DE20218536U1

DE20218536U1 - Mehrfach-Eingabe-Mehrfach-Ausgabe-Benutzergerät

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Publication number: DE20218536U1
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Description

•f ···· «· C

[0001]

Mehrfach-Eingabe-Mehrfach-Ausgabe-Benutzergerät

[0002] Gebiet der Erfindung

[0003] Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf drahtlose Kommunikationssysteme. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Übertragung von Signalen unter der Verwendung von Antennenfeldern.

[0004] Hintergrund

[0005] Ein Mehrfach-Eingabe-Mehrfach-Ausgabe(MIMO)-System ist in Fig. 1 beschrieben. Mehrere Sende- und/oder Empfangsantennen 12i bis 12_M (12), 16i bis 16_N (16) werden zum Übertragen der Kommunikation verwendet. Jede Antenne 12, 16 ist von den anderen Antennen 12, 16 beabstandet. Ein Sender überträgt unter Verwendung seines Antennenfelds 12 eine Kommunikation an einen Empfänger 18 über eine drahtlose Luftschnittstelle 14. Der Empfänger 18 empfängt die Kommunikation unter Verwendung seines Antennenfelds 16. Die Verwendung sowohl mehrerer Sende- als auch mehrerer Empfangsantennen 12, 16 wird als eine Mehrfach-Eingabe-Mehrfach-Ausgabe(MIMO)-Verarbeitung bezeichnet.

[0006] Typischerweise verwendet eine &Mgr;&Igr;&Mgr;&Ogr;-Verarbeitung mehrere Antennen sowohl am Basisstationssender als auch am Benutzergerätempfänger. Während das Aufstellen von Basisstations-Antennenfeldem im drahtlosen Kommunikationssystemen bereits üblich ist, bringt die gleichzeitige Aufstellung von Basisstations- und Benutzergerätsfeldern beträchtliche Erhöhungen der Kapazität und Datenraten durch das Eröffnen vielfacher Signalisierungsdimensionen.

[0007] Verfügbare &Mgr;&Igr;&Mgr;&Ogr;-Algorithmen sprechen Einzel-Pfad-Schwund-Kanäle an. Drahtlose Kommunikationssysteme sind jedoch durch Mehrwege-Schwund-Kanäle gekennzeichnet. Algorithmen, die für Einzel-Pfad-Schwund-Kanäle

konstruiert sind, erleiden in Anwesenheit von Mehrwegeeffekten typischerweise eine ernstliche Verschlechterung.

[0008] Es ist demnach wünschenswert, andere &Mgr;&Igr;&Mgr;&Ogr;-Systeme vorzusehen. [0009] Zusammenfassung

[0010] Daten werden von mehreren Sendeantennen gesendet und von mehreren Empfangsantennen an einem Benutzergerät empfangen. Am Benutzergerät wird an jeder Antenne ein Signal empfangen. Die empfangenen Signale enthalten durch jede Sendeantenne gesendete Signale. Jedes empfangene Antennensignal wird abgetastet, um ein kombiniertes empfangenes Signal zu erzeugen. Eine Gesamt-Kanalantwort wird geschätzt, die eine Kanalantwort für jede Sende- und Empfangs-Antennen-Kombination enthält. Das kombinierte empfangene Signal und die Gesamt-Kanalantwort werden zum Erzeugen eines Spreizdatenvektors verarbeitet. Der Spreizdatenvektor wird zur Wiederherstellung der gesendeten Daten entspreizt.

[0011] Kurzbeschreibung der Zeichnung(en)

[0012] Fig. 1 ist eine Veranschaulichung eines Senders und eines Empfängers unter Verwendung mehrerer Antennen.

[0013] Fig. 2 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines bevorzugten MIMO-Senders und -Empfängers.

[0014] Fig. 3A ist eine Ausführungsform eines MIMO-Kanal-Entzerrungsvorrichtung.

[0015] Fig. 3B ist ein Fließdiagramm einer MIMO-Kanal-Entzerrungs-Ausführungsform.

[0016] Fig. 4A ist eine alternative Ausführungsform einer MIMO-Kanal-Entzerrungsvorrichtung.

