DE60121397T2

DE60121397T2 - Adaptives Raumdiversität und Zeitdiversität für OFDM

Info

Publication number: DE60121397T2
Application number: DE60121397T
Authority: DE
Inventors: Shiquan Nepean Ontairo Wu; Wen Ottawa Tong; Leo Ottawa Strawczynski
Original assignee: Nortel Networks Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 2000-09-01
Filing date: 2001-08-21
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2021-08-22
Also published as: US8077599B2; EP2296295A2; CA2762238A1; EP1185001B1; EP1185001A3; US20080002568A1; US7336601B2; US20070036069A1; US20110044394A1; US20020122383A1; CA2762114A1; CA2351140C; EP3373470A1; US7688710B2; EP1185001A2; CA2762114C; DE60121397D1; US6985434B2; US7801019B2; EP2299606A2

Description

Querverweis auf verwandte Patentanmeldungen
Es wird auf die anhängige Patentanmeldung mit dem Titel: „CHANNELS ESTIMATION FOR MULTIPLE INPUT – MULTIPLE OUTPUT, ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING (OFDM) SYSTEM" verwiesen. Diese Anmeldung ist eine Patentanmeldung, die auf der provisorischen Patentanmeldung Nummer 30/229972 vom 1. September 2000 beruht.
Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf die Anpassung von Zeit-Diversity und Raum-Diversity zur Verwendung in einer orthogonalen Frequenzmultiplex-(OFDM-)Umgebung, die eine Struktur mit mehrfachen Eingängen und mehrfachen Ausgängen (MIMO) verwendet.
Erläuterung des Standes der Technik
Eine Struktur mit mehrfachen Eingängen und mehrfachen Ausgängen (MIMO) hat mehrfache Kommunikationskanäle, die zwischen Sendern und Empfängern verwendet werden. Ein Raum-Zeit-Sender-Diversity-(STTD-)System kann an einer MIMO-Struktur verwendet werden, vergrößert jedoch nicht den Datendurchsatz. Tatsächlich kann sich für eine Konfiguration höherer Ebene die Datenrate sogar verringern. In einem STTD-System liefert der Sender den gleichen Informationsinhalt innerhalb aufeinander folgender Symbol-Dauern, so dass eine Zeit-Diversity ausgenutzt werden kann. Um die mehrfachen Sender der MIMO-Struktur effizient zu nutzen, muss jedoch die Übertragungs-Datenrate vergrößert werden.
Die einfachste Lösung zur Vergrößerung der Übertragungs-Datenrate besteht in Vorwärtsfehlerkorrektur-(FEC-)unabhängigen Datenabzügen an jeden Sender. Ein Vorwärtsfehlerkorrektur-(FEC-)Codierer erzeugt Gleichphasen- und Quadraturphasen-Datenströme für den digitalen QAM-Modulator entsprechend einer vorgegebenen QAM-Konstellation. Der QAM-Modulator kann eine Basisband-Filterung, eine digitale Interpolation und eine Quadratur-Amplitudenmodulation ausführen. Der Ausgang des QAM-Modulators ist ein digitales Zwischenfrequenz-Signal. Ein Digital-/Analog-(D/A-)Wandler wandelt das digitale IF-(Zwischenfrequenz-)Signal in ein analoges Signal zur Aussendung um.
Es besteht jedoch ein Problem darin, wie die ausgesandten Daten sicher zurückgewonnen werden können. Für ein 2 × 2-System (zwei Sender, zwei Empfänger) beinhaltet beispielsweise nach dem Gewinnen der Kanalinformation der Rückgewinnungsprozess die Formulierung von zwei Gleichungen mit zwei Unbekannten, die gelöst werden müssen. Die zwei Unbekannten können nur dann bestimmt werden, wenn der 2 × 2-Kanal invertierbar ist. In der Praxis trifft man jedoch auf zwei Fälle, das heißt die Kanalmatrix weist fehlende Ränge auf, so dass die Unbekannten nicht bestimmt werden können, oder die Frequenzgang-Kanalmatrix ist invertierbar, hat jedoch einen sehr kleinen Eigenwert.
Die erste Situation entsteht, wenn die Kanäle stark korreliert sind, was entweder durch eine ungenügende Trennung der Sender oder durch eine Übereinstimmung der Umgebungen hervorgerufen sein kann. Für den zweiten Fall kann, obwohl die Gleichungen lösbar sind, die Lösung eine hohe Bitfehlerrate (BER) hervorrufen, weil eine Aufwärtsskalierung des Rauschens zu einem fehlerhaften Konstellations-Punkt führen kann.
Orthogonale Frequenzdomänen-Multiplex-(OFDM-)Systeme wurden konventionell entweder für Zeit-Diversity oder für Raum-Diversity ausgelegt, nicht jedoch für beide. Im ersteren Fall ergibt sich ein robustes System, das den Signalschwund bekämpft, jedoch nicht die Datenraten-Kapazität vergrößern kann, während im letzteren Fall die Datenraten-Kapazität vergrößert werden kann, die System-Robustheit jedoch verloren geht. Ein OFDM-Signal enthält OFDM-Symbole, die durch einen Satz von Unterträgern gebildet und für eine feste Dauer ausgesandt werden.
Die MIMO-Struktur kann zur Durchführung der Zeit-Diversity für ein OFDM-System verwendet werden. Wenn beispielsweise ein Sender ein OFDM-Signal sendet, so sendet ein weiterer Sender ein vollständig korreliertes OFDM-Signal zu dem, das von dem einen Sender ausgesandt wird. Das gleiche OFDM-Signal wird mit beispielsweise einer festen OFDM-Dauer ausgesandt.
Andererseits bedingt die Raum-Diversity die Aussendung unabhängiger Signale von unterschiedlichen Sendern. Ein Beispiel dieser Art der Aussendung ist in der internationalen Anmeldung WO 98/09381 beschrieben. Somit führt die Aussendung von zwei unabhängigen OFDM-Signalen jeweils von zwei Sendern zu einer doppelten Datenraten-Kapazität gegenüber der parallelen Aussendung, die erfolgt.
Wenn das Signal-/Rausch-Verhältnis (SNR) niedrig ist, ist die Rahmenfehlerrate (FER) groß, so dass eine Datenpaket-Übertragung fehlerhaft decodiert wird und erneut übertragen werden muss. Die Dienstgüte (QoS) definiert, wie oft das gleiche Paket erneut ausgesandt werden muss, beispielsweise innerhalb einer OFDM-Architektur. Das OFDM-System auf einer MIMO-Struktur sollte daher anpassbar sein, um sicherzustellen, dass die QoS aufrecht erhalten wird.
