DE202005022049U1

DE202005022049U1 - System und Vorrichtung für Rahmenformate für den Austausch von MIMO-Kanalmessungen

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Publication number: DE202005022049U1
Application number: DE202005022049U
Authority: DE
Original assignee: Broadcom Corp
Current assignee: Broadcom Corp
Priority date: 2004-12-14
Filing date: 2005-09-15
Publication date: 2012-09-17
Anticipated expiration: 2015-09-16
Also published as: EP1672824A2; TW200642346A; EP1672824A3; EP1672824B1; US20100008411A1; US7564914B2; CN1790943A; EP2523381A1; US7957450B2; EP2523380B1; EP2523381B1; US20130215938A1; DE602005047993D1; US8437419B2; US20110222620A1; CN1790943B; DE202005022074U1; DE602005056512C5; US20060126752A1; EP2523380A1

Abstract

System zur Kommunizierung von Informationen in einem Kommunikationssystem, wobei das System Folgendes aufweist: einen Sender, der Daten über eine Vielzahl von HF-Kanälen unter Verwendung einer Vielzahl von Sendeantennen sendet; wobei der Sender Rückmeldungsinformationen über wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen empfängt und der Sender einen Sendemodus auf der Basis der Rückmeldungsinformationen modifiziert.

Description

QUERVERWEIS AUF DAMIT IN BEZIEHUNG STEHENDE PATENTANMELDUNGEN/EINBEZIEHUNG DURCH BEZUGNAHME
Die vorliegende Anmeldung nimmt Bezug auf die und beansprucht die Priorität und den Nutzen aus der vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Eingangsnummer 60/636255, eingereicht am 14. Dezember 2004.
Die vorliegende Anmeldung nimmt auch Bezug auf die US-Patentanmeldung mit der Eingangsnummer ___ (Anwaltsaktenzeichen 16307US02), eingereicht am ___.
Alle oben genannten Patentanmeldungen werden hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme darauf zum Bestandteil der vorliegenden Anmeldung.
GEBIET DER ERFINDUNG
Bestimmte Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich auf die drahtlose Vernetzung. Genauer gesagt beziehen sich bestimmte Ausführungsformen der Erfindung auf ein System und eine Vorrichtung für Rahmenformate für den Austausch von MIMO-Kanalmessungen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Das „Institute of Electrical and Electronics Engineers” (IEEE) hat in der Resolution IEEE 802.11, die auch als „802.11” bezeichnet wird, eine Vielzahl von Spezifikationen definiert, die sich auf die drahtlose Vernetzung beziehen. Unter diesen befinden sich Spezifikationen für Rückmeldungsmechanismen (Feedback-Mechanismen) mit „geschlossenem Kreislauf (Closed Loop) (engl.: „Closed Loop” Feedback Mechanisms), durch die ein empfangendes mobiles Endgerät Informationen zu einem sendenden mobilen Endgerät zurückleiten kann, um das sendende mobile Endgerät dabei zu unterstützen, Signale anzupassen, die an das empfangende mobile Endgerät gesendet werden.
„Smart Antenna”-Systeme, also Systeme mit intelligenten Antennen, kombinieren mehrere Antennenelemente mit einer Signalverarbeitungsfähigkeit, um das Muster einer gesendeten Signalausstrahlung und/oder eines Empfangs in Reaktion auf die Kommunikationsmediumsumgebung zu optimieren. Der Prozess des Optimierens des Musters der Ausstrahlung wird manchmal als „Beamforming” (Strahlformung) bezeichnet, wobei mathematische Lineargruppen-Operationen verwendet werden können, um das durchschnittliche Signal-Rausch-Verhältnis (SRV, engl.: SNR) durch das Fokussieren der Energie in gewünschte Richtungen zu erhöhen. Es kann sein, dass in herkömmlichen „Smart Antenna”-Systemen nur der Sender oder der Empfänger mit mehr als einer Antenne ausgerüstet ist und sich typischerweise in der Basis-Transceiver-Station (BTS) befinden kann, wo die Kosten und der Platz, die mit „Smart Antenna”-Systemen verknüpft sind, als eher erschwinglich betrachtet worden sind als in mobilen Endgeräten wie etwa Mobiltelefonen. Solche Systeme sind auch als „Multiple Input Single Output” (MISO; mehrere Eingänge, ein einziger Ausgang), wenn ein Sender mit mehreren Antennen Signale zu einem Empfänger mit nur einer einzigen Antenne sendet, oder als ”Single Input Multiple Output” (SIMO; ein einziger Eingang, mehrere Ausgänge) bekannt, wenn ein Empfänger mit mehreren Antennen Signale empfängt, die von einem Sender mit einer einzigen Antenne gesendet worden sind. Mit den Fortschritten bei den integrierten Schaltkreisen (ISs; engl.: ICs, integrated circuits) für die digitale Signalverarbeitung (DSV; engl.: DSP, digital signal processing) in den letzten Jahren sind MIMO-(Multiple Input Multiple Output; mehrere Eingänge, mehrere Ausgänge)-Systeme entstanden, in denen mobile Endgeräte „Smart Antenna”-Systeme enthalten, die mehrere Sendeantennen und mehrere Empfangsantennen aufweisen. Ein Bereich, in dem MIMO-Systeme früh eingeführt worden sind, ist das Gebiet der drahtlosen Vernetzung, insbesondere bei der Anwendung auf drahtlose lokale Netzwerke, die sogenannten WLANs (wireless local area networks), bei denen sendende mobile Endgeräte mit empfangenden mobilen Endgeräten kommunizieren. Die IEEE-Resolution 802.11 umfasst Spezifikationen für Kommunikationen zwischen mobilen Endgeräten in WLAN-Systemen.
Das Signal-Fading (der Signalschwund) ist ein signifikantes Problem in drahtlosen Kommunikationssystemen und führt oftmals zu einem temporären Verlust von Kommunikationen an mobilen Endgeräten. Eine der am weitesten verbreiteten Formen des Fading ist als Multipath Fading bzw. Mehrwegeschwund bekannt, bei dem eine Dispersion von gesendeten Signalen infolge von einfallenden Reflexionen von Gebäuden und anderen Hindernissen zu mehreren Versionen der gesendeten Signale führt, die an einem empfangenden mobilen Endgerät ankommen. Die mehreren Versionen des gesendeten Signals können sich gegenseitig überlagern bzw. störend beeinflussen und können zu einem reduzierten Signalpegel führen, der an dem empfangenden mobilen Endgerät erfasst wird. Wenn Versionen des gesendeten Signals um 180° in der Phase voneinander versetzt sind, kann es sein, dass sie einander auslöschen, so dass ein Signalpegel von 0 erfasst wird. Stellen, an denen dies stattfindet, können ”Funklöchern” bzw. ”toten Zonen” entsprechen, in denen eine Kommunikation zu dem drahtlosen Endgerät temporär verloren geht. Diese Art von Fading ist auch als „Rayleigh”-Fading oder „flaches” Fading bekannt.
Ein sendendes mobiles Endgerät kann Datensignale senden, in denen Daten als „Symbole” angeordnet sind. Die Übertragung von Symbolen kann derart eingeschränkt sein, dass, nachdem ein Symbol gesendet worden ist, eine minimale Zeitspanne T_s verstreichen muss, bevor ein weiteres Symbol gesendet werden kann. Nach dem Senden eines Symbols von einem sendenden mobilen Endgerät kann eine gewisse Zeitdauer einer Dispersionszeit T_d verstreichen, welches die Zeit sein kann, über die das empfangende mobile Endgerät in der Lage ist, das Symbol zu empfangen, was Mehrwegereflexionen einschließt. Die Zeit T_d muss nicht die Ankunft aller Mehrwegereflexionen berücksichtigen bzw. erfassen, da die Interferenz von später ankommenden reflektierten Signalen vernachlässigbar sein kann. Wenn der Zeitraum T_s kleiner als T_d ist, dann besteht eine Möglichkeit, dass das empfangende mobile Endgerät das Empfangen eines zweiten Symbols von dem sendenden mobilen Endgeräten beginnen wird, während es immer noch das erste Symbol empfängt. Dies kann zu Intersymbolinterferenzen (ISI) führen, wodurch eine Verzerrung in empfangenen Signalen erzeugt wird, und was möglicherweise zu einem Verlust an Informationen führen wird. Die Größe 1/T_d wird auch als die ”Kohärenzbandbreite” bezeichnet, die die maximale Rate angeben kann, mit der Symbole und entsprechend Informationen über ein gegebenes Kommunikationsmedium übertragen werden können. Ein Mechanismus zur Kompensierung von ISI in Signalen kann mit dem Einsatz von DSV-Algorithmen verbunden sein, die eine adaptive Entzerrung durchführen.
Eine weitere wichtige Art von Fading bzw. Schwund steht mit der Bewegung in Beziehung. Wenn sich ein sendendes mobiles Endgerät oder ein empfangendes mobiles Endgerät in Bewegung befindet, kann das Doppler-Phänomen die Frequenz des empfangenen Signals nachteilig beeinflussen. Die Frequenz des empfangenen Signals kann um einen Betrag geändert werden, der eine Funktion der Geschwindigkeit ist, mit der sich ein mobiles Endgerät gerade bewegt. Aufgrund des Doppler-Effekts kann es zu ISI kommen, wenn sich ein mobiles Endgerät in Bewegung befindet, insbesondere dann, wenn sich das mobile Endgerät mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt. Intuitiv wird sich der Abstand zwischen den beiden mobilen Endgeräten dann, wenn sich ein empfangendes mobiles Endgerät in Bewegung befindet und sich einem sendenden mobilen Endgerät nähert, als eine Funktion der Zeit ändern. Während sich der Abstand verringert, wird auch die Laufzeitverzögerungszeit T_p, welches die Zeit zwischen dem Zeitpunkt, wenn ein Sender ein Signal das erste Mal sendet, und dem Zeitpunkt ist, wenn dieses zum ersten Mal an einem Empfänger ankommt, reduziert werden. Während sich die mobilen Endgeräte einander annähern, ist es auch möglich, dass T_d vergrößert werden kann, wenn zum Beispiel das sendende mobile Endgerät die ausgestrahlte Leistung der gesendeten Signale nicht reduziert. Wenn T_p kleiner als T_d wird, dann kann es infolge des Doppler-Effekts ISI geben. Dieser Fall, der veranschaulicht, warum Datenraten für mobile Endgeräte, die sich in Bewegung befinden, verringert werden können, wird als „schnelles Fading” bezeichnet. Da das schnelle Fading Signale bei einigen Frequenzen verzerren kann, während es Signale bei anderen Frequenzen nicht verzerrt, kann das schnelle Fading auch als ”frequenzselektives” Fading bezeichnet werden.
„Smart Antenna”-Systeme können mehrere Versionen eines Signals in etwas übertragen, was als „räumliche Diversität” bzw. „Raumdiversität” bekannt ist. Ein Schlüsselkonzept der räumlichen Diversität ist, dass die Ausbreitung von mehreren Versionen eines Signals oder eines „räumlichen Stroms” von verschiedenen Antennen die Wahrscheinlichkeit eines flachen Fading an dem empfangenden mobilen Endgerät beträchtlich reduzieren kann, da nicht alle der gesendeten Signale die gleiche tote Zone haben würden.
Aktuelle Übertragungsschemata in MIMO-Systemen fallen typischerweise in zwei Kategorien: Datenratenmaximierung und Diversitätsmaximierung. Die Datenratenmaximierung konzentriert sich auf das Steigern der gesamten Datentransferrate zwischen einem sendenden mobilen Endgerät und einem empfangenden mobilen Endgerät durch das Senden von verschiedenen räumlichen Strömen von verschiedenen Antennen. Ein Mechanismus zur Erhöhung der Datenrate von einem sendenden mobilen Endgerät wäre, einen Datenstrom mit einer hohen Bitrate in eine Vielzahl von Datenströmen mit niedrigeren Bitraten so zu zerlegen, dass die gesamten Bitraten von der Vielzahl von Datenströmen mit niedrigeren Bitraten gleich der Bitrate des Datenstroms mit der hohen Bitrate sind. Als nächstes kann jeder der Datenströme mit den niedrigeren Bitraten wenigstens einer der sendenden Antennen für das Senden zugeordnet (gemappt) werden. Außerdem wird jedes Signal, das einen von den Datenströmen mit der niedrigeren Bitrate umfasst, vor dem Senden multiplikativ mit einem Gewichtungsfaktor skaliert. Die Vielzahl von multiplikativen Skalierungsfaktoren, die an die Vielzahl von Signalen angelegt wird, die die Datenströme mit den niedrigeren Bitraten umfassen, kann verwendet werden, um den gesendeten „Strahl” in der Beamforming-Technik zu bilden. Ein Beispiel für ein Datenraten-Maximierungsschema ist das orthogonale Frequenzmultiplexen OFDM (orthogonal frequency division multiplexing), in dem jedes der Vielzahl von Signalen durch ein anderes Frequenzträgersignal vor dem Zuordnen (Mapping) und dem multiplikativen Skalieren moduliert wird. Eine OFDM-Übertragung kann insofern gegenüber dem Multipath Fading (Mehrwegeschwund) resistent sein, als dass ein Teil, aber höchstwahrscheinlich nicht alle der Daten, die gesendet werden, an irgendeinem Zeitpunkt infolge des Multipath Fading verloren gehen können.