3··· · t * &bgr; f ·

[0017] Fig. 4B ist ein Fließdiagramm einer alternativen Ausführungsform einer MIMO-Kanalentzerrung.

[0018] Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en)

[0019] Fig. 2 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Mehrfach-Eingabe-Mehrfach-Ausgabe(MIMO)-Sender- und -Empfängersystems. Der Sender 20 kann in einem Benutzergerät, einer Basisstation oder beiden verwendet werden, und der Empfänger 22 kann in einer Basisstation, einem Benutzergerät oder beiden verwendet werden. Das &Mgr;&Igr;&Mgr;&Ogr;-System verwendet vorzugsweise eine Codemultiplex-Vielfachzugriffs(CDMA)-Luftschnittstelle, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, wie zum Beispiel eine FrequenzduplexiFDDyCDMA, Zeitduplex(TDD)/CDMA oder eine Zeitteilungs-Synchron-Codemultiplex-Vielfachzugriffs(TD-SCDMA)-Luftschnittstelle, auch wenn andere Luftschnittstellen verwendet werden können.

[0020] Ein Datenvektor d wird durch die drahtlose Luftschnittstelle durch den Sender 20 übertragen. Der Sender 20 hat M Antennen 34-i bis 34_M (34) im Antennenfeld. Wenn bei der Übertragung keine räumliche Diversität verwendet wird, ist M eins (eine einzige Antenne). Die Antennen 34 sind zueinander beabstandet, so dass eine niedrige Korrelation zwischen ihren empfangenen Signalen erreicht wird. Zur Verwendung bei einem Basisstationssender mit einer Winkelaufspreizung im Bereich von 1 bis 10 Grad beträgt die Antennentrennung vorzugsweise mehrere Wellenlängen, wie zum Beispiel vier Wellenlängen. Zur Verwendung bei einem UE-Empfänger kann, da die Winkelspreizung eher groß ist, eine kleine Trennung verwendet werden, wie zum Beispiel um eine halbe Wellenlänge. Je nach der Umsetzung könnten die räumlichen Trennungen andere Werte haben.

[0021] Für eine bevorzugte Umsetzung der Übertragung einer Multicode-Übertragung, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, ist der durch die M Antennen 34 zu übertragende Datenvektor d durch einen Multicode-Vektor-Codierer 26 codiert. Für jeden der Q Spreizcodes C₁ bis C₀ werden die Daten in M getrennte Datenströme du bis d_M,Q vor der Spreizung aufgespaltet. Die Gesamtzahl erzeugter Datenströme ist gleich M- Q. Um dies für C₁ zu zeigen, werden

»· &bgr;

Datenströme d_1t1 bis d_m>i erzeugt. Jeder der M Ströme ist einer Antenne 34 zugeordnet.

[0022] Für jeden Code werden die Datenströme durch ihren Code unter Verwendung einer entsprechenden Spreizvorrichtung 28i bis 28q (28), zum Beispiel durch einen Mischer gespreizt. Die gespreizten Datenströme, die der gleichen Antenne 34 zugeordnet sind, werden in einen Kombinierer 30i bis 30_M (30), zum Beispiel einen Addierer, eingespeist, der dieser Antenne 34 der M Antennen 34 zugeordnet ist, wodurch M gespreizte Datenvektoren, S₁ bis s_M erzeugt werden. Jeder kombinierte gespreizte Datenvektor S₁ bis s_M wird von einem Modulator 32i bis 32_M (32) moduliert und durch seine zugeordnete Antenne 34 durch die drahtlose Luftschnittstelle 24 ausgestrahlt.

[0023] Die in Fig. 2 gezeigte bevorzugte Multicode-Empfänger-Umsetzung ist dafür gedacht, wenn alle Multicode-Übertragungen die gleiche Kanalantwort bezüglich eines Sende- und Empfangs-Antennenpaars erfahren. Dies geschieht typischerweise in der Abwärtsverbindung. Alternativ dazu kann bei der Aufwärtsverbindung der Empfänger 22 von Fig. 2 zum Verarbeiten der Übertragungen eines einzigen Benutzers verwendet werden, wenn mehrere Benutzer senden. Die anderen Benutzersendungen werden als Rauschen behandelt.