Für irgendeine vorgegebene Modulation und Code-Rate muss das SNR einen bestimmten Schwellenwert übersteigen, um sicherzustellen, dass ein Datenpaket korrekt decodiert wird. Wenn das SNR kleiner als dieser bestimmte Schwellenwert ist, so ist die Bitfehlerrate (BER) größer, was zu einer größeren FER führt. Je größer die FER, desto mehr erneute Übertragungen des gleichen Paketes sind erforderlich, bis das Paket korrekt decodiert wurde. Somit kann es erforderlich sein, Schritte zu treffen, um den OFDM-System einen höheren Gewinn zu erteilen. Wenn das SNR sich auf oder oberhalb des Schwellenwertes befindet, so besteht keine Notwendigkeit zur Vergrößerung des Gewinns der Architektur zur korrekten Decodierung der Datenpakete. Eine Herausforderung besteht darin, das OFDM-System so anzupassen, dass es eine Zeit-Diversity verwendet, wenn ein Signalschwund als problematisch festgestellt wird, und eine Raum-Diversity zu anderen Zeiten verwendet, um die Datenraten-Übertragung zu vergrößern.
In einem konventionellen OFDM-System gibt es viele OFDM-Moden, beispielsweise die 1k-Mode (1024 Töne) und die Halb-k-Mode (512 Töne). Für die 1k-Mode ist die Anzahl der Unterträger 1024, und für die Halb-k-Mode ist die Anzahl der Unterträger 512. Die 1k-Mode ist für einen Kanal mit langer Verzögerung und langsamen zeitlichen Schwund geeignet, während die 512-Mode für den Kanal mit einer kurzen Verzögerung und einem schnellen zeitlichen Schwund geeignet ist. Welche Mode verwendet wird, hängt tatsächlich von der realen Umgebung ab.
Eine Transaktions-Einheit eines konventionellen OFDM-Signals ist ein OFDM-Rahmen, der 10 ms dauert. Jeder OFDM-Rahmen besteht aus 8 OFDM-Schlitzen, und jeder Schlitz dauert 1,25 ms. Jeder OFDM-Schlitz besteht aus 8 OFDM-Symbolen, und einige der OFDM-Symbole bilden dien bekannten Präambel oder den Vorspann für Zugangs- und Kanal-Abschätz-Zwecke. Ein OFDM-Über-Rahmen besteht aus 8 OFDM-Rahmen und dauert 80 ms.
Zusätzlich zu den ausgesandten Daten enthält ein OFDM-Rahmen eine Präambel, kontinuierliche Pilot-Unterträger und Übertragungsparameter-Unterträger/gestreute Unterträger. Die Präambel enthält OFDM-Symbole, die alle zum Training verwendet werden, um eine Zeitsteuerung, Frequenz- und Abtasttakt-Synchronisations-Erfassungen, eine Kanalabschätzung und eine C/I-Berechnung für unterschiedliche Zugangspunkte zu realisieren.
Die kontinuierlichen Pilot-Unterträger enthalten Trainingssymbole, die für alle OFDM-Symbole konstant sind. Sie werden zur Verfolgung der verbleibenden Frequenz-Abtasttakt-Versetzung nach dem anfänglichen Training verwendet.
Die Übertragungsparameter-Unterträger-/gestreuten Unterträger sind ausschließlich in jedem OFDM-Symbol festgelegt und für die Signalisierung von Übertragungsparametern reserviert, die sich auf das Sendeschema, wie zum Beispiel die Kanalcodierung, Modulation, Schutzintervall und Leistungssteuerung beziehen. Die Übertragungsparameter-Unterträger sind gut geschützt und können daher als gestreute Pilot-Unterträger nach der Decodierung verwendet werden.
Eine Anwendung zur Feststellung, ob Unterträger einer Zeit-Diversity oder einer Raum-Diversity zugeordnet werden sollten, besteht in der Ausführung einer statistischen Analyse von Verkehrsanforderungen während bestimmter Tageszeiten, wie zum Beispiel Spitzenzeiten und Zeiten außerhalb der Spitzenbelastung. Das OFDM-System kann vorzugsweise entweder in Richtung auf die Zeit-Diversity oder die Raum-Diversity auf der Grundlage einer derartigen statistischen Analyse neigen.
Kurze Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Empfangsvorrichtung geschaffen, wie sie im Anspruch 1 beansprucht ist.
Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Sendevorrichtung geschaffen, wie sie im Anspruch 9 beansprucht ist.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung werden Verfahren zur Verwendung mit einem adaptiven OFDM-System geschaffen, wie sie in den Ansprüchen 20 und 27 beansprucht sind.
Ein Gesichtspunkt der Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer adaptiven STDD- und räumlichen Multiplexierung (SM) auf der Grundlage eines Vergleichs der Kanalbedingung jedes Unterträgers mit einem Schwellenwert. Wenn ein Unterträger auf Kanälen untergebracht ist, die eine „gut konditionierte" Kanalmatrix haben, so kann eine Raum-Multiplexierung verwendet werden, um unabhängige Übertragungspfade zu schaffen und daher die Datenrate zu vergrößern. Eine „gut konditionierte" Kanalmatrix entsteht, wenn der kleinste Eigenwert nicht zu klein verglichen mit einem Schwellenwert ist, beispielsweise dem Rauschleistungs-Anstieg, wenn er mit seinem inversen Wert multipliziert wird. Für diejenigen Unterträger, deren Kanalmatritzen kleinere Eigenwerte aufweisen, kann der Empfänger die parallel ausgesandten Informations-Symbole nicht zurückgewinnen. Als Ergebnis wird STTD zum Garantieren eines robusten Systems verwendet.
Codierer, die der Senderseite zugeordnet sind, codieren oder klassifizieren Unterträger entsprechend einer von zwei Gruppen auf der Grundlage eines Rückführungssignals: eine der Gruppen bezieht sich auf die Vorwärtsfehlerkorrektur-(FEC-)Zeit-Diversity, und die andere der zwei Gruppen bezieht sich auf die Vorwärtsfehlerkorrektur-(FEC-)Raum-Diversity. Diese Gruppierung beruht auf Ergebnissen eines Vergleichs, der auf der Empfängerseite zwischen einem Schwellenwert und entweder einem berechneten kleinsten Eigenwert einer Frequenzgangmatrix, deren kleinstes Element in einer Diagonale der Matrix liegt, oder einem Verhältnis der größten und kleinsten Eigenwerte in der Matrix durchgeführt wird.
Der Schwellenwert beruht auf der Sender- und Empfänger-Antennenkonfiguration, Umgebungsbedingungen des OFDM-Kommunikationssystems und/oder einer statistischen Analyse der Kommunikationsverkehrs-Anforderungen. Der Schätzwert wird von der Kanalabschätzung von mehrfachen Kanälen von Systemen vom Typ mit mehrfachen Eingängen und mehrfachen Ausgängen (MIMO) abgeleitet.