Die Diversitätsmaximierung konzentriert sich auf die Erhöhung der Wahrscheinlichkeit, dass ein Signal, das von einem sendenden mobilen Endgerät gesendet wird, an einem empfangenden mobilen Endgerät empfangen werden wird, und auf das Erhöhen des SRV von empfangenen Signalen. Bei der Diversitätsmaximierung können mehrere Versionen desselben Signals durch eine Vielzahl von Antennen gesendet werden. Der Fall, bei dem ein sendendes mobiles Endgerät dasselbe Signal über alle seine Sendeantennen sendet, kann der reine Raumdiversitätsfall sein, in dem die gesamte Datentransferrate gleich der eines mobilen Endgeräts mit nur einer einzigen Antenne sein kann. Es gibt eine Vielzahl von hybriden Adaptationen der Datenraten- und Raumdiversitäts-Maximierungsschemata, die variierende Datenraten und Raumdiversitäten erzielen.
MIMO-Systeme, die das Beamforming verwenden, können die gleichzeitige Übertragung von mehreren Signalen ermöglichen, die ein gemeinsam genutztes Frequenzband belegen, ähnlich dem, was in Codemultiplex-Vielfachzugriff-Systemen bzw. CDMA-(code division multiple access)-Systemen erzielt werden kann. So können zum Beispiel das multiplikative Skalieren von Signalen vor dem Senden und ein ähnliches multiplikatives Skalieren von Signalen nach dem Empfang eine spezifische Antenne an einem empfangenden mobilen Endgerät in die Lage versetzen, ein Signal empfangen zu können, das von einer spezifischen Antenne an dem sendenden mobilen Endgerät gesendet worden ist, unter Ausschluss von Signalen, die von anderen Antennen gesendet worden sind. Aber MIMO-Systeme benötigen die Frequenzspreizungstechniken nicht, die in CDMA-Übertragungssystemen verwendet werden. Somit können MIMO-Systeme eine effizientere Ausnutzung des Frequenzspektrums vornehmen.
Eine der Herausforderungen beim Beamforming ist, dass die multiplikativen Skalierungsfaktoren, die an gesendete und empfangene Signale angelegt werden, von den Charakteristiken des Kommunikationsmediums zwischen dem sendenden mobilen Endgerät und dem empfangenden mobilen Endgerät abhängig sein können. Ein Kommunikationsmedium, wie zum Beispiel ein Hochfrequenz-(HF)-Kanal zwischen einem sendenden mobilen Endgerät und einem empfangenden mobilen Endgerät, kann durch eine Transfersystemfunktion H dargestellt werden. Die Beziehung zwischen einem zeitvarianten gesendeten Signal x(t), einem zeitvarianten empfangenen Signal y(t) und der Systemfunktion kann dargestellt werden, wie dies in Gleichung [1] gezeigt ist: y(t) = H × x(t) + n(t), wobei Gleichung [1] n(t) das Rauschen darstellt, das eingeführt werden kann, während das Signal durch das Kommunikationsmedium und den Empfänger selbst wandert. In MIMO-Systemen können die Elemente in Gleichung [1] als Vektoren und Matrizen dargestellt werden. Wenn ein sendendes mobiles Endgerät M Sendeantennen aufweist und ein empfangendes mobiles Endgerät N Empfangsantennen aufweist, dann kann y(t) durch einen Vektor der Dimensionen N × 1 dargestellt werden, kann x(t) durch einen Vektor der Dimensionen M × 1 dargestellt werden, kann n(t) durch einen Vektor der Dimensionen N × 1 und kann H durch eine Matrix der Dimensionen N × M dargestellt werden. In dem Fall des schnellen Fading bzw. Schwunds kann die Transferfunktion H selbst zeitvariant werden und kann somit auch eine Funktion der Zeit, nämlich H(t), werden. Deshalb können individuelle Koeffizienten h_ij(t) in der Transferfunktion H(t) vom Wesen her zeitvariant werden.
In MIMO-Systemen, die gemäß den Spezifikationen in der IEEE-Resolution 802.11 kommunizieren, kann das empfangende mobile Endgerät H(t) jedes Mal dann, wenn ein Rahmen von Informationen von einem sendenden mobilen Endgerät empfangen wird, auf der Basis der Inhalte eines Präambelfelds in jedem Rahmen berechnen. Die Berechnungen, die an dem empfangenden mobilen Endgerät durchgeführt werden, können einen Schätzwert der „wahren” Werte von H(t) bilden und können als „Kanalschätzwerte” bekannt sein. Für einen frequenzselektiven Kanal kann es einen Satz von H(t)-Koeffizienten für jeden Ton geben, der über den HF-Kanal übertragen wird. In dem Ausmaß, wie sich H(t), die als die ”Kanalschätzwertmatrix” bezeichnet werden kann, mit der Zeit ändert, und in dem Ausmaß, wie es das sendende mobile Endgerät nicht schafft, sich an diese Änderungen anzupassen, kann dies zu einem Informationsverlust zwischen dem sendenden mobilen Endgerät und dem empfangenden mobilen Endgerät führen.
Kommunikationsprotokolle der höheren Schichte, wie etwa das Übertragungssteuerungsprotokoll (TCP; transmission control protocol), können es versuchen, sich an entdeckte Informationsverluste anzupassen, aber solche Anpassungen können weniger als optimal sein und können zu langsameren Informationstransferraten führen. In dem Falle des schnellen Fading kann das Problem tatsächlich in den unteren Protokollschichten liegen, wie etwa in der PHY-Schicht (physikalischen Schicht) und der MAC-Schicht (Media Access Control- bzw. Medien-Zugriffssteuerungs-Schicht). Diese Protokollschichten können unter IEEE 802.11 für WLAN-Systeme spezifiziert sein. Aber der Mechanismus, mit dem Anpassungen auf den PHY- und MAC-Schichten durchgeführt werden können, kann einen Mechanismus umfassen, durch den ein empfangendes mobiles Endgerät Rückmeldungsinformation bzw. Feedback-Informationen einem sendenden mobilen Endgerät auf der Basis von Kanalschätzwerten bereitstellen kann, die an dem empfangenden mobilen Endgerät berechnet werden.
Existierende Mechanismen mit geschlossenem Kreislauf vom Empfänger zum Sender, die auch als ”Mechanismen für die Rückmeldung vom Empfänger (RX) zum Sender (TX)” (engl.: „RX to TX Feedback Mechanisms”) bezeichnet werden, die unter IEEE 802.11 existieren, umfassen Bestätigungsrahmen bzw. ACK-Rahmen und Sendeleistungsregelungs- bzw. TPC-(Transmit Power Control)-Anforderungen und -Berichte. Die TPC-Mechanismen können es einem empfangenden mobilen Endgerät erlauben, Informationen zu einem sendenden mobilen Endgerät über den Sendeleistungspegel, der verwendet werden sollte, und den sogenannten Link Margin (Verbindungs-Empfangsspielraum) an dem empfangenden mobilen Endgerät zu kommunizieren. Der Link Margin kann den Betrag an Signalleistung repräsentieren, der empfangen wird und der über eine minimale Leistung hinausgeht, die von dem empfangenden mobilen Endgerät benötigt wird, um Nachrichteninformationen oder Rahmen, die es empfängt, zu decodieren.
Eine Vielzahl von Vorschlägen entsteht gerade für neue Rückmeldungsmechanismen als Kandidaten für die Eingliederung in die IEEE-Resolution 802.11. Unter den Vorschlägen für neue Rückmeldungsmechanismen befinden sich Vorschläge von der „Task Group ,n' Synchronization” (TGn sync), welche eine Mehrbranchengruppe ist, die daran arbeitet, Vorschläge für drahtlose Netzwerke der nächsten Generation zu definieren, die zur Aufnahme in die IEEE-Resolution 802.11 eingereicht werden sollen, und Vorschläge von dem Unternehmen „Qualcomm”. Die Vorschläge können auf dem basieren, was als ein ”Sounding Frame” (Rahmen zur Messung) bezeichnet wird. Das „Sounding Frame” kann das Senden einer Vielzahl von langen Trainingssequenzen (LTSs) umfassen, die auf die Anzahl an Sendeantennen an dem empfangenden mobilen Endgerät abgestimmt ist. Das „Sounding Frame” braucht nicht das Beamforming oder die zyklische Verzögerungsdiversität (CDD; Cyclic Delay Diversity) zu benutzen. Bei dem „Sounding Frame”-Mechanismus kann jede Antenne unabhängige Informationen übertragen.
Das empfangende mobile Endgerät kann eine vollständige Rückkanal-Schätzwertmatrix H_up für den Kanal schätzen, der in einer Uplink-Richtung (Aufwärtsstrecken-Richtung) von dem empfangenden mobilen Endgerät zu dem sendenden mobilen Endgerät definiert ist. Dies kann eine Kalibrierung mit dem sendenden mobilen Endgerät erfordern, wobei das sendende mobile Endgerät die Vorwärtskanal-Schätzwertmatrix H_down für den Kanal bestimmt, der in einer Downlink-Richtung (Abwärtsstrecken-Richtung) von dem sendenden mobilen Endgerät zu dem empfangenden mobilen Endgerät definiert ist. Für die Kompensation von möglichen Unterschieden zwischen H_up und H_down kann es notwendig sein, dass das empfangende mobile Endgerät H_down von dem sendenden mobilen Endgerät empfangen muss und H_up – H_down als Rückmeldungsinformation berichten muss. Der Vorschlag von TGn sync kann im Augenblick noch keine Kalibrierungsantwort definieren. Eine Kanalschätzwertmatrix kann 24 oder mehr Bits für jeden Kanal und für jeden Ton verwenden, was 12 oder mehr Bits in einer In-Phase-(I)-Komponente und 12 oder mehr Bits in einer Quadratur-(Q)-Komponente umfasst.
Gemäß dem Prinzip der Kanalreziprozität können die Charakteristiken des HF-Kanals in der Richtung von dem sendenden mobilen Endgerät zu dem empfangenden mobilen Endgerät die gleichen wie die Charakteristiken des HF-Kanals in der Richtung von dem empfangenden mobilen Endgerät zu dem sendenden mobilen Endgerät sein, nämlich H_up = H_down. In der tatsächlichen Praxis kann es aber Unterschiede in den elektronischen Schaltungen zwischen dem jeweiligen sendenden mobilen Endgerät und empfangenden mobilen Endgerät derart geben, dass es in einigen Fällen keine Kanalreziprozität gibt. Dies kann es erforderlich machen, dass ein Kalibrierungsprozess durchgeführt wird, in dem H_up und H_down verglichen werden, um Unterschiede zwischen den Kanalschätzwertmatrizen abzugleichen. Aber es kann Beschränkungen geben, die einigen Kalibrierungsprozessen zu eigen sind. So können zum Beispiel einige Vorschläge für neue IEEE 802.11-Rückmeldungsmechanismen auf das Durchführen von „diagonalen Kalibrierungen” beschränkt sein. Diese Mechanismen sind eventuell nicht in der Lage, Bedingungen zu berücksichtigen, in denen es Unterschiede bei nichtdiagonalen Koeffizienten zwischen H_up und H_down gibt. Diese Unterschiede bei nichtdiagonalen Koeffizienten können das Ergebnis von komplizierten Antennenkopplungen an dem jeweiligen sendenden mobilen Endgerät und/oder empfangenden mobilen Endgerät sein. Dementsprechend kann es für einen Kalibrierungsprozess sehr schwierig sein, diese Kopplungen zu korrigieren. Die Fähigkeit eine Kalibrierungsmethode, den HF-Kanal zu jedem Zeitpunkt genau charakterisieren zu können, kann von einer Vielzahl von dynamischen Faktoren wie etwa zum Beispiel von Temperaturschwankungen abhängen. Eine andere Beschränkung von Kalibrierungsprozeduren ist, dass es nicht bekannt ist, für wie lange eine Kalibrierung eine genaue Charakterisierung des HF-Kanals leistet. Infolgedessen kann es sein, dass die benötigte Frequenz, bei der die Kalibrierungsmethode durchgeführt werden muss, nicht bekannt ist.