[0024] Beim Empfänger 22 wird das von der jeweiligen Sendeantenne ausgestrahlte Signal von jeder der N Empfangsantennen 36i bis 36_N als ein kombiniertes empfangenes Signal empfangen. Wenn keine räumliche Empfangsdiversität verwendet wird, ist N eins (eine einzige Antenne). N ist vorzugsweise größer oder gleich M. Jedes empfangene Signal einer Antenne wird von einem Demodulator 38i bis 38_N (38) auf das Basisband demoduliert. Jedes demodulierte Signal wird abgetastet, wie zum Beispiel auf Chiprate oder bei einer Vielfachen der Chiprate, durch eine Abtastvorrichtung 40i bis 4O_n (40), um einen empfangenen Vektor für jede Antenne 36, ei bis cn zu erzeugen. Der kombinierte empfangene Vektor r enthält ei bis Cn-

[0025] Der kombinierte empfangene Vektor r wird in eine MIMO-Kanal-Entzerrungsvorrichtung 44 eingespeist. Ein Trainingssequenzsignal r'wird in eine

• ·

Kanalschätzungsvorrichtung 42 eingespeist. Die Kanalschätzungsvorrichtung 42 schätzt die Kanalantwort für jede Kombination einer Empfangs- und Sende-Antenne. Für eine /-te Empfangsantenne 36 und einey-te Sendeantenne 34 ist die Kanalantwort an einem k-ten Moment der Zeit h-,j(k). Die Gesamt-Kanalantwort für alle Antennenkombinationen am k-ten Moment der Zeit ist nach der Gleichung 1A.

H(k) =

h_u(k)

Gleichung 1A

[0026] Die Gesamtkanalantwort ist nach der Gleichung 1B

H =

H(O)	0	0
H(I)	H(O)	0
H(2)	H(I)	H(O)

H(L-I) H(L-I) H (L-3)

0 0

H(O) 0

0 H(L-I 0 ··· 0 H(L-I)

H(O) H(I)

0 H(L-V)

Gleichung 1B

[0027] Die Gesamtkanalantwort H wird an die MIMO-Kanal-Entzerrungsvorrichtung 44 weitergeleitet. Die MIMO-Kanal-Entzerrungsvorrichtung 44 verwendet die Kanalantwortmatrix H und entzerrt den empfangenen Vektor r zum Kompensieren der durch die drahtlose Luftschnittstelle 24 erfahrenen Kanalverzerrung, wodurch ein gespreizter Datenvektor s erzeugt wird. Der gespreizte Datenvektor s wird durch eine Spreiz-Vektor-Umordnungsvorrichtung 46 so umgeordnet, dass der gespreizte Datenvektor S₁ bis s_M einer jeden Sendeantenne wiederhergestellt wird. Der gespreizte Datenvektor s? bis s_M einer jeden Sendeantenne wird durch eine Entspreizvorrichtung 48 unter Verwendung der Spreizcodes C₁ bis C₀ entspreizt, um Daten für jeden der M codierten Datenströme für jede Antenne d_1:1 bis d_MiQ zu schätzen. Ein Decoder 50 für

• tt

&lgr; ■ · · mm m ·« m

entspreizte Datenströme kombiniert die Datenströme du bis d_M,Q zum Wiederherstellen des ursprünglichen Datenvektors d.

[0028] Jede durch eine bestimmte Kombination einer Sende-/Empfangs-Antenne übertragene Kommunikation erfährt eine andere Mehrwege-Umgebung als die anderen Sende-/Empfangs-Antennen-Kombinationen, aufgrund der räumlichen Diversität. Durch eine Verarbeitung der empfangenen Mehrwegekomponenten aller Empfangsantennen 36i bis 36n wird die Kapazität und die maximale Datenrate des Systems beträchtlich erhöht.