Eine Zeit-Diversity wird zur Verringerung eines nachteiligen Signalschwundes verwendet. Eine Raum-Diversity wird zur Vergrößerung der Datenrate verwendet, was mit Zeit-Diversity nicht möglich ist. Wenn Unterträger die Zeit-Diversity verwenden, so bedeutet dies, das der Signalschwund stark ist, so dass die parallele Übertragung von Datenpaketen nicht erfolgen kann, um das unzureichende Verstärkungsproblem zu überwinden. Stattdessen wird ein Zeit-Diversity verwendet, um den erforderlichen Gewinn für das OFDM-System zu erhalten, selbst wenn die Datenraten-Kapazität darunter leidet. Ein SNR-Gewinn wird mit der Zeit-Diversity aufgrund des Orthogonalitäts-Matrix-Musters sichergestellt, das von Haus aus zwischen ausgesandten Abtastproben in dem OFDM-System vorhanden ist. Andererseits ist, wenn Unterträger die Raum-Diversity verwenden, der Signalschwund schwach, so dass Parallelübertragungen erfolgen können, um die Datenraten-Kapazität zu vergrößern. Daher besteht keine Notwendigkeit zur Vergrößerung des Gewinns des OFDM-Systems, was bedeutet, das die Datenrate vergrößert werden kann.
Im Betrieb können die OFDM-Systeme gemäß der Erfindung die Aussendung von Datenpaketen entweder mit Zeit-Diversity oder Raum-Diversity beginnen. Die Empfängerseits schätzt die Kanäle ab und decodiert die Datenpakete. Nachdem die Kanalinformation gewonnen wurde, berechnet die Empfängerseite die Eigenwerte der Kanalmatritzen in dem möglichen Ausmaß. Die Steuerung bestimmt dann, ob der Unterträger die Zeit-Diversity oder Raum-Diversity verwenden soll, auf der Grundlage eines von drei Kriterien (von denen lediglich eines von der Eigenwert-Berechnung abhängt). Der Empfänger berichtet dann diese Information an die Senderseite oder liefert diese zurück, das heißt darüber, ob der Unterträger Zeit-Diversity oder Raum-Diversity verwenden soll, um entsprechend die nächste Runde von Übertragung auszulösen.
Kurze Beschreibung der verschiedenen Ansichten der Zeichnungen
Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung wird auf die folgende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, während der Schutzumfang der Erfindung in den beigefügten Ansprüchen angegeben ist.
1 ist eine schematische Darstellung eines generischen, mehrere Eingänge und mehrere Ausgänge aufweisenden orthogonalen Frequenz-Multiplex-Senders gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2 ist eine schematische Darstellung eines orthogonalen Frequenz-Multiplex-Symbols.
3 ist ein Raum-Zeit-Sender-Diversity-(STTD-)orthogonaler Frequenz-Multiplex-(OFDM-)Codierer zum Laden von Daten auf einen Unterträger in G1, der in nachfolgenden Abschnitten spezifiziert wird.
4 ist ein räumlich multiplexierender (SM) orthogonaler Frequenz-Multiplex-(OFDM-)Codierer zum Laden von Daten auf einen Unterträger G2, der in dem nachfolgenden Abschnitten spezifiziert wird.
5 ist eine schematische Darstellung von zwei reinen STTD-Sendern, die eine Hälfte der IFFT-Berechnung einsparen.
6 ist eine schematische Darstellung von vier reinen STTD-Sendern, die Dreiviertel der IFFT-Berechnung einsparen.
7 ist eine schematische Darstellung einer generischen Empfänger-Struktur.
8 ist eine schematische Darstellung von Konfigurationen eines Zwei-Empfänger-Antennenfalls und eines Drei-Empfänger-Antennenfalls.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine praktisch ausführbare Zeit- und Raum-Diversity-Kombination, die in ein OFDM-System passt. Das OFDM-System gemäß der Erfindung kann automatisch die Kanal-Variation anpassen und einen Kompromiss zwischen Zeit-Diversity und Raum-Diversity finden. In einem Beispiel einer Umgebung kann die Datenrate auf das 1,8-fache für eine 2 × 2-Konfiguration (2 Sender, 2 Empfänger) vergrößert werden, was 80 Mbps ergibt, und auf das 2,7- fache für eine 3 × 3-Konfiguration (3 Sender, 3 Empfänger), was 121 Mbps innerhalb von 6 Mhz ergibt, während die Robustheit des Systems aufrecht erhalten wird.
Bei Betrachtung der Zeichnungen zeigt 1 ein generisches MIMO- und OFDM-Sendersystem. In der Figur sind STTD und SM Abkürzungen für Raum-Zeit-Sender-Diversity bzw. räumliche Multiplexierung. Der MIMO OFDM ist als eine Zwei-Ebenen-Anpassung gemäß 1 konfiguriert, nämlich Raum/Zeit-Diversity-Anpassung und Codierungs/Modulations-Anpassung. Die Raum/Zeit-Diversity-Anpassung wird durch das Träger- zu Stör-Leistungsverhältnis oder das Signal- zu Rausch-Leistungsverhältnis bestimmt.
Informationsdaten werden in eine adaptive Codierungs-Modulation eingespeist, wobei wobei die Modulation multiplexiert und in eine adaptive Raum/Zeit-Diversity-Codierung und -Zuordnung eingespeist wird. Ein Empfänger-Rückführung zur Lieferung von Rückführungssignalen an die adaptive Codierung der Modulation, den Multiplexer und die adaptive Raum/Zeit-Diversity ist ebenfalls vorgesehen. Die multiplexierten Signale in der adaptiven Raum/Zeit-Diversity durchlaufen STTD/SM OFDM-Codierer, und die codierten Signale werden an zugehörige Antennen gesandt. Die adaptive Codierung und Modulation schließt einen Vorwärtsfehler-Korrektur-(FEC-)Codierer, einen Verschachteler und einen m-PSK-Modulator ein.
Wenn x MHz-Bandbreite zur Verfügung steht, dient die orthogonale Frequenz-Multiplexierung OFDM zum Zerteilen dieses gesamten Spektrums in viele kleine Teile mit gleicher Breite, und jedes dieser Teile wird als ein Träger verwendet. Die Breite des Teils wird durch die Verzögerungs-Spreizung der angezielten Umgebung bestimmt.
Der STTD/OFDM-Codierer ist für die Zuordnung der Konstellationspunkte zu jedem Unterträger verantwortlich. Für M Sender werden M OFDM-Symboldaten allgemein geladen (so dass die Bit-Belastung gemäß dieser Zahl berechnet wird), doch hängt dies von der STTD-Struktur ab.
2 zeigt ein OFDM-Symbol.
Für jeden Unterträger, der den Index k aufweist, wird dessen Belastung durch seinen entsprechenden Kanalzustand bestimmt. Für N Empfänger können die Kanal-Frequenzgänge durch eine M × N-Matrix, beispielsweise H(k) dargestellt werden. Der Kanalzustand wird durch eines der folgenden drei Kriterien beschrieben:

1. kleinster Eigenwert von H(k)H(k)*
2. kleinstes Element der Diagonalen von H(k)H(k)*
3. das Verhältnis der größten und kleinsten Eigenwerte von H(k)H(k)*

Ein Satz von Schwellenwerten für jedes Kriterium und für jede Systemkonfiguration wird verwendet. Diese Schwellenwerte sind Diensteparameter und können für Dienstgüte-(QoS-) oder Abrechnungs-Zwecke verwendet werden.