Weitere Einschränkungen und Nachteile von herkömmlichen und traditionellen Lösungswegen werden einem Fachmann auf dem Gebiet durch den Vergleich solcher Systeme mit einigen Aspekten der vorliegenden Erfindung offensichtlich werden, wie diese in dem restlichen Teil der vorliegenden Patentanmeldung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen dargelegt ist.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bestimmte Ausführungsformen der Erfindung können in einem System für den Austausch von MIMO-Kanalmessungen gefunden werden. Aspekte zur Kommunizierung von Informationen in einem Kommunikationssystem können das Senden von Daten über eine Vielzahl von Hochfrequenz-(HF)-Kanälen unter Verwendung einer Vielzahl von Sendeantennen, das Empfangen von Rückmeldungsinformationen (Feedback-Informationen) über wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen und das Modifizieren eines Sendemodus auf der Basis der Rückmeldungsinformationen umfassen. Rückmeldungsinformationen können unter Verwendung von wenigstens einer von der Vielzahl von Sendeantennen über wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen angefordert werden. Die Anzahl an Sendeantennen, die während des Sendens von Daten benutzt wird, kann auf der Basis der Rückmeldungsinformationen modifiziert werden. Die Sendecharakteristiken von Daten, die über wenigstens eine von der Vielzahl von Sendeantennen gesendet werden, können auf der Basis der Rückmeldungsinformationen modifiziert werden. Spezielle Rückmeldungsinformationen können in Anforderungsnachrichten angefordert werden.
Das System kann des Weiteren das Aushandeln eines Sendemodus für das Senden von Daten über wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen umfassen. Aspekte können des Weiteren das Empfangen von Rückmeldungsinformationen umfassen, die Kanalschätzwerte aufweisen, die auf den Sendecharakteristiken der Daten basieren, die durch wenigstens eine von der Vielzahl von Sendeantennen gesendet worden sind. Rückmeldungsinformationen können aus einer mathematischen Matrixzerlegung der Kanalschätzwerte abgeleitet werden. Des Weiteren können Rückmeldungsinformationen aus der mathematischen Mittelwertbildung des Ergebnisses der mathematischen Matrixzerlegung der Kanalschätzwerte abgeleitet werden. Rückmeldungsinformationen können auch aus einer Kalibrierung der Kanalschätzwerte für die Kommunikation in wenigstens einer Richtung über wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen abgeleitet werden.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann ein System zur Kommunizierung von Informationen in einem Kommunikationssystem das Empfangen von Daten über eine Vielzahl von HF-Kanälen unter Verwendung einer Vielzahl von Empfangsantennen, das Senden von Rückmeldungsinformationen über wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen und das Anfordern einer Modifikation des Sendemodus für empfangene Daten in gesendeten Antwortnachrichten, die die Rückmeldungsinformationen aufweisen, umfassen. Anforderungen in Bezug auf Rückmeldungsinformationen können unter Verwendung von wenigstens einer von der Vielzahl von Empfangsantennen über wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen empfangen werden. Es kann Anforderungen in Bezug auf die Modifikation der Anzahl von Sendeantennen, die während des Sendens von empfangenen Daten verwendet werden, in den gesendeten Antwortnachrichten geben, die die Rückmeldungsinformationen aufweisen. Es kann Anforderungen in Bezug auf eine Modifikation der Sendecharakteristiken von Daten, die über wenigstens eine von der Vielzahl von Empfangsantennen empfangen werden, in den gesendeten Antwortnachrichten geben, die die Rückmeldungsinformationen aufweisen. Die Antwortnachrichten können die Rückmeldungsinformationen aufweisen, die in den Anforderungsnachrichten angefordert worden sind.
Das System kann des Weiteren das Aushandeln des Sendemodus für die Daten umfassen, die über wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen empfangen werden. Aspekte können des Weiteren das Senden von Rückmeldungsinformationen umfassen, die Kanalschätzwerte auf der Basis der Sendecharakteristiken der Daten aufweisen, die über wenigstens eine von der Vielzahl von Empfangsantennen empfangen worden sind. Rückmeldungsinformationen können aus einer mathematischen Matrixzerlegung der Kanalschätzwerte abgeleitet werden. Außerdem können Rückmeldungsinformationen aus der mathematischen Mittelwertbildung des Ergebnisses der mathematischen Matrixzerlegung der Kanalschätzwerte abgeleitet werden. Rückmeldungsinformationen können auch aus einer Kalibrierung der Kanalschätzwerte für die Kommunikation in wenigstens einer Richtung über wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen abgeleitet werden.
Bestimmte Aspekte eines Systems zur Kommunizierung von Informationen in einem Kommunikationssystem können einen Sender aufweisen, der Daten über eine Vielzahl von HF-Kanälen unter Verwendung einer Vielzahl von Sendeantennen sendet, wobei der Sender Rückmeldungsinformationen über wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen empfängt und der Sender einen Sendemodus auf der Basis der Rückmeldungsinformationen modifiziert. Der Sender kann Rückmeldungsinformationen unter Verwendung wenigstens einer von der Vielzahl von Sendeantennen über wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen anfordern. Die Anzahl an Sendeantennen, die während des Sendens von Daten verwendet wird, kann auf der Basis der Rückmeldungsinformationen modifiziert werden. Die Sendecharakteristiken von Daten, die über wenigstens eine von der Vielzahl von Sendeantennen gesendet werden, können auf der Basis der Rückmeldungsinformationen modifiziert werden. Der Sender kann spezielle Rückmeldungsinformationen in Anforderungsnachrichten anfordern.
Das System kann des Weiteren aufweisen, dass der Sender einen Sendemodus für das Senden von Daten über wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen aushandelt. Aspekte des Systems können des Weiteren das Empfangen von Rückmeldungsinformationen aufweisen, die Kanalschätzwerte auf der Basis der Sendecharakteristiken der Daten aufweisen, die von wenigstens einer von der Vielzahl von Sendeantennen gesendet worden sind. Rückmeldungsinformationen können aus einer mathematischen Matrixzerlegung der Kanalschätzwerte abgeleitet werden. Außerdem können Rückmeldungsinformationen aus der mathematischen Mittelwertbildung des Ergebnisses der mathematischen Matrixzerlegung der Kanalschätzwerte abgeleitet werden. Rückmeldungsinformationen können auch aus einer Kalibrierung der Kanalschätzwerte für die Kommunikation in wenigstens einer Richtung über wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen abgeleitet werden.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der Erfindung ist ein System zur Kommunizierung von Informationen in einem Kommunikationssystem bereitgestellt, welches Folgendes umfasst:
Senden von Daten über eine Vielzahl von Hochfrequenz-(HF)-Kanälen unter Verwendung einer Vielzahl von Sendeantennen;
Empfangen von Rückmeldungsinformationen über wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen; und
Modifizieren eines Sendemodus auf der Basis dieser Rückmeldungsinformationen.
Vorteilhafterweise umfasst das System des Weiteren das Anfordern der Rückmeldungsinformationen unter Verwendung wenigstens einer von der Vielzahl von Sendeantennen über den wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen.
Vorteilhafterweise umfasst das System des Weiteren das Modifizieren einer Anzahl der Vielzahl von Sendeantennen, die während des Sendens von Daten verwendet wird, auf der Basis der Rückmeldungsinformationen.
Vorteilhafterweise umfasst das System des Weiteren das Modifizieren der Sendecharakteristiken der gesendeten Daten über wenigstens eine von der Vielzahl von Sendeantennen auf der Basis der Rückmeldungsinformationen.
Vorteilhafterweise umfasst das System des Weiteren das Anfordern von speziellen Rückmeldungsinformationen in Anforderungsnachrichten.
Vorteilhafterweise umfasst das System des Weiteren das Aushandeln des Sendemodus für die gesendeten Daten über den wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen.
Vorteilhafterweise umfasst das System des Weiteren das Empfangen der Rückmeldungsinformationen, die Kanalschätzwerte auf der Basis von Sendecharakteristiken der gesendeten Daten aufweisen, über wenigstens eine von der Vielzahl von Sendeantennen.
Vorteilhafterweise umfasst das System des Weiteren das Ableiten der Rückmeldungsinformationen aus der mathematischen Matrixzerlegung der Kanalschätzwerte.
Vorteilhafterweise umfasst das System des Weiteren das Ableiten der Rückmeldungsinformationen aus der mathematischen Mittelwertbildung eines Ergebnisses der mathematischen Matrixzerlegung der Kanalschätzwerte.
Vorteilhafterweise umfasst das System des Weiteren das Ableiten der Rückmeldungsinformationen aus der Kalibrierung der Kanalschätzwerte für die Kommunikation in wenigstens einer Richtung über den wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der Erfindung ist ein System zur Kommunizierung von Informationen in einem Kommunikationssystem bereitgestellt, wobei das System Folgendes umfasst:
Empfangen von Daten über eine Vielzahl von HF-Kanälen unter Verwendung einer Vielzahl von Empfangsantennen;
Senden von Rückmeldungsinformationen über wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen; und
Anfordern einer Modifikation eines Sendemodus für die empfangenen Daten in gesendeten Antwortnachrichten, die die Rückmeldungsinformationen aufweisen.
Vorteilhafterweise umfasst das System des Weiteren das Empfangen von Anforderungen in Bezug auf die Rückmeldungsinformationen unter Verwendung wenigstens einer von der Vielzahl von Empfangsantennen über den wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen.
Vorteilhafterweise umfasst das System des Weiteren das Anfordern einer Modifikation einer Anzahl von Sendeantennen, die während des Sendens der empfangenen Daten verwendet worden ist, in den gesendeten Antwortnachrichten, die die Rückmeldungsinformationen aufweisen.
Vorteilhafterweise umfasst das System des Weiteren das Anfordern einer Modifikation der Sendecharakteristiken der empfangenen Daten über wenigstens eine von der Vielzahl von Empfangsantennen in den gesendeten Antwortnachrichten, die die Rückmeldungsinformationen aufweisen.
Vorteilhafterweise weisen die Antwortnachrichten die in den Anforderungsnachrichten angeforderten Rückmeldungsinformationen auf.
Vorteilhafterweise umfasst das System des Weiteren das Aushandeln des Sendemodus für die empfangenen Daten über den wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen.
Vorteilhafterweise umfasst das System des Weiteren das Senden der Rückmeldungsinformationen, die Kanalschätzwerte auf der Basis von Sendecharakteristiken der empfangenen Daten aufweisen, über wenigstens eine von der Vielzahl von Empfangsantennen.
Vorteilhafterweise umfasst das System des Weiteren das Ableiten der Rückmeldungsinformationen aus der mathematischen Matrixzerlegung der Kanalschätzwerte.
Vorteilhafterweise umfasst das System des Weiteren das Ableiten der Rückmeldungsinformationen aus der mathematischen Mittelwertbildung eines Ergebnisses der mathematischen Matrixzerlegung der Kanalschätzwerte.
Vorteilhafterweise umfasst das System des Weiteren das Ableiten der Rückmeldungsinformationen aus der Kalibrierung der Kanalschätzwerte für die Kommunikation in wenigstens einer Richtung über den wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der Erfindung ist ein System zur Kommunizierung von Informationen in einem Kommunikationssystem bereitgestellt, wobei das System Folgendes aufweist:
einen Sender, der Daten über eine Vielzahl von HF-Kanälen unter Verwendung einer Vielzahl von Sendeantennen sendet;
wobei der Sender Rückmeldungsinformationen über wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen empfängt und
der Sender einen Sendemodus auf der Basis der Rückmeldungsinformationen modifiziert.
Vorteilhafterweise fordert der Sender die Rückmeldungsinformationen unter Verwendung wenigstens einer von der Vielzahl von Sendeantennen über den wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen an.
Vorteilhafterweise modifiziert der Sender eine Anzahl von der Vielzahl von Sendeantennen, die während des Sendens von Daten verwendet wird, auf der Basis der Rückmeldungsinformationen.
Vorteilhafterweise modifiziert der Sender Sendecharakteristiken der gesendeten Daten über wenigstens eine von der Vielzahl von Sendeantennen auf der Basis der Rückmeldungsinformationen.
Vorteilhafterweise fordert der Sender spezielle Rückmeldungsinformationen in Anforderungsnachrichten an.
Vorteilhafterweise handelt der Sender den Sendemodus für die gesendeten Daten über den wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen aus.
Vorteilhafterweise empfängt der Sender die Rückmeldungsinformationen, die Kanalschätzwerte auf der Basis von Sendecharakteristiken der gesendeten Daten aufweisen, über wenigstens eine von der Vielzahl von Sendeantennen.
