DE102020108258A9

DE102020108258A9 - Verfahren zum generieren eines vorcodierers in einem mehrnutzer-multiple input/multiple output-kommunikationssystem

Info

Publication number: DE102020108258A9
Application number: DE102020108258.4A
Authority: DE
Inventors: Eun Sung JEON; Min Ki Ahn; Wook Bong Lee; Sung Soo Kim; Joon Suk KIM
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2019-07-23
Filing date: 2020-03-25
Publication date: 2021-03-25
Also published as: US11595090B2; US11233552B2; TW202105923A; US20210028836A1; DE102020108258A1; KR102695582B1; CN112311430B; CN112311430A; KR20210012080A; US20220131581A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Generieren eines Vorcodierers in einem Mehrnutzer-Multiple Input/Multiple Output (MU MIMO)-Kommunikationssystem bereitgestellt. Das Verfahren umfasst den Empfang von Kanalinformationen und Qualitätsinformationen eines Kanals von mehreren Stationen. Auf der Grundlage der empfangenen Informationen wird bestimmt, ob eine erste Bedingung erfüllt ist; wenn ja, so wird ein Matrixinversionstyp aus mehreren Matrixinversionstypen für die Vorcodierung ausgewählt. Auf der Grundlage der bereitgestellten Informationen wird bestimmt, ob eine zweite Bedingung erfüllt ist, und ein Zerlegungstyp wird unter mehreren Zerlegungstypen für die Vorcodierung ausgewählt, wenn die zweite Bedingung erfüllt ist. Auf der Grundlage des ausgewählten Ergebnisses wird ein Vorcodierer generiert.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2019-0088813 , eingereicht am 23. Juli 2019 beim Koreanischen Amt für geistiges Eigentum, deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme in vollem Umfang in den vorliegenden Text aufgenommen wird.
Technisches Gebiet
Ausführungsformen des erfinderischen Konzepts betreffen ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Generieren eines Vorcodierers in einem Mehrnutzer-Multiple Input/Multiple Output-Kommunikationssystem.
Beschreibung des Standes der Technik
Ein Zugangspunkt (Access Point, AP) kann ein Sondierungspaket, also ein Testpaket, das oft als Nulldatenpaket (Null Data Packet, NDP) bezeichnet wird, an eine Station senden, um Kanalinformationen für eine Beamforming-Übertragung zu erhalten. Die Station, die das Sondierungspaket empfängt, decodiert es unter Verwendung einer Mehrfachempfangsantenne (eines Antennen-Arrays) und kann auf der Grundlage des Sondierungspaketes verschiedene Informationen an den Zugangspunkt zurückmelden. Solche Rückmeldungsinformationen können Sendekanalinformationen, die für jeden Hilfsträger in eine Winkelform umgewandelt werden, und Qualitätsinformationen (zum Beispiel einen Signal-Rausch-Verhältnis (Signal to Noise Ratio, SNR-Wert) oder dergleichen für jeden Stream und für jeden Hilfsträger enthalten.
Der Zugangspunkt kann ein Modulations- und Codierregime (Modulation and Coding Scheme, MCS) und die Anzahl der Streams unter Verwendung eines Stream Average-SNR und/oder eines SNR für jeden Subträger oder dergleichen, der durch die Rückmeldung empfangen oder bestimmt wurde, bestimmen und kann unter Verwendung der Kanalinformationen einen Vorcodierer bilden.
Wenn beispielsweise eine Zustandszahl eines räumlichen Kanals in einem Kommunikationssystem, das nur dieselbe MCS für jeden Datenstream unterstützt, groß ist, das heißt, wenn eine singuläre Wertdifferenz für jeden Datenstream groß ist, so kann darüber hinaus ein Phänomen auftreten, bei dem unerwünschterweise viele Paketfehler im letzten Datenstream auftreten. Das zu häufige Auftreten von Paketfehlern kann zu schlechter Qualität oder verlorener Kommunikation führen.
KURZDARSTELLUNG
Aspekte des vorliegenden erfinderischen Konzepts stellen ein Verfahren zum Generieren eines Vorcodierers bereit, der in der Lage ist, eine Paketfehlerrate (Packet Error Rate, PER) zu reduzieren und die Zuverlässigkeit der Datenkommunikation zu verbessern.
Gemäß einem Aspekt des vorliegenden erfinderischen Konzepts wird ein Verfahren zum Generieren eines Vorcodierers eines Mehrnutzer-Multiple Input/Multiple Output (MU MIMO)-Kommunikationssystems bereitgestellt. Bei diesem Verfahren werden Kanalinformationen und Qualitätsinformationen eines Kanals von mehreren Stationen empfangen. Auf der Grundlage der bereitgestellten Informationen wird bestimmt, ob eine erste Bedingung erfüllt ist, und ein Matrixinversionstyp wird unter mehreren Matrixinversionstypen für die Vorcodierung ausgewählt, wenn die erste Bedingung erfüllt ist. Auf der Grundlage der bereitgestellten Informationen wird bestimmt, ob eine zweite Bedingung, die sich von der ersten Bedingung unterscheidet, erfüllt ist, und ein Zerlegungstyp wird unter mehreren Zerlegungstypen für die Vorcodierung ausgewählt, wenn die zweite Bedingung erfüllt ist. Auf der Grundlage des ausgewählten Ergebnisses wird ein Vorcodierer generiert. Das Verfahren kann unter Verwendung mindestens eines Prozessors durchgeführt werden, der Instruktionen zur Ausführung der verschiedenen Operationen ausführt.
Gemäß einem anderen Aspekt wird ein Verfahren zum Generieren eines Vorcodierers eines Mehrnutzer-Multiple Input/Multiple Output-Kommunikationssystems bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen von Kanalinformationen und Qualitätsinformationen eines Kanals von mehreren Stationen, um die Anzahl von Streams zu bestimmen, die an die mehreren Stationen zu übermitteln sind, und Bestimmen eines Generierungsverfahrens einer Inversionsmatrix, die für das Generieren des Vorcodierers erforderlich oder wünschenswert ist, auf der Grundlage von Interferenzunterdrückungsfähigkeiten-Informationen der mehreren Stationen, wenn auf der Grundlage der bestimmten Anzahl von Streams bestimmt wird, dass eine Rangreduzierung erforderlich oder wünschenswert ist. Das Verfahren kann unter Verwendung mindestens eines Prozessors durchgeführt werden, der Instruktionen zur Ausführung der verschiedenen Operationen ausführt.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Generieren eines Vorcodierers eines Mehrnutzer-Multiple Input/Multiple Output-Kommunikationssystems bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen von Kanalinformationen und Qualitätsinformationen eines Kanals von mehreren Stationen, Bestimmen der Anzahl von Streams, die an die mehreren Stationen zu übermitteln sind, und eines Modulations- und Codierregimes (MCS) auf der Grundlage der empfangenen Informationen, und Bestimmen eines Zerlegungstyps, der für das Generieren des Vorcodierers zu verwenden ist, auf der Grundlage von mindestens einem der Qualitätsinformationen des Kanals und des Modulations- und Codierregimes, wenn festgestellt wird, dass einer der mehreren Stationen mehrere Streams zugewiesen werden müssen oder sollten. Das Verfahren kann unter Verwendung mindestens eines Prozessors durchgeführt werden, der Instruktionen zur Ausführung der verschiedenen Operationen ausführt.
Ein Zugangspunkt zur Kommunikation mit mehreren Stationen in einem MU-MIMO-Kommunikationssystem kann einen Prozessor umfassen, der aus einem Speicher gelesene Instruktionen ausführt, um eines der oben beschriebenen Verfahren auszuführen.