[0029] Fig. 3A ist eine Ausführungsform einer MIMO-Kanal-Entzerrungsvorrichtung 44 und Fig. 3B ist ein Fließdiagramm einer MIMO-Kanal-Entzerrungs-Ausführungsform. Andere Ausführungsformen einer MIMO-Kanal-Entzerrungsvorrichtung, wie zum Beispiel eine Cholesky- oder eine angenäherte Cholesky-Dekomposition, können ebenfalls verwendet werden. Die empfangenen Abtastungen der Kanal-Impuls-Antwort für jedes Antennenpaar sind nach der Gleichung 2

h_iJ(k),wobeik = 0,---,L-l Gleichung

[0030] / ist die i-te Empfangsantenne.; ist diey-te Sendeantenne, k ist die k-te Abtastung der Impulsantwort der Länge L. Die Kanalimpulsantwort aller Empfangs- und Sende-Antennenpaarungen für die k-te Abtastung ist nach Gleichung 3

H(k) =

\_M{k)

h_NM{k)

Gleichung 3

[0031] Der übertragene gespreizte Datenvektor s hat N₅- M Dimensionsvektoren S(TfJ. N_s ist die Anzahl übertragener Datensymbole. Der insgesamt empfangene Vektor r hat N_s + L-2 empfangene Vektoren von Dimensionen N und ist nach Gleichung 4

r(0)

r(N_s+L-2)

H(O) O 0 0 0 0 0 0

H(\) H(O) 0 0 0 0 0 0

H(2) H(I) H(O) 0 0 0 0 0

H(L-I) H(L-T) H(L-Z)

O O

0 0

H(O) O

O H(L-I)

0 0 0

H(O) H(I)

1(2)

s(N_s-l)_

O H (L-I) _

Gleichung 4

[0032] w ist der Rauschvektor. Alternativ kann die Gleichung 4 als die Gleichung geschrieben werden.

5 r = Hs + w

Gleichung 5

Der Vektor r und der Vektor w haben eine Länge von (N₃ + L-1) · N. Der Vektor s hat eine Länge von N₃M und H ist eine Matrix von (N₃ + L-1) ■ N mal N₃ ■ M.

[0033] Wie in Gleichung 4 gezeigt, ist die /-/-Matrix annähernd "block-zirkulierend".

Um die Matrix H "noch block-zirkulierender" zu machen, werden der Matrix H L-1 Block-Spalten hinzugefügt, um eine erweiterte Matrix H zu erzeugen, und eine entsprechende Anzahl von Nullen wird dem Vektor s hinzugefügt, um einen erweiterten s-Vektor zu erzeugen. Die L-1 Spaltenblöcke werden gemäß der block-zirkulierenden Struktur der /-/-Matrix hinzugefügt. Nach der Erweiterung der &EEgr;-Matrix und des s-Vektors hat die /-/-Matrix eine Dimension von (N₅ + L-1) ■ N mal (N₃ + L-1) · M, und s hat eine Länge von (N₃ + L-1) ■ M.

[0034] Als Abkürzung wird N₃ + L-1 durch D repräsentiert, so dass D = N₅ + L-1. Die erweiterte &EEgr;-Matrix der Größe DN mal DM mit Blöcken der Größe N mal M wird durch die Gleichung 6 dekomponiert.

W)

Gleichung 6 ist eine Block-Fouriertransformation mit einer Blockgröße von N mal N und

• · · m m m www

F(M) ist eine Block-Fouriertransformation mit einer Blockgröße von M mal M. F_(N) ist nach Gleichung 7

F_(N)=F®I_N

Gleichung 7 0 ist die Kronecker-Produktoperation und I_n ist eine A/-mal-/V-ldentitätsmatrix.

[0035] F(M) ist nach Gleichung 8

Gleichung 8 Im ist eine M-mal-M-ldentitätsmatrix.