Vorteilhafterweise leitet der Sender die Rückmeldungsinformationen aus einer mathematischen Matrixzerlegung der Kanalschätzwerte ab.
Vorteilhafterweise leitet der Sender die Rückmeldungsinformationen aus der mathematischen Mittelwertbildung eines Ergebnisses der mathematischen Matrixzerlegung der Kanalschätzwerte ab.
Vorteilhafterweise leitet der Sender die Rückmeldungsinformationen aus der Kalibrierung der Kanalschätzwerte für die Kommunikation in wenigstens einer Richtung über den wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen ab.
Diese und weitere Vorteile, Aspekte und neuartige(n) Merkmale der vorliegenden Erfindung sowie auch Einzelheiten einer veranschaulichten Ausführungsform davon werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen besser verständlich.
KURZE BESCHREIBUNG VON MEHREREN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine beispielhafte graphische Darstellung, die eine drahtlose Kommunikation zwischen zwei mobilen Endgeräten in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
2 ist eine beispielhafte graphische Darstellung, die ein Eigen-Beamforming in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
3 ist eine beispielhafte graphische Darstellung, die den MIMO-Modus-Anforderungsrahmen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
4 ist eine beispielhafte graphische Darstellung, die den MIMO-Modus-Antwortrahmen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
5 ist eine beispielhafte graphische Darstellung, die den MIMO-Kanal-Anforderungsrahmen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
6a ist eine beispielhafte graphische Darstellung, die den MIMO-Kanal-Antwortrahmen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
6b ist eine beispielhafte graphische Darstellung, die das MIMO-Kanal-Antwortfeld für den Typ = „Vollständiger Kanal” in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
6c ist eine beispielhafte graphische Darstellung, die das MIMO-Kanal-Antwortfeld für den Typ = „SWZ-Reduzierter Kanal” in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
6d ist eine beispielhafte graphische Darstellung, die das MIMO-Kanal-Antwortfeld für den Typ = „Null” in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
7 ist ein beispielhaftes Ablaufdiagramm, das Schritte in dem Austausch von RX/TX-Rückmeldungsinformationen unter Verwendung von MIMO-Modus-Anforderungsrahmen und MIMO-Modus-Antwortrahmen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
8 ist ein beispielhaftes Ablaufdiagramm, das Schritte in dem Austausch von RX/TX-Rückmeldungsinformationen unter Verwendung von MIMO-Kanal-Anforderungsrahmen und MIMO-Kanal-Antwortrahmen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Bestimmte Ausführungsformen der Erfindung können in einem System für den Austausch von MIMO-Kanalmessungen gefunden werden. Es gibt Optionen zu herkömmlichen Mechanismen von RX/TX-Rückmeldungsmechanismen und zu anderen Vorschlägen für neue RX/TX-Rückmeldungsmechanismen. In einer Ausführungsform der Erfindung kann ein empfangendes mobiles Endgerät periodisch Rückmeldungsinformationen, die eine Kanalschätzwertmatrix H_up aufweisen, zu einem sendenden mobilen Endgerät senden. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann ein empfangendes mobiles Endgerät eine Singulärwertzerlegung (SWZ; engl.: SVD, singular value decomposition) bei der Kanalschätzwertmatrix durchführen und kann danach SWZ-abgeleitete Rückmeldungsinformationen zu dem sendenden mobilen Endgerät senden. Die Verwendung der SWZ kann den Betrag an Berechnung erhöhen, der an dem empfangenden mobilen Endgerät erforderlich ist, kann aber die Quantität an Informationen, die zu dem sendenden mobilen Endgerät über den HF-Kanal gesendet wird, im Vergleich zu dem Senden der gesamten Kanalschätzwertmatrix verringern. Noch eine andere Ausführungsform der Erfindung kann sich auf den Mechanismus ausdehnen, der sogenannte „Sounding Frames” verwendet, um die Kalibrierung zu integrieren. In diesem Aspekt der Erfindung kann ein empfangendes mobiles Endgerät nach dem Senden eines Sounding Frame danach eine Kanalschätzwertmatrix H_down von dem sendenden mobilen Endgerät empfangen. Dann kann das empfangende mobile Endgerät Rückmeldungsinformationen, die auf dem Unterschied H_up – H_down basieren, zu dem sendenden mobilen Endgerät senden.
Eine Ausführungsform der Erfindung kann ein MIMO-Kanal-Prüf- und -Antwortsystem (MIMO channel probe and response system) umfassen, das eine flexible Lösung für die RX/TX-Rückmeldung bereitstellen kann, weil es eine Vielzahl von Rückmeldungsmechanismen unterstützen kann. In dieser Hinsicht kann ein sendendes mobiles Endgerät ein empfangendes mobiles Endgerät auffordern, Rückmeldungsinformationen über die zu verwendende Sendemoduskonfiguration bereitzustellen. Das sendende mobile Endgerät kann Rückmeldungsinformationen empfangen, die eine volle Kanalschätzwertmatrix aufweisen, wie diese von einem empfangenden mobilen Endgerät berechnet worden ist. Alternativ dazu kann das sendende mobile Endgerät Rückmeldungsinformationen empfangen, die Zerlegungsmatrizen aufweisen, die von einer vollen Kanalschätzwertmatrix abgeleitet worden sind, oder das sendende mobile Endgerät kann Rückmeldungsinformationen empfangen, die Matrizen aufweisen, die gemittelte Werte enthalten, die von den Zerlegungsmatrizen abgeleitet worden sind. Des Weiteren kann das sendende mobile Endgerät Rückmeldungsinformationen empfangen, die in einer Kalibrierungsprozedur verwenden werden können.
Von RX/TX-Rückmeldungsmechanismen kann verlangt werden, dass sie hohe Informationstransferraten sogar in HF-Kanälen mit schnellem Fading erzielen. In HF-Kanälen mit schnellem Fading kann sich aber die Kanalschätzwertmatrix H(t) schnell ändern. Infolgedessen kann es sein, dass sich auch der Betrag an Rückmeldungsinformationen, der benötigt wird, ebenfalls erhöht. Das Senden einer großen Menge an RX/TX-Rückmeldungsinformationen kann einen übermäßigen Overhead in dem HF-Kanal verursachen und kann die verfügbare Rate reduzieren, mit der andere Informationstransfers über den HF-Kanal stattfinden können.
Die SWZ ist ein Mechanismus, der die Quantität der Kanal-Rückmeldungsinformationen reduzieren kann, die zwischen einem empfangenen mobilen Endgerät und einem sendenden mobilen Endgerät gesendet wird. Die US-Patentanmeldung mit der Eingangsnummer ___ (Anwaltsaktenzeichen 16307US02) beschreibt die SWZ und wird hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme darauf als Bestandteil der vorliegenden Patentanmeldung eingegliedert. Wenn die SWZ berechnet wird, kann eine Vielzahl von Methoden bei der Durchführung einer SWZ-Reduzierung bei der vollen Kanalschätzwertmatrix verwendet werden. In einer Ausführungsform der Erfindung kann eine volle Kanalschätzwertmatrix, die von einem empfangenden mobilen Endgerät berechnet wird, nämlich H_est, durch ihre SWZ dargestellt werden: H_est = USV^H, wobei Gleichung [2]
H_est eine komplexe Matrix der Dimensionen N_rx × N_tx sein kann, wobei N_rx gleich der Anzahl an Empfangsantennen an dem empfangenden mobilen Endgerät sein kann und N_tx gleich der Anzahl an Sendeantennen an dem sendenden mobilen Endgerät sein kann, U eine orthonormale komplexe Matrix der Dimensionen N_rx × N_rx sein kann, S eine diagonale reelle Matrix der Dimensionen N_rx × N_tx sein kann und V eine orthonormale komplexe Matrix der Dimensionen N_tx × N_tx sein kann, wobei V^H die hermitesche Transformation der Matrix V ist. Die Singulärwerte in der Matrix S können die Quadratwurzeln der Eigenwerte für die Matrix H_est darstellen, U kann die linken Singulärvektoren für die Matrix H_est darstellen, wobei die Spalten von U die Eigenvektoren des Matrixprodukts H_estH_est ^H sein können, und V^H kann die rechten Singulärvektoren für die Matrix H_est darstellen, wobei die Spalten von V die Eigenvektoren des Matrixprodukts H_est ^HH_est sein können.
Wenn wir eine quadratische N_tx×N_tx-Matrix W = H_est ^HH_est definieren, dann kann für einen gegebenen Eigenwert von H_est, λ, die folgende Beziehung für einen von Null verschiedenen Vektor R existieren: WR = λR Gleichung [3]
Daraus folgt, dass: (H_est ^HH_est – λI)R = 0, wobei Gleichung [4] I die Einheitsmatrix sein kann.
Das Lösen der Gleichung [4], die auch als eine „charakteristische Gleichung” bekannt sein kann, kann einen Satz von Eigenwerten erzeugen. Durch das Verwenden jedes dieser Eigenwerte iterativ in Gleichung [4] kann eine Reihe von Eigenvektoren R abgeleitet werden. Diese Reihe von Eigenvektoren R kann die Spalten der Matrix V bilden.
Da H_est ^HH_est = VS²V^H ist, kann dann, wenn eine Matrix von Eigenvektoren, V, und eine diagonale Matrix von Eigenwerten, S, gegeben sind, eine Matrix H_est abgeleitet werden. Deshalb kann die Kanalschätzwertmatrix H_est aus der SWZ in Gleichung [2] von einem sendenden mobilen Endgerät aus Rückmeldungsinformationen rekonstruiert werden, die nur V^H und S enthalten. Da N_rx größer als N_tx sein kann, kann die Quantität der Informationen, die in den Matrizen V^H und S enthalten ist, geringer als die sein, die in der Matrix H_est enthalten ist. In einer Ausführungsform der Erfindung kann jeder der komplexen Koeffizienten der Matrix V^H unter Verwendung von zum Beispiel einer vorzeichenbehafteten 12-Bit-Ganzzahl für eine I-Komponente und einer vorzeichenbehafteten 12-Bit-Ganzzahl für eine Q-Komponente codiert werden. Jeder der von Null verschiedenen, diagonalen reellen Koeffizienten der Matrix S kann zum Beispiel als IEEE-32-Bit-Gleitkommazahlen codiert werden.
Für einen HF-Kanal kann H_est für Töne unterschiedlicher Frequenzen, die über den HF-Kanal übertragen werden, verschieden sein. Infolgedessen kann eine Vielzahl von Kanalschätzwertmatrizen H_est berechnet werden, um jeden Ton zu berücksichtigen, der über den HF-Kanal gesendet werden kann. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann eine weitere Reduzierung der Quantität an Informationen, die in Rückmeldungsinformationen gesendet wird, erzielt werden, indem eine Vielzahl von SWZ bei H_est wie in Gleichung [2] berechnet wird und die Koeffizientenwerte in den Matrizen V^H und S über eine Vielzahl von Tönen gemittelt werden. In einem Aspekt der Erfindung kann dann, wenn M Töne über den HF-Kanal übertragen werden, zum Beispiel ein adaptiver Modulationsmechanismus verwendet werden, und eine diagonale Matrix D, die auf der Basis eines Mittelwerts der individuellen Matrizen S_i abgeleitet wird, die von jedem der Töne abgeleitet werden:
Eine adaptive Modulation kann die Darstellung jedes der von Null verschiedenen Koeffizienten in der diagonalen Matrix, d_ii, auf 8 Bits pro gemitteltem Ton begrenzen. Somit kann durch das Ersetzen der Vielzahl von Matrizen S_i durch die Matrix D die Quantität an Singulärwertmatrixinformationen, die in Rückmeldungsinformationen übertragen wird, um einen Faktor von 4M reduziert werden.
Eine Vielzahl von L Matrizen Avg_k(V^H) kann durch die Mittelwertbildung der Koeffizienten von den Matrizen V^H in Gruppen von 6 Tönen abgeleitet werden. Des Weiteren kann die Matrix von komplexen Koeffizientendurchschnittswerten in der folgenden Form dargestellt werden: Avg_k(V(f)^H) = |Avg_k(V(f)^H)|e^jφ, wobei Gleichung [6] V(f)^H V^H als eine Funktion der Frequenz ausdrückt, |Avg_k(V(f)^H)| die Größe (Betrag) des Durchschnittswertes der I- und Q-Komponenten unter der Vielzahl von 6 V(f)^H-Matrizen darstellen kann, deren Koeffizienten in einer Gruppe gemittelt werden, und φ die Phase der entsprechenden I- und Q-Komponenten darstellen kann, der Index k eine individuelle Matrix von gemittelten Werten von V^H darstellen kann und L gleich M/6 sein kann. In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Größe |Avg_k(V(f)^H)| als eine 6-Bit-Ganzzahl dargestellt werden, und die Phase φ kann als eine 4-Bit-Ganzzahl dargestellt werden. Durch das Ersetzen der Vielzahl von M Matrizen V^H durch eine Vielzahl von L Matrizen Avg(V(f)^H) kann die Quantität an Singulärvektorinformationen, die in Rückmeldungsinformationen gesendet wird, um einem Faktor von 6 × (24/10) reduziert werden.