Mit jedem Kriterium und einem vorgegebenen Schwellenwert werden alle Unterträger in zwei Gruppen G1 und G2 durch eine Steuerung an der Empfängerseite klassifiziert. Die Steuerung lenkt die Übertragung eines Rückführungssignals, dass das Ergebnis der Klassifizierung anzeigt. Das Rückführungssignal wird an der Senderseite empfangen und durch eine Steuerung an der Senderseite interpretiert. Die Unterträger, die in G1 klassifiziert sind, verwenden den STTD-Codierer auf der Sendeseite, während diejenigen, die in G2 klassifiziert sind, den SM-Codierer an der Sendeseite verwenden.
Nachdem die Unterträger in die zwei Gruppen G1 und G2 klassifiziert wurden, wird das Modulationsschema auf jedem Unterträger durch das geschätzte C/I (Träger zu Stör-Verhältnis) oder das SNR (Signal-zu-Rauschverhältnis) bestimmt. Als Ergebnis wird ein Modulationsschema, wie zum Beispiel QPSK oder m-PSK oder verschiedene QAM, zum Erreichen der QoS (Dienstgüte) auf der Grundlage der Feststellung ausgewählt, die durch den geschätzten C/I- oder SNR-Wert getroffen wird. Dies ist eine weitere Pegel-Anpassung, die den Durchsatz-Gewinn zu einem Maximum machen kann.
Wenn beispielsweise die QoS definiert ist, so kann die FER (Rahmenfehlerrate) zehn Prozent betragen. Das Ziel besteht in der Auswahl eines Modulationsschemas entsprechend den wahrgenommenen C/I- oder SNR-Werten zur Erfüllung dieser QoS-Forderung, wobei dennoch immer noch der Durchsatz des Datenflusses zu einem Maximum gemacht wird. Um dies zu erreichen, kann ein Zugriff auf eine vordefinierte Nachschlagetabelle durchgeführt werden, die entsprechend verschiedener QoS aufgebaut ist.
Bei der Feststellung, welches Modulationsschema die Kriterien erfüllt, erfolgt die C/I- oder SNR-Schätzung während des mobilen Zugriffs, nachdem zunächst das stärkste Signal von der Basis-Station gesucht wurde. Auf der Grundlage dieser Kenntnis und Schätzung ist man in der Lage, eine grobe Idee zu haben, welches Modulationsschema verwendet werden sollte. Unabhängig von dem anfangs ausgewählten Modulationsschema ist die Erfindung so konfiguriert, dass sie eine automatische Anpassung in Richtung auf dasjenige Modulationsschema ausführt, das die optimale Modulation darstellt.
3 zeigt, wie Daten auf Unterträger k für einen Fall zu laden sind, der beispielsweise zwei Sender beinhaltet. Dieses Daten-Laden erfolgt innerhalb eines Paares von OFDM-Symbolen. Wie dies zu erkennen ist, wurde offensichtlich eine Abtastprobe zweimal innerhalb der Dauer von 2 OFDM-Symbolen über zwei Sender ausgesandt. Damit ist die Datenrate die gleiche wie für das OFDM-System mit einem Sender.
2 zeigt, wie Daten auf den Unterträger k in G2 für einen Fall zu laden sind, der zwei Sender beinhaltet. In diesem Fall sendet jeder Sender unabhängige Daten, so dass die Datenrate für zwei Sender die doppelte ist, und das M-fache für M Sender.
Die adaptive Zeit-Diversity und Raum-Diversity für OFDM arbeitet wie folgt: anfänglich wird eine STTD-Betriebsart für alle Unterträger verwendet. Der Empfänger schätzt die Kanalprofile ab und lenkt dann eine Rückführung seiner Bevorzugung entweder auf STTD oder die räumliche Multiplexierung (SM) auf jeden Unterträger.
Die gesamten Unterträger-Indizes {K_min, K_min + 1, .... K_max} werden dann in zwei disjunkte Teilmengen I_std und I_sm unterteilt. Diejenige mit weniger Elementen ist dann die Rückführung an die Sender. Der Extremfall besteht darin, dass eine Menge eine leere Menge ist, was die Verwendung von entweder reinem STTD oder reinem SM bedeutet. Wie in dem reinen STTD-System betrachten die Sende immer zwei OFDM-Symbole als die grundlegende Übertragungseinheit für eine 2 × 2-Konfiguration und M OFDM-Symbole für eine System, das M Sender hat.
Die Anzahl der Eingangsbits muss jedoch entsprechend einem Modulationsschema und einer dynamischen Verteilung von I_sttd und I_sm berechnet werden. Präziser gesagt ist die Anzahl von Bits, die für die zwei aufeinander folgenden OFDM-Symbole benötigt wird, 2 × II_sttdIL + 4 × II_smIL, wobei L der Modulationsgrad ist, der gleich 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ist.
Wenn ein Granularitäts-Problem entsteht, werden die zwei OFDM-Symbole neu gepackt, um die Granularität dadurch zu erfüllen, das einige Unterträger von I_sm in I_sttd entfernt werden. Dies kann eine gewisse Einbuße an Datenrate ergeben, hält jedoch das System robust.
An der Empfängerseite wird ein Quadratur-Amplituden-Modulations-QAM-Rückumsetzungsblock zum Rückumsetzen der empfangenen Daten entsprechend I_sttd und I_sm verwendet.
STTD ist die Grundlinie für die Dienstgüte. Dies bedeutet, dass wenn eine Parallelübertragung in den bestimmten Kommunikationskanälen ausgeführt wird, sie eine garantierte Parallelübertragung ist, weil die BER oder FER gesteuert werden, um die erforderliche QoS zu erreichen. Die Sender strahlen die Aussendungen mit der gleichen konstanten Leistung ab, und die Modulation ist für jeden Sender die gleiche. Somit muss keine Leistungsflusstechnik verwendet werden.
Drei Schwellenwerte werden zur Klassifikation der Unterträger verwendet. Tatsächlich kann der Schwellenwert als ein Dienstparameter verwendet werden und aggressiv in Richtung auf entweder die STTD-Betriebsart oder die SM-Betriebsart entsprechend der Kundenanforderungen abgeglichen werden, das heißt auf der Grundlage einer statistischen Analyse dieser Anforderung.
Wenn beispielsweise in dem Fall, bei dem der kleinste Eigenwert als der Schwellenwert in einer 2 × 2-Konfiguration (2 Sender 2 Empfänger) verwendet wird, so ergibt sich eine 60%-ige Gelegenheit zur Durchführung einer parallelen Übertragung mit 0,5 als Schwellenwert, wodurch das Rauschen um 3 dB aufwärts skaliert werden kann; für eine 2 × 4-Konfiguration (2 Sender, 4 Empfänger) ergibt sich eine 80%-ige Gelegenheit zur Durchführung einer Parallelübertragung mit 1 als Schwellenwert, wodurch das Rauschen noch weiter verringert wird.