Figurenliste
Die obigen und andere Aspekte und Merkmale des erfinderischen Konzepts werden deutlicher, indem beispielhafte Ausführungsformen des erfinderischen Konzepts unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben werden. In diesen Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:

1 ist ein konzeptionelles Blockdiagramm eines Mehrnutzer-Multiple Input/Multiple Output-Kommunikationssystems;
2 ist ein konzeptionelles Blockdiagramm eines Vorcodierer-Generators, der in einem Zugangspunkt von 1 enthalten ist;
3 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Generieren eines Vorcodierers gemäß einigen Ausführungsformen;
4 ist ein Flussdiagramm zur genaueren Erklärung eines Matrixinversionsprozesses von 3;
5, 6, 7 und 8 sind jeweils Diagramme zum Erläutern des Matrixinversionsprozesses von 3;
9 und 10 sind jeweilige Diagramme zum Erläutern eines Auswahlprozesses für ein Zerlegungsverfahren von 3;
11 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Generieren eines Vorcodierers gemäß einigen Ausführungsformen; und
12 ist ein konzeptionelles Blockdiagramm des Vorcodierer-Generators gemäß einigen Ausführungsformen;
13 veranschaulicht schematisch beispielhafte Schaltungen, die in einem Anwendungsprozessor und in Stationen eines Kommunikationssystems gemäß einer Ausführungsform enthalten sein können.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen gemäß dem technischen Gedanken des erfinderischen Konzepts werden im Folgenden unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente oder Merkmale bezeichnen.
1 ist ein konzeptionelles Blockdiagramm eines Mehrnutzer-Multiple Input/Multiple Output (MU MIMO)-Drahtloskommunikationssystems 10. 2 ist ein konzeptionelles Blockdiagramm eines Vorcodierer-Generators, der in einem Zugangspunkt von 1 enthalten ist.
Wie in den 1 und 2 zu sehen, kann das Drahtloskommunikationssystem 10 einen Zugangspunkt 100 und mehrere Stationen 200-1 bis 200-k umfassen. Der Zugangspunkt 100 weist mehrere Antennen auf, und jede der Stationen 200-1 bis 200-k weist ebenfalls mehrere Antennen auf. Das Drahtloskommunikationssystem 10 wird als ein System vom MU-MIMO-Typ angesehen, bei dem jede der mehreren Stationen 200-1 bis 200-k mit dem Zugangspunkt 100 über die jeweiligen mehreren Antennen auf beiden Seiten kommuniziert. Der AP 100 kann gleichzeitig mehrere Datenstreams (im Weiteren „Streams“ genannt) an die Stationen 200-1 bis 200-k, gemeinsam oder einzeln, übermitteln. Im vorliegenden Text bezieht sich der Begriff „übermitteln“ auf das Senden und/oder Empfangen von Signalen. Die Mehrzahl der Stationen 200-1 bis 200-k wird im Folgenden austauschbar nur als „die Stationen 200“ bezeichnet. Jede Station unter den Stationen 200 kann als eine Station 200i oder als eine Station 200-j bezeichnet werden.
In einigen Ausführungsformen kann das Drahtloskommunikationssystem beispielsweise ein Wireless Local Area Network (WLAN)-System sein, das für jeden Stream nur dasselbe Modulations- und Codierregime unterstützt. In anderen Beispielen kann das Drahtloskommunikationssystem ein LTE (Long Term Evolution)-System, ein CDMA (Code Division Multiple Access)-System, ein GSM (Global System for Mobile Communications)-System oder ein beliebiges anderes Drahtloskommunikationssystem sein.
Der Zugangspunkt 100 kann mehrere Sende („Übertragungs“)-Antennen umfassen, und jede der Stationen 200 kann außerdem mehrere Antennen für den Empfang („Empfangsantennen“) umfassen. Jede Sendeantenne kann auch zur Verwendung als eine Empfangsantenne gemeinsam genutzt werden und umgekehrt, wenn eine geeignete Sende-/Empfangsumschaltung oder andere Mittel zum Trennen der Sende-/Empfangssignale vorhanden sind.
Die Stationen 200 können jeweils eine von verschiedenen Vorrichtungen sein, die mit dem Access Point 100 kommunizieren können, um Daten und/oder Steuerungsinformationen zu senden und zu empfangen. Zu einigen Beispiele der Stationen 200 gehören UE (User Equipment = Benutzerausrüstung), eine MS (Mobile Station = Mobilstation), ein MT (Mobile Terminal = mobiles Endgerät), ein UT (User Terminal = Benutzerendgerät), eine SS (Subscribe Station = Teilnehmerstation), ein Mobilgerät und dergleichen. Der Zugangspunkt 100 kann auch als eine Feststation bezeichnet werden, die mit den Stationen 200 und/oder anderen Basisstationen kommuniziert, und kann mit den Stationen 200 oder anderen Basisstationen kommunizieren, um die Daten zu senden und zu empfangen.
Der Zugangspunkt 100 kann beispielsweise als eine Node B, eNB (evolved Node B), BTS (Base Transceiver System) oder dergleichen bezeichnet werden.
Das Drahtloskommunikationsnetz 10 zwischen dem Zugangspunkt 100 und den Stationen 200 kann eine große Anzahl von Benutzern bei der Kommunikation unterstützen, indem es verfügbare Netzressourcen gemeinsam nutzt. Beispielsweise können in dem Drahtloskommunikationsnetz 10 Informationen unter Verwendung verschiedener Mehrfachzugriffstechniken wie zum Beispiel CDMA (Code Division Multiple Access), FDMA (Frequency Division Multiple Access), TDMA (Time Division Multiple Access), OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) und SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access) gesendet werden.
Der Zugangspunkt 100 und die Stationen 200 können über einen MIMO-Kanal miteinander kommunizieren. Zum Beispiel können der Zugangspunkt 100 und jede der Stationen 200-1 bis 200-k miteinander kommunizieren, wobei ein Kanal-a-Koeffizient oder eine Kanalmatrix Hj (wobei j=1, 2, ..., k) zwischen den Antennen verwendet wird. Hier kann angenommen werden, dass der Kanal-a-Koeffizient oder die Kanalmatrix Hj (j=1, 2,..., k) zwischen den Antennen eine Größenordnung einer Rayleigh-Verteilung und eine Phase einer gleichförmigen Verteilung aufweist und dass keine Antennenkorrelation besteht.
Ein Rang (Rang, Rank (H_j)) ist die Anzahl der Streams, die in dem Drahtloskommunikationssystem gesendet werden können, und muss nicht größer sein als die Anzahl der Sendeantennen an dem AP 100 oder der Anzahl der Antennen an jeder Station, je nachdem, welcher Wert niedriger ist. Im Allgemeinen kann der Rang in Abhängigkeit von einer Zustandszahl eines räumlichen Kanals (ein Maß dafür, wie ähnlich die Pfade des räumlichen Kanals sind), einer räumlichen Korrelation der Sende-/Empfangsantennen und einer sendefähigen Ressource des Zugangspunkt 100 bestimmt werden.
Beispielsweise kann in einem WLAN-System der Zugangspunkt 100 den Rang bestimmen. Insbesondere kann der Zugangspunkt 100 ein Sondierungspaket NDP an die Stationen 200 senden, so dass die Stationen 200 eine Rückmeldung gemäß dem bestimmten Kanalkoeffizienten senden können.
