DE602004000557T2

DE602004000557T2 - Schätzen der Güte einer Mehreingangs-Mehrausgangs- (MIMO) Datenverbindung

Info

Publication number: DE602004000557T2
Application number: DE602004000557T
Authority: DE
Inventors: Angeliki Swindon Alexiou
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 2003-11-18
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2024-10-30
Also published as: KR101080624B1; EP1533935A1; US20050118958A1; DE602004000557D1; EP1533935B1; JP4564339B2; JP2005151580A; US7424273B2; KR20050048475A

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bewerten von Rahmenfehlerwahrscheinlichkeit einer Kommunikationsverbindung in einem Telekommunikationsnetz. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein drahtloses Telekommunikationsnetz und eine Station für die Mobiltelekommunikation.
Allgemeiner Stand der Technik
In einem Telekommunikationsnetz führt eine Verbesserung der Leistungsfähigkeit einer Kommunikationsverbindung zwischen einer Basisstation und einem Mobilbenutzerendgerät nicht unbedingt zu einer entsprechenden Verbesserung der Leistungsfähigkeit des Gesamtnetzwerks. Um die Gesamtverbesserung zu bewerten, die zum Beispiel durch Einführung von MIMO-Zeichengabe (mehrere Eingänge, mehrere Ausgänge) zwischen Mobilbenutzerendgeräten und Basisstationen verursacht wird, muß demgemäß die Verbesserung der Leistungsfähigkeit einer großen Stichprobe von Basisstationen und Mobilbenutzerendgeräten verbindenden Verbindungen bewertet werden.
Es ist schwierig, die Leistungsfähigkeit bestimmter Verbindungen präzise zu charakterisieren. Eine solche Leistungsfähigkeit wurde traditionell im Hinblick auf Rahmenfehlerwahrscheinlichkeit, die häufig als Rahmenfehler-„Rate" bezeichnet und FER abgekürzt wird, als Funktion des Signal/Störungs- plus Rauschverhältnisses (SINR), gemittelt über alle Übertragungskanalzustände, bewertet. Störungen bedeuten hier natürlich die störenden Signale von anderen Zellen, und Rauschen ist thermisches Rauschen. Die Rahmenfehlerwahrscheinlichkeit (FER) ist die Wahrscheinlichkeit, daß ein empfangener Rahmen mindestens einen Fehler enthält; das heißt, daß mindestens ein empfangenes Bit nicht so wie gesendet ist. Kalibrationskurven von FER als Funktion des SINR werden produziert und dienen zur Bewertung der Leistungsfähigkeit auf Verbindungsebene. Dies ist für leistungsvermittelte, sprachzentrische Funknetzwerke angemessen, bei denen in einer Zeiteinheit, wie zum Beispiel der Dauer eines Codierungsblocks, viele Kanalzustände angetroffen werden.
Es war jedoch bekannt, daß für Funknetzwerke, auf denen wesentlich mehr Datenanwendungen ablaufen, aufgrund der stoßhaften Beschaffenheit paketvermittelter Anrufe typischerweise nur eine kleine Anzahl von Kanalzuständen innerhalb der Dauer eines Codierungsblocks angetroffen wird. Folglich wurde festgestellt, daß die über alle während der Übertragung eines Codierungsblocks angetroffenen Kanalzustände gemittelte FER für paketvermittelte Anrufe keine gute Repräsentation der Empfängerleistungsfähigkeit ist. Außerdem wurde festgestellt, daß das einfach skalare SINR keine geeignete Variable ist, mit der man ein MIMO-Szenario charakterisieren kann, wobei zum Beispiel etwas räumliche Korrelation zwischen mehreren Sende- und Empfangsantennen auftritt. Folglich wurde ein zweiter bekannter Ansatz entwickelt, in dem die Parameter auf Systemebene für ein Mobilbenutzerendgerät in einem Paketfunksystem mit der Leistungsfähigkeit auf Kommunikationsverbindungsebene in Beziehung gesetzt werden, indem MIMO-Kanalkapazität bestimmt wird, die dann zur Anzeige der Rahmenfehlerwahrscheinlichkeit verwendet wird.