5 zeigt einen speziellen jedoch sehr praktischen Fall, der zwei reine STTD-Sender zeigt, die die Hälfte einer inversen schnellen Fourier-Transformations-(IFFT-)Berechnung sparen. Die vorliegende Erfindung kann automatisch auf dieses Szenarium in einer empfindlichen Umgebung mit zwei Sendern umschalten.
Konventionell würde man erwarten, dass jeder Sender 2 OFDM-Symbole bei jeder 2-OFDM-Symbol-Dauer sendet. Somit werden 4 OFDM-Symbole für jede 2 OFDM-Dauer ausgesandt, die durch eine jeweilige unabhängige IFFT-Berechnungs-Maschine hindurch laufen. Dies bedeutet, dass die Berechnung einer IFFT für eine komplexe Zahl viermal ausgeführt wird.
Für eine reine STTD-Implementierung mit 2 und 4 Sendeantennen ist die rechenmäßig effiziente Implementierung in den 5 bzw. 6 gezeigt. Das Schema in 5 erfordert eine Hälfte der IFFT-Berechnung, und das Schema in 6 erfordert ein Viertel der IFFT-Berechnung verglichen mit einer geradlinigen Implementierung, die die Berechnungen getrennt ausführt.
Gemäß 5 ergibt sich jedoch eine Datenüberkreuzung zwischen zwei Sendern, was zwei IFFT-Berechnungen einspart. Dennoch ergeben sich vier IFFT-Ausgänge, was genau das gleiche Ergebnis ist, wie in dem Fall, in dem vier unabhängige IFFTs verwendet würden. Obwohl vier IFFT-Operationen in 5 gezeigt sind, arbeiten sie auf reellen Vektoren, was bedeutet, dass die Rechen-Kompliziertheit der reellen IFFT gleich der komplexen IFFT mit der halben Größe ist. Daher kommt die Rechenzeit-Einsparung aus der Beziehung zwischen IFFT auf einem Vektor und dessen Konjugiertem.
In 5 sind die Bits codierte Bits, die als Eingang einer veränderlichen M-PSK/QAM-Umsetzung zugeführt werden. Die Umsetzung setzt die Bits auf die entsprechenden Konstellations-Punkte entsprechend der Gray-Regel um; Konstellations-Punkte beziehen sich hier auf irgendein Modulationsschema, wie zum Beispiel QPSK, m-PSK, QAM, usw. Der Konstellations-Vektor wird mit einem Pilot in ein Multiplex eingesetzt und dann in FIFO-Puffer (erste Daten Ein – erste Daten Aus) eingeleitet.
Die Bezeichnungen S₀, S₁, S₂, S₃, S₂₀₄₆, S₂₀₄₇ in dem FIFO-Puffer stellen komplexe Vektoren dar. Die Funktion Re {} bezieht sich darauf, dass nur der Realteil des komplexen Vektors genommen wird. Die Bezeichnung Im {} bezieht sich darauf, dass nur der Imaginärteil des komplexen Vektors genommen wird. Die Real- und Imaginärteile werden als Eingang in IFFTs eingespeist. Die Bezeichnung D/A bezieht sich auf einen Digital-/Analog-Wandler.
Die Übertragungs-Reihenfolge für den ersten Sender ist das OFDM-Symbol b und dann d, usw., die Übertragungs-Reihenfolge für den zweiten Sender ist das OFDM-Symbol g und dann f, usw. Bevor jedes OFDM-Symbol ausgesandt wird, wird die zyklische Erweiterung an irgendeiner Stelle in dem OFDM-Symbol angehängt.
Periodisch eingefügte Präambeln oder Vorspanndaten dienen zur Zeitsteuerungs-Rückgewinnung, Rahmenbildung, Frequenz-Offset-Abschätzung, Taktkorrektur und Gesamtkanal-Abschätzung. Die abgeschätzten Kanal-Abtastproben werden für die kontinuierliche Spektrum-Kanalrekonstruktion verwendet. Pilot-Symbole dienen zur Phasenkorrektur und zum abschließenden Abgleich der Kanal-Abschätzung.
Die mathematische Äquivalenz für 5 ist wie folgt:
6 zeigt vier reine STTD-Sender, die einen Codierer mit einer Rate ¾ STTD wie folgt darstellen:
Ein derartiger STTD-Codierer codiert alle drei OFDM-Symbole in vier OFDM-Symbole und sendet an vier Antennen. Das Schema nach 4 erfordert ein Viertel der IFFT-Berechnung verglichen mit der geradlinigen Implementierung. Der Grund, warum Rechenleistung eingespart wird, ergibt sich aus den gleichen Gründen wie in 5. Die Parameter werden hier wie folgt definiert:
7 ist ein abstraktes Diagramm einer generischen Empfänger-Struktur. Der STTD/SM OFDM-Decodierer ist ein Unterträger-basierter Decodierer. Die Struktur und Konfiguration des STTD/SM OFDM-Decodierers hängt von der Architektur-Konfiguration ab. Es sei angenommen, dass der Unterträger m STTD-codiert ist, das heißt m gehört zu G1.
Für eine 2 × 2-Konfiguration gilt:
S(2m) und S(2m + 1) werden durch Lösen der folgenden Gleichungen decodiert:
Die Annahme besteht hier darin, dass die geradzahlig indexierte Abtastprobe S(2m) in dem q-ten OFDM-Symbol übertragen wird und die ungeradzahlig indexierte Abtastprobe S(2m + 1) in dem (q + 1)-ten OFDM-Symbol übertragen wird.
Es gibt vier Gleichungen, und zwei Unbekannte. Somit kann eine Lösung der kleinsten Quadrate durch Multiplizieren der Koeffizienten-Matrix mit dem empfangenen Daten-Vektor gewonnen werden. Mit den vorstehenden zwei Paaren erhalten wir einen Schätzwert des gleichen Paares von Abtastproben. Ihr Mittelwert ist der Ausgang des Decodierers.
Weitere Statistiken können nach der Umgruppierung der Gleichungen durchgeführt werden. Tatsächlich führt jedes Paar der Gleichungen zu einer Lösung, alle drei Gleichungen ergeben einen neuen Schätzwert, und alle Gleichungen ergeben ebenfalls eine Lösung. Es gibt zehn Kombinationen insgesamt, und damit zehn Schätzwerte mit diesen vier Gleichungen. Ihr mittlerer oder Teil-Mittelwert wird als die Lösung verwendet.
Eine 2 × 3-Konfiguration ist ähnlich zu zwei 2 × 2 und beinhaltet sechs Gleichungen:
Für eine 2 × 4-Konfiguration gibt es acht Gleichungen:
Für eine 4 × 2-Konfiguration gibt es acht Gleichungen und 3 Unbekannte:
worin
η(m) = –Re(s(3(m – 1))) + jlm(s(3(m – 1)),
κ(m) = –Re(s(3(m – 1) + 1)) + jlmag(s(3(m – 1))),
ν(m) = Re(s(3(m – 1) + 1)) + jlm(s(3(m – 1))),
ζ(m) = –Re(s(3(m – 1))) – jlmag(s(3(m – 1)),
h_k1(m) ist der Kanalfrequenzgang des Kanals zwischen dem Sende k und Empfänger l.