[0036] Die blockdiagonale Matrix A (&ngr;,&mgr;) ist vorzugsweise eine Block-Fouriertransformation der ersten Blockspalte von H, auch wenn eine andere Spalte verwendet werden kann, (nach ihrer Permutation), Schritt 84. Eine Block-Fouriertransformationsvorrichtung 62 erzeugt A (_{&Ngr;&igr;&Mgr;}) durch Durchführen einer Block-Transformation einer Spalte von H. A_(n,m) wird vorzugsweise aus der Gleichung 9 abgeleitet.

diag_(NiM)( A(N₁M)) - F_(N)H(_N:M) (:,1:M)

Gleichung 9

diag_(NiM)( A(_NiM)) ist die Blockdiagonale von A_(N,m)- (:,1:M) repräsentiert die erste Blockspalte der Breite M. Durch Verwenden einer einzelnen Blockspalte von H zum Ableiten von A_(N,m), wird die &EEgr;-Matrix als eine block-zirkulierende Matrix angenähert.

[0037] Durch Einsetzen der Gleichung 6 in die Gleichung 2 resultiert die Gleichung 10.

A(N,M)F(M)S ⁼

Gleichung

[0038] Zum Lösen nach s wird anfänglich ein Vektor &khgr; durch die Gleichung 11, Schritt 86, bestimmt

K = (N)C

Gleichung 11 &khgr; wird vorzugsweise durch eine /V-Nicht-Block-Diskret-Fouriertransformation der Länge D bestimmt. Eine Block-Fouriertransformations-Vorrichtung 64 erzeugt &khgr; durch Durchführen der Blocktransformation von r.

[0039] Danach wird ein Vektor y durch die Gleichung 12, Schritt 88, bestimmt.

= &Zgr;

Gleichung 12 Eine y-Bestimmungsvorrichtung 66 erzeugt y_.

[0040] Da A(N₁M) eine blockdiagonale Matrix ist, wird y_ vorzugsweise Block für Block bestimmt, indem D Systeme von Gleichungen kleinerer Größe, wie zum Beispiel die Gleichung 13, gelöst werden.

iNM)Z₁i '

Gleichung 13

A\_NM) ist der /-te Block von A(_NtM). Yj ist das /-te M durch einen Subvektor von y_. &KHgr; ist das /-te N durch einen Subvektor von x.

[0041] Da A\_NM) unstrukturiert ist, besteht eine Vorgehensweise zum Lösen von Gleichung 13 darin, eine Cholesky-Dekomposition der Gleichung 14 und eine Vorwärts- und Rückwärtssubstitution zu verwenden, auch wenn andere Vorgehensweisen verwendet werden können.

(-^■(&Lgr;&Tgr;,&Agr;&iacgr;)) X(NM)

Gleichung 14

[0042] Wenn die Anzahl von Empfangsantennen N gleich der Anzahl von Sendeantennen ist, ist A\_NM) eine quadratische Matrix und y_ kann durch eine

Invertierung von A\_NM) bestimmt werden. Für kleine Werte von N kann eine Matrixinversion effizienter als die Durchführung einer Cholesky-Dekomposition sein.

[0043] Der s-Vektor wird durch die Gleichung 15, Schritt 90, bestimmt.

_{s = F}-_ji_y

Gleichung 15

Eine block-inverse Fouriertransformations-Vorrichtung 68 wird zum Erzeugen von s verwendet. Eine Vorgehensweise zum Bestimmen von s unter Verwendung der Gleichung 15 besteht darin, M nicht-block-inverse diskrete Fouriertransformationen der Dimension D durchzuführen, auch wenn andere Vorgehensweisen verwendet werden können.

[0044] Fig. 4A ist eine alternative Ausführungsform einer MIMO-Kanal-Entzerrungsvorrichtung 44B, und Fig. 4B ist ein Fließdiagramm der MIMO-Kanal-Entzerrungs-Alternativausführungsform. Zum Bestimmen von s werden beide Seiten der Gleichung 2 durch H^H nach der Gleichung 16 multipliziert.

H^Hr = Rs + H^H w = Rs + &eegr;

Gleichung 16

()^H ist die konjugierte Transpositionsoperation, &eegr; ist der entzerrte Rauschvektor. R ist die Kanal-Kreuzkorrelationsmatrix und wird durch eine R-Bestimmungsvorrichtung 70 unter Verwendung der /-/-Matrix, Schritt 92, bestimmt. R ist nach der Gleichung 17 für eine auf null zwingende Lösung:

R = H^HH

Gleichung 17

[0045] Für eine minimale Effektivfehlerlösung (minimum mean square errors solution / MMSE) ist R nach der Gleichung 18:

Gleichung 18 &sgr;² ist die Varianz des Rauschvektors w, und / ist eine Identitätsmatrix.

