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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Sachgebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Festlegen
einer Signalerfassungsreihenfolge in einem mobilen Kommunikationssystem,
und insbesondere auf ein Verfahren zum Festlegen einer Signalerfassungsreihenfolge
in einem Mobilkommunikationssystem, das eine adaptive Modulations-Technologie unterstützt.
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2. Beschreibung des in
Bezug stehenden Stands der Technik
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Typischerweise
zeigt, im Gegensatz zu einer verdrahteten Kanalumgebung, eine drahtlose
Kanalumgebung eine niedrige Zuverlässigkeit aufgrund einer Multipath-(Mehrkanal)-Interferenz, einer
Abschattung, einer Funkwellendämpfung,
eines Zeit-Domäne-Rauschens, einer
Interferenz, usw.. Diese Faktoren behindern die Erhöhung einer
Datenübertragungsrate
in Mobilkommunikationen. Viele Technologien sind entwickelt worden,
um diese Probleme zu beseitigen. Diese repräsentativen Technologien bestehen
teilweise aus einer Fehlersteuercodiertechnologie zum Unterdrücken einer
Signalverzerrung und des Einflusses von Rauschen, und einer Antennen-Diversity,
um ein Fading-Phänomen
zu beseitigen.
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Die
Antennen-Diversity empfängt
eine Vielzahl von Signalen, die unter unabhängigen Fading-Phänomen leiden,
und stellt auf die Fading-Phänomene
ein. Die Antennen-Diversity kann in Zeit-Diversity, Frequenz-Diversity,
Multipath-Diversity, Raum-Diversity, usw., klassifiziert werden.
Die Zeit-Diversity erhält
temporär
die Diversity, in der ein Kanal-Codieren und eine – Verschachtelung
kombiniert werden, und die Frequenz-Diversity erhält die Diversity,
in der Signale, die mit unterschiedlichen Frequenzen gesendet sind, über unterschiedliche
Multipath-Kanäle
gesendet werden. Die Multipath-Diversity erhält die Diversity durch Teilen der
Multipath-Signale unter Verwendung von unterschiedlichen Fading-Informationen. Die
Raum-Diversity erhält
die Diversity unter Verwendung von unabhängigen Fading-Signalen unter
Verwendung einer Vielzahl von Antennen in einem Sender, einem Empfänger, oder
sowohl dem Empfänger
als auch dem Sender. Die Raum-Diversity verwendet ein Antennenfeld.
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Allerdings
können
die Fehlersteuer-Codiertechnologie und die Diversity, verwendet
für drahtlose
Kanäle,
nicht der Anforderung nach Datendiensten mit hoher Rate, wie beispielsweise
einer Internet-Verbindung und Multimedia-Diensten, entsprechen.
Deshalb sollte die Frequenz-Effektivität erhöht werden. Mobilkommunikationssysteme,
die ein Antennefeld haben, sind nun untersucht worden, um die Frequenzeffektivität zu erhöhen.
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Das
Antennenfeld-System ist ein System, bei dem ein Sender/Empfänger mehrere
Antennen umfasst und das eine räumliche
Domäne
zum Erhöhen
der Frequenzeffektivität
verwendet. Da die Zeitdomäne
und die räumliche
Domäne
bereits begrenzt worden sind, kann eine höhere Senderate einfach unter
Verwendung der räumlichen
Domäne
erhalten werden. Das Antennenfeld-System umfasst ein System, das
als ein "V-BLAST (Vertical
Bell Lab LAyered Space Time)" oder "Raum-Teilungs-Multiplexier" ("space division multiplexing") System, vorgeschlagen
von Bell Labs, bezeichnet wird. Dieses Antennenfeld-System entspricht
grundsätzlich
einem MIMO-(Multi Input Multi Output)-System, bei dem unabhängige Informationen über Empfangsantennen gesendet
werden.
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Um
die Kanalkapazität
so zu erweitern, dass das Antennenfeld-System eine hohe Frequenzeffektivität besitzt,
sollten Korrelationskoeffizienten unter Kanälen, die unter Sendeantennen
und Empfangsantennen gebildet sind, klein sein. Wenn die Korrelationskoeffizienten
unter den Kanälen
gering sind, führen
entsprechende Informationen, die von den jeweiligen Sendeantennen
gesendet sind, durch die unterschiedlichen Kanäle hindurch, und folglich können Mobilstationen
zwischen den gesendeten Informationen unterscheiden werden. Wenn
die Signale, die von den jeweiligen Sendeantennen gesendet sind,
unterschiedliche räumliche
Charakteristika haben, können
sie voneinander unterschieden werden, und dies macht es möglich, die
Kanalkapazität zu
erweitern. Zusätzlich
ist das Antennenfeld-System in einer Umgebung geeignet, bei der
viele Multipath-Signale, die unterschiedliche räumliche Charakteristika haben,
existieren. Allerdings wird, in einer LOS-(Line Of Sight)-Umgebung
die Kanalkapazität
des Antennenfeld-Systems nicht stark verglichen mit einem einzelnen Sende/Empfangs-Antennensystem
erhöht.