In ähnlicher Weise sind die empfangenen Daten für die 4 × 2-Konfiguration wie folgt:
Die Lösung ist die Lösung kleinster mittlerer Quadrate durch Aufführen aller Möglichkeiten. Es sei stattdessen angenommen, dass ein Unterträger m SM-codiert ist, das heißt, dass m zu G2 gehört. Für eine 2 × 2-Konfiguration gibt es vier Gleichungen und vier Unbekannte:
Somit können die vier Unbekannten durch die Lösungen mit kleinsten mittleren Quadraten geschätzt werden.
Für eine 2 × 3-Konfiguration gibt es sechs Gleichungen und vier Unbekannte.
Für eine 2 × 4-Konfiguration gibt es acht Gleichungen und vier Unbekannte. Für eine 3 × 3-Konfiguration gibt es neun Gleichungen und neun Unbekannte.
Gemäß der erfindungsgemäßen Architektur kann die Datenrate bis zu 70 Mbps für 2 × 2 und 120 Mbps für 3 × 3 innerhalb eines 6 Mhz-Spektrums sein.
Ein Beispiel eines optimalen Schwellenwertes für eine 2 × 2-Konfiguration ist 0,5. Ein Beispiel eines optimalen Schwellenwertes für eine 2 × 4-Konfiguration ist 1,0. Ein Beispiel für einen optimalen Schwellenwert für eine 3 × 3-Konfiguration ist 1,2. Ein Beispiel für einen optimalen Schwellenwert für eine 2 × 3-Konfiguration ist 1,0. Durch ein Beispiel eines optimalen Schwellenwertes besteht die Absicht darin, einen Wert zu erreichen, der einen Kompromiss zwischen der Zeit- und Raum-Diversity darstellt, der sowohl eine relativ hohe Robustheit als auch eine relativ hohe Datenpaket-Raten-Übertragung ergibt.
Wie aus jeder der vorstehend erwähnten Konfigurationen zu erkennen ist, gibt es eine bestimmte Anzahl von Gleichungen und eine bestimmte Anzahl von Unbekannten. In einem überbestimmten System ist die Anzahl der Gleichungen größer als die Anzahl der Unbekannten. Somit gibt es für eine 2 × 2-Konfiguration zwei Unbekannte, doch können vier Gleichungen formuliert werden. Wenn es kein Rauschen gibt, ergeben irgendwelche zwei Gleichungen hiervon (sechs Paare) oder irgendwelche drei hiervon (drei Triplets) oder alle vier Gleichungen (eine quadratische) die gleiche Antwort. Der Unterschied ergibt sich dann, wenn Rauschen vorhanden ist, weil die Kombinationen dann unterschiedliche Lösungen ergeben. Weil einige der Lösungen gut sein können, während andere schlecht sind, werden unterschiedliche Kombinationen gewählt, doch sollten diejenigen Kombinationen, die zu großen Abweichungen führen, vermieden werden. Die Idee besteht darin, eine Teilmenge der überbestimmten linearen Gleichungen dazu zu verwenden, die Lösung abzuschätzen und dann alle möglichen Lösungen, die gültig zu sein scheinen, zu mitteln. Die Mittelwertbildung kann mit einer Lösung kleinster mittlerer Quadrate erfolgen, was eine übliche mathematische Technik ist.
8 vergleicht den Fall von zwei Empfänger-Antennen mit einem Fall mit drei Empfänger-Antennen. Hinsichtlich des Falls mit drei Empfänger-Antennen ist die Anzahl der Empfänger-Antennen größer als die Anzahl der Sender-Antennen. Als Folge hiervon hat der Empfänger eine zusätzliche Redundanz, der Empfänger hat verschiedene Konfigurationen und die Konfigurationen ergeben mehrere unterschiedliche Decodier-Ergebnisse. Die zuverlässigste Lösung kann aus allen hiervon ausgewählt werden, oder alle die Lösungen können gemittelt werden, um ein abschließendes Ergebnis zu erzielen.
Obwohl die vorstehende Beschreibung und die Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen, ist es verständlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

Empfangsvorrichtung zur Verwendung mit einem adaptiven orthogonalen Frequenzmultiplex-, OFDM, System, das eine Struktur mit mehrfachen Eingängen und mehrfachen Ausgängen, MIMO, verwendet, um OFDM-Signale von einer Vielzahl von Sendern zu einer Vielzahl von Empfängern zu senden, wobei das OFDM-Signal einen OFDM-Rahmen mit einer Dauer aufweist, der OFDM-Rahmendatenpakete und eine Vielzahl von OFDM-Schlitzen aufweist, wobei jeder der OFDM-Schlitze eine Vielzahl von OFDM-Symbolen aufweist, die eine Vielzahl von Unterträgern einschließen, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch: eine Einrichtung zum Antworten auf den Empfang des OFDM-Signals; eine Einrichtung zur Feststellung, ob eine Zeit-Diversity oder eine Raum-Diversity für nachfolgende Aussendungen als Antwort auf den Empfang des OFDM-Signals verwendet werden sollte; eine Einrichtung zum Senden eines Rückführungssignals, das diese Feststellung anzeigt; wobei die OFDM-Signale, die über mehrere der Sender ausgesandt werden, für die Raumdiversity unabhängig voneinander sind und einander für die Zeit-Diversity entsprechen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Einrichtung zur Feststellung ein Steuergerät einschließt, das die Feststellung auf der Grundlage eines Vergleichs einer Kanalbedingung mit einem Schwellenwert trifft, wobei die Kanalbedingung auf einer Frequenzgang-Kanalmatrix beruht, die von OFDM-Symbolen abgeleitet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Kanalbedingung auf einer Berechnung eines kleinsten Eigenwertes der Frequenzgang-Kanalmatrix beruht.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Kanalbedingung auf einer Feststellung des kleinsten Elementes in einer Diagonalen der Frequenzgang-Kanalmatrix beruht.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Kanalbedingung ein Verhältnis der größten und kleinsten Eigenwerte der Kanalmatrix darstellt.'
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Kanalbedingung auf einer von drei Kriterien beruht, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus einer Berechnung der kleinsten Eigenwerte der Kanalmatrix, einem kleinsten Element in einer Diagonalen der Kanalmatrix und einem Verhältnis der größten und kleinsten Eigenwerte der Kanalmatrix besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 2, die weiterhin eine Kanal-Bewertungseinrichtung umfasst, die die Frequenzgang-Kanalmatrix bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der das Steuergerät so konfiguriert ist, dass es die Unterträger in eine von zwei Gruppen entsprechend der Kanalbedingung klassifiziert, wobei eine der zwei Gruppen die Zeit-Diversity und die andere der zwei Gruppen die Raum-Diversity anzeigt, wobei das Steuergerät weiterhin so konfiguriert ist, dass es ein Modulationsschema auf jedem der klassifizierten Unterträger auf der Grundlage eines bewerteten Verhältnisses bestimmt, das aus einer weiteren Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Träger-zu-Stör-Verhältnis und einem Signal-zu-Rausch-Verhältnis besteht.