_ 11 t ···

[0046] Die Kanal-Kreuzkorrelationsmatrix R hat eine Struktur nach der Gleichung 19

R =

	Rx	R₂	^3	...	Rl-x	O	O	O	O	O	O
Rf	R₀	Rx	R₂	^₃		Rl-x	O	O	O	O	O
Rf	Rf	R₀	Rx	R₂	R₃		*^RL-x*	O	O	O	O
Rf	Rf	Rf	R₀	Rx	R₂	R₃		Rl-x	O	O	O
	Rf	Rf	Rf	R₀	Rx	R₂	*^Ri*		Rl-X	O	O
Rf-x		Rf	Rf	Rf	R₀	Rx	R₂	R₃		Rl-x	O
O	pH *^KL-X*		Rf	Rf	Rf	R₀	Rx	R₂	^3		Rl-x
0	O	Rf-x		Rf	Rf	Rf	R₀	Rx	R₂	R₃
O	O	O	pH *^KL-X*		Rf	Rf	Rf	Ro	Rx	R₂	Ri
O	O	O	O	Rf-x		Rf	Rf	Rf	R₀	Rx	R₂
O	O	O	O	O	Rf-x	•	Rf	Rf	Rf	R₀	Rx
O	O	O	O	O	O	Rf-x	'■	Rf	Rf	Rf	R₀.












Gleichung 19

[0047] Nach dem Hinzufügen von L-1 Spalten zur /-/-Matrix, wie schon zuvor beschrieben, kann eine nahe Block-Zirkulations-Annäherung der f?-Matrix abgeleitet werden, die als erweiterte R-Matrix bezeichnet wird. Die Dimensionen der erweiterten R-Matrix sind DM mal DM.

[0048] Unter Verwendung der erweiterten ft-Matrix wird die Gleichung 20 zum Bestimmen s verwendet.

H^Hr = Rs

Gleichung 20

[0049] Durch Annähern von R und H^H als blockzirkulierende Matrizen wird R durch die Gleichung 21 dekomponiert.

R = F₁ .,,A

(M)

Gleichung 21 A\_MM) wird vorzugsweise aus einer ersten Blockspalte von R durch die Gleichung

• · ■

22 abgeleitet, auch wenn eine andere Spalte verwendet werden kann (nachdem diese permutiert wurde), Schritt 94.

^dia§(M,M) (Km,M)) = ^F(M)^R(M,M) O'^{1 :} ^M) Gleichung 22 diag_(UM)(A^R _MM)) ist die Blockdiagonale von A^R _MM). Eine Block-Fouriertransformationsvorrichtung 72 wird zum Bestimmen von A^R _(MM) durch Ausführen einer Block-Fouriertransformation einer Blockspalte von R verwendet.

[0050] H^H wird nach Gleichung 23 dekomponiert.

(N)

Gleichung 23

[0051] A^H _(MN) wird vorzugsweise unter der Verwendung der ersten Blockspalte von H^H durch die Gleichung 24 bestimmt, auch wenn eine andere Blockspalte verwendet werden kann (nachdem diese permutiert wurde), Schritt 96.

Gleichung 24

ist die Blockdiagonale von

t,N) ■

[0052] Eine Block-Fouriertransformationsvorrichtung 74 wird zum Bestimmen von A^H _(MN) durch Durchführen einer Block-Fouriertransformation einer Blockspalte von H^H verwendet.

[0053] Durch Einsetzen von 21 und 23 in 20 resultiert die Gleichung 25.

Gleichung 25

[0054] Eine Auflösung nach s resultiert in der Gleichung 26

— 1 / R — 1 W

Gleichung 26

[0055] Das Bestimmen von s wird vorzugsweise in einem Vier-Schritte-Verfahren durchgeführt. Anfänglich wird &khgr; durch die Gleichung 27, Schritt 98, bestimmt.