Dementsprechend ist das Antennenfeld-System für die Umgebung geeignet, bei
der viele Multipath aufgrund von streuenden Objekten, die zwischen
dem Sender und dem Empfänger
angeordnet sind, erzeugt werden, d. h. bei der Umgebung, wo die
jeweiligen Sende/Empfangs-Antennenkanäle kleine
Korrelationskoeffizienten haben oder Diversity-Effekte haben.
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Wenn
das Antennenfeld in dem Sender/Empfänger verwendet wird, wird die
Kanalkapazität
erhöht.
In diesem Fall wird die Kanalkapazität basierend teilweise darauf
bestimmt, ob der Sender/Empfänger
die Kanalinformationen erhält,
die von dem Sender zu dem Empfänger
gesendet sind. Wenn sowohl der Sender als auch der Empfänger die
Kanalinformationen empfangen haben, wird die Erhöhung der Kanalkapazität am größten, während dann,
wenn der Sender/Empfänger
keine Kanalinformationen empfangen haben, die Erhöhung der
Kanalkapazität
am geringsten ist. Wenn nur der Empfänger die Kanalinformationen
empfängt,
liegt die Erhöhung
der Kanalkapazität
in der Mitte der zwei Werte, wie dies vorstehend beschrieben ist.
Damit der Sender die Kanalinformationen bestimmen kann, kann der
Sender den Kanalzustand abschätzen
oder die Informationen zurück
zu dem Sender führen,
so dass der Sender den Kanalzustand erkennen kann.
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Die
Kanalinformationen, die in dem Antennenfeld-System erforderlich
sind, sind eine Kanal-Reaktion unter den jeweiligen Sendeantennen
und den jeweiligen Empfangsantennen, und sie erhöhen sich im Verhältnis zu
der Anzahl der Sende/Empfangsantennen. Das Antennenfeld-System,
das die mehreren Sende/Empfangsantennen umfasst, besitzt eine erhöhte Kanalkapazität im Verhältnis zu
der Anzahl der Antennen, die in dem Sender/Empfänger verwendet werden. Das
Antennenfeld-System besitzt den Vorteil dahingehend, dass es die
Kanalkapazität
im Verhältnis
zu der Zahl der Sende/Empfangsantennen erhöhen kann. Allerdings ist auch
der Nachteil vorhanden, dass, in dem Fall, bei dem die Kanalinformationen
zurückgeführt werden
sollten, der Umfang der zurückgeführten Informationen
entsprechend der Zunahme der Anzahl der Antennen erhöht wird.
Um dieses Problem zu lösen,
ist ein Verfahren zum Erhöhen
der Kanalkapazität
durch Verringern der Rückführ-Informationen
erforderlich.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, ist, als das herkömmliche Empfangsverfahren in
dem SM-MIMO-(Spatial
Multiplexing Multiple Input Multiple Output)-System, eine Architektur
zum Entfernen eines Interferenzsignals unter Verwendung des V-BLAST
(Vertical Bell Lab LAyered Space Time) vorgeschlagen worden. Die
V-BLAST Architektur ist eine eine Interferenz entfernende Architektur,
die die Funktionsweise der bevorzugten Erfassung der jeweiligen
Antennen erhöht
und Kanäle
entfernt, die große
SINRs (Signal to Interference pulse Noise Ratios) (Signal zu Interferenz-Impuls-Rausch-Verhältnisse)
haben, und zwar unter Verwendung einer SIC (Successive Interference
Cancellation), in dem System, das eine gleiche Leistung und gleiche
Modulationsrate besitzt. Diese Architektur wird als eine "Forward ordering
detection architecture" bezeichnet.
Diese nach vorne ordnende Erfassungs-Architektur ist im Detail in
P.W. Wolniansky, G.J. Foschini, G.D. Golden und R.A. Valenzuela "V-BLAST: An Arachitecture
for Realizing Very High Data Rates Over The Rich-Scattering Wireless
Channel", Proc.
Int. Symp. Signals, Systems, Electronics, Seiten 295–300, Okt.
1998, beschrieben.
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Ein
SM-MIMO-System, das eine AM-(Adaptive Modulation)-Architektur einsetzt,
ist bereits vorgeschlagen worden, um die Kanalkapazität durch
Erhöhung
der Datensenderate zu erhöhen.