Sendevorrichtung zur Verwendung mit einem orthogonalen Frequenzmultiplex-, OFDM-, System, das eine Struktur mit mehrfachen Eingängen und mehrfachen Ausgängen, MIMO verwendet, um OFDM-Signale von einer Vielzahl von Sendern zu einer Vielzahl von Empfängern zu senden, wobei das OFDM-Signal einen OFDM-Rahmen mit einer Dauer aufweist, der OFDM-Rahmen-Datenpakete und eine Vielzahl von OFDM-Schlitzen hat, wobei jede der OFDM-Schlitze eine Vielzahl von OFDM-Symbolen hat, die eine Vielzahl von Unterträgern einschließen, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch: zumindest ein Steuergerät, das so konfiguriert und angeordnet ist, dass es auf ein Rückführungssignal anspricht; einen Codierer zur Zuordnung von Konstellations-Punkten zu den Unterträgern entsprechend einer Kanalbedingung, um auf diese Weise jeden der Unterträger in eine von zwei Gruppen in Abhängigkeit von dem Rückführungssignal zu klassifizieren, wobei der Codierer einen Raum-Zeit-Sender-Diversity-, STTD-Codierer und einen Raum-Multiplex-, SM-Codierer einschließt, wobei der STTD-Codierer so angeordnet ist, dass er die Unterträger codiert, die in einer der Gruppe entsprechend der Zeit-Diversity klassifiziert sind, während der SM-Codierer so angeordnet ist, dass er die Unterträger codiert, die in der anderen der Gruppe entsprechend der Raum-Diversity klassifiziert sind, wobei die OFDM-Signale, die über mehrere der Sender ausgesandt werden, für die Raum-Diversity unabhängig voneinander sind und für die Zeit-Diversity einander entsprechen.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der das Steuergerät so konfiguriert ist, dass es ein Modulationsschema auf jedem der Unterträger auf der Grundlage eines bewerteten Verhältnisses bestimmt, das aus einer weiteren Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Träger-zu-Stör-Verhältnis und einem Signal-zu-Rausch-Verhältnis besteht.
Vorrichtung zur Verwendung mit einem adaptiven orthogonalen Frequenzmultiplex-, OFDM-, System, das eine Struktur mit mehrfachen Eingängen und mehrfachen Ausgängen, MIMO, verwendet, um OFDM-Signale von einer Vielzahl von Sendern zu einer Vielzahl von Empfängern zu senden, wobei das OFDM-Signal einen OFDM-Rahmen mit einer Dauer aufweist, der OFDM-Rahmen-Datenpakete und eine Vielzahl von OFDM-Schlitzen aufweist, wobei jeder der OFDM-Schlitze eine Vielzahl von OFDM-Symbolen hat, die eine Vielzahl von Unterträgern einschließen, wobei die Vorrichtung folgendes umfasst: die Empfangsvorrichtung nach Anspruch 1; und die Sendevorrichtung nach Anspruch 9, wobei die OFDM-Signale, die über mehrfache der Sender ausgesandt werden, für die Raum-Diversity unabhängig voneinander sind und einander für die Zeit-Diversity entsprechen.
Vorrichtung nach Anspruch 11, bei dem das Steuergerät so konfiguriert ist, dass es ein Modulationsschema auf jedem der Unterträger auf der Grundlage eines bewerteten Verhältnisses bestimmt, das aus einer weiteren Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Träger-zu-Stör-Verhältnis und einem Signal-zu-Rausch-Verhältnis besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die dem Empfang zugeordneten Steuergeräte so konfiguriert sind, dass sie eine Berechnung der Eigenwerte von Kanalmatritzen durchführen, um eine Feststellung zu treffen, welche Unterträger die Zeit-Diversity verwenden sollten, um die Signal-Schwund-Weiterleitungs-Fehlerkorrektur, FEC, während einer nachfolgenden Aussendung zu reduzieren, und welche Unterträger die Raum-Diversity zur Vergrößerung der Rate der Datenübertragung während der nachfolgenden Aussendung verwenden sollten, wobei die dem Empfang zugeordneten Steuergeräte so konfiguriert sind, dass sie die Feststellung auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen einem Schwellenwert und zumindest einem von drei Kriterien ausführen und die Aussendung eines Rückführungssignals lenken, die ein Ergebnis der Feststellung anzeigt, wobei zumindest eines der Kriterien auf der Berechnung beruht und zumindest ein anderes der Kriterien auf Elementen einer Diagonale von zumindest einer der Kanalmatritzen beruht.
Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die dem Empfang zugeordneten Steuergeräte so konfiguriert sind, dass sie die Feststellung auf der Grundlage eines Vergleichs einer Kanalbedingung mit einem Schwellenwert treffen, wobei die Kanalbedingung auf einer Frequenzgang-Kanalmatrix beruht, die von OFDM-Symbolen abgeleitet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der die Kanalbedingung eine Berechnung eines kleinsten Eigenwertes der Frequenzgang-Kanalmatrix darstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der die Kanalbedingung eine Feststellung des kleinsten Elementes in einer Diagonale der Frequenzgang-Kanalmatrix darstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der die Kanalbedingung ein Verhältnis der größten und kleinsten Eigenwerte der Kanalmatrix darstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der die Kanalbedingung eine von drei Kriterien darstellt, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus einer Berechnung der kleinsten Eigenwerte der Kanalmatrix, einem kleinsten Element in einer Diagonale der Kanalmatrix und einem Verhältnis der größten und kleinsten Eigenwerte der Kanalmatrix besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 14, die weiterhin eine Kanal-Bewertungseinrichtung umfasst, die die Frequenzgang-Kanalmatrix bildet.
Verfahren zur Verwendung mit einem adaptiven orthogonalen Frequenzmultiplex-, OFDM-, System, das eine Struktur mit mehrfachen Eingängen und mehrfachen Ausgängen, MIMO, verwendet, um OFDM-Signale von einer Vielzahl von Sendern zu einer Vielzahl von Empfängern zu senden, wobei das OFDM-Signal einen OFDM-Rahmen mit einer Dauer aufweist, der OFDM-Rahmen-Datenpakete und eine Vielzahl von OFDM-Schlitze aufweist, und jeder der OFDM-Schlitze eine Vielzahl von OFDM-Symbolen aufweist, die eine Vielzahl von Unterträgern einschließen, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: Antworten auf den Empfang des OFDM-Signal durch Durchführung einer Feststellung, ob Zeit-Diversity oder Raum-Diversity für nachfolgende Aussendungen verwendet werden sollte; und Senden eines Rückführungssignals, das dieses Feststellung anzeigt, wobei die OFDM-Signale, die über mehrfache der Sender ausgesandt werden, für die Raum-Diversity unabhängig voneinander sind und einander für die Zeit-Diversity entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 20, bei dem die Durchführung der Feststellung auf einem Vergleich einer Kanalbedingung mit einem Schwellenwert beruht, wobei die Kanalbedingung auf einer Frequenzgang-Kanalmatrix beruht, die von OFDM-Symbolen abgeleitet ist.