Die Stationen 200 können Kanalinformationen (Channel Information, CI), die für jeden Hilfsträger in eine Winkelform umgewandelt werden, und Qualitätsinformationen (Quality Information (QI), zum Beispiel einen Signal-Rausch-Verhältnis (Signal to Noise Ratio, SNR-Wert) für jeden Stream und für jeden Hilfsträger gemäß dem Kanalkoeffizienten oder der Kanalmatrix, die durch das Sondierungspaket NDP spezifiziert wird, an den Zugangspunkt 100 zurückmelden.
In einigen Ausführungsformen können die Stationen 200 auch Interferenzunterdrückungsfähigkeiten-Informationen (Interference Canceling Capability Information, ICCI) der Stationen 200 an den Zugangspunkt 100 übermitteln.
Oder der Zugangspunkt 100 kann die ICCI der Stationen 200 im Voraus kennen. Die ICCI der Stationen 200 können verwendet werden, um einen Matrixinversionstyp, das heißt einen Typ einer Matrixinversion, aus mehreren Matrixtypen für die Vorcodierung auszuwählen, was später noch beschrieben wird.
Der Zugangspunkt 100, an den Kanalinformationen (CI) und Qualitätsinformationen (QI) des Kanals von den Stationen 200 übermittelt werden, kann anhand der Qualitätsinformationen (QI) des Kanals die Anzahl der den jeweiligen Stationen 200-1 bis 200-k zuzuweisenden Streams sowie das Sende-Modulations- und Codierregime (MCS) bestimmen. Des Weiteren kann der Zugangspunkt 100 unter Verwendung von Kanalinformation (CI) für jeden Hilfsträger einen Vorcodierer für jeden Hilfsträger generieren.
In einigen Ausführungsformen kann ein solcher Prozess zwar durch den Vorcodierer-Generator 110 des Zugangspunktes 100 ausgeführt werden, doch kann der Prozess alternativ auch durch Verarbeitungsschaltungen implementiert werden, die sich an einem anderen Ort befinden. Außerdem ist anzumerken, dass ein Vorcodierer-Generator 110 ein Link-Adapter oder eine Teilkomponente des Link-Adapters, der bzw. die in dem Zugangspunkt 100 enthalten ist, sein kann, oder ein Teil einer anderen Verarbeitungskomponente sein kann.
Der Vorcodierer-Generator 110 kann einen Matrixinversionstyp-Bestimmer 120 und einen Zerlegungsverfahren-Bestimmer 130 umfassen. Im vorliegenden Text kann jeder Bestimmer austauschbar als ein Bestimmungsschaltkreis bezeichnet werden und kann mit einer Verarbeitungsschaltung implementiert werden.
Der Matrixinversionstyp-Bestimmer 120 empfängt Kanalinformationen (CI) und Qualitätsinformationen (QI) des Kanals von den Stationen 200, bestimmt auf der Grundlage der übermittelten Informationen, ob die erste Bedingung erfüllt ist, und wenn die erste Bedingung erfüllt ist, kann der Matrixinversionstyp-Bestimmer 120 den Matrixinversionstyp auswählen, der für das Generieren des Vorcodierers (Precoder, PC) notwendig oder wünschenswert ist.
Insbesondere kann in einigen Ausführungsformen der Matrixinversionstyp-Bestimmer 120 Kanalinformationen (CI) und Qualitätsinformationen (QI) des Kanals von den Stationen 200 empfangen, um die Anzahl der an die Stationen 200 zu übermittelnden Streams zu bestimmen, und kann auf der Grundlage der bestimmten Anzahl von Streams bestimmen, ob eine Rangreduzierung erforderlich oder wünschenswert ist.
Eine Situation, in der die Rangreduzierung erforderlich oder wünschenswert ist, bedeutet hier eine Situation, in der die Anzahl der den Stationen 200 durch den Zugangspunkt 100 zugewiesenen Streams kleiner ist als die Anzahl der Kanalkoeffizienten, die durch die Stationen 200 an den Zugangspunkt 100 zurückgemeldet werden. Eine solche Rangreduzierungssituation kann zum Beispiel für den Fall auftreten, dass der von den Stationen 200 zurückgemeldete Wert des Signal-Rausch-Verhältnisses (SNR) eines Kanals niedriger ist als ein spezifizierter Schwellenwert. In diesem Fall kann der Zugangspunkt 100 die Anzahl der den Stationen 200 zuzuweisenden Streams reduzieren und eine Übertragung versuchen, die gegen Paketfehler unempfindlich ist.
Wenn bestimmt wird, dass es eine Situation gibt, in der die Rangreduzierung erforderlich oder wünschenswert ist (das heißt, wenn die erste Bedingung erfüllt ist), so kann der Matrixinversionstyp-Bestimmer 120 den Matrixinversionstyp auswählen, der für das Generieren des Vorcodierers PC erforderlich ist. Wie das konkret vor sich geht, wird später noch beschrieben.
Der Zerlegungsverfahren-Bestimmer 130 empfängt Kanalinformationen (CI) und Qualitätsinformationen (QI) des Kanals von den Stationen 200 und bestimmt auf der Grundlage der übermittelten Informationen, ob eine zweite Bedingung erfüllt ist. Wenn die zweite Bedingung erfüllt ist, kann der Zerlegungsverfahren-Bestimmer 130 den Zerlegungstyp auswählen.
Genauer gesagt, empfängt der Zerlegungsverfahren-Bestimmer 130 in einigen Ausführungsformen Kanalinformationen (CI) und Qualitätsinformationen (QI) des Kanals von den Stationen 200, um die Anzahl der an die Stationen 200 zu übermittelnden Streams zu bestimmen, und kann bestimmen, ob wenigstens einige der mehreren Streams einer der Stationen 200 zugewiesen werden müssen oder sollten. Zum Beispiel kann der Zerlegungsverfahren-Bestimmer 130 bestimmen, ob eine Situation mit Rückmeldung mehrerer Kanalkoeffizienten vorliegt, in der den mehreren Empfangsantennen einer j(j=1, 2, ..., k)-ten Station (200-j) zwei oder mehr Streams zugewiesen werden.
Der Zerlegungsverfahren-Bestimmer 130 kann einen Zerlegungstyp aus mehreren Zerlegungstypen, die zum Generieren des Vorcodierers PC verwendet werden, beispielsweise unter Bezug auf den Speicher 140 bestimmen, wenn bestimmt wird, dass die mehreren Streams einer der Stationen 200 zugewiesen werden müssen oder sollten (das heißt, wenn die zweite Bedingung erfüllt ist). Wie das konkret vor sich geht, wird ebenfalls später noch beschrieben.