Die Erfindung ist nicht auf einen Mittelwert von Singulärwerten wie in Gleichung [5] ausgedrückt beschränkt, und die Erfindung ist nicht auf das Ausdrücken des Mittelwertes als eine 8-Bit-Binär-Datenentität beschränkt. In ähnlicher Weise ist die Erfindung, wie sie in Gleichung [6] ausgedrückt ist, nicht auf das Berechnen von Mittelwerten in Gruppen von 6 Tönen beschränkt, und die Erfindung ist nicht auf das Ausdrücken der Größen der Mittelwerte als 6-Bit-Ganzzahlen und der Phasen der Mittelwerte als 4-Bit-Ganzzahlen beschränkt. Andere Möglichkeiten existieren und werden als in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallend in Betracht gezogen.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann eine Kalibrierungsprozedur zwischen dem sendenden mobilen Endgerät und dem empfangenden mobilen Endgerät durchgeführt werden. In diesem Fall kann das sendende mobile Endgerät eine volle Kanalschätzwertmatrix H_down berechnen. Das sendende mobile Endgerät kann H_down zu dem empfangenden mobilen Endgerät senden. Das empfangende mobile Endgerät kann dann eine SWZ bei H_down durchführen, um die Matrizen S_down und V_down ^H auf der Basis der Einstellung von U_down gleich dem Wert von U abzuleiten, der aus H_est in Gleichung [2] abgeleitet wird. Des Weiteren kann das empfangende mobile Endgerät D_down und Avg_k(V_down(f)^H) ableiten. Das empfangende mobile Endgerät kann eine Kalibrierung durchführen, indem es die Matrix D_down mit der Matrix D vergleicht, wie diese in Gleichung [5] abgeleitet wird: D_Δ = D_down – D Gleichung [7] und indem es die Vielzahl von Matrizen Avg_k(V_down(f)^H) mit der Vielzahl von Matrizen Avg_k(V(f)^H) vergleicht, wie diese in Gleichung [6] abgeleitet werden: Avg_k(V_Δ) = Avg_k(V_down(f)^H) – Avg_k(V(f)^H) Gleichung [8]
Wenn Avg_k(V_Δ) gleich 0 für alle Werte k = 1, ...L, ist, dann kann die SWZ aus der Gleichung [2] an dem sendenden mobilen Endgerät durch das Senden von nur der Matrix D_Δ rekonstruiert werden. Wenn Avg_k(V_Δ) nicht gleich 0 für alle Werte k = 1, ...L ist, dann kann die SWZ aus der Gleichung [2] an dem sendenden mobilen Endgerät rekonstruiert werden, indem die Matrix D_Δ und die Vielzahl von von Null verschiedenen Koeffizienten von den Matrizen Avg_k(V_Δ) gesendet werden.
1 ist eine beispielhafte graphische Darstellung, die eine drahtlose Kommunikation zwischen zwei mobilen Endgeräten in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Unter Bezugnahme auf 1 ist ein erstes mobiles Endgerät 102, ein zweites mobiles Endgerät 122 und ein Hochfrequenz(HF)-Kommunikationskanal 150 gezeigt. Ein Beispiel für ein Standardverfahren, durch das ein erstes mobiles Endgerät 102 und ein zweites mobiles Endgerät 122 über einen HF-Kanal 150 kommunizieren können, kann in der IEEE-Resolution 802.11n definiert sein. Eine Vielzahl von unterschiedlichen Frequenzen kann verwendet werden, um über den HF-Kanal 150 zu kommunizieren, und eine oder mehrere Frequenzen können verwendet werden, um Informationen zwischen dem ersten mobilen Endgerät 102 und einem zweiten mobilen Endgerät 122 zu kommunizieren.
Das erste mobile Endgerät 102 kann des Weiteren einen Codierungsprozessor 104, einen Modulationsbock 106, einen Mapping-Block 108, einen Gewichtungsblock 110 und eine oder mehrere Antennen, wie etwa die Vielzahl von Antennen 112, ... 114, aufweisen. Das zweite mobile Endgerät 122 kann des Weiteren eine oder mehrere Antennen, wie etwa die Vielzahl von Antennen 124, ... 126, einen Gewichtungsblock 128, einen Demapping-Block 130, einen Demodulationsblock 132 und einen Decodierungsprozessor 134 aufweisen.
Der Codierungsprozessor 104 kann eine geeignete Logik, geeignete Schaltungen und/oder einen geeigneten Code aufweisen, die dafür ausgelegt sein können, eine Codierung bei Informationen durchzuführen, die von dem sendenden mobilen Endgerät gesendet werden sollen, wie zum Beispiel die binäre Faltungscodierung (BCC; binary convolutional coding). Der Modulationsblock 106 kann eine geeignete Logik, geeignete Schaltungen und/oder einen geeigneten Code aufweisen, die dafür ausgelegt sein können, Basisbandinformationen in ein oder mehrere HF-Signale zu modulieren. Der Mapping-Block 108 kann eine geeignete Logik, geeignete Schaltungen und/oder einen geeigneten Code aufweisen, die dafür ausgelegt sein können, ein HF-Signal für eine Übertragung über eine oder mehrere Antennen 112, ... 114 zuzuordnen. Der Gewichtungsblock 110 kann eine geeignete Logik, geeignete Schaltungen und/oder einen geeigneten Code aufweisen, die dafür ausgelegt sein können, Skalierungsfaktoren oder Gewichtungen zu individuellen HF-Signalen für das Senden über eine oder mehrere Antennen 112, ... 114 zuzuordnen.
In dem zweiten mobilen Endgerät 122 können eine oder mehrere Antennen 124, ... 126 Informationen von dem ersten mobilen Endgerät 102 über eine oder mehrere Frequenzen über den HF-Kommunikationskanal 150 empfangen. Der Gewichtungsblock 128 kann eine geeignete Logik, geeignete Schaltungen und/oder einen geeigneten Code aufweisen, die dafür verwendet werden können, Gewichtungen zu individuellen HF-Signalen zuzuordnen, die über eine oder mehrere Antennen 124, ... 126 empfangen werden. Der Demapping-Block 130 kann eine geeignete Logik, geeignete Schaltungen und/oder einen geeigneten Code aufweisen, die dafür verwendet werden können, einen Satz von HF-Signalen, die von einer oder mehreren Antennen 124, ... 126 empfangen werden, in einen anderen Satz von einem oder mehreren HF-Signalen abzustimmen. Der Demodulationsblock 132 kann eine geeignete Logik, geeignete Schaltungen und/oder einen geeigneten Code aufweisen, die dafür ausgelegt sein können, ein oder mehrere HF-Signale in ein oder mehrere Basisbandsignale zu demodulieren. Der Decodierungsprozessor 134 kann eine geeignete Logik, geeignete Schaltungen und/oder einen geeigneten Code aufweisen, die dafür ausgelegt sein können, eine Decodierung von Informationen, die von einer oder mehreren Antennen 124, ... 126 empfangen werden, in zum Beispiel binäre Informationen durchzuführen.
2 ist eine beispielhafte schematische Darstellung, die das Eigen-Beamforming in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Unter Bezugnahme auf 2 ist ein sendendes mobiles Endgerät 202, ein empfangendes mobiles Endgerät 222 und eine Vielzahl von HF-Kanälen 242 gezeigt. Das sendende mobile Endgerät 202 weist einen Sendefilter-Koeffizientenblock V 204, ein erstes Quellensignal s₁ 206, ein zweites Quellensignal s₂ 208, ein drittes Quellensignal s₃ 210 und eine Vielzahl von Sendeantennen 212, 214 und 216 auf.
Während des Betriebs kann die Sendeantenne 212 dafür ausgelegt sein, ein Signal x₁ zu senden, die Sendeantenne 214 kann ein Signal x₂ senden und die Sendeantenne 216 kann ein Signal x₃ senden. Beim Beamforming kann jedes gesendete Signal x₁, x₂ und x₃ eine Funktion einer gewichteten Summierung von wenigstens einem von der Vielzahl der Quellensignale s₁, s₂ und s₃ sein. Die Gewichtungen können durch den Sendefilter-Koeffizientenblock V derart bestimmt werden, dass: X = VS, wobei Gleichung [9] S zum Beispiel durch eine 3×1 Matrix {s₁, s₂, s₃} dargestellt werden kann und X zum Beispiel durch eine 3×1 Matrix {x₁, x₂, x₃} dargestellt werden kann. Dementsprechend kann V als eine 3×3 Matrix {{v₁₁, v₁₂, v₁₃}{v₂₁, v₂₂, v₂₃}{v₃₁, v₃₂, v₃₃}} dargestellt werden.
Das empfangende mobile Endgerät 222 weist einen Empfangsfilter-Koeffizientenblock U* 224, ein erstes Zielsignal y ~₁ 226, ein zweites Zielsignal y ~₂ 228, ein drittes Zielsignal y ~₃ 230 und eine Vielzahl von Empfangsantennen 232, 234 und 236 auf. Die Empfangsantenne 232 kann dafür ausgelegt sein, ein Signal y₁ zu empfangen, die Empfangsantenne 234 kann ein Signal y₂ empfangen und die Empfangsantenne 236 kann ein Signal y₃ empfangen. Die Charakteristiken der Vielzahl von HF-Kanälen 242, die für die Kommunikation zwischen dem sendenden mobilen Endgerät 202 und dem empfangenden mobilen Endgerät 222 verwendet wird, können mathematisch durch eine Transferkoeffizientenmatrix H dargestellt werden.
3 ist eine beispielhafte schematische Darstellung, die den MIMO-Modus-Anforderungsrahmen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Unter Bezugnahme auf 3 ist ein MIMO-Modus-Anforderungsrahmen 300 gezeigt, der ein Kategoriefeld 302, ein Aktionsfeld 304, ein Dialog-Token-Feld 306 und ein Modus-Anforderungsfeld 308 aufweist. Das Kategoriefeld 302 kann zum Beispiel 1 Oktett an binären Daten aufweisen, die die allgemeine Kategorie des Rahmens innerhalb des breiteren Kontextes aller Rahmen identifizieren können, die in IEEE 802.11 definiert sind. Das Kategoriefeld 302 kann auf einen speziellen Wert gesetzt werden, um die Kategorie zu identifizieren, die für den MIMO-Modus-Anforderungsrahmen definiert ist. Das Aktionsfeld 304 kann zum Beispiel 1 Oktett an binären Daten aufweisen, die den Rahmentyp identifizieren können. Das Aktionsfeld 304 kann auf einen speziellen Wert gesetzt werden, um einen MIMO-Modus-Anforderungsrahmen zu identifizieren. Das Dialog-Token-Feld 306 kann zum Beispiel 1 Oktett an binären Daten aufweisen, die einen bestimmten MIMO-Modus-Anforderungsrahmen identifizieren können. Dieses Feld kann dazu verwendet werden, einen speziellen MIMO-Modus-Anforderungsrahmen in dem Fall zu identifizieren, dass ein sendendes mobiles Endgerät 202 eine Vielzahl von MIMO-Modus-Anforderungsrahmen gesendet hat, wie dies zum Beispiel der Fall sein könnte, wenn ein sendendes mobiles Endgerät 202 mit einer Vielzahl von empfangenden mobilen Endgeräten 222 kommunizieren würde.
Das Modus-Anforderungsfeld 308 kann zum Beispiel 1 Oktett an binären Daten aufweisen, die die Funktion identifizieren können, die von dem mobilen Endgerät durchgeführt werden soll, das den MIMO-Modus-Anforderungsrahmen empfängt. Das Modus-Anforderungsfeld 308 kann auf einen speziellen Wert gesetzt werden, um anzuzeigen, dass Rückmeldungsinformationen über den Sendemodus, der beim Senden zu einem empfangenden mobilen Endgerät 222 verwendet werden soll, von dem sendenden mobilen Endgerät 202 angefordert werden. Das Modus-Anforderungsfeld 308 kann auch Informationen aufweisen, die Fähigkeiten des sendenden mobilen Endgeräts 202 anzeigen. Ein empfangendes mobiles Endgerät 222, das den MIMO-Modus-Anforderungsrahmen empfängt, kann Informationen über Fähigkeiten des sendenden mobilen Endgeräts 202 dabei verwenden, in Reaktion auf den MIMO-Modus-Anforderungsrahmen dem sendenden mobilen Endgerät 202 Rückmeldungsinformationen bereitzustellen.