In einem solchen System ist die existierende Vorwärts-Ordnungs-Ertassungs-Architektur nicht
in der Fehlerwahrscheinlichkeit effektiv. Dies kommt daher, dass,
da eine Modulationsrate mit einem hohen Grad in einem Kanal verwendet
wird, der ein großes
SINR besitzt, ein Kanal, der ein größeres SINR besitzt, eine höhere Fehlerwahrscheinlichkeit
erzeugen kann. In dem Fall eines Durchführens einer optimalen Bit-Zuweisung
und einer Leistungs-Zuweisung wird die Erfassungsreihenfolge in
einer Richtung ausgewählt,
in der die gesamten SINRs durch bevorzugtes Erfassen und Entfernen
der Kanäle,
die kleine SINRs haben, erhöht
werden. Dies wird als eine "Reverse
ordering detection architecture" ("Rückwärts-Ordnungs-Erfassungs-Architektur") bezeichnet. Die
Rückwärts-Ordnungs-Erfassungs-Architektur
ist im Detail in Ka-Wai Ng, Roger S. Cheng und Ross D. Murch, "Iterative Bit & Power Allocation
for V-BLAST based OFDM MIMO System in Frequency Selective Fading
Channel", Proc.
IEEE WCNC., vol. 1, Seiten 271–275,
März 2002,
und Young-Doo Kim, Inhyoung Kim, Jihoon Choi, Jae-Young Ahn und
Yong H. Lee, "Adaptive
Modulation for MIMO Systems with V-BLAST Detection", IEEE VTC spring,
Vol 2, Seiten 1074–1078,
April 2003, beschrieben.
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Zuerst
wird die Vorwärts-Ordnungs-Erfassungs-Architektur,
die in Wolniansky beschrieben ist, erläutert.
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Die
Vorwärts-Ordnungs-Erfassungs-Architektur
ist eine Architektur, die zuerst einen Unterkanal, der ein maximales
SINR besitzt, an jeweiligen Schritten auswählt, und ist dort geeignet,
wo die Unterkanäle
gleiche Leistung und gleiche Modulationsraten haben. Allerdings
ist die Vorwärts-Ordnungs-Erfassungs-Architektur nicht
dort geeignet, wo Fehler in der adaptiven Modulationsrate vorhanden
sind. Genauer gesagt wird in dem Fall, dass die adaptive Modulations-Architektur
verwendet wird, obwohl eine Modulations-Architektur mit einem höheren Grad
bei einem Kanal angewandt werden sollte, der ein größeres SINR
besitzt, der minimale Symbol-Abstand kürzer, wenn der Grad der adaptiven
Modulations-Architektur
höher wird,
und dies verursacht eine höhere
Fehlerwahrscheinlichkeit bei den gleichen SINR. Dementsprechend
kann keine niedrigere Fehlerwahrscheinlichkeit garantiert werden,
obwohl das SINR höher
wird.
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Als
zweites wird die Umkehr-Reihenfolge-Erfassungs-Architektur, die
in Ng und Kim beschrieben ist, erläutert.
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Die
Rückwärts-Ordnungs-Erfassungs-Architektur
ist in einem System vorgeschlagen worden, bei dem die jeweiligen
Unterkanäle
adaptive Leistungs- und adaptive Modulations-Architekturen haben. In Ng ist die Fehlenwahrscheinlichkeit
begrenzt und die Bits und die Leistungen sind in einer Richtung
zugewiesen, in der die gesamte Sendeleistung in einem Zustand minimiert
wird, in dem die gesamten Bits zugewiesen worden sind. In diesem
Fall der Erfassungsreihenfolge wird die Sendeleistung minimal, wenn
die Bits und die Leistungen in Bezug auf alle Erfassungsreihenfolgen
zugewiesen sind. In Kim sind eine Architektur zum Minimieren der
gesamten effektiven SINRs und eine Rückwärts-Ordnung zum Erhalten der ähnlichen
Funktionsweise mit einem einfacheren Prozess in Bezug auf die Erfassungsreihenfolgen
aller möglichen
Fälle vorgeschlagen
worden. Allerdings kann die Architektur, die in Kim vorgeschlagen
ist, die Funktionsweise nur dann verbessern, wenn ein diskretes,
optimales Bit-Laden, das als "Campello's Algorithmus" bekannt ist, verwendet
wird. Der Algorithmus nach Campello ordnet die Leistung zu der Stelle
zu, in der die notwendige Leistung am kleinsten ist, und erhöht die Bits,
wenn ein weiteres Bit gegeben ist. Dementsprechend können die
Modulations-Architekturen aller Fälle verwendet werden, und,
in einem System, in dem die Rückführung der
zugewiesenen Leistung gut durchgeführt wird, wird die Wahrscheinlichkeit
des kleinsten, durchschnittlichsten Fehlers dann erhalten, wenn
die gesamten, effektiven SINRs groß sind.
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Allerdings
sind in dem tatsächlichen
System die Art der Modulations-Architektur und der Umfang von Rückführ-Informationen
begrenzt. Zusätzlich
ist es, da diese Architektur einen größeren Umfang von Rückführ-Informationen
in Bezug auf die Leistung im Vergleich zu der Modulations-Architektur
besitzt, in der praktischen Benutzung bevorzugt, die Rate nur mit
der Leistung konstant gehalten einzustellen. In diesem Fall zeigen
allerdings die jeweiligen Sendeantennen ähnliche Funktionsweisen in
der Fehlerwahrscheinlichkeit in Bezug auf die Vorwärts-Reihenfolge,
die für
das System geeignet ist, bei dem die jeweiligen Sendeantennen die gleiche
Leistung und gleiche Modulationsrate haben, und die Rückwärts-Ordnung, die für das System
geeignet ist, die das optimale Bit-Laden durchführt. Dies kommt daher, dass
die herkömmlichen
Technologien, die in Wolniansky und Kim beschrieben sind, die Erfassungsreihenfolge
auf der Basis der effektiven SINRs festlegen, allerdings kann die
tatsächliche
Fehlewahrscheinlichkeit nicht nur durch die effektiven SINRs entschieden werden.