Verfahren nach Anspruch 21, das weiterhin den Schritt der Berechnung eines kleinsten Eigenwertes der Frequenzgang-Kanalmatrix umfasst, wobei die Kanalbedingung auf der Berechnung beruht.
Verfahren nach Anspruch 21, das weiterhin den Schritt der Bestimmung eines kleinsten Elementes in einer Diagonalen der Frequenzgang-Kanalmatrix umfasst wobei die Kanalbedingung auf der Feststellung beruht.
Verfahren nach Anspruch 21, das weiterhin den Schritt der Berechnung eines Verhältnisses der größten und kleinsten Eigenwerte der Kanalmatrix umfasst, wobei die Kanalbedingung auf dem Verhältnis beruht.
Verfahren nach Anspruch 21, bei dem die Kanalbedingung auf einer von drei Kriterien beruht, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus einer Berechnung der kleinsten Eigenwerte der Kanalmatrix, einem kleinsten Element in einer Diagonalen der Kanalmatrix und einem Verhältnis der größten und kleinsten Eigenwerte der Kanalmatrix besteht.
Verfahren nach Anspruch 20, das weiterhin die Schritte der Klassifizierung der Unterträger in zwei Gruppen, wobei eine der zwei Gruppen die Zeit-Diversity anzeigt und die andere der zwei Gruppen die Raum-Diversity anzeigt, und die Feststellung eines Modulationsschemas auf jedem der klassifizierten Unterträger auf der Grundlage eines bewerteten Verhältnisses umfasst, das aus einer weiteren Gruppe ausgewählt ist, die aus dem Träger-zu-Stör-Verhältnis und dem Signal-zu-Rausch-Verhältnis besteht.
Verfahren zur Verwendung mit einem orthogonalen Frequenzmultiplex-, OFDM-, System, das eine Struktur mit mehrfachen Eingängen und mehrfachen Ausgängen, MIMO, verwendet, um OFDM-Signale von einer Vielzahl von Sendern zu einer Vielzahl von Empfängern zu senden, wobei das OFDM-Signal einen OFDM-Rahmen mit einer Dauer aufweist, der OFDM-Rahmen-Datenpakete und eine Vielzahl von OFDM-Schlitzen aufweist, wobei jeder der OFDM-Schlitze eine Vielzahl von OFDM-Symbolen hat, die eine Vielzahl von Unterträgern einschließen, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: Antworten auf ein Rückführungssignal, Anweisen eines Codierers zu Zuordnung von Konstellationspunkten zu den Unterträgern entsprechend einer Kanalbedingung; Klassifizieren jedes der Unterträger in eine von zwei Gruppen entsprechend der vorhergehenden Zuordnung der Konstellationspunkte, wobei der Codierer so ausgebildet ist, dass er die Schritte der Zeit-Diversity-Codierung der Unterträger, die in einer der Gruppe entsprechend der Zeit-Diversity klassifiziert sind, unter Verwendung eines Raum-Zeit-Sender-Diversity-, STTD-Codierer und der räumlichen Multiplexierungs-Codierung der Unterträger, die in der anderen der Gruppen klassifiziert sind, entsprechend der Raum-Diversity unter Verwendung eines Raum-Multiplex-, SM-Codierer ausführt, wobei die OFDM-Signale, die über mehrere der Sender ausgesandt werden, für die Raum-Diversity unabhängig voneinander sind und einander für die Zeit-Diversity entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 27, bei der beim Klassifizieren der Unterträger in zwei Gruppen eine der zwei Gruppen die Zeit-Diversity anzeigt und die andere der zwei Gruppen die Raum-Diversity anzeigt, wobei das Verfahren weiterhin den Schritt der Bestimmung eines Modulationsschemas auf jedem der klassifizierten Unterträger auf der Grundlage eines abgeschätzten Verhältnisses umfasst, das auf einer weiteren Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Träger-zu-Stör-Verhältnis und einem Signal-zu-Rausch-Verhältnis besteht.
Verfahren nach Anspruch 20, das weiterhin die Schritte nach Anspruch 27 umfasst.
Verfahren nach Anspruch 29, bei dem der Schritt der Durchführung einer Feststellung, welche Unterträger die Zeit-Diversity zur Verringerung der Signalschwund-Vorwärtsfehlerkorrektur, FEC, während der nachfolgenden Aussendung verwenden sollten, und welche Unterträger die Raum-Diversity zur Vergrößerung der Rate der Datenübertragung während der nachfolgenden Aussendung verwenden sollten, weiterhin eine Berechnung von Eigenwerten der Kanalmatritzen umfasst, wobei die Feststellung auf einem Vergleich zwischen einem Schwellenwert und zumindest einem von drei Kriterien beruht, wobei zumindest eines der Kriterien auf der Berechnung beruht, zumindest ein anderes der Kriterien auf Elementen einer Diagonale von zumindest einer der Kanalmatritzen beruht.
Verfahren nach Anspruch 29, bei dem der Schritt der Durchführung der Feststellung auf einem Vergleich einer Kanalbedingung mit einem Schwellenwert beruht, wobei die Kanalbedingung auf einer Frequenzgang-Kanalmatrix beruht, die von OFDM-Symbolen abgeleitet ist.
Verfahren nach Anspruch 31, das weiterhin den Schritt der Berechnung eines kleinsten Eigenwertes der Frequenzgang-Kanalmatrix umfasst, wobei die Kanalbedingung auf der Berechnung beruht.
Verfahren nach Anspruch 31, das weiterhin den Schritt der Feststellung eines kleinsten Elementes in einer Diagonale der Frequenzgang-Kanalmatrix umfasst, wobei die Kanalbedingung auf der Feststellung beruht.
Verfahren nach Anspruch 31, das weiterhin den Schritt der Berechnung eines Verhältnisses der größten und kleinsten Eigenwerte der Kanalmatrix umfasst, wobei die Kanalbedingung auf dem Verhältnis beruht.
Verfahren nach Anspruch 31, das weiterhin das Basieren der Kanalbedingung auf einer von drei Kriterien umfasst, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus einer Berechnung der kleinsten Eigenwerte der Kanalmatrix eines kleinsten Elementes in einer Diagonale der Kanalmatrix und einem Verhältnis der größten und kleinsten Eigenwerte der Kanalmatrix besteht.
Verfahren nach Anspruch 29, das weiterhin den Schritt der Feststellung eines Modulationsschemas auf jedem der Unterträger auf der Grundlage eines bewerteten Verhältnisses umfasst, das aus einer weiteren Gruppe ausgewählt ist, die auf einem Träger-zu-Stör-Verhältnis und einem Signal-zu-Rausch-Verhältnis beruht.