugen, basierend auf den Informationen (I_ED), eines Log-Likelihood-Quotienten (LLR) in Bezug auf das eine oder die mehreren von den empfangenen Sendesignalen (rd1 bis rsN); Auswählen, basierend auf den Informationen (I_ED), eines ersten Kandidatenvektorsatzes aus einer Mehrzahl von Kandidatenvektorsätzen (CSVS1 bis CSVS4; CSVSla bis CSVS4a) zum Erzeugen des LLR; und Erzeugen eines LLR in Bezug auf den Rest der empfangenen Sendesignale basierend auf dem ersten Kandidatenvektorsatz.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Schritt des Erzeugens des LLR in Bezug auf das eine oder die mehreren empfangenen Sendesignale (rs1 bis rsN) folgende Schritte beinhaltet: Berechnen, für jeden physikalischen Kanal, von euklidischen Abständen in Bezug auf das eine oder die mehreren der empfangenen Sendesignale und die vorbestimmten Kandidatenvektoren; und Erzeugen des LLR in Bezug auf das eine oder die mehreren der empfangenen Sendesignalen (rs1 bis rsN) basierend auf den euklidische Abständen, wobei die Informationen (I_ED) Informationen über die euklidischen Abstände aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Schritt des Auswählens des ersten Kandidatenvektorsatzes folgende Schritte beinhaltet: Suchen, basierend auf den Informationen (I_ED), nach Kandidatenvektoren mit einem kürzesten euklidischen Abstand, in Bezug auf jeden von den Kandidatenvektoren mit „+1“ und „-1“ als Bits von Informationen, die in den übertragenen Symbolen beinhaltet sind, die einem oder mehreren der empfangenen Symbole der empfangenen Sendesignale (rs1 bis rsN) entsprechen; Zählen der Anzahl der Kandidatenvektoren mit dem kürzesten euklidischen Abstand, die in jedem von der Mehrzahl von Kandidatenvektorsätzen (CSVS1 bis CSVS4; CSVSla bis CSVS4a) beinhaltet sind; und Auswählen des ersten Kandidatenvektorsatzes basierend auf einem gezählten Wert, der basierend auf der gezählten Anzahl von Kandidatenvektoren erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Schritt des Auswählens des ersten Kandidatenvektorsatzes folgende Schritte beinhaltet: Vergleichen des gezählten Werts mit einem vorbestimmten kritischen Wert (THR J); und Ausschließen von Kandidatenvektorsätzen von der Mehrzahl von Kandidatenvektorsätzen (CSVS1 bis CSVS4; CSVSla bis CSVS4a), die einen entsprechenden gezählten Wert aufweisen, der kleiner ist als der vorbestimmte kritische Wert, von der Auswahl des ersten Kandidatenvektorsatzes.
Empfänger zum Empfangen eines Signals, das basierend auf einer Phasenumtastungs- (PSK-) oder einer Quadraturamplituden-Modulation (QAM) moduliert wird und eine Mehrzahl von Symbolen aufweist, die in einem drahtlosen Kommunikationssystem (10) übertragen werden, wobei der Empfänger (200; 200a) folgende Merkmale aufweist: einen Demodulator (250; 250a), der konfiguriert ist, um euklidische Abstände von einem oder mehreren der empfangenen Symbole in Bezug auf alle Kandidatenvektoren (CO bis C15) zu berechnen, die in einem anfänglichen Kandidatenvektorsatz beinhaltet sind, und um Informationen (I_ED) über die euklidischen Abstände auszugeben; und einen Vektorsatzdetektor (260; 260a), der konfiguriert ist, um, basierend auf den Informationen (I_ED), einen von der Mehrzahl von Kandidatenvektorsätzen (CSVS1 bis CSVS4; CSVSla bis CSVS4a) mit unterschiedlichen Größen, als einen anschließenden Kandidatenvektorsatz zum Berechnen eines Log-Likelihood-Quotienten (LLR) oder anderen Symbolen von der Mehrzahl von Symbolen auszuwählen.
Nicht-transitorisches computerlesbares Aufzeichnungsmedium, das Anweisungen speichert, die, wenn sie durch zumindest einen Prozessor ausgeführt werden, ein durch einen Empfänger (200; 200a) ausgeführtes Verfahren zum Erfassen von Signalen in einem drahtlosen Kommunikationssystem (10) implementieren, das einen Multiple-Input-Multiple-Output- (MIMO-) Kanal (300) aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte beinhaltet: Berechnen, für jeden physikalischen Kanal, von Informationen basierend auf einem oder mehreren von den empfangenen Sendesignalen und vorbestimmten Kandidatenvektoren, und Erzeugen, basierend auf den Informationen, eines Log-Likelihood-Quotienten (LLR) in Bezug auf das eine oder die mehreren der empfangenen Sendesignale; Auswählen, basierend auf den Informationen, eines ersten Kandidatenvektorsatzes aus einer Mehrzahl von Kandidatenvektorsätzen (CSVS1 bis CSVS4; CSVSla bis CSVS4a) zum Erzeugen des LLR; und Erzeugen eines LLR in Bezug auf den Rest der empfangenen Sendesignale basierend auf dem ersten Kandidatenvektorsatz.