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Da
die vorstehend beschriebenen Vorwärts- und Rückwärts-Reihenfolge-Erfassungs-Architekturen nur
die effektiven SINRs in dem Fall eines Durchführens einer SIC berücksichtigen,
sind sie nicht beim Minimieren der durchschnittlichen Fehlenahrscheinlichkeit,
festgelegt durch die minimalen Symbol-Abstände, entsprechend zu den Modulationsraten
und den empfangenen SINRs, effektiv.
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1 stellt
den Aufbau des SM-MIMO-Systems für
die Vorwärts-Reihenfolge-Architektur
und die Rückwärts-Reihenfolge-Architektur
dar.
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Das
herkömmliche
SM-MIMO-System, das das AM-Schema anwendet, erfasst, wie in 1 dargestellt
ist, das Signal durch Unter-Datenfolgen unter Verwendung der V-BLAST
Architektur. In diesem Fall verwenden eine Effektiv-SIR und Bit-Lade-Berechnungseinheit
die Vorwärts-Reihenfolge
oder die Rückwärts-Reihenfolge
entsprechend zu einem SIR (Signal-zu-Interferenz-Verhältnis) des
Kanals. Für
das effektive SIR und die Bit-Ladeberechnungseinheit
werden, um die optimale Erfassungsreihenfolge festzulegen, die Architektur, die
die Vorwärts-Reihenfolge
verwendet, und die Architektur, die die Rück wärts-Reihenfolge verwendet,
durch die Gleichungen, die in 1 dargestellt
sind, ausgedrückt.
Die Architektur, die die Vorwärts-Reihenfolge
verwendet, nimmt an, dass das EP (Equal Power) (gleiche Leistung)
und dass das ER (Equal Rate) (gleiche Rate) verwendet werden. Die
Architektur, die die Rückwärts-Reihenfolge
verwendet, nimmt an, dass die PA (Power Allocation) (Leistungszuweisung)
und die AR (Adaptive Rate) (adaptive Rate) verwendet werden. Die
Effektiv-SIR- und die Bit-Ladeberechnungseinheit überträgt die optimale
Erfassungsreihenfolge, die durch die Architektur unterschieden ist,
die die Vorwärts-Reihenfolge oder
die Rückwärts-Reihenfolge
zu einer V-BLAST Einheit verwendet, und demzufolge werden die Signale über eine
Vielzahl von Antennen durch die Erfassungsreihenfolge empfangen.
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Zusammengefasst
besitzt, wenn die gleiche Leistung und die gleichen Modulationsraten
verwendet werden, das herkömmliche
SM-MIMO-System, das die V-BLAST Architektur anwendet, eine einfache
Struktur und eine geringe Menge an Rückführinformationen. Wenn die Leistungs-Zuweisung
und die adaptive Rate verwendet werden, nähert das herkömmliche
SM-MIMO-System, das die V-BLAST Architektur anwendet, eine theoretische
Kapazität
an, allerdings besitzt sie eine große Menge an Rückführinformationen
mit einer komplizierten Struktur.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Dementsprechend
ist die vorliegende Erfindung gemacht worden, um zumindest die vorstehenden und
andere Probleme, die im Stand der Technik auftreten, zu lösen, und
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum
Festlegen einer Signalerfassungsreihenfolge in einem Mobilkommunikationssystem
zu schalten, das effektiv Interferenzkomponenten, als eine kleine
Menge an Rückführ-Informationen, entfernt.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegende Erfindung ist es, ein Verfahren zum
Minimieren einer Fehlerwahrscheinlichkeit unabhängig eines Bit-Lade-Algorithmus
unter Verwendung sowohl des minimalen Symbolabstands entsprechend
einer Modulationsrate als auch eines SINR (Signal to Interference
pulse Noise Ratio – Signal-zu-Interferenz-Impulsrauschverhältnis),
die Parameter sind, die beim Erhalten einer tatsächlichen Fehlerwahrscheinlichkeit
betrachtet werden, zu schalten.
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Eine
noch andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren
zum Festlegen einer Erfassungsreihenfolge zu schaffen, die gleichzeitig
den minimalen Symbolabstand entsprechend einer Modulationsrate und
ein empfangenes SINR berücksichtigt,
das eine effektive Erfassungsreihenfolge besitzt, in einem SM-MIMO-System
festzulegen, das eine adaptive Modulationsrate besitzt.