Aus der Patentanmeldung GB 2381712 A ist ein Verfahren zur Bestimmung einer Blockfehlerrate aus einem Signal/Störungs-Verhältnis bekannt. Rosiers und Siegel beschreiben in „Space-Time Code Performance Bounds on Quasistatic Fading Channels", veröffentlicht in IEEE International Conference on Communications, 11.5.2003, daß die Rahmenfehlerrate im Grenzwert gleich der Wahrscheinlichkeit ist, daß die Übertragungsrate R über der Kanalkapazität liegt.
Kurzfassung der Erfindung
Ein Verfahren, ein drahtloses Telekommunikationsnetz und eine Station zur drahtlosen Telekommunikation gemäß der vorliegenden Erfindung werden in den unabhängigen Ansprüchen definiert, auf die sich der Leser nun beziehen sollte. Bevorzugte Merkmale werden in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Ein Beispiel für die vorliegende Erfindung ist ein Verfahren zur Bewertung der Rahmenfehlerwahrscheinlichkeit (FER) einer Kommunikationsverbindung in einem drahtlosen Telekommunikationsnetz. Die Verbindung besteht zwischen einem MIMO-Sender mit entweder einer Basisstation oder einem Mobilbenutzerendgerät und einem MIMO-Empfänger mit der jeweiligen anderen der Basisstation oder des Mobilbenutzerendgeräts. Das Verfahren umfaßt die folgenden Schritte: Bestimmen von Werten der momentanen Kanalkapazität eines MIMO-Kanals eines Mobilbenutzerendgeräts zu mehreren Zeitaugenblicken über eine vorbestimmte Zeit, Verarbeiten der Werte zum Bestimmen einer Höhe von Kanalkapazität, so daß ein beliebiger der momentanen Kanalkapazitätswerte auf eine vorbestimmte Wahrscheinlichkeit unter dieser Höhe liegt, und Nachschlagen dieser Höhe in vorbestimmten Kalibrierungsdaten von Rahmenfehlerwahrscheinlichkeit (FER) über der Kanalkapazitätshöhe, um einen FER-Wert bereitzustellen.
Beispielhafte Ausführungsformen ergeben eine Möglichkeit zum Bewerten der Leistungsfähigkeit bestimmter Verbindungen in MIMO-Systemen bei Anwesenheit eines Kanals mit Fading (d.h. von Null verschiedener Dopplerverschiebung), insbesondere durch Übersetzung von Parametern auf hoher Ebene, nämlich der Kanalmatrix und des mittleren Signal/Rausch- Verhältnisses (Eb/No) für ein mit einer Basisstation verbundenes Mobilbenutzerendgerät in eine Rahmenfehlerwahrscheinlichkeit (FER), die ein Maß der Leistungsfähigkeit auf Verbindungsebene ist. Dieser Ansatz eignet sich für Kanäle mit schnellem Fading (Doppler von Null verschieden), die gegenüber zeitlichen Schwankungen des MIMO-Kanals empfindlich sind.
Ein weiteres Beispiel für die vorliegende Erfindung betrifft ein drahtlose Telekommunikationsnetz mit einem MIMO-Sender mit entweder einer Basisstation oder einem Mobilbenutzerendgerät und einem MIMO-Empfänger mit der jeweiligen anderen der Basisstation oder des Mobilbenutzerendgeräts. Das Netzwerk enthält einen Prozessor zum Bestimmen von Werten der Momentan-Kanalkapazität eines MIMO-Kanals des Mobilbenutzerendgeräts zu mehreren Zeitpunkten über eine vorbestimmte Zeit hinweg und zum Verarbeiten der Werte, um so einen Wert der Kanalkapazität zu bestimmen, in bezug auf den beliebige der Momentan-Kanalkapazitätswerte eine vorbestimmte Wahrscheinlichkeit aufweisen, daß sie kleiner sind. Das Netzwerk enthält einen Nachschlagespeicher vorbestimmter Kalibrationsdaten, wodurch die Rahmenfehlerwahrscheinlichkeit (FER) mit dem Kanalkapazitätswert assoziiert wird und einen Anzeiger zum Geben einer Anzeige proportional zu der FER, die dem bestimmten Wert der Kanalkapazität entspricht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es wird nun anhand eines Beispiels und mit Bezug auf die Zeichnungen eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es zeigen:
1 ein Diagramm eines Netzwerks für Mobiltelekommunikation mit mehreren Zellen (STAND DER TECHNIK),
2 ein Diagramm eines MIMO-Senders und eines MIMO-Empfängers (STAND DER TECHNIK),
3 ein Diagramm der Bestimmung der FER (STAND DER TECHNIK),
4 ein Diagramm der Bestimmung der FER bei einer bevorzugten Ausführungsform und
5 ein Diagramm, das graphisch eine kumulative Dichtefunktion einer Kanalkapazität C für Szenarios mit niedriger Dopplerverschiebung und hoher Dopplerverschiebung darstellt.