Der MIMO-Modus-Anforderungsrahmen 300 kann von einem sendenden mobilen Endgerät 202 zu einem empfangenden mobilen Endgerät 222 über einen HF-Kanal 242 gesendet werden, um anzufordern, dass das empfangende mobile Endgerät 222 Rückmeldungsinformationen über den Sendemodus bereitstellen soll, den das sendende mobile Endgerät 202 verwenden soll, wenn es Informationen zu dem empfangenden mobilen Endgerät 222 über den HF-Kanal 242 sendet.
4 ist eine beispielhafte schematische Darstellung, die den MIMO-Modus-Antwortrahmen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Unter Bezugnahme auf 4 ist ein MIMO-Modus-Antwortrahmen 400 gezeigt, der ein Kategoriefeld 402, ein Aktionsfeld 404, ein Dialog-Token-Feld 406 und ein Modus-Antwortfeld 408 aufweist. Das Kategoriefeld 402 kann zum Beispiel 1 Oktett an binären Daten aufweisen, die die allgemeine Kategorie des Rahmens in dem breiteren Kontext aller Rahmen identifizieren kann, die in IEEE 802.11 definiert sind. Das Kategoriefeld 402 kann auf einen speziellen Wert gesetzt werden, um die Kategorie zu identifizieren, die für den MIMO-Modus-Antwortrahmen definiert ist. Das Aktionsfeld 404 kann zum Beispiel 1 Oktett an binären Daten aufweisen, die den Rahmentyp identifizieren können. Das Aktionsfeld 404 kann auf einen speziellen Wert gesetzt werden, um einen MIMO-Modus-Antwortrahmen zu identifizieren. Das Dialog-Token-Feld 406 kann zum Beispiel 1 Oktett an binären Daten aufweisen, die einen bestimmten MIMO-Modus-Antwortrahmen identifizieren können. Dieses Feld kann verwendet werden, um einen speziellen MIMO-Modus-Antwortrahmen gegenüber einem sendenden mobilen Endgerät 202 zu identifizieren.
Das Modus-Antwortfeld 408 kann Rückmeldungsinformationen aufweisen, die in Reaktion auf einen vorhergehenden MIMO-Modus-Anforderungsrahmen zurückgeleitet werden können. Das Modus-Antwortfeld 408 kann zum Beispiel 4 Oktette an binären Daten aufweisen. Das Modus-Antwortfeld 408 kann Rückmeldungsinformationen, die zu einer Anzahl von räumlichen Strömen gehören, die ein sendendes mobiles Endgerät 202 verwenden kann, wenn es zu einem empfangenden mobilen Endgerät 222 sendet, eine Anzahl an Sendeantennen, die ein sendendes mobiles Endgerät 202 verwenden kann, und eine Bandbreite aufweisen, die von einem sendenden mobilen Endgerät 202 verwendet werden kann. Außerdem kann das Modus-Antwortfeld 408 Rückmeldungsinformationen über eine zu verwendende Coderate für Informationen, die von einem sendenden mobilen Endgerät 202 gesendet werden, einen zu verwendenden Fehlerkorrekturcode-Typ und einen Typ von Modulation, der für Informationen verwendet werden soll, die von einem sendenden mobilen Endgerät 202 zu einem empfangenden mobilen Endgerät 222 gesendet werden, aufweisen. Ein empfangendes mobiles Endgerät 222 kann eine Null-Antwort in dem Modus-Antwortfeld 408 angeben, um zum Beispiel anzuzeigen, dass das empfangende mobile Endgerät 222 nicht in der Lage ist, einen angeforderten Sendemodus in Reaktion auf einen MIMO-Modus-Anforderungsrahmen 300 zu bestimmen.
Der MIMO-Modus-Antwortrahmen 400 kann von einem empfangenden mobilen Endgerät 222 zu einem sendenden mobilen Endgerät 202 in Reaktion auf einen vorhergehenden MIMO-Modus-Anforderungsrahmen 300 gesendet werden, um Rückmeldungsinformationen über den Sendemodus bereitzustellen, den das sendende mobile Endgerät 202 verwenden soll, wenn es Informationen zu dem empfangenden mobilen Endgerät 222 über den HF-Kanal 242 sendet.
In einer Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf 2 bis 4 kann das sendende mobile Endgerät 202 einen MIMO-Modus-Anforderungsrahmen 300 zu einem empfangenden mobilen Endgerät 222 senden. In dem MIMO-Modus-Anforderungsrahmen 300 kann ein ganzzahliger Wert ,seq' in dem Dialog-Token-Feld 306 des MIMO-Modus-Anforderungsrahmens 300 enthalten sein. Wenn das empfangende mobile Endgerät 222 den Wert seq in das Dialog-Token-Feld 406 in dem MIMO-Modus-Antwortrahmen 400 integriert, dann kann das sendende mobile Endgerät 202, welches den MIMO-Modus-Antwortrahmen 400 empfängt, in der Lage sein, den Rahmen als die Antwort auf den MIMO-Modus-Anforderungsrahmen 300 zu identifizieren, der vorher von dem sendenden mobilen Endgerät 202 zu dem empfangenden mobilen Endgerät 222 gesendet worden ist.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann das sendende mobile Endgerät 202 einen ersten MIMO-Modus-Anforderungsrahmen 300 zu einem ersten empfangenden mobilen Endgerät 222 senden. Das sendende mobile Endgerät 202 kann dann einen zweiten MIMO-Modus-Anforderungsrahmen zu einem zweiten empfangenden mobilen Endgerät senden. In dem ersten MIMO-Modus-Anforderungsrahmen kann ein ganzzahliger Wert ,seq1' in dem Dialog-Token-Feld 306 des MIMO-Modus-Anforderungsrahmens 300 enthalten sein. In dem zweiten MIMO-Modus-Anforderungsrahmen kann ein ganzzahliger Wert ,seq2' in dem Dialog-Token-Feld 306 des MIMO-Modus-Anforderungsrahmens 300 enthalten sein. Wenn das erste empfangende mobile Endgerät 222 den Wert seq1 in das Dialog-Token-Feld 406 in dem MIMO-Modus-Antwortrahmen 400 integriert, dann kann das sendende mobile Endgerät 202, das den MIMO-Modus-Antwortrahmen 400 empfängt, in der Lage sein, den Rahmen als die Antwort auf den ersten MIMO-Modus-Anforderungsrahmen 300 zu identifizieren, der vorher von dem sendenden mobilen Endgerät 202 zu dem ersten empfangenden mobilen Endgerät 222 gesendet worden ist. Wenn das zweite empfangende mobile Endgerät 222 den Wert seq2 in das Dialog-Token-Feld 406 in dem MIMO-Modus-Antwortrahmen 400 integriert, dann kann das sendende mobile Endgerät 202, das den MIMO-Modus-Antwortrahmen 400 empfängt, in der Lage sein, den Rahmen als die Antwort zu identifizieren, die dem zweiten MIMO-Modus-Anforderungsrahmen 300 entspricht, der vorher von dem sendenden mobilen Endgerät 202 zu dem zweiten empfangenden mobilen Endgerät gesendet worden ist.
Jedes individuelle Feld in entweder dem MIMO-Modus-Anforderungsrahmen 300 oder dem MIMO-Modus-Antwortrahmen 400 kann eine Vielzahl von Oktetten an binären Daten enthalten. Der MIMO-Modus-Anforderungsrahmen 300, der MIMO-Modus-Antwortrahmen 400 und jedes individuelle Feld in entweder dem MIMO-Modus-Anforderungsrahmen 300 oder dem MIMO-Modus-Antwortrahmen 400 kann von einer variablen Länge sein. Der MIMO-Modus-Anforderungsrahmen 300 oder der MIMO-Modus-Antwortrahmen 400 kann Informationen umfassen, die die Länge des jeweiligen Rahmens angeben. Der MIMO-Modus-Anforderungsrahmen 300 oder der MIMO-Modus-Antwortrahmen 400 kann Informationen umfassen, die die Länge jedes Felds angeben, das in dem jeweiligen Rahmen enthalten ist. Der MIMO-Modus-Anforderungsrahmen 300 und der MIMO-Modus-Antwortrahmen 400 können andere Informationen enthalten, die ein empfangendes mobiles Endgerät 222 und ein sendendes mobiles Endgerät 202 in die Lage versetzen, einen Sendemodus für einen gemeinsamen HF-Kanal aushandeln zu können.
5 ist eine beispielhafte schematische Darstellung, die den MIMO-Kanal-Anforderungsrahmen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Unter Bezugnahme auf 5 ist ein MIMO-Kanal-Anforderungsrahmen 500 gezeigt, der ein Kategoriefeld 502, ein Aktionsfeld 504, ein Dialog-Token-Feld 506 und ein MIMO-Kanal-Anforderungsfeld 508 aufweist. Das Kategoriefeld 502 kann zum Beispiel 1 Oktett an binären Daten aufweisen, die die allgemeine Kategorie des Rahmens innerhalb des breiteren Kontextes aller Rahmen identifizieren können, die in IEEE 802.11 definiert sind. Das Kategoriefeld 502 kann auf einen speziellen Wert gesetzt werden, um die Kategorie zu identifizieren, die für den MIMO-Kanal-Anforderungsrahmen definiert ist. Das Aktionsfeld 504 kann zum Beispiel 1 Oktett an binären Daten aufweisen, die den Rahmentyp identifizieren können. Das Aktionsfeld 504 kann auf einen speziellen Wert gesetzt werden, um einen MIMO-Kanal-Anforderungsrahmen zu identifizieren. Das Dialog-Token-Feld 506 kann zum Beispiel 1 Oktett an binären Daten aufweisen, die einen bestimmten MIMO-Kanal-Anforderungsrahmen identifizieren können. Dieses Feld kann verwendet werden, um einen speziellen MIMO-Kanal-Anforderungsrahmen in dem Falle zu identifizieren, dass ein sendendes mobiles Endgerät 202 eine Vielzahl von MIMO-Kanal-Anforderungsrahmen gesendet hat, wie dies der Fall sein kann, wenn ein sendendes mobiles Endgerät 202 mit einer Vielzahl von empfangenden mobilen Endgeräten 222 kommunizieren würde.
Der MIMO-Kanal-Anforderungsrahmen 500 kann von einem sendenden mobilen Endgerät 202 zu einem empfangenden mobilen Endgerät 222 über einen HF-Kanal 242 gesendet werden, um anzufordern, dass das empfangende mobile Endgerät 222 Rückmeldungsinformationen über die Kanalschätzwerte bereitstellt, die das empfangende mobile Endgerät 222 für den HF-Kanal 242 berechnet hat.
Das MIMO-Kanal-Anforderungsfeld 508 kann zum Beispiel 1 Oktett an binären Daten aufweisen, die die Funktion identifizieren können, die von dem mobilen Endgerät durchgeführt werden soll, das den MIMO-Kanal-Anforderungsrahmen empfängt. Das Kanal-Anforderungsfeld 508 kann auf einen speziellen Wert gesetzt werden, um anzuzeigen, dass Rückmeldungsinformationen über die Kanalschätzwerte, die das empfangende mobile Endgerät 222 für den HF-Kanal 242 berechnet hat, von dem sendenden mobilen Endgerät 202 angefordert werden. Das MIMO-Kanal-Anforderungsfeld 508 kann auch Informationen von der Kanalschätzmatrix H_down aufweisen, die an dem sendenden mobilen Endgerät 202 berechnet wird. Ein empfangendes mobiles Endgerät 222, das den MIMO-Kanal-Anforderungsrahmen empfängt, kann H_down-Informationen von dem sendenden mobilen Endgerät 202 verwenden, um eine Kalibrierung durchzuführen.
6a ist eine beispielhafte schematische Darstellung, die den MIMO-Kanal-Antwortrahmen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Unter Bezugnahme auf 6a ist ein MIMO-Kanal-Antwortrahmen 600 gezeigt, der ein Kategoriefeld 602, ein Aktionsfeld 604, ein Dialog-Token-Feld 606 und ein MIMO-Kanal-Antwortfeld 608 aufweist. Das Kategoriefeld 602 kann zum Beispiel 1 Oktett an binären Daten aufweisen, die die allgemeine Kategorie des Rahmens innerhalb des breiteren Kontextes aller Rahmen identifizieren können, die in IEEE 802.11 definiert sind. Das Kategoriefeld 602 kann auf einen speziellen Wert gesetzt werden, um die Kategorie zu identifizieren, die für den MIMO-Kanal-Antwortrahmen definiert ist. Das Aktionsfeld 604 kann zum Beispiel 1 Oktett an binären Daten aufweisen, die den Rahmentyp identifizieren können. Das Aktionsfeld 604 kann auf einen speziellen Wert gesetzt werden, um einen MIMO-Kanal-Antwortrahmen zu identifizieren. Das Dialog-Token-Feld 606 kann zum Beispiel 1 Oktett an binären Daten aufweisen, die einen bestimmten MIMO-Kanal-Antwortrahmen identifizieren können.