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Eine
noch andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Architektur
zum Festlegen einer verbesserten Erfassungsreihenfolge im Vergleich
zu der herkömmlichen
Architektur, beim Erhalten einer durchschnittlichen Fehlerwahrscheinlichkeit,
zu schalten.
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Eine
noch andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren
zum Festlegen einer Erfassungsreihenfolge zu schalten, die eine
Funktion besitzt, einen Fall anzunähern, bei dem eine Leistungszuweisung
und eine adaptive Modulationsrate mit einer kleinen Menge an Rückführinformationen
unter Verwendung einer gleichen Leistung und einer adaptiven Modulationsrate
in einem SM-MIMO-System, das eine V-BLAST-Architektur verwendet,
werden.
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Um
die vorstehenden und andere Aufgaben zu lösen, wird ein Verfahren zum
Festlegen einer Signalerfassungsreihenfolge in einem SM-MIMO (Spatial
Multiplexing Multiple Input Multiple Output)-System geschalten,
das eine gleiche Leistung und eine adaptive Modulationsrate für eine Vielzahl
von Antennen verwendet, das die folgenden Schritte umfasst: Ermitteln
eines effektiven SINR (Signal to Interference pulse Noise Ratio)
für jede
Erfassungsreihenfolge, und aus den Erfassungsreihenfolgen Auswählen der
Erfassungsreihenfolge, die einen Kanal maximiert, bei dem ein Produkt
aus einem minimalen Symbolabstand für jede Modulationsrate und
dem effektiven SINR über
die Bit-Zuweisung minimiert wird.
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Vorzugsweise
wird, wenn die Zahl von Antennen erhöht wird, die Erfassungsreihenfolge,
die den Kanal maximiert, in dem die Multiplikation des minimalen
Symbolabstands für
jede Modulationsrate und das effektive SINR minimal wird, in Bezug
auf die Vorwärtsreihenfolge
und die Rückwärtsreihenfolge
unter den erfassten Reihenfolgen ausgewählt.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung
zum Empfangen von Signalen in einem SM-MIMO-(Spatial Multiplexing
Multiple Input Multiple Output)-System unter Verwendung einer gleichen
Leistung und einer adaptiven Modulationsrate für eine Vielzahl von Antennen,
umfassend ein effektives SIR (Signal to Interference Ratio), und
eine Bit-Lade-Berechnungseinheit für ein sequenzielles Eingeben
aller möglichen
Erfassungsreihenfolgen, zum Ermitteln eines effektiven SINRs (Signal
to Interference pulse Noise Ratios) für jede sendende Antenne auf
Basis der eingegebenen Erfassungsreihenfolgen und zum Auswählen der
Erfassungsreihenfolgen, mit der ein Kanal maximiert wird, bei dem
ein Produkt eines minimalen Symbolabstands für jede Modulationsrate und
des effektiven SINR über
eine Bit-Zuweisung minimal wird, aus den Erfassungsreihenfolgen,
und eine V-BLAST-(Vertical Bell Lab LAyered Space Time)-Einheit
zum Empfangen der Signale über
die Vielzahl von Antennen entsprechend der durch die Einheit zum
Berechnen des effektiven SIR und der Bit-Lade-Berechnungseinheit,
geschaffen.
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Gemäß einem
noch anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zum Festlegen einer Signalerfassungsreihenfolge in einem SM-MIMO-(Spatial
Multiplexing Multiple Input Multiple Output)-System unter Verwendung
einer gleichen Leistung und einer adaptiven Modulationsrate für eine Vielzahl
von Antennen geschaffen, das die Schritte umfasst: Berechnen von
Bezugswerten für
sendende Antennen für
jede mögliche
Erfassungsreihenfolge, Auswählen
des kleinsten Bezugswerts aus den Bezugswerten, die für die sendenden
Antennen berechnet sind, für
die jeweiligen Erfassungsreihenfolgen, Auswählen des größten Bezugswerts unter den
Bezugswerten, die entsprechend den jeweiligen Erfassungsreihenfolgen
ausgewählt sind,
und Festlegen der Erfassungsreihenfolge, für die der ausgewählte Bezugswert
ermittelt wird, als die abschließende Erfassungsreihenfolge.