Ausführliche Beschreibung
Zur einfacheren Erläuterung wird ein Beispiel für einen bekannten Ansatz beschrieben, gefolgt durch ein Beispiel für den Ansatz gemäß der Erfindung. Dies dient zum leichteren Vergleich.
Bekannter Ansatz
Bei dem zuvor erwähnten zweiten bekannten Ansatz werden Parameter auf Systemebene für ein Mobilbenutzerendgerät in einem Paketfunksystem durch eine Variable C, die zur Schätzung der Leistungsfähigkeit des Empfängers im Hinblick auf Rahmenfehlerwahrscheinlichkeit aus vorberechneten Kalibrationsdaten verwendet wird, mit der Leistungsfähigkeit auf Kommunikationsverbindungsebene in Beziehung gesetzt.
Man betrachte ein MIMO-System (mehrere Eingänge, mehrere Ausgänge) als Beispiel. MIMO-Techniken sind wohlbekannt und der Leser wird zum Beispiel auf S.M. Alamouti, „A Simple Transmit Diversity Technique for Wireless Communications", IEEE Journal on Selected Areas in Communication, Band 16, Nr. 8, Seite 1451-1458, Oktober 1998 als Hintergrund verwiesen.
2 zeigt ein MIMO-System 12, das aus einem MIMO-Sender 14 mit N Sendeantennen 16 und einem MIMO-Empfänger 18 mit M Empfangsantennen 20 besteht. Der Sender 14 ist ein Sender einer Basisstation oder eines Mobilbenutzerendgeräts. Der entsprechende MIMO-Empfänger 18 ist der andere der Basisstation oder des Mobilbenutzerendgeräts. Ein zu sendender Datenblock wird codiert und moduliert, um Symbole einer komplexen Konstellation bereitzustellen. Jedes Symbol wird dann nach einiger räumlicher Gewichtung der Signalkomponenten für die verschiedenen Sendeantennen auf die Sendeantennen 16 abgebildet (ein als räumliches Multiplexen bekannter Prozeß), was in der Technik als Raum-Zeit-Codierung bekannt ist. Nach der Übertragung per Funk, d.h. durch den drahtlosen Kanal, werden im Empfänger von den verschiedenen Empfangsantennen 20 empfangene Signale gedemultiplext, gewichtet, demoduliert und decodiert, um die gesendeten Daten wiederherzustellen.
In diesem MIMO-System 12 wird ein Funkpaket über die N×M-Kanalmatrix H bei Anwesenheit von additivem weißem Gaußschem Rauschen der Energie N_O, wobei E_b die Bitenergie ist, empfangen. Genauer gesagt ist die Rahmenfehlerwahrscheinlichkeit (FER) (für eine bestimmte Kommunikationsverbindung) aus der Kanalmatrix H, den Störungskanalmatrizen H₁...H_K und der thermischen Rauschenergie N_O ableitbar. Es wird angenommen, daß keine strukturierten (d.h. systematischen) Störungen präsent sind, so daß H₁...H_K nicht berücksichtigt werden.
Es wurden viele Computersimulationen des MIMO-Systems 12 durchgeführt, insbesondere in bezug auf das Ausmaß, zu dem ein gesendeter Rahmen 22 für das gewählte H und das gewählte mittlere Signal/Rausch-Verhältnis (Eb/No) empfangen werden würde, wobei das Momentanrauschen mit der Zeit zufällig um einen Mittelwert mit einer Gaußschen Verteilung variiert. Für jede Simulation ermöglichte ein Vergleich des simuliert empfangenen Rahmens 24 mit dem simuliert gesendeten Rahmen 22 das Bestimmen eines Zählwerts, welcher Anteil der simuliert empfangenen Rahmen mindestens einen Fehler enthielt, wodurch sich ein Rahmenfehlerwahrscheinlichkeitswert (FER-Wert) ergibt.