Dieses Feld kann verwendet werden, um einen spezifischen MIMO-Kanal-Antwortrahmen gegenüber einem sendenden mobilen Endgerät 202 zu identifizieren.
Das MIMO-Kanal-Antwortfeld 608 kann zum Beispiel eine variable Anzahl von Oktetten an binären Daten aufweisen, die Rückmeldungsinformationen in Reaktion auf einen vorhergehenden MIMO-Kanal-Anforderungsrahmen aufweisen können. 6b ist eine beispielhafte schematische Darstellung, die das MIMO-Kanal-Antwortfeld für den Typ = ”vollständiger Kanal” in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Das Längen-Unterfeld 612 innerhalb des MIMO-Kanal-Antwortfeldes 608 kann zum Beispiel 2 Oktette an binären Daten aufweisen, die Informationen aufweisen können, die die Länge des MIMO-Kanal-Antwortfeldes 608 angeben. Das Typen-Unterfeld 614 innerhalb des MIMO-Kanal-Antwortfeldes kann zum Beispiel 1 Oktett an binären Daten aufweisen, die Informationen aufweisen können, die die Rückmeldungsinformationen angeben, die in dem MIMO-Kanal-Antwortfeld 608 enthalten sind. In 6b ist der Rückmeldungsinformationstyp so gezeigt, dass er „vollständiger Kanal” anzeigt. Das Unterfeld 616 innerhalb des MIMO-Kanal-Antwortfeldes 608 kann zum Beispiel 1 Oktett an binären Daten aufweisen, die eine Angabe der Anzahl an Zeilen in der Matrix der Rückmeldungsinformationen aufweisen können, die in dem MIMO-Kanal-Antwortfeld 608 enthalten ist. Das Unterfeld 618 innerhalb des MIMO-Kanal-Antwortfeldes 608 kann zum Beispiel 1 Oktett an binären Daten aufweisen, die eine Angabe der Anzahl an Spalten in der Matrix der Rückmeldungsinformationen aufweisen können, die in dem MIMO-Kanal-Antwortfeld 608 enthalten ist. Das Unterfeld 620 innerhalb des MIMO-Kanal-Antwortfeldes 608 kann zum Beispiel eine variable Anzahl von Oktetten auf der Basis der Inhalte der Unterfelder 616 und 618 aufweisen, die die vollständige Kanalschätzwertmatrix aufweisen können, die während des Verarbeitens des vorhergehenden MIMO-Kanal-Anforderungsrahmens 500 berechnet worden war.
6c ist eine beispielhafte schematische Darstellung, die das MIMO-Kanal-Antwortfeld für den Typ = „SWZ-Reduzierter Kanal” in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Das Längen-Unterfeld 632 innerhalb des MIMO-Kanal-Antwortfeldes 608 kann zum Beispiel 2 Oktette an binären Daten aufweisen, die Informationen aufweisen können, die die Länge des MIMO-Kanal-Antwortfeldes 608 angeben. Das Typen-Unterfeld 634 innerhalb des MIMO-Kanal-Antwortfeldes kann zum Beispiel 1 Oktett an binären Daten aufweisen, die Informationen aufweisen können, die die Rückmeldungsinformationen angeben, die in dem MIMO-Kanal-Antwortfeld 608 enthalten sind. In 6c ist der Rückmeldungsinformationstyp so gezeigt, dass er ”SWZ-reduzierter Kanal” anzeigt. Das Unterfeld 636 innerhalb des MIMO-Kanal-Antwortfeldes 608 kann zum Beispiel 1 Oktett an binären Daten aufweisen, die eine Angabe der Anzahl an Zeilen in der Matrix von Rückmeldungsinformationen aufweisen können, die in dem MIMO-Kanal-Antwortfeld 608 enthalten ist. Das Unterfeld 638 innerhalb des MIMO-Kanal-Antwortfeldes 608 kann zum Beispiel 1 Oktett an binären Daten aufweisen, die eine Angabe der Anzahl an Spalten in der Matrix der Rückmeldungsinformationen aufweisen können, die in dem MIMO-Kanal-Antwortfeld 608 enthalten ist. Das Unterfeld 640 innerhalb des MIMO-Kanal-Antwortfeldes 608 kann zum Beispiel eine variable Anzahl an Oktetten auf der Basis der Inhalte der Unterfelder 636 und 638 aufweisen, die die rechte Singulärvektormatrix V aufweisen können. Das Unterfeld 642 innerhalb des MIMO-Kanal-Antwortfeldes 608 kann zum Beispiel eine variable Anzahl von Oktetten auf der Basis der Inhalte der Unterfelder 636 und 638 aufweisen, die die diagonale Matrix von Singulärwerten, nämlich S, aufweisen können. Die Matrizen V und S können aus der vollständigen Kanalschätzwertmatrix abgeleitet werden, die während der Verarbeitung des vorhergehenden MIMO-Kanal-Anforderungsrahmens 500 berechnet worden war.
6d ist eine beispielhafte schematische Darstellung, die das MIMO-Kanal-Antwortfeld für den Typ = „Null” in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Das Längen-Unterfeld 652 innerhalb des MIMO-Kanal-Antwortfeldes 608 kann zum Beispiel 2 Oktette an binären Daten aufweisen, die Informationen aufweisen können, die die Länge des MIMO-Kanal-Antwortfeldes 608 angeben. Das Typen-Unterfeld 654 innerhalb des MIMO-Kanal-Antwortfeldes kann zum Beispiel 1 Oktett an binären Daten aufweisen, die Informationen aufweisen können, die die Rückmeldungsinformationen angeben, die in dem MIMO-Kanal-Antwortfeld 608 enthalten sind. In 6d ist der Rückmeldungsinformationstyp so gezeigt, dass er ”Null” anzeigt. Wenn der Rückmeldungsinformationstyp „Null” ist, dann kann das empfangende mobile Endgerät 222 eventuell nicht in der Lage gewesen sein, einen Kanalschätzwert zu berechnen, wobei in diesem Fall das MIMO-Kanal-Antwortfeld 608 keine Rückmeldungsinformationen aufweisen kann.
Der MIMO-Kanal-Antwortrahmen 600 kann von einem empfangenden mobilen Endgerät 222 zu einem sendenden mobilen Endgerät 202 in Reaktion auf einen vorhergehenden MIMO-Kanal-Anforderungsrahmen 500 gesendet werden, um Rückmeldungsinformationen über die Kanalschätzwerte bereitzustellen, die das empfangende mobile Endgerät 222 für den HF-Kanal 242 berechnet hat.
Wenn die Quantität an Daten von SWZ-abgeleiteten Matrizen weiter durch eine Mittelwertbildung reduziert wird, kann das MIMO-Kanal-Antwortfeld 608 eine Angabe der Anzahl an Zeilen in den Matrizen, die in dem MIMO-Kanal-Antwortfeld 608 enthalten sind, eine Angabe der Anzahl an Spalten in den Matrizen, die in dem MIMO-Kanal-Antwortfeld enthalten sind, die Matrix D, wie sie in Gleichung [5] abgeleitet wird, und die Vielzahl von Matrizen Avg_k(V(f)^H), wie sie in Gleichung [6] abgeleitet werden, aufweisen. Wenn die Kalibrierungsprozedur verwendet wird, kann das MIMO-Kanal-Antwortfeld 608 eine Angabe der Anzahl an Zeilen in den Matrizen, die in dem MIMO-Kanal-Antwortfeld 608 enthalten sind, eine Angabe der Anzahl an Spalten in den Matrizen, die in dem MIMO-Kanal-Antwortfeld 608 enthalten sind, die Matrix D_Δ, wie sie in der Gleichung [7] abgeleitet wird, und die Matrix Avg_k(V_Δ), wie sie in der Gleichung [8] abgeleitet wird, aufweisen.
Der anfängliche MIMO-Kanal-Anforderungsrahmen 500 kann von dem sendenden mobilen Endgerät 202 zu dem empfangenden mobilen Endgerät 222 ohne Beamforming gesendet werden, und das Verwenden einer Anzahl von räumlichen Strömen kann gleich der Anzahl von Antennen sein. Für jeden räumlichen Strom kann die niedrigste Datenrate verwendet werden, wenn der MIMO-Kanal-Anforderungsrahmen 500 gesendet wird, um den Transfer von Informationen zwischen dem sendenden mobilen Endgerät 202 und dem empfangenen mobilen Endgerät 222 so zu ermöglichen, dass er so robust wie möglich ist. So kann zum Beispiel unter Bezugnahme auf 2 ohne das Beamforming die Antenne 212 ein Signal senden, das proportional zu nur dem Signal s₁ 206 ist, während die Antenne 214 ein Signal senden kann, das proportional zu nur dem Signal s₂ 208 ist, und die Antenne 216 ein Signal senden kann, das proportional zu nur dem Signal s₃ 210 ist, derart, dass: X = cS, wobei Gleichung [10] S durch eine 3×1 Matrix {s₁, s₂, s₃} repräsentiert werden kann, X durch eine 3×1 Matrix {x₁, x₂, x₃} repräsentiert werden kann und c eine skalare Entität sein kann.
Jedes individuelle Feld in entweder dem MIMO-Kanal-Anforderungsrahmen 500 oder dem MIMO-Kanal-Antwortrahmen 600 kann eine Vielzahl von Oktetten an binären Daten aufweisen. Der MIMO-Kanal-Anforderungsrahmen 500, der MIMO-Kanal-Antwortrahmen 600 und jedes individuelle Feld in entweder dem MIMO-Kanal-Anforderungsrahmen 500 oder dem MIMO-Kanal-Antwortrahmen 600 kann von einer variablen Länge sein. Der MIMO-Kanal-Anforderungsrahmen 500 oder der MIMO-Kanal-Antwortrahmen 600 kann Informationen umfassen, die die Länge des jeweiligen Rahmens angeben. Der MIMO-Kanal-Anforderungsrahmen 500 oder der MIMO-Kanal-Antwortrahmen 600 kann Informationen aufweisen, die die Länge jedes Feldes angeben, das innerhalb des jeweiligen Rahmens enthalten ist. Der MIMO-Kanal-Anforderungsrahmen 500 und der MIMO-Kanal-Antwortrahmen 600 können andere Informationen aufweisen, die ein empfangendes mobiles Endgerät 222 in die Lage versetzen, Rückmeldungsinformationen über die Kanalschätzwerte, die das empfangende mobile Endgerät 222 für den HF-Kanal 242 berechnet hat, zu einem sendenden mobilen Endgerät 202 kommunizieren zu können.
7 ist ein beispielhaftes Ablaufdiagramm, das Schritte in dem Austausch von RX/TX-Rückmeldungsinformationen unter Verwendung von MIMO-Modus-Anforderungsrahmen und MIMO-Modus-Antwortrahmen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Unter Bezugnahme auf 7 kann ein sendendes mobiles Endgerät 202 im Schritt 702 einen MIMO-Modus-Anforderungsrahmen zu einem empfangenden mobilen Endgerät 222 senden. Im Schritt 704 kann das empfangende mobile Endgerät 222 den MIMO-Modus-Anforderungsrahmen von dem sendenden mobilen Endgerät 202 empfangen. Im Schritt 706 kann das empfangende mobile Endgerät 222 den Sendemodus bestimmen. Wenn das empfangende mobile Endgerät 222 den Sendemodus bestimmt, kann das empfangende mobile Endgerät 222 im Schritt 710 einen MIMO-Modus-Antwortrahmen zu dem sendenden mobilen Endgerät 202 senden, der Informationen über den gewünschten Sendemodus enthält. Wenn das empfangende mobile Endgerät 222 den Sendemodus nicht bestimmt, kann das empfangende mobile Endgerät 222 im Schritt 708 einen MIMO-Modus-Antwortrahmen zu dem sendenden mobilen Endgerät 202 senden, der keine Rückmeldungsinformationen über den gewünschten Sendemodus enthält.