X = (N)I

Gleichung 27

Die Block-Fouriertransformation wird vorzugsweise durch eine /V-Nicht-Block-Fouriertransformation der Länge D durchgeführt. Eine Block-Fouriertransformationsvorrichtung 76 führt eine Block-Fouriertransformation von r zum Bestimmen von &khgr; aus.

[0056] In einem zweiten Schritt wird y durch die Gleichung 28, Schritt 100, bestimmt.

Gleichung 28 Eine j/-Bestimmungsvorrichtung 78 verwendet K^H _{(M N)} und &khgr; zum Bestimmen von

[0057] In einem dritten Schritt wird &zgr; durch die Gleichung 29, Schritt 102, bestimmt.

Gleichung 29 Eine z-Bestimmungsvorrichtung 80 bestimmt &zgr; unter der Verwendung von K\_MM) und y.

[0058] Da vorzugsweise A*_MM) eine blockdiagonale Matrix ist, wird die Gleichung 29 unter der Verwendung von D Systemen einer kleineren Größe nach der Gleichung 30 gelöst.

,D

Gleichung 30

[0059] (&Agr;*_&Mgr;&Mgr;))^! ist der /-te Block von A^R _(MM) . z, ist das /-te /W durch einen Untervektor von z. y, ist das /-te M durch einen Subvektor von y.

[0060] Da (A^R _my unstrukturiert ist, besteht eine Vorgehensweise zum

Bestimmen von (A_{(M M)})' darin, eine Cholesky-Dekomposition von ((A^R _(NM)y)^H(A^R _iMM)y und eine Vorwärts- und Rückwärts-Substitution zu verwenden, auch wenn andere Vorgehensweisen verwendet werden können.

[0061] Im vierten Schritt wird s durch die Gleichung 31 bestimmt, indem eine M-nicht-block-inverse diskrete Fouriertransformation einer Dimension D, Schritt 104, durchgeführt wird.

Gleichung 31

Eine block-inverse Fouriertransformationsvorrichtung 82 wird zum Durchführen einer inversen Block-Transformation von &zgr; zum Erzeugen von s verwendet.

[0062] Zum Wiederherstellen von Daten aus dem geschätzten Spreizdatenvektor s unter der Verwendung entweder der einen oder der anderen Ausführungsform wird der Spreizdatenvektor s in seine M übertragene Datenströme s™ aufgeteilt, wobei m = 1, ..., M, was durch die Spreiz-Vektor-Umordnungsvorrichtung geschieht. Der Spreizdatenvektor s ist das Ergebnis einer Verkettung der Datenstromvektoren S_n, und der Umordnung durch Gruppieren dergleichen Chipintervalle zusammen, nach Gleichung 32:

m m · ·

• ·

s =

&Iacgr;,&igr;

³M,!

M,N_C

Gleichung 32

s_mj bezeichnet das j-te Chipintervall des m-ten Datenstroms.

[0063] Zur Wiederherstellung eines jeden Spreizdaten-Vektorstroms s_m werden die Chips des geschätzten Spreizdatenvektors s durch die Gleichung umgeordnet, wodurch Sreordered erzeugt wird.

± REORDERED

^Si,N_c

^SM,\

^SM,N_C

Gleichung 33

[0064] Jeder dieser Datenstrom-Spreizdatenvektoren s_m wird durch die entsprechenden Spreizcodes Ci bis Cq entspreizt, um die Symbole dieses Datenstroms zu schätzen, was durch die Entspreizvorrichtung 48 geschieht. Die geschätzten Symbole für den jeweiligen Datenstrom werden durch den Entspreizungs-Datenstrom-Decodierer 50 zur Wiederherstellung der ursprünglichen Daten ddecodiert.