Der nächste Schritt ist die Bestimmung der Kanalkapazität C, mit der der FER-Wert in Beziehung steht. Dies geschah durch die Annahme, daß die FER wie folgt eine Funktion der Variablen C ist:
wodurch es möglich wird, Kalibrationskurven der Form FER(C) zu produzieren, wobei C = C(H, Eb, NO) (2)eine skalare Variable ist. C ist die Kanalkapazität des MIMO-Kanals H und wird folgendermaßen aus einer MIMO-Kanalmatrix H bestimmt:
(Dies ist die sogenannte Shannon-Kapazitätsformel, die auf den MIMO-Fall verallgemeinert wird). C ist die in Bit pro Sekunde pro Hertz (bps/Hz) ausgedrückte Kanalkapazität für einen MIMO-Kanal H mit N Sendeantennen, M Empfangsantennen und einem mittleren Signal/Rausch-Verhältnis von Eb/No.
Dementsprechend wurden aus den obenerwähnten Simulationen Daten der FER im Vergleich zu C für verschiedene mittlere Signal/Rausch-Verhältnisse produziert. Diese Daten sind Nachschlagedaten, d.h. Kalibrationsdaten für die Schätzung der FER für reale MIMO-Systeme aus einer Bestimmung eines C-Werts.
Die Verwendung der Variablen C zur Bestimmung der FER für eine Verbindung eines realen Netzwerks ist in 3 gezeigt. Indem zum Beispiel in regelmäßigen Zeitintervallen (z.B. einmal pro Schlitz) Stichproben davon genommen werden, wie Signale, nämlich Pilotsignale, die von einem Mobilbenutzerendgerät erwartet werden, durch das Mobilbenutzerendgerät empfangen werden, wird eine Reihe von „Momentan"-Kanalmatrizen H für das interessierende Mobilbenutzerendgerät zu verschiedenen Zeiten bereitgestellt.
Für jede solche „Momentan"-Kanalmatrix H für das interessierende Mobilbenutzerendgerät wird die Schnittstellenvariable C in einem Prozessor 26 für das interessierende bestimmte Mobilbenutzerendgerät unter Verwendung von Gleichung (3) ausgewertet. Der Wert der Variablen C wird dann zur Schätzung der FER für diese Verbindung verwendet, indem die vorberechnete FER auf Verbindungsebene im Vergleich zu C und die Eb/No-Kalibrationsdaten, die in einem Speicher 28 gespeichert sind, nachgeschlagen werden. Dies geschieht für jede interessierende Verbindung.
Beispielhafter Ansatz
Die Erfinder haben festgestellt, daß bei dem bekannten Ansatz, der auf Momentan-Parametern auf Systemebene basiert, der Wert der C-Variablen für eine Verbindung zu einem bestimmten Mobilbenutzerendgerät produziert wird, ohne sogenannte Mehrwege- oder andere Eigenschaften eines schnellen Fading zu berücksichtigen. Für statische Kanäle, wie zum Beispiel einen statischen Kanal mit Additivem Weißem Gaußschem Rauschen (AWGN), d.h. einen Kanal ohne Fading, ist diese Kanalkapazitätsvariable C genau, gleiches gilt jedoch nicht für den Fall von Kanälen mit schnellem Fading. Der Erfinder hat festgestellt, daß, da schnelles Fading mit Phasendifferenzen zwischen sukzessiven Kanalstichproben zusammenhängt, eine Betrachtung des Fading (d.h. des Effekts der Dopplerverschiebung) erfordern würde, die Variable C anzupassen, damit die Variable von Kanalschwankungen über einen Zeitschlitz oder Rahmen hinweg abhängig wird. Anders ausgedrückt war eine Variable erforderlich, die eine Funktion der verschiedenen Momentanzustände der MIMO-Kanalmatrix über einen Zeitraum ist, nämlich über die Zeit zur Übertragung eines Codierungsblocks. Dies wird nachfolgend im Rest der vorliegenden Beschreibung weiter erläutert, wobei alles einen erfindungsgemäßen Ansatz beschreibt.
Erzeugung von Kalibrationsdaten
Wie in 2 gezeigt wurde ein MIMO-System mit einem MIMO-Sender 14 mit N Sendeantennen 16 und einem MIMO-Empfänger 18 mit M Empfangsantennen 20 betrachtet, wobei ein Funkpaket über die N×M-Kanalmatrix H bei Anwesenheit von additivem weißem Gaußschem Rauschen der Energie N₀ empfangen wird, wobei E_b die Bitenergie ist. Die Rahmenfehlerwahrscheinlichkeit (FER) für ein bestimmtes Mobilbenutzerendgerät steht mit der Kanalmatrix H des Benutzers, Störungskanalmatrizen H₁...H_K und der momentanen thermischen Rauschenergie N_O in Zusammenhang. Es wird angenommen, daß keine strukturierten (d.h. systematischen) Störungen präsent sind, so daß H₁...H_K nicht berücksichtigt werden.
Es wurden viele Computersimulationen des MIMO-Systems 12 durchgeführt, insbesondere in bezug auf das Ausmaß, zu dem ein simulierter gesendeter Rahmen 22 bei dem gewählten H und dem gewählten mittleren Signal/Rausch-Verhältnis (Eb/No) empfangen werden würde, wobei das Momentanrauschen (No) zufällig mit einem Mittelwert mit Gaußscher Verteilung variiert. Für jede Simulation ermöglichte ein Vergleich des simuliert empfangenen Rahmens 24 mit dem simuliert gesendeten Rahmen 22 das Erstellen eines Zählwerts, welcher Anteil der simuliert empfangenen Rahmen mindestens einen Fehler enthielt, wodurch sich der Wert der Rahmenfehlerwahrscheinlichkeit (FER) ergibt.
Der nächste Schritt war die Bestimmung der Kanalkapazität C, mit der der FER-Wert in Beziehung steht. Dies geschah durch die Annahme, daß die FER wie folgt eine Funktion der Kanalkapazität C ist:
wobei aus einer MIMO-Kanalmatrix H folgendermaßen ein Momentanwert der Kanalkapazität C bestimmt wird:
(Dies ist die sogenannte Shannon-Kapazitätsformel, die auf den MIMO-Fall verallgemeinert wird). C ist die in Bit pro Sekunde pro Hertz (bps/Hz) ausgedrückte Kanalkapazität für einen MIMO-Kanal H mit N Sendeantennen, M Empfangsantennen und einem mittleren Signal/Rausch-Verhältnis von Eb/No.
Es besteht dann ein signifikanter Unterschied zu dem bekannten Ansatz, um nämlich ein schnelles Fading (Doppler) zu betrachten, wurde aus den Simulationsergebnissen eine Funktion mit der Bezeichnung C_S bestimmt, die eine stochastische (d.h. probabilistische) Funktion von C während des interessierenden Zeitraums (z.B. eines Codierungsblocks) ist. Diese wird aus einer kumulativen Dichtefunktion (CDF) der Momentanwerte der Variablen C abgeleitet, die als die Variation der Variablen C über einen Codierungsblock hinweg beschreibend betrachtet werden kann. Dieses C_S ist folgendermaßen definiert:
Das heißt, daß C_S der Wert von C ist, für den C mit Wahrscheinlichkeit a unter einem bestimmten Wert C₀ liegt. Die kumulative Dichtefunktion in bezug auf C nimmt die in 5 gezeigte Form an, und C_S hängt von dem gewählten a-Wert ab. Bei der Verwendung wird ein einziger Wert von a ausgewählt, um so C_S-Werte zu produzieren. Bei einem Szenario mit hohem Doppler (in 5 durch die Bezugszahl 34 angegeben) ist jeder beliebige Wert von a geeignet, z.B. 0,3, 0,5 oder 0,7. Bei einem Szenario mit niedrigem Doppler (in 5 durch die Bezugszahl 36 angegeben) ist ein Wert von a in der Nähe von oder bei 0,5 am besten geeignet, wie in 5 gezeigt, da gerade in diesem Fall die CDF und daher C_S gegenüber C am empfindlichsten sind.
Aus den vielen Simulationen mit verschiedenen Kanalmatrizen H jeweils mit verschiedenem Momentanrauschen No wurden verschiedene FER als Funktion von Cs für verschiedene mittlere Signal/Rausch-Verhältnisse (Eb/No) bestimmt. Es wurden viele Simulationen durchgeführt, ausreichend, um eine Erstellung von Nachschlagetabellen, d.h. Kalibrationskurven, zu ermöglichen, aus denen FER für bestimmte Kombinationen von Cs und Eb/No abgelesen werden könnte.
Verwendung der Kalibrationsdaten
Wie in 1 gezeigt wird ein Netzwerk von Zellen mit mindestens mehreren Mobilbenutzerendgeräten 2 in jeder Zelle 4 betrachtet. Jede Zelle 4 wird von einer Basisstation 6 versorgt. Der Momentanzustand des Netzwerks 1 wird durch alle Kanalmatrizen entsprechend allen Verbindungen zwischen Mobilbenutzerendgeräten und Basisstationen beschrieben.
Durch Nehmen von Stichproben in regelmäßigen Zeitintervallen (z.B. einmal pro Schlitz), wie Signale, nämlich Pilotsignale, die von einem Mobilbenutzerendgerät erwartet werden, durch das Mobilbenutzerendgerät empfangen werden, wird eine Reihe von „Momentan"-Kanalmatrizen H für das interessierende Mobilbenutzerendgerät zu verschiedenen Zeiten bereitgestellt.
4 zeigt schematisch das Verfahren zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit auf Verbindungsebene (im Hinblick auf FER) aus Parametern auf Systemebene (Kanalmatrix H, mittleres Signal/Rausch-Verhältnis Eb/No) für ein Mobilbenutzerendgerät in einem realen Netzwerk mit MIMO-Verbindungen. Für das interessierende Mobilbenutzerendgerät wird in dem Prozessor 30 unter Verwendung von Gleichung (5) für jede solche „Momentan"-Kanalmatrix H der Wert der Variablen C ausgewertet. Dies geschieht wiederholt über einen Zeitraum, nämlich die Dauer eines Codierungsblocks, hinweg, und die Werte der Variablen C werden gesammelt und die Variable C_S durch den Prozessor 30 unter Verwendung von Gleichung (6) für diese Verbindung (d.h. dieses Mobilbenutzerendgerät) und diesen Zeitraum geschätzt. Mit dem Wert von C_S wird das FER geschätzt, indem man die vorberechnete FER nachschlägt, die den C_S- und Eb/No-Daten entspricht, d.h. die Kurven der Rahmenfehlerwahrscheinlichkeit als Funktion von C_S für verschiedene Eb/No, die in einem Speicher 32 gespeichert sind. Der FER-Wert wird an einem Ausgangsport 33 des Speichers 32 bereitgestellt. (Gegebenenfalls wird eine Interpolation zwischen Kalibrationsdaten von FER als Funktion von Cs und Eb/No durchgeführt). Da C_S eine Funktion des schnellen Fading (d.h. Doppler) ist, kann es ein schnelles Fading bei der Bewertung der Leistungsfähigkeit auf spezifischen Verbindungen adäquat berücksichtigen. Der Prozessor 30 und die Nachschlagetabelle 32 mit ihrem Ausgangsport befinden sich in der Basisstation, obwohl sie sich bei (nicht gezeigten) anderen Ausführungsformen an einer anderen Stelle in dem Netzwerk befinden können, z.B. in einer Basisstationssteuerung oder einem anderen Knoten.
FER wird auf diese Weise für jede der MIMO-Verbindungen in einem drahtlosen Telekommunikationsnetz bestimmt, oder wahlweise nur für die Verbindungen, die als repräsentativ oder von besonderem Interesse ausgewählt werden. Die resultierende Menge von FER-Werten gibt eine Anzeige der Gesamtsystemleistungsfähigkeit, die z.B. für eine Aufrüstung von Netzwerkvorrichtungen nützlich ist.
Mit zunehmender Dopplerverschiebung, d.h. signifikanter werdendem schnellen Fading, nimmt der Absolutwert der Steigung der in Gleichung (4) gegebenen CDF-Funktion ab. Anders ausgedrückt nimmt die Varianz der Variablen C über einen Verschachtelungsblock zu, wenn Doppler zunimmt. Folglich ist das in Gleichung (4) gegebene C_S für Wahrscheinlichkeiten a < 0,5 eine abnehmende Funktion des Betrags der Dopplerverschiebung und für a > 0,5 eine zunehmende Funktion des Betrags der Dopplerverschiebung. Im Fall a = 0,5 ist die Schnittstellenvariable C_S dem Mittelwert der Momentanvariablen über den interessierenden Zeitraum (z.B. Codierungsblock) hinweg äquivalent.
Die Variable C_S ist rückwärts mit dem bekannten Ansatz (wie oben beschrieben und in 3 dargestellt) kompatibel (d.h. gibt dieselben Ergebnisse), falls der Kanal statisch ist, d.h. wenn die Dopplerverschiebung Null ist. Der Grund dafür besteht darin, daß dann die Momentanvariable C konstant bleibt und deshalb für jeden Wert der Wahrscheinlichkeit a C_S gleich dem konstanten Wert C ist.

Claims

Verfahren zum Bewerten von Rahmenfehlerwahrscheinlichkeit (FER – frame error probability) einer ausgewählten Kommunikationsverbindung in einem drahtlosen Telekommunikationsnetz (1), wobei die Verbindung zwischen einem MIMO-Sender (14) mit entweder einer Basisstation (6) oder einem Mobilbenutzerendgerät (2) und einem MIMO-Empfänger (18) mit der jeweiligen anderen der Basisstation (6) oder des Mobilbenutzerendgeräts (2) besteht, mit (4:30) Bestimmen von Werten (C) der momentanen Kapazität eines MIMO-Kanals eines Mobilbenutzerendgeräts zu mehreren Zeitaugenblicken über eine vorbestimmte Zeit, Verarbeiten der Werte zum Bestimmen einer Höhe (C_S) von Kanalkapazität, so daß ein beliebiger der momentanen Kanalkapazitätswerte auf eine vorbestimmte Wahrscheinlichkeit unter dieser Höhe liegt und Nachschlagen dieser Höhe in vorbestimmten Kalibrierungsdaten (32) von FER über der Kanalskapazitätshöhe, um einen FER-Wert bereitzustellen (33).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Wahrscheinlichkeit 0,5 beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die vorbestimmten Kalibrierungsdaten (32) von FER über Höhe von Kanalkapazität durch mathematische Modellierung eines MIMO-Senders und MIMO-Empfängers mit verschiedenen Kanalmatrixzuständen und verschiedenen durchschnittlichen Signal-Rauschverhältnissen (Eb/No) bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 mit Schätzen des durch das Mobilbenutzerendgerät erfahrenen durchschnittlichen Signal-Rauschverhältnisses während der vorbestimmten Zeitperiode und auch Benutzen des selben zum Bewerten von FER umfaßt, wobei die vorbestimmten Kalibrierungsdaten FER als Funktion von sowohl Kanälkapazitätshöhe als auch durchschnittlichem Signal-Rauschverhältnis sind.
Verfahren nach Anspruch 1 mit Berechnen jedes Wertes von momentaner Kanalkapazität aus Parametern einschließlich des Kanalmatrixzustandes der Verbindung und des durch die Verbindung dieser Zeit erfahrenen durchschnittlichen Signal-Rauschverhältnisses.
Verfahren zur Bereitstellung einer Menge von FER-Werten, die die Leistung auf Systemebene von mindestens einem Teil eines Telekommunikationsnetzes (1) anzeigen, wobei der mindestens eine Teil MIMO-Kommunikationsverbindungen zwischen Basisstationen (6) und Mobilbenutzerendgeräten (2) einschließt, mit folgendem: für jede der mindestens einigen der Kommunikationsverbindungen Bewerten der Rahmenfehlerrate unter Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Bereitstellung der Menge von FER-Werten (33).
Drahtloses Kommunikationsnetz (1) mit einem MIMO-Sender (14) mit jeweils einer Basisstation (6) oder einem Mobilbenutzerendgerät (2) und einem MIMO-Empfänger (18) mit jeweils der anderen der Basisstation (6) oder des Mobilbenutzerendgeräts (2), und einem Prozessor (30) zum Bestimmen von Werten (C) momentaner Kapazität eines MIMO-Kanals des Mobilbenutzerendgeräts zu mehreren Zeitaugenblicken über eine vorbestimmte Zeit und zum Verarbeiten der Werte zum Bestimmen einer Höhe (C_S) von Kanalkapazität, so daß ein beliebiger der momentanen Kanalkapazitätswerte mit einer vorbestimmten Wahrscheinlichkeit unter dieser Höhe liegt, wobei das Netz einen Nachschlagespeicher (32) von vorbestimmten Kalibrierungsdaten enthält, die Rahmenfehlerwahrscheinlichkeit (FER) der Kanalskapazitätshöhe zuordnen und einen Anzeiger zum Abgeben einer Anzeige (33) proportional zu der FER entsprechend der bestimmten Höhe von Kanalkapazität.