Die Modellierung des Datensignals für jeden an die j(j=1, 2, ..., k)-te Station (200-j) gesendeten Hilfsträger unter Verwendung des durch den Zugangspunkt 100 generierten Vorcodierers PC kann gemäß der folgenden Formel 1 stattfinden. $y_{j} = H_{j} P_{j} s_{j} + \underset{I n t e r f e r e n z e n \cdot a n d e r e r \cdot N u t z e r ¶}{\underset{︸}{H_{j} \sum_{k \neq j}^{K} P_{k} S_{k}}} + n_{j} ¶$
Dabei ist yj das empfangene Signal der j-ten Station (200-j), Hj ist eine normalisierte Kanalmatrix der j-ten Station (200-j), und Pj ist eine Vorcodierer (PC)-Matrix der j-ten Station (200-j). Sj(k=j) ist ein Datensymbol oder -signal, das an die j-te Station (200-j) gesendet wird, und Sj(k≠j) ist ein Interferenzsignal, das an andere Stationen als die j-te Station (200-j) gesendet wird. Nj ist das thermische Rauschen von $C N (0, σ_{j}^{2}) .$
Außerdem ist $H_{S} = {[H_{1}^{T}, \dots, H_{K}^{T}]}^{T}$
als die Gesamtzahl der an den Zugangspunkt zurückgemeldeten Kanäle 100 definiert. Hier wird ${‖ \sum_{j = 1}^{K} P_{j} s_{j} ‖}^{2} \leq P_{total}$
festgelegt, und P_total ist eine Gesamtsendeleistung. Außerdem wird angenommen, dass $σ_{i}^{2} = σ_{w}^{2} (j = 1,2, \dots, K) .$
Im Folgenden wird ein beispielhaftes Verfahren zum Generieren eines Vorcodierers gemäß einigen Ausführungsformen beschrieben. 3 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern des beispielhaften Verfahrens, während 4 ein Flussdiagramm ist, um den Matrixinversionsprozess von 3 eingehender zu erläutern. 5 bis 8 sind Diagramme zum Erläutern des Matrixinversionsprozesses von 3. 9 und 10 sind Diagramme zum Erläutern eines Auswahlprozesses für ein Zerlegungsverfahren von 3. Das Verfahren von 3 kann durch Prozessoren innerhalb des AP 100 und/oder Stationen 200 implementiert werden, die Instruktionen aus einem jeweiligen Speicher lesen.
Wir wenden uns zuerst 3 zu, wo ein Sondierungspaket gesendet wird (S100).
Zum Beispiel kann, unter Bezug auf die 1 und 2, der Zugangspunkt 100 das Sondierungspaket NDP an die Stationen 200 senden, so dass die Stationen 200 eine Rückmeldung gemäß einem bestimmten Kanal-a-Koeffizienten oder einer Kanalmatrix senden können.
Danach werden Kanalinformationen und Qualitätsinformationen des Kanals empfangen (S200).
Zum Beispiel können, unter Bezug auf die 1 und 2, die Stationen 200 die für jeden Hilfsträger in eine Winkelform umgewandelten Kanalinformationen (CI) und die Qualitätsinformationen (QI) für jeden Hilfsträger für jeden Stream (zum Beispiel einen Signal-Rausch-Verhältnis (SNR)-Wert) an den Zugangspunkt 100 gemäß einem Kanal-a-Koeffizienten oder einer Kanalmatrix, die durch das Sondierungspaket NDP spezifiziert wird, zurückmelden.
Als Nächstes wird bestimmt, ob es eine Situation gibt, in der eine Rangreduzierung erforderlich oder wünschenswert ist (S300).
Zum Beispiel kann, unter Bezug auf die 1 und 2, der Matrixinversionstyp-Bestimmer 120 Kanalinformationen (CI) und Qualitätsinformationen (QI) des Kanals von den Stationen 200 empfangen, um die Anzahl der an die Stationen 200 zu übermittelnden Streams zu bestimmen, und kann auf der Grundlage der bestimmten Anzahl von Streams bestimmen, ob eine Rangreduzierung erforderlich oder wünschenswert ist. Genauer gesagt, kann der Matrixinversionstyp-Bestimmer 120 bestimmen, ob die Anzahl der den Stationen 200 durch den Zugangspunkt 100 zugewiesenen Streams kleiner ist als die Anzahl der durch die Stationen 200 an den Zugangspunkt 100 zurückgemeldeten Kanal-a-Koeffizienten oder Kanalmatrizen.
Wenn die Rangreduzierung erforderlich oder wünschenswert ist (S300-J), so wird der Matrixinversionstyp ausgewählt (S400). Wenn die Rangreduzierung nicht erforderlich oder wünschenswert ist (S300-N), wird der Auswahlprozess für den Matrixinversionstyp (S400) nicht ausgeführt.
Im Folgenden wird das Auswahlverfahren für den Matrixinversionstyp (S400) unter Bezug auf 4 genauer beschrieben.
Wie in 4 zu sehen, werden von mehreren Stationen Interferenzunterdrückungsfähigkeiten-Informationen übermittelt (S410).
Zum Beispiel kann, unter Bezug auf die 1 und 2, der Matrixinversionstyp-Bestimmer 120 Interferenzunterdrückungsfähigkeiten-Informationen (ICCI) von den Stationen 200 empfangen.
In einigen Ausführungsformen können solche Interferenzunterdrückungsfähigkeiten-Informationen (ICCI) zusammen zurückgemeldet werden, wenn Kanalinformationen (CI) und Qualitätsinformationen (QI) des Kanals von den Stationen 200 zurückgemeldet werden (das heißt, als eine Teil der Operation S200 von 3). Darüber hinaus können in einigen anderen Ausführungsformen die ICCI übermittelt werden, bevor Kanalinformationen (CI) und Qualitätsinformationen (QI) des Kanals von den Stationen 200 zurückgemeldet werden. Das heißt, der Zeitpunkt, zu dem die ICCI der Stationen 200 an den Zugangspunkt 100 übermittelt werden, kann je gemäß Bedarf oder Zweckmäßigkeit mit verschiedenen Modifizierungen implementiert werden.
ICCI können zum Beispiel eine Fähigkeit bedeuten, bei der jede der Stationen 200-1 bis 200-k in der Lage ist, in dem Kanal enthaltenes unnötiges Rauschen im Prozess der Kommunikation mit dem Zugangspunkt 100 zu unterdrücken. Daher können Stationen 200 mit „guter“ Interferenzunterdrückungsfähigkeit Stationen 200 bedeuten, die in der Lage sind, im Prozess der Kommunikation mit dem Zugangspunkt 100 eine relativ große Menge von in dem Kanal enthaltenen unnötigen Rauschen zu unterdrücken. Daher können Stationen 200 mit „guter“ Interferenzunterdrückungsfähigkeit Stationen 200 bedeuten, die im Prozess der Kommunikation mit dem Zugangspunkt 100 nur eine relativ kleine Menge von in dem Kanal enthaltenen unnötigen Rauschen zu unterdrücken.
Als Nächstes wird bestimmt, ob die Interferenzunterdrückungsfähigkeit den mehreren Stationen größer als ein Schwellenwert ist (S420). Wenn die Interferenzunterdrückungsfähigkeit größer als der Schwellenwert ist (S420-J), so wird des Weiteren eine selektive Matrixinversion ausgeführt (S430, S440), und wenn die Interferenzunterdrückungsfähigkeit kleiner als der Schwellenwert ist (S420-N), so wird eine vollständige Matrixinversion ausgeführt (S450, S460).
Zum Beispiel kann, unter Bezug auf die 1 und 2, der Matrixinversionstyp-Bestimmer 120 die selektive Matrixinversion ausführen, wenn die Interferenzunterdrückungsfähigkeit einer gegebenen Station 200i oder einer spezifizierten Anzahl bzw. spezieller Stationen 200i größer als ein Schwellenwert ist, das heißt, wenn bestimmt wird, dass die Interferenzunterdrückungsfähigkeit der einen oder der mehreren Stationen 200i gut ist. Wenn die Interferenzunterdrückungsfähigkeit der einen oder der mehreren Stationen 200i kleiner als der Schwellenwert ist, das heißt, wenn bestimmt wird, dass die Interferenzunterdrückungsfähigkeit der einen oder der mehreren Stationen 200i schlecht ist, so kann der Matrixinversionstyp-Bestimmer 120 die vollständige Matrixinversion ausführen.