Claims

1. Benutzergerät, das die folgenden Elemente aufweist:

- mehrere Empfangsantennen zum Empfangen von Signalen von mehreren Sendeantennen an einem einzigen Ort;

- mehrere Demodulationsvorrichtungen, die jeweils an die mehreren Empfangsantennen angeschlossen sind, zum Demodulieren der empfangenen Signale;

- mehrere Abtastungsvorrichtungen, die jeweils an die mehreren Demodulationsvorrichtungen angeschlossen sind, wobei jede der Abtastungsvorrichtungen zum Abtasten einer empfangenen Version der empfangenen Signale vorgesehen ist, wie sie von einer der mehreren Empfangsantennen empfangen werden, zum Erzeugen eines kombinierten empfangenen Signals;

- eine Kanalschätzungsvorrichtung, die an die mehreren Abtastungsvorrichtungen angeschlossen ist, zum Bestimmen einer Kanalantwort für jede Empfangs- und Sendeantennen-Kombination und zum Erzeugen einer Gesamt-Kanalantwort;

- eine MIMO-Kanal-Entzerrungsvorrichtung, die an die mehreren Abtastvorrichtungen und die Kanalschätzungsvorrichtung angeschlossen ist, zum Verarbeiten der kombinierten empfangenen Signale und der Gesamt-Kanalantwort zum Erzeugen eines Spreizdatenvektors; und

- eine Entspreizvorrichtung zum Entspreizen des Spreizdatenvektors zum Wiederherstellen von Daten der empfangenen Signale.

2. Benutzergerät nach Anspruch 1, bei dem die MIMO-Kanal- Entzerrungsvorrichtung folgende Elemente aufweist:

- eine Block-Fouriertransformationsvorrichtung zum Verarbeiten einer Blockspalte einer Gesamt-Kanalantwort zum Erzeugen einer diagonalen Matrix;

- eine Block-Fouriertransformationsvorrichtung zur Verarbeitung des kombinierten empfangenen Signals zum Durchführen einer Block- Fouriertransformation des kombinierten empfangenen Signals; und

- eine Verarbeitungsvorrichtung zur Verwendung der diagonalen Matrix und der Block-Fouriertransformation des kombinierten empfangenen Signals zum Erzeugen einer Fouriertransformation des Spreizdatenvektors; und

- eine inverse Block-Fouriertransformationsvorrichtung zum Durchführen einer inversen Block-Fouriertransformation der Fouriertransformation des Spreizdatenvektors.

3. Benutzergerät nach Anspruch 1, weiter mit einer Spreizvektor- Umordnungsvorrichtung zum Umordnen des Spreizdatenvektors, so dass Chips von durch die jeweilige Sendeantenne gesendeten Signalen zusammen gruppiert werden.

4. Benutzergerät nach Anspruch 1, weiter mit einem Entspreizungs- Datenstrom-Decodierer zum Decodieren von durch die Entspreizungsvorrichtung wiederhergestellten Daten.

5. Benutzergerät nach Anspruch 1, bei dem die MIMO-Kanal- Entzerrungsvorrichtung folgende Elemente aufweist:

- eine Kreuz-Kanal-Korrelations-Bestimmungsvorrichtung zum Erzeugen einer Kreuz-Kanal-Korrelationsmatrix unter Verwendung der Gesamt- Kanalantwort;

- eine Block-Fouriertransformationsvorrichtung zum Verarbeiten einer Blockspalte der Kreuz-Kanal-Korrelationsmatrix zum Erzeugen einer Kreuzkorrelations-Diagonalmatrix;

- eine Block-Fouriertransformationsvorrichtung zum Verarbeiten einer Blockspalte der Gesamt-Kanalantwortmatrix zum Erzeugen einer Kanal- Antwort-Diagonalmatrix;

- eine Block-Fouriertransformationsvorrichtung zum Verarbeiten des kombinierten empfangenen Signals zum Durchführen einer Block- Fouriertransformation des kombinierten empfangenen Signals;

- eine Kombiniervorrichtung zum Kombinieren der Kanalantwort- Diagonalmatrix und der Block-Fouriertransformation des kombinierten empfangenen Signals zum Erzeugen eines kombinierten Ergebnisses;

- eine Verarbeitungsvorrichtung zum Verwenden der Kreuzkorrelations- Diagonalmatrix und des kombinierten Ergebnisses zum Erzeugen einer Fouriertransformation des Spreizdatenvektors; und

- eine Block-Inverse-Fouriertransformationsvorrichtung zum Verarbeiten der Fouriertransformation des Spreizdatenvektors zum Erzeugen des Spreizdatenvektors.