8 ist ein beispielhaftes Ablaufdiagramm, das Schritte in dem Austausch von RX/TX-Rückmeldungsinformationen unter Verwendung von MIMO-Kanal-Anforderungsrahmen und MIMO-Kanal-Antwortrahmen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Unter Bezugnahme auf 8 kann in dem Schritt 802 ein sendendes mobiles Endgerät 202 einen MIMO-Kanal-Anforderungsrahmen zu einem empfangenden mobilen Endgerät 222 senden. Im Schritt 804 kann das empfangende mobile Endgerät 222 den MIMO-Kanal-Anforderungsrahmen von dem sendenden mobilen Endgerät 202 empfangen. Im Schritt 806 kann das empfangende mobile Endgerät 222 feststellen, ob eine Null-Antwort zu dem sendenden mobilen Endgerät 202 zurückgesendet werden soll. Wenn eine Null-Antwort zurückgesendet werden soll, kann das empfangende mobile Endgerät 222 im Schritt 808 einen MIMO-Kanal-Antwortrahmen zu dem sendenden mobilen Endgerät 202 senden, der null Kanalinformationen enthält.
Wenn keine Null-Antwort gesendet werden soll, dann kann das empfangende mobile Endgerät im Schritt 810 bestimmen, ob eine ,vollständiger Kanal'-Antwort gesendet werden soll. Wenn eine ,vollständiger Kanal'-Antwort gesendet werden soll, kann das empfangende mobile Endgerät 222 im Schritt 812 einen MIMO-Kanal-Antwortrahmen zu dem sendenden mobilen Endgerät 222 senden, der die Anzahl an Sendeantennen, die Anzahl an Empfangsantennen und eine vollständige Kanalschätzwertmatrix enthält, die während der Verarbeitung des Präambelfeldes in dem vorhergehenden MIMO-Kanal-Anforderungsrahmen berechnet worden ist.
Wenn keine ,vollständiger Kanal'-Antwort gesendet werden soll, kann das empfangende mobile Endgerät 222 im Schritt 814 auf der Basis des Präambelfeldes in dem vorhergehenden MIMO-Kanal-Anforderungsrahmen eine vollständige Kanalschätzwertmatrix berechnen. Im Schritt 816 kann das empfangende mobile Endgerät 222 die Matrixzerlegung bei der vollständigen Kanalschätzwertmatrix berechnen. Im Schritt 816 kann die Matrixzerlegung bei der vollständigen Kanalschätzwertmatrix durch eine Vielzahl von Mechanismen durchgeführt werden, die die SWZ, die QR-Zerlegung, die LDU-Zerlegung (LDU = lower diagonal, diagonal, upper diagonal; untere Diagonale, Diagonale, obere Diagonale) und die Cholesky-Zerlegung umfassen. Im Schritt 818 kann das empfangende mobile Endgerät 222 einen MIMO-Kanal-Antwortrahmen zu dem sendenden mobilen Endgerät 202 senden, der die Anzahl an Sendeantennen, die Anzahl an Empfangsantennen, die rechte Singulärvektormatrix und die diagonale Matrix von Singulärwerten enthält.
Der Kanalrückmeldungsmechanismus kann eine genauere Schätzung von HF-Kanalcharakteristiken ermöglichen, als dies mit herkömmlichen IEEE 802.11-Systemen möglich ist, oder als wenn andere Vorschläge für neue RX/TX-Rückmeldungsmechanismen verwendet werden. In herkömmlichen IEEE 802.11-Spezifikationen kann es vielleicht keinen Rückmeldungsmechanismus geben, durch den das empfangende mobile Endgerät 222 einen speziellen Sendemodus angeben kann, der von einem sendenden mobilen Endgerät 202 verwendet werden soll. Folglich kann in herkömmlichen Systemen, die auf IEEE 802.11 basieren, das sendende mobile Endgerät 202 einen Sendemodus unabhängig auswählen ohne einen Mechanismus, durch den der Sendemodus an die Anforderungen des empfangenden mobilen Endgeräts 222 angepasst werden kann. Der MIMO-Modus-Antwortmechanismus kann es einem empfangenden mobilen Endgerät 222 ermöglichen, dem sendenden mobilen Endgerät 202 einen bestimmten Sendemodus vorzuschlagen.
Der beschriebene Kanalrückmeldungsmechanismus kann es dem empfangenden mobilen Endgerät 222 ermöglichen, zu dem sendenden mobilen Endgerät 202 Rückmeldungsinformationen über die Charakteristiken des HF-Kanals 242, wie diese von dem empfangenden mobilen Endgerät 222 erfasst worden sind, effizient zu kommunizieren. In Reaktion darauf kann das sendende mobile Endgerät 202 die HF-Signale, die zu dem empfangenden mobilen Endgerät 222 gesendet werden, auf der Basis der Kanalrückmeldungsinformationen anpassen, die von dem empfangenden mobilen Endgerät 222 empfangen worden sind. Ausführungsformen der Erfindung, die beschrieben worden sind, können als ein Ergebnis der RX/TX-Rückmeldung die Quantität an Rückmeldungsinformationen minimieren und dadurch den Betrag an Overhead, der dem HF-Kanal auferlegt wird, reduzieren. Dies kann es ermöglichen, dass der Kanalrückmeldungsmechanismus effektiv in HF-Kanälen mit schnellem Fading eingesetzt werden kann. Als eine Folge davon kann es der Kanalrückmeldungsmechanismus dem sendenden mobilen Endgerät ermöglichen, höhere Informationstransferraten und ein effektiveres Beamforming bei Signalen zu erzielen, die zu dem empfangenden mobilen Endgerät über einen HF-Kanal gesendet werden.
Die Erfindung darf nicht auf SWZ beschränkt werden, um den Betrag an Rückmeldungsinformationen zu reduzieren, der über einen HF-Kanal gesendet wird. Eine Vielzahl von Systemen kann für die Reduzierung der Quantität an Rückmeldungsinformationen im Vergleich zu dem Betrag an Informationen, der in einer vollständigen Kanalschätzwertmatrix enthalten ist, verwendet werden. Diese Mechanismen können zum Beispiel die SWZ, die LDU-Zerlegung, die Eigenwert-Zerlegung, die QR-Zerlegung und die Cholesky-Zerlegung umfassen.
Dementsprechend kann die vorliegende Erfindung in Hardware, Software oder in einer Kombination aus Hardware und Software realisiert werden. Die vorliegende Erfindung kann in einer zentralisierten Art und Weise in wenigstens einem Computersystem verwirklicht werden, oder sie kann in einer verteilten Art und Weise verwirklicht werden, in der verschiedene Elemente quer über mehrere, miteinander verbundene Computersysteme verteilt sind. Jede Art von Computersystem oder eine andere Vorrichtung, die für das Ausführen der hier beschriebenen Mechanismen ausgelegt ist, ist geeignet. Eine typische Kombination aus Hardware und Software kann ein Universalcomputersystem mit einem Computerprogramm sein, das dann, wenn es geladen und ausgeführt wird, das Computersystem derart steuert, dass dieses die hier beschriebenen Mechanismen ausführt.
Die vorliegende Erfindung kann auch in ein Computerprogrammerzeugnis eingebettet werden, das alle die Merkmale aufweist, die die Implementierung der hier beschriebenen Mechanismen ermöglicht, und das, wenn es in ein Computersystem geladen wird, in der Lage ist, diese Mechanismen auszuführen. Ein Computerprogramm in dem vorliegenden Kontext steht für jeglichen Ausdruck in jeder Sprache, jedem Code oder jeder Notation von einem Satz von Befehlen, der dafür gedacht ist, ein System, das eine Informationsverarbeitungsfähigkeit aufweist, zu veranlassen, eine bestimmte Funktion entweder direkt oder nach einer von oder beiden von den Folgenden durchzuführen: a) Umwandlung in eine andere Sprache, einen anderen Code oder eine andere Notation; b) Reproduktion in einer anderen materiellen Form.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben worden ist, werden die Fachleute auf dem Gebiet verstehen, dass verschiedene Änderungen durchgeführt werden können und Äquivalente die Stelle einnehmen können, ohne dass von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abgewichen wird. Außerdem können viele Modifikationen durchgeführt werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der vorliegenden Erfindung anzupassen, ohne dass von deren Schutzumfang abgewichen wird. Deshalb soll die vorliegende Erfindung nicht auf die bestimmte offenbarte Ausführungsform beschränkt sein, sondern die vorliegende Erfindung wird alle Ausführungsformen einschließen, die in den Schutzbereich der angehängten Ansprüche fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEEE 802.11 [0005]
IEEE-Resolution 802.11 [0006]
IEEE-Resolution 802.11 [0015]
IEEE 802.11 [0016]
IEEE 802.11 [0017]
IEEE-Resolution 802.11 [0018]
IEEE-Resolution 802.11 [0018]
IEEE 802.11-Rückmeldungsmechanismen [0020]
IEEE-32-Bit-Gleitkommazahlen [0078]
IEEE-Resolution 802.11n [0085]
IEEE 802.11 [0092]
IEEE 802.11 [0095]
IEEE 802.11 [0101]
IEEE 802.11 [0104]
IEEE 802.11-Systemen [0117]
IEEE 802.11-Spezifikationen [0117]
IEEE 802.11 [0117]

Claims

System zur Kommunizierung von Informationen in einem Kommunikationssystem, wobei das System Folgendes aufweist: einen Sender, der Daten über eine Vielzahl von HF-Kanälen unter Verwendung einer Vielzahl von Sendeantennen sendet; wobei der Sender Rückmeldungsinformationen über wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen empfängt und der Sender einen Sendemodus auf der Basis der Rückmeldungsinformationen modifiziert.
System nach Anspruch 1, wobei der Sender die Rückmeldungsinformationen unter Verwendung von wenigstens einer von der Vielzahl von Sendeantennen über den wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen anfordert.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Sender eine Anzahl von der Vielzahl von Sendeantennen, die während des Sendens von Daten verwendet wird, auf der Basis der Rückmeldungsinformationen modifiziert.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sender Sendecharakteristiken der gesendeten Daten über wenigstens eine von der Vielzahl von Sendeantennen auf der Basis der Rückmeldungsinformationen modifiziert.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sender spezielle Rückmeldungsinformationen in Anforderungsnachrichten anfordert.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sender den Sendemodus für die gesendeten Daten über den wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen aushandelt.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sender die Rückmeldungsinformationen, die Kanalschätzwerte auf der Basis von Sendecharakteristiken der gesendeten Daten aufweisen, über wenigstens eine von der Vielzahl von Sendeantennen empfängt.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sender die Rückmeldungsinformationen aus einer mathematischen Matrixzerlegung der Kanalschätzwerte ableitet.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sender die Rückmeldungsinformationen aus der mathematischen Mittelwertbildung eines Ergebnisses der mathematischen Matrixzerlegung der Kanalschätzwerte ableitet.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sender die Rückmeldungsinformationen aus der Kalibrierung der Kanalschätzwerte für die Kommunikation in wenigstens einer Richtung über den wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen ableitet.
Vorrichtung zur Kommunizierung von Informationen in einem Kommunikationssystem, welche umfasst: Mittel zum Senden von Daten über eine Vielzahl von Hochfrequenz-(HF)-Kanälen unter Verwendung einer Vielzahl von Sendeantennen; Mittel zum Empfangen von Rückmeldungsinformationen über wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen; und Mittel zum Modifizieren eines Sendemodus auf der Basis der Rückmeldungsinformationen.
Vorrichtung nach Anspruch 11, die des Weiteren Mittel aufweist zum Anfordern der Rückmeldungsinformationen unter Verwendung von wenigstens einer von der Vielzahl von Sendeantennen über den wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, die des Weiteren Mittel aufweist zum Modifizieren einer Anzahl von der Vielzahl von Sendeantennen, die während des Sendens von Daten verwendet wird, auf der Basis der Rückmeldungsinformationen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, die des Weiteren Mittel aufweist zum Modifizieren von Sendecharakteristiken der gesendeten Daten über wenigstens eine von der Vielzahl von Sendeantennen auf der Basis der Rückmeldungsinformationen.
Vorrichtung zur Kommunizierung von Informationen in einem Kommunikationssystem, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: Mittel zum Empfangen von Daten über eine Vielzahl von HF-Kanälen unter Verwendung einer Vielzahl von Empfangsantennen; Mittel zum Senden von Rückmeldungsinformationen über wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen; und Mittel zum Anfordern einer Modifikation eines Sendemodus für die empfangenen Daten in gesendeten Antwortnachrichten, die die Rückmeldungsinformationen aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 15, die des Weiteren Mittel aufweist zum Empfangen von Anforderungen in Bezug auf die Rückmeldungsinformationen unter Verwendung von wenigstens einer von der Vielzahl von Empfangsantennen über den wenigstens einen von der Vielzahl von HF-Kanälen.