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Gemäß einem
noch anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung
zum Empfangen von Signalen in einem SM-MIMO-(Spatial Multiplexing
Multiple Input Multiple Output)-System unter Verwendung einer gleichen
Leistung und einer adaptiven Modulationsrate für eine Vielzahl von Antennen
geschalten, das ein effektives SIR (Signal to Interference Ratio)
besitzt, und mit einer Bit-Lade-Berechnungseinheit zum Berechnen
von Bezugswerten für
die Sendeantennen für
alle möglichen
Erfassungsreihenfolgen, Auswählen
des kleinsten Bezugswerts unter den Bezugswerten, die für Sendeantennen
für die
jeweiligen Erfassungsreihenfolgen berechnet sind, und Festlegen
der Erfassungs reihenfolge, für
die der größte Bezugswert unter
den Bezugswerten, ausgewählt
entsprechend den jeweiligen Erfassungsreihenfolgen, als eine End-Erfassungsreihenfolge
erhalten wird, und eine V-BLAST-(Vertical Bell Lab LAyered Space
Time)-Einheit zum Empfangen der Signale über die Vielzahl der Antennen
entsprechend der Erfassungsreihenfolge, die durch das effektive
SIR und die Bit-Lade-Berechnungseinheit festgelegt ist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden anhand der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung
ersichtlicher werden, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
vorgenommen wird, in denen:
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1 zeigt
eine Ansicht, die den Aufbau eines Senders/Empfängers darstellt, der die Erfassungsreihenfolge
in einem SM-MIMO-System unter Verwendung der herkömmlichen,
adaptiven Modulations/Demodulations-Architektur festlegt;
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2 zeigt
eine Ansicht, die den Aufbau eines Senders/Empfängers darstellt, der die Erfassungsreihenfolge
in einem SM-MIMO-System unter Verwendung einer adaptiven Modulations/Demodulations-Architektur
entsprechend einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung festlegt; und
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3 und 4 zeigen
Grafiken, die experimentelle Ergebnisse von Bit-Fehlerwahrscheinlichkeiten darstellen,
wenn die Erfassungsreihenfolge architekturgemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung angewandt wird.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden im Detail nachfolgend unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung der vorliegenden
Erfindung wird eine repräsentative
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert,
um die vorstehend beschriebenen Aufgaben der vorliegenden Erfindung
zu lösen.
Andere Ausführungsformen,
die entsprechend der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen werden
können,
werden in der detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
erläutert
werden. Zusätzlich
wird ein Schema zum Festlegen einer verallgemeinerten Gleichung
zum Festlegen einer optimalen Erfassungs reihenfolge und ein Aufbau
zum Festlegen einer optimalen Erfassungsreihenfolge über die
verallgemeinerte Gleichung im Detail in der detaillierten Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
erläutert
werden.
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In
den Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wird ein Schema zum Auswählen der
Erfassungsreihenfolge, das eine Fehlerrate eines Kanals minimiert,
der die größte Fehlerwahrscheinlichkeit
besitzt, im Detail erläutert
werden, da der Kanal, der am stärksten
eine durchschnittliche Fehlerwahrscheinlichkeit beeinflusst, der
größte Kanal
ist. Hierzu wird nicht nur ein empfangenes SINR, sondern auch der
minimale Symbolabstand gemäß einer
Modulationsrate berücksichtigt.
Das bedeutet, dass die Erfassungsreihenfolge, die die minimale,
durchschnittliche Fehlerwahrscheinlichkeit besitzt, entsprechend
zu dem empfangenen SINR und dem minimalen Symbolabstand entsprechend
der Modulationsrate ausgewählt
wird. Hierzu werden effektive SIRs und Modulationsraten der jeweiligen
Sendeantennen (oder Kanäle)
durch die Erfassungsreihenfolgen festgelegt. Dann werden Produkte
der minimalen Symbolabstände
entsprechend der Modulationsraten, die durch Sendeantennen (oder
Kanäle)
und die effektiven SINRs festgelegt sind, erhalten, und die Erfassungsreihenfolge,
für die
die größte Zahl
der Sendeantennen (oder Kanäle)
den minimalen Wert unter den multiplizierten Werten besitzt, wird
ausgewählt.
Dies wird als eine optimale Erfassungsreihenfolge bezeichnet. Wenn
das Signal durch die optimale Erfassungsreihenfolge, die so ausgewählt ist,
wie vorstehend, empfangen ist, kann die durchschnittliche Fehlerwahrscheinlichkeit
minimiert werden. Zusätzlich
kann, durch Anwenden des Verfahrens zum Festlegen der optimalen
Erfassungsreihenfolge, vorgeschlagen in den Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung für
ein System, das eine gleiche Leistung und eine adaptive Modulationsrate besitzt,
die Funktionsweise, die ein System annähert, das eine Leistungszuweisung
und eine adaptive Modulationsrate verwendet, mit einer kleinen Menge
an Rückführinformationen
erhalten werden.
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A. Schema zum Festlegen
einer optimalen Erfassungsreihenfolge
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Ein
Schema zum Festlegen einer verallgemeinerten Gleichung zum Minimieren
einer durchschnittlichen Fehlerwahrscheinlichkeit, die durch Multiplizieren
eines minimalen Symbolabstands entsprechend einer Modulationsrate
und einem effektiven SINR dargestellt ist, wird erläutert.