Genauer gesagt, kann der Matrixinversionstyp-Bestimmer 120, wenn bestimmt wird, dass die Interferenzunterdrückungsfähigkeit der einen oder der mehreren Stationen 200i gut ist, eine selektive Matrixinversion ausführen, die zunächst eine Rangauswahl zur Löschung unnötiger Ränge gemäß der Rangreduzierungssituation in der Kanalmatrix Hj (S430 von 4) ausführt und dann die Matrixinversion (S440 von 4) ausführt. Die so generierte Inversionsmatrix kann zum Generieren eines Vorcodierers PC verwendet werden.
Als Nächstes kann der Matrixinversionstyp-Bestimmer 120, wenn bestimmt wird, dass die Interferenzunterdrückungsfähigkeit der spezifischen einen oder mehreren Stationen 200i schlecht ist, im Gegensatz zu dem oben beschriebenen Fall zunächst die Matrixinversion an allen Kanalmatrizen Hj ausführen, für die die Rangauswahl zur Löschung der unnötigen oder unerwünschten Ränge gemäß der Rangreduzierungssituation nicht ausgeführt wird (S450 von 4). Des Weiteren kann er die Rangauswahl zur Löschung von Rängen, die nicht notwendig oder wünschenswert sind, gemäß der Rangreduzierungssituation in der generierten Inversionsmatrix ausführen (S460 von 4). Die so generierte Inversionsmatrix kann auch zum Generieren eines Vorcodierers PC verwendet werden.
Bei im vorliegenden Text dargestellten Ausführungsformen ist ein Vorteil der Verfahren zur unterschiedlichen Generierung der Inversionsmatrix in Abhängigkeit von der Interferenzunterdrückungsfähigkeit der Stationen 200 eine Verbesserung der Zuverlässigkeit der Datenkommunikation und eine Reduzierung der Paketfehlerrate. Im Folgenden wird dies unter Bezug auf die 5 bis 9 näher beschrieben.
5 ist ein Diagramm, das ein Interferenzsignal zwischen benachbarten Stationen zeigt, wenn ein Vorcodierer mit einer Inversionsmatrix generiert wird, die durch einen selektiven Matrixinversionsprozess generiert wurde, und eine Datenkommunikation mit dem generierten Vorcodierer ausgeführt wird.
Wie in 5 zu sehen, ist zwar die Größenordnung des Signals, das durch eine erste Antenne A1 einer ersten Station STA1 empfangen wird, und eines Signals, das durch eine zweite Antenne A2 empfangen wird, relativ groß, doch das Signal, das durch die erste Antenne A1 der benachbarten zweiten Station STA2 empfangen wird, und das Signal, das durch die zweite Antenne A2 empfangen wird, haben ebenfalls nicht-vernachlässigbare Signalgrößenordnungen. Das heißt, in dem Kanal liegt ein Interferenzsignal vor.
Als Nächstes ist 6 ein Diagramm, das ein Interferenzsignal zwischen benachbarten Stationen zeigt, wenn ein Vorcodierer mit einer Inversionsmatrix generiert wird, die durch einen vollständigen Matrixinversionsprozess generiert wurde, und eine Datenkommunikation mit dem generierten Vorcodierer ausgeführt wird.
Wie in 6 zu sehen, sind im Vergleich zu den Größenordnungen des Signals, das durch die erste Antenne A1 der ersten Station STA1 empfangen wird, und des Signals, das durch die zweite Antenne A2 empfangen wird, die Größenordnungen des Signals, das durch die erste Antenne A1 der benachbarten zweiten Station STA2 empfangen wird, und des Signals, das durch die zweite Antenne A2 empfangen wird, klein genug, um nahezu vernachlässigbar zu sein. Das heißt, es gibt kein Interferenzsignal in dem Kanal. Sieht man sich die Vergleichsergebnisse an, so ist es besser, einen Vorcodierer unter Verwendung des vollständigen Matrixinversionsverfahren zu generieren, um das Interferenzsignal des Kanals zu minimieren.
Als Nächstes ist 7 ein Diagramm, das eine Größenordnung (||Proj_w(x)||) des Datensignals zeigt, wenn ein Vorcodierer mit einer Inversionsmatrix generiert wird, die durch einen selektiven Matrixinversionsprozess generiert wurde, und die Datenkommunikation unter Verwendung des generierten Vorcodierers ausgeführt wird, und 8 ist ein Diagramm, das eine Größenordnung (llProj_w(x)ll) des Datensignals zeigt, wenn ein Vorcodierer mit der Inversionsmatrix generiert wird, die durch den vollständigen Matrixinversionsprozess generiert wurde, und die Datenkommunikation unter Verwendung des generierten Vorcodierers ausgeführt wird.
Wenn mit der durch den vollständigen Matrixinversionsprozess generierten Inversionsmatrix ein Nullraum generiert wird, so wird das Interferenzsignal fast auf die gleiche Weise wie in 6 gezeigt unterdrückt. Da jedoch die Größenordnung der generierten Inversionsmatrix groß ist, wird die Leistung des Datensignals reduziert. Dies liegt daran, dass die Interferenz auf der Grundlage einer Projektion, wie in den 7 und 8 gezeigt, unterdrückt wird, und je größer die Größenordnung der Matrix ist, desto kleiner ist die Größenordnung (l|Proj_w(x)ll) des Datensignals nach der Projektion.
Daher wird in der vorliegenden Ausführungsform im Fall einer guten Interferenzunterdrückungsfähigkeit der Stationen 200-1 bis 200-k die selektive Matrixinversion, die keinen großen Datenverlust verursacht, in dem Kommunikationsprozess ausgeführt. In diesem Fall wird die Paketfehlerrate reduziert, da das in 5 gezeigte Interferenzsignal durch die Stationen 200-1 bis 200-k unterdrückt werden kann, und da der Datenverlust in dem Kommunikationsprozess nicht groß ist, kann die Zuverlässigkeit der Datenkommunikation verbessert werden.
Darüber hinaus wird, wenn die Interferenzunterdrückungsfähigkeit der Stationen 200-1 bis 200-k schlecht ist, durch einen Vorcodierer eine vollständige Matrixinversion ausgeführt, bei der viel Interferenz unterdrückt wird. Da die Paketfehlerrate durch den generierten Vorcodierer reduziert wird, kann in diesem Fall die Zuverlässigkeit der Datenkommunikation verbessert werden.
Wir kehren zu 3 zurück, wo bestimmt wird, ob einer einzelnen Station mehrere Streams zugewiesen werden müssen oder sollten (S500).
Wenn es erforderlich oder wünschenswert ist, einer einzelnen Station mehrere Streams zuzuweisen (S500-J), so wird das Zerlegungsverfahren ausgewählt (S600). Wenn es nicht erforderlich oder wünschenswert ist, einer einzelnen Station mehrere Streams zuzuweisen (S500-N), so wird das Zerlegungsverfahren nicht ausgeführt (S600).
Im Folgenden wird der Auswahlprozess für das Zerlegungsverfahren (S600) unter Bezug auf die 2, 9 und 10 näher beschrieben.
Zuerst kann der Speicher 140 in einigen Ausführungsformen eine SVD (Singular Value Decomposition)- und GMD (Geometrie Mean Decomposition)-Tabelle speichern, die dem in 9 gezeigten Sende-Modulations- und Codierregime (MCS) entspricht. SVD und GMD sind Beispiele auswählbarer Zerlegungstypen für die Vorcodierung. Eine solche Tabelle ist eine Tabelle, in der ein Zerlegungstyp mit besserer Paketempfangsleistung unter SVD und GMD in Abhängigkeit von der Paketempfangsleistung der Station im Fall der Verwendung eines speziellen Sende-Modulations- und Codierregimes (MCS) bestimmt wird.
In einem Beispiel wird unter dem als „MCS0“ bekannten Sendemodulations- und Codierregime ein Eintrag für GMD in die Spalte „SVD-GMD“ geschrieben, da das Ergebnis der Generierung eines Vorcodierers unter Verwendung der GMD und der Messung der Paketempfangsleistung der Station besser war als das Ergebnis der Generierung des Vorcodierers unter Verwendung der SVD und der Messung der Paketempfangsleistung der Station.
Da das Ergebnis der Generierung eines Vorcodierers unter Verwendung der SVD und der Messung der Paketempfangsleistung der Station besser war als das Ergebnis der Generierung eines Vorcodierers unter Verwendung der GMD und der Messung der Paketempfangsleistung der Station, wird des Weiteren unter dem als „MCS3“ bekannten Sendemodulations- und Codierregime die SVD in die Spalte SVD-GMD geschrieben. Das heißt, eine in 9 gezeigte Tabelle kann durch mehrere Simulationen erhalten werden.
Der Zerlegungsverfahren-Bestimmer 130 kann unter Bezug auf die Tabelle von 9, die in dem Speicher 140 gespeichert ist, gemäß dem Sende-Modulations- und Codierregime (MCS), das durch den Zugangspunkt 100 bestimmt wird, eines von SVD und GMD auswählen. Wenn ein Vorcodierer mittels des ausgewählten Zerlegungsverfahrens generiert wird und Daten mit Hilfe des Vorcodierers gesendet werden, so kann die Zuverlässigkeit der Datenkommunikation verbessert werden.
Als Nächstes kann, in einigen anderen Beispielen, der Speicher 140 eine Tabelle speichern, die Datenrateninformationen umfasst, wenn SVD ausgewählt wird, um einen Vorcodierer unter einem bestimmten Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) zu generieren, wie in 10 gezeigt, und die Daten mit Hilfe des generierten Vorcodierers gesendet werden, und Datenrateninformationen umfasst, wenn GMD ausgewählt wird, um den Vorcodierer zu generieren, und die Daten mit dem generierten Vorcodierer gesendet werden.
Der Zerlegungsverfahren-Bestimmer 130 kann ein Zerlegungsverfahren, das eine höhere Datenrate aufweist, zwischen SVD und GMD unter Bezug auf die in dem Speicher 140 gespeicherte Tabelle von 10 auf der Grundlage des von der Station zurückgemeldeten Signal-Rausch-Verhältnisses auswählen. Wenn ein Vorcodierer mittels des ausgewählten Zerlegungsverfahrens generiert wird und Daten mit Hilfe des Vorcodierers gesendet werden, so kann die Zuverlässigkeit der Datenkommunikation verbessert werden.
Unter erneutem Bezug auf 3 wird ein Vorcodierer generiert (S700).
In einigen Ausführungsformen kann der Vorcodierer-Generator 110 unter Verwendung der zuvor generierten Inversionsmatrix und/oder des ausgewählten Zerlegungsverfahrens einen ZF (Zero Forcing)-Vorcodierer durch die folgende Formel 2 generieren. $P_{ZF} = H_{S}^{H} {(H_{S} H_{S}^{H})}^{- 1}$
Alternativ dazu kann in einigen Ausführungsformen der Vorcodierer-Generator 110 unter Verwendung der zuvor generierten Inversionsmatrix und/oder des ausgewählten Zerlegungsverfahrens einen MMSE (Minimum Mean Squared Error)-Vorcodierer durch die folgende Formel 3 generieren. $P_{MMSE} = H_{S}^{H} {(H_{S} H_{S}^{H} + \frac{N_{r x} σ_{w}^{2}}{P_{t o t a l}} I)}^{- 1}$
Alternativ dazu kann in einigen Ausführungsformen der Vorcodierer-Generator 110 unter Verwendung der zuvor generierten Inversionsmatrix und/oder des ausgewählten Zerlegungsverfahrens einen BD (Block Diagonalization)-Vorcodierer, der auf die j-te Station angewendet wird, durch die folgende Formel 4 generieren. $P_{BD,j} = {\tilde{V}}_{j}^{(0)} V_{j}^{(b)}$
(Hier wird angenommen, dass SVD angewendet wird).
Alternativ dazu kann in einigen Ausführungsformen der Vorcodierer-Generator 110 unter Verwendung der zuvor generierten Inversionsmatrix und/oder des ausgewählten Zerlegungsverfahrens einen G-ZF (Generalized-Zero Forcing)-Vorcodierer, der auf die j-te Station angewendet wird, durch die folgende Formel 5 generieren. $P_{GZF, j} = {\hat{Q}}_{j}^{(z)} V_{j}^{(z)}$
(Hier wird angenommen, dass SVD angewendet wurde).
Alternativ dazu kann in einigen Ausführungsformen der Vorcodierer-Generator 110 unter Verwendung der zuvor generierten Inversionsmatrix und/oder des ausgewählten Zerlegungsverfahrens einen G-MMSE (Generalized MMSE)-Vorcodierer, der auf die j-te Station angewendet wird, durch die folgende Formel 6 generieren. $P_{GMMSE, j} = {\hat{Q}}_{j}^{(m)} V_{j}^{(m)}$
(Hier wird angenommen, dass SVD angewendet wird).
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Generieren eines Vorcodierers gemäß einigen Ausführungsformen des erfinderischen Konzepts unter Bezug auf 11 beschrieben.
11 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern des Verfahrens zum Generieren des Vorcodierers gemäß einigen Ausführungsformen. Das Verfahren von 11 kann durch einen Prozessor innerhalb des AP 100 implementiert werden, der Instruktionen aus einem Speicher innerhalb des AP 100 ausführt.
Wie in 11 zu sehen, wird bestimmt, ob der bestimmte Vorcodierer ein erster Vorcodierer ist (S1000).
Hier kann der erste Vorcodierer in Abhängigkeit von verschiedenen Klassifikationen unterschieden werden. In einigen Ausführungsformen kann der erste Vorcodierer einen ZF-Vorcodierer oder einen MMSE-Vorcodierer, wie oben beschrieben, umfassen. Wenn der bestimmte Vorcodierer der ZF-Vorcodierer oder der MMSE-Vorcodierer ist (S1000-J), so wird in diesem Fall bestimmt, ob eine Rangreduzierung erforderlich oder wünschenswert ist (S1010). Wenn der bestimmte Vorcodierer nicht der ZF-Vorcodierer oder der MMSE-Vorcodierer ist (S1 000-N), so wird bestimmt, ob einer einzelnen Station mehrere Streams zugewiesen werden müssen oder sollten (S1040).
Da der Prozess des Bestimmens des Inversionsmatrixtyps in Abhängigkeit davon, ob die Rangreduzierung erforderlich oder wünschenswert ist (S1020), und des Generierens des Vorcodierers (S1030) dem oben beschriebenen Prozess ähnelt, wird auf wiederholte Erläuterungen verzichtet.
Da außerdem der Prozess des Bestimmens des Zerlegungsverfahrens in Abhängigkeit davon, ob die mehreren Streams einer einzelnen Station nach Bedarf zugewiesen werden müssen oder sollten (S1050), und des Generierens eines Vorcodierers (S1060) ebenfalls dem oben genannten Verfahren ähneln, wird auf wiederholte Erläuterungen verzichtet.
Obgleich der Fall, dass der erste Vorcodierer den ZF-Vorcodierer oder den MMSE-Vorcodierer umfasst, oben als ein Beispiel beschrieben wurde, sind die Ausführungsformen nicht darauf beschränkt. Das heißt, Typen und Eigenschaften des ersten Vorcodierers können verschiedentlich auf unterschiedliche Weise implementiert werden.
12 ist ein konzeptionelles Blockdiagramm des Vorcodierer-Generators gemäß einigen Ausführungsformen.
Wie in 12 zu sehen, kann ein Vorcodierer-Generator 1010 einen Interferenzunterdrücker 1020, einen Zerlegungsbestimmer 1030 und mehrere Multiplexierer M1 bis Mk umfassen.
Der Interferenzeliminierer 1020 kann die Interferenz des Eingangssignals unterdrücken, um einen Nullraum zu generieren.
Der Zerlegungsbestimmer 1030 kann das anzuwendende Zerlegungsverfahren in Abhängigkeit von dem oben beschriebenen Verfahren bestimmen. Zum Beispiel bestimmt der Zerlegungsbestimmer 1030 eines von SVD und GMD unter Bezug auf die 9 und 10, die in dem Speicher 1040 gespeichert sind, und gibt dementsprechende Steuersignale C1 bis Ck aus.
Die mehreren Multiplexierer M1 bis Mk können in Abhängigkeit von den Steuersignalen C1 bis Ck, die von dem Zerlegungsbestimmer 1030 ausgegeben werden, entweder SVD oder GMD anwenden, um Vorcodierer P1 bis Pk zu generieren.
Zum Beispiel kann der Multiplexierer M1 in Abhängigkeit von dem Steuersignal C1 entweder SVD oder GMD anwenden, um den Vorcodierer P1 zu generieren, der für die Station STA1 bereitgestellt werden soll. Des Weiteren kann der Multiplexierer M2 in Abhängigkeit von dem Steuersignal C2 entweder SVD oder GMD anwenden, um den Vorcodierer P2 zu generieren, der für die Station STA2 bereitgestellt werden soll. Auf diese Weise können die jeweiligen Multiplexierer M1 bis Mk in Abhängigkeit von den jeweiligen Steuersignalen C1 bis Ck entweder SVD oder GMD anwenden, um die Vorcodierer P1 bis Pk zu generieren, die für die jeweiligen Stationen STA1 bis STAk bereitgestellt werden sollen.
13 veranschaulicht schematisch beispielhafte Schaltungen, die in dem Zugangspunkt (AP) 100 und den Stationen 200 des Kommunikationssystems 10 enthalten sein können. Die Stationen 200 können jeweils einen Prozessor 202 umfassen, der mit einem Speicher 204 gekoppelt ist. Der Prozessor 202 einer beliebigen Station 200i kann den Gesamtbetrieb dieser Station 200i steuern. Der AP 100 kann einen Prozessor 1050 umfassen, der einen Vorcodierer-Generator 2010 umfasst und der den Gesamtbetrieb des AP 100 steuern kann. Der Vorcodierer-Generator 2010 kann entweder der Vorcodierer-Generator 1010 von 12 oder der Vorcodierer-Generator 110 von 2 sein. Der AP 100 umfasst des Weiteren einen Speicher 2040, zum Beispiel entweder den Speicher 1040 oder 140 der 12 bzw. 2, der mit dem Prozessor 1050 gekoppelt ist. Der Prozessor 1050 kann Instruktionen ausführen, die aus dem Speicher 2040 gelesen werden, und Zwischendaten in dem Speicher 2040 speichern, um die oben beschriebenen Operationen auszuführen, die durch den AP 100 ausgeführt werden. In ähnlicher Weise können die jeweiligen Prozessoren 202 von jeder der Stationen 200 Instruktionen aus einem jeweiligen Speicher 204 lesen, um die durch die jeweiligen Stationen 200 ausgeführten Operationen zu implementieren.
Im vorliegenden Text wurden beispielhafte Ausführungsformen des erfinderischen Konzepts mit Bezug auf Signalpfeile, Blockdiagramme (zum Beispiel die Flussdiagramme der 3, 4 und 11 oder die Blöcke der 2 und 12) und algorithmische Ausdrücke beschrieben. Jeder Block der Blockdiagramme, Kombinationen von Blöcken in den Blockdiagrammen und Operationen gemäß den algorithmischen Ausdrücken können durch Hardware (zum Beispiel Verarbeitungsschaltungen des AP 100 oder in beliebigen der Stationen 200 in Zusammenarbeit mit dem Speicher 2040 oder 204), begleitet von Computerprogramminstruktionen, implementiert werden. Solche Computerprogramminstruktionen können in einem nicht-transitorischen computerlesbaren Medium (zum Beispiel Speicher 2040 oder 204) gespeichert werden, das einen Computer, eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung oder andere Vorrichtungen anweisen, in einer bestimmten Weise zu funktionieren, dergestalt, dass die in dem computerlesbaren Medium gespeicherten Instruktionen ein Erzeugnis erbringen, das Instruktionen umfasst, welche die in dem Blockdiagramm spezifizierte Funktion oder Aktion implementieren.
Der Begriff „Prozessor“ soll im Sinne des vorliegenden Textes jede Verarbeitungsvorrichtung umfassen, einschließlich beispielsweise eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) und/oder andere Verarbeitungsschaltungen (zum Beispiel einen digitalen Signalprozessor (DSP), einen Mikroprozessor usw.). Darüber hinaus umfasst ein „Prozessor“ Berechnungs-Hardware und kann sich auf einen Mehrkernprozessor beziehen, der mehrere Verarbeitungskerne in einer Computervorrichtung umfasst. Verschiedene mit einer Verarbeitungsvorrichtung verknüpfte Elemente können durch andere Verarbeitungsvorrichtungen gemeinsam genutzt werden.
Am Ende dieser ausführlichen Beschreibung leuchtet dem Fachmann ein, dass viele Variationen und Modifizierungen an den offenbarten Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von den Prinzipien des vorliegenden erfinderischen Konzepts nennenswert abzuweichen. Daher werden die offenbarten Ausführungsformen nur in einem generischen und beschreibenden Sinn und nicht zum Zwecke der Einschränkung verwendet.
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 1020190088813 [0001]

Claims

Verfahren zum Generieren eines Vorcodierers eines Mehrnutzer-Multiple Input/Multiple Output (MU-MIMO)-Kommunikationssystems, wobei das Verfahren umfasst: Ausführen, durch mindestens einen Prozessor, von Operationen, die umfassen: Empfangen von Kanalinformationen und Qualitätsinformationen eines Kanals von mehreren Stationen; Bestimmen, auf der Grundlage der empfangenen Kanalinformationen, ob eine erste Bedingung erfüllt ist, und Auswählen eines Matrixinversionstyps aus mehreren Matrixinversionstypen zur Vorcodierung, wenn die erste Bedingung erfüllt ist; Bestimmen, auf der Grundlage der empfangenen Informationen, ob eine zweite Bedingung, die sich von der ersten Bedingung unterscheidet, erfüllt ist, und Auswählen eines Zerlegungstyps aus mehreren Zerlegungstypen zur Vorcodierung, wenn die zweite Bedingung erfüllt ist; und Generieren eines Vorcodierers auf der Grundlage der Auswahl.
Verfahren zum Generieren des Vorcodierers nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen, ob die erste Bedingung erfüllt ist, umfasst: Empfangen von Kanalinformationen und Qualitätsinformationen des Kanals von mindestens einigen den mehreren Stationen, um eine Anzahl von Streams zu bestimmen, die an die mehreren Stationen übermittelt werden sollen, und Bestimmen, auf der Grundlage der bestimmten Anzahl von Streams, ob eine Rangreduzierung erforderlich oder wünschenswert ist.
Verfahren zum Generieren des Vorcodierers nach Anspruch 2, wobei das Auswählen des Matrixinversionstyps umfasst: Empfangen von Interferenzunterdrückungsfähigkeiten-Informationen von den mehreren Stationen; Auswählen des Matrixinversionstyps auf der Grundlage der Interferenzunterdrückungsfähigkeiten der mehreren Stationen.
Verfahren zum Generieren des Vorcodierers nach Anspruch 3, wobei die Operationen des Weiteren umfassen: Ausführen einer selektiven Matrixinversion, wenn die Interferenzunterdrückungsfähigkeiten einen vorgegebenen Standard erfüllen; und Ausführen einer vollständigen Matrixinversion, wenn die Interferenzunterdrückungsfähigkeiten einen vorgegebenen Standard nicht erfüllen.
Verfahren zum Generieren des Vorcodierers nach Anspruch 4, wobei das Ausführen der selektiven Matrixinversion umfasst: nach dem Ausführen einer Rangauswahl gemäß der Rangreduzierung, Ausführen einer Matrixinversion an der rangausgewählten Matrix.
Verfahren zum Generieren des Vorcodierers nach Anspruch 4, wobei das Ausführen der vollständigen Matrixinversion umfasst: nach dem Ausführen einer Inversion an einer vollständigen Matrix, in der die Rangauswahl nicht ausgeführt wird, Ausführen einer Rangauswahl gemäß der Rangreduzierung an einer vollständigen Matrix, in der die Inversion ausgeführt wird.
Verfahren zum Generieren des Vorcodierers nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen, ob die zweite Bedingung erfüllt ist, umfasst: Bestimmen einer Anzahl von Streams, die an die mehreren Stationen übermittelt werden sollen, auf der Grundlage der empfangenen Informationen, und Bestimmen, ob mehrere Streams an eine Station der mehreren Stationen übermittelt werden müssen oder sollen.
Verfahren zum Generieren des Vorcodierers nach Anspruch 7, wobei das Auswählen des Zerlegungstyps umfasst: Bestimmen eines Modulations- und Codierregimes (Modulation and Coding Scheme, MCS) auf der Grundlage der empfangenen Informationen; und Bestimmen eines für das Generieren des Vorcodierers zu verwendenden Zerlegungstyps auf der Grundlage des Modulations- und Codierregimes.
Verfahren zum Generieren des Vorcodierers nach Anspruch 7, wobei das Auswählen des Zerlegungstyps umfasst: Bestimmen eines für das Generieren des Vorcodierers zu verwendenden Zerlegungstyps auf der Grundlage der Qualitätsinformationen des Kanals.
Verfahren zum Generieren des Vorcodierers nach Anspruch 7, wobei das Auswählen des Zerlegungstyps umfasst: Auswählen entweder einer SVD (Singular Value Decomposition) oder einer GMD (Geometry Mean Decomposition).
Verfahren zum Generieren eines Vorcodierers eines Mehrnutzer-Multiple Input/Multiple Output-Kommunikationssystems, wobei das Verfahren umfasst: Ausführen, durch einen Prozessor, von Operationen, die umfassen: Empfangen von Kanalinformationen und Qualitätsinformationen eines Kanals von mehreren Stationen, um eine Anzahl von Streams zu bestimmen, die an die mehreren Stationen übermittelt werden sollen, und Bestimmen eines Generierungsverfahrens einer Inversionsmatrix, die für das Generieren des Vorcodierers erforderlich oder wünschenswert ist, auf der Grundlage von Interferenzunterdrückungsfähigkeiten-Informationen der mehreren Stationen, wenn auf der Grundlage der bestimmten Anzahl von Streams bestimmt wird, dass eine Rangreduzierung erforderlich oder wünschenswert ist.
Verfahren zum Generieren des Vorcodierers nach Anspruch 11, wobei das Bestimmen des Generierungsverfahrens der Inversionsmatrix, die für das Generieren des Vorcodierers erforderlich oder wünschenswert ist, auf der Grundlage von Interferenzunterdrückungsfähigkeiten-Informationen der mehreren Stationen umfasst: Vergleichen der Interferenzunterdrückungsfähigkeiten der mehreren Stationen mit einem vorgegebenen Standard zum Auswählen einer Ausführungsreihenfolge einer Rangauswahl gemäß der Rangreduzierung sowie einer Matrixinversion.
Verfahren zum Generieren des Vorcodierers nach Anspruch 12, wobei das Vergleichen der Interferenzunterdrückungsfähigkeiten der mehreren Stationen mit dem vorgegebenen Standard zum Auswählen der Ausführungsreihenfolge der Rangauswahl gemäß der Rangreduzierung sowie der Matrixinversion umfasst: zuerst Ausführen der Rangauswahl gemäß der Rangreduzierung, wenn die Interferenzunterdrückungsfähigkeiten der mehreren Stationen einen vorgegebenen Standard erfüllen; und Ausführen der Rangauswahl gemäß der Rangreduzierung später, wenn die Interferenzunterdrückungsfähigkeiten der mehreren Stationen den vorgegebenen Standard nicht erfüllen.
Verfahren zum Generieren des Vorcodierers nach Anspruch 13, wobei die Operationen des Weiteren umfassen: Generieren eines ZF (Zero Forcing)-Vorcodierers unter Verwendung der generierten Inversionsmatrix.
Verfahren zum Generieren des Vorcodierers nach Anspruch 13, wobei die Operationen des Weiteren umfassen: Generieren eines MMSE (Minimum Mean Squared Error)-Vorcodierers unter Verwendung der generierten Inversionsmatrix.
Verfahren zum Generieren eines Vorcodierers eines Mehrnutzer-Multiple Input/Multiple Output-Kommunikationssystems, wobei das Verfahren umfasst: Ausführen, durch einen Prozessor, von Operationen, die umfassen: Empfangen von Kanalinformationen und Qualitätsinformationen eines Kanals von mehreren Stationen; Bestimmen einer Anzahl von Streams, die an die mehreren Stationen zu übermitteln sind, und eines Modulations- und Codierregimes (MCS) auf der Grundlage der empfangenen Informationen; und Bestimmen eines Zerlegungstyps, der für das Generieren des Vorcodierers zu verwenden ist, auf der Grundlage von mindestens einem der Qualitätsinformationen des Kanals und des MCS, wenn bestimmt wird, dass einer der mehreren Stationen mehrere Streams zugewiesen werden müssen oder sollten.
Verfahren zum Generieren des Vorcodierers nach Anspruch 16, wobei das Bestimmen des Zerlegungstyps umfasst: Bestimmen entweder einer SVD (Singular Value Decomposition) oder einer GMD (Geometry Mean Decomposition).
Verfahren zum Generieren des Vorcodierers nach Anspruch 17, wobei das Bestimmen des Zerlegungstyps das Bestimmen entweder von SVD oder GMD auf der Grundlage des Modulations- und Codierregimes umfasst.
Verfahren zum Generieren des Vorcodierers nach Anspruch 17, wobei die Qualitätsinformationen des Kanals ein Signal-Rausch-Verhältnis (Signal to Noise Ratio, SNR) des Kanals umfassen, und das Bestimmen des Zerlegungstyps das Bestimmen entweder von SVD oder GMD auf der Grundlage des SNR des Kanals umfasst.
Verfahren zum Generieren des Vorcodierers nach Anspruch 16, wobei die Operationen des Weiteren umfassen: Generieren eines von einem BD (Block Diagonalization)-Vorcodierer, einem G-ZF (Generalized-Zero Forcing)-Vorcodierer und einem G-MMSE (Generalized MMSE)-Vorcodierer unter Verwendung des bestimmten Zerlegungstyps.