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Typischerweise
kann die durchschnittliche Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit Pb,k zu einer Exponentialfunktion innerhalb
eines Fehlerbereichs von 1 dB oder geringer konvergieren. Dies wird
durch Gleichung (1) ausgedrückt. Pb,k ≅ Cexp(–gM,k·SINRk) (1)
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Hierbei
bezeichnet C eine Konstante, k einen Index der Sendeantenne und
M eine Modulationsreihenfolge. Auch bezeichnet gM eine
Konstante entsprechend zu dem minimalen Symbolabstand, der entsprechend der
Modulationsrate gegeben ist, und SINRk bezeichnet
ein effektives SINR. Wie anhand der Gleichung (1) gesehen werden
kann, steht die durchschnittliche Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit im
Verhältnis
zu dem Produkt des minimalen Symbolabstands, der entsprechend der
Modulationsrate und der effektiven SINR gegeben ist.
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Der
Term "gM" kann durch Gleichung
(2) in dem Fall ausgedrückt
werden, bei dem die Modulationsrate Man PSK oder Quadrat-Mary QAM
ist.
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In
Gleichung (2) kann, wenn Man PSK als die Modulationsrate angewandt
wird, M einen Wert von "2" haben. Auch kann,
wenn Quadrat-Mary QAM als Modulationsrate angewandt wird, M einen
Wert von "16" haben.
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SINRk in Gleichung (1) kann als das Produkt eines
SNR ρ/r
aufgrund einer Sendeleistung und eines Rauschens für jeden
Kanal und eines SIR γk aufgrund eines Kanals angesehen werden.
Dies kann durch Gleichung (3) ausgedrückt werden.
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Hierbei
ist ρ gleich
zu Pr/σ2, was das gesamte SNR impliziert, und r
ist die effektive Zahl von Unterströmen, die mindestens ein Bit
laden. Es wird auf Gleichung (3) Bezug genommen, wenn die jeweiligen
Kanäle eine
gleiche Leistung haben, und das SNR der jeweili gen Kanäle wird ρ/r, das durch
Dividieren des gesamten SNR durch die effektive Zahl von Unterströmen, die
mindestens ein Bit laden, erhalten wird.
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Wenn
das SIC durchgeführt
wird, um γ
k zu erhalten, und zwar durch Gleichung (3),
werden Kanäle
H für die
bereits erfassten Signale von der Betrachtung ausgeschlossen. Zum
Beispiel kann in dem Fall, bei dem eine Kanal-Matrix H durch zwei
Spalten-Vektoren
h 1,
h 2 ausgedrückt werden,
wie dies in Gleichung (4) in dem Fall der Verwendung von zwei Sende/Empfangsantennen
dargestellt ist, das effektive SIR γ
k für die jeweiligen Sendeantennen
durch Gleichung (5) in den Null-Forcing-Empfänger ausgedrückt werden.
H = [h 1, h 2] (4) -
Zum
Beispiel können,
wenn das effektive SIR entsprechend zu dem Signal, das von den ersten
Sendeantennen unter den zwei Sendeantennen gesendet ist, ausgewählt wird,
die Kanal-Matrix für
das Signal, das von den verbleibenden Sendeantennen gesendet ist,
und das effektive SIR durch Gleichung (6) ausgedrückt werden.
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In
dem Beispiel, wie es vorstehend beschrieben ist, wird angenommen,
dass die Erfassungsreihenfolge in einer Art und Weise vorgenommen
wird, bei der das effektive SIR des Signals von der ersten Sendeantenne
zuerst gemessen wird, und dann das effektive SIR des Signals von
der zweiten Sendeantenne gemessen wird. Es kann auch möglich sein,
dass das effektive SIR des Signals von der zweiten Sendeantenne
zuerst gemessen wird und dann das effektive SIR des Signals von
der ersten Sendeantenne gemessen wird.
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Da
die effektiven SINRs für
die jeweiligen Kanäle
unterschiedlich erscheinen, da die Erfassungsreihenfolgen geändert werden,
erscheinen die Modulationsraten, die zu den jeweiligen Kanälen gesendet
werden, unterschiedlich entsprechend den festgelegten Erfassungsreihenfolgen.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden, um die tatsächliche
Fehlerwahrscheinlichkeit zu verringern, die effektiven SINRs in
Bezug auf alle möglichen
Er fassungsreihenfolgen erhalten, und nach der Zahl von Bits, die
durch die Kanäle
zugewiesen sind, wird gesucht. Zu diesem Zeitpunkt ist die durchschnittliche
Fehlerwahrscheinlichkeit durch Gleichung (7) gegeben.
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Hierbei
ist i ein Index der Erfassungsreihenfolge, und wenn die Zahl von
Sendeantennen MT ist, werden MT i Anzeigen erzeugt.
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In
Gleichung (7) kann die Minimierung der durchschnittlichen Fehlerwahrscheinlichkeit
der Maximierung von
entsprechen. Da das gesamte
SNR ρ kein
Wert ist, der entsprechend der Erfassungsreihenfolge geändert wird,
kann das gesamte SNR schließlich
durch Gleichung (8) ausgedrückt
werden.
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Gleichung
(8) ist eine verallgemeinerte Gleichung, die die Erfassungsreihenfolge
zum Minimieren der durchschnittlichen Fehlerwahrscheinlichkeit festlegt.
Wie vorstehend beschrieben ist, wird, gemäß der vorliegenden Erfindung,
die Erfassungsreihenfolge, die den Kanal bildet, indem das Produkt
der minimale Symbolabstand
für jede Modulationsrate ist
und das effektive SINR SINR
ik minimiert
ist, ein maximierter Wert durch Erhalten des effektiven SINR und
unter Durchführen
einer Bit-Zuweisung in Bezug auf die Erfassungsreihenfolgen aller möglichen
Fälle durchgeführt. Durch
Auswählen
der Erfassungsreihenfolge wie vorstehend kann die durchschnittliche
Fehlerwahrscheinlichkeit minimiert werden. Zusätzlich werden, in dem Fall,
bei dem die Anzahl von Antennen erhöht wird, die Erfassungsreihenfolgen
aller möglichen
Fälle nicht
betrachtet, sondern die Erfassungsreihenfolge, die den Kanal bildet,
in dem das Produkt des minimalen Symbolabstands
für jede Modulationsrate ist
und das effektive SINR SINR
ik minimiert
wird, ein maximaler Wert in Bezug auf die Vorwärtsreihenfolge und die Rückwärtsreihenfolge
ausgewählt.
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B. Vorrichtung zum Festlegen
einer optimalen Erfassungsreihenfolge
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Die
Vorrichtung zum Festlegen einer optimalen Erfassungsreihenfolge
gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung gibt sequenziell alle möglichen Erfassungsreihenfolgen
ein und misst die Modulationsraten und die effektiven SIRs der Sendeantennen
durch die Erfassungsreihenfolgen. Dann legt die Vorrichtung die
optimale Erfassungsreihenfolge durch Gleichung (7) fest. Dann werden,
durch Übertragen
der festgelegten optimalen Erfassungsreihenfolge zu der V-BLAST
Einheit, die Signale von den Sendeantennen so empfangen, dass sie
die minimierte, durchschnittliche Fehlerwahrscheinlichkeit haben.
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2 stellt
den Aufbau eines Mehrfach-Antennenempfängers zum Erhalten der minimalen,
durchschnittlichen Fehlerwahrscheinlichkeit gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar.
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Wie 2 zeigt,
werden Signale, die über
eine Vielzahl von Antennen empfangen sind, zu einer V-BLAST Einheit
eingegeben. Die V-BLAST Einheit erfasst die Eingangssignale durch
Unterströme
unter Verwendung der V-BLAST Architektur durch eine Effektiv-SIR- und Bit-Lade-Berechnungseinheit.
Die Effektiv-SIR- und Bit-Lade-Berechnungseinheit empfängt sequenziell
alle möglichen
Erfassungsreihenfolgen, um die optimale Erfassungsreihenfolge festzulegen.
Wenn eine spezifische Erfassungsreihenfolge eingegeben ist, wendet
die Effektiv-SIR- und Bit-Lade-Berechnungseinheit die Erfassungsreihenfolge
auf die Gleichungen (7) und (8) an. Die Gleichungen (7) und (8)
stimmen mit den Gleichungen, die in 2 dargestellt
sind, überein. Die
Effektiv-SIR- und Bit-Lade-Berechnungseinheit
berechnet die effektiven SIRs durch Kanäle (oder durch Sendeantennen)
mittels Gleichung (3) entsprechend der Eingabeerfassungsreihenfolgen
und berechnet dann das Bit-Laden durch Kanäle (oder durch Sendeantennen)
entsprechend der Eingabe-Erfassungsreihenfolgen. Das Bit-Laden entspricht
der Modulationsrate, die durch Kanäle verwendet werden soll (oder
durch Sendeantennen).
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Ein
Beispiel eines Effektiv-SIR und des Bit-Ladens, berechnet durch
die Erfassungsreihenfolgen über die
Effektiv-SIR- und Bit-Lade-Berechnungseinheit, ist in 2 dargestellt.
In 2 entsprechen die Zahlen, die in Klammern in einem
Erfassungsreihenfolgefeld geschrieben sind, den Indizes der Sendeantennen.
Die erste Erfassungsreihenfolge ist die jenige, die zweite Sendeantenne
auszuwählen,
nachdem die erste Sendeantenne ausgewählt ist, und die zweite Erfassungsreihenfolge
ist diejenige, die erste Sendeantenne auszuwählen, nachdem die zweite Sendeantenne
ausgewählt
ist. In einem effektiven SIR-Feld
geben die Werte in Klammern die effektiven SIRs durch Sendeantennen,
gemessen durch die entsprechenden Erfassungsreihenfolgen, an. In
einem Bit-Lade-Feld zeigt M11 einen Bit-Ladewert
für einen
Kanal, der von der ersten Antenne zu der ersten Empfangsantenne
verbunden ist, an, und M12 zeigt einen Bit-Ladewert
für einen
Kanal an, der von der zweiten Sendeantenne zu der ersten Empfangsantenne
verbunden ist. Auch zeigt M22 einen Bit-Ladewert für einen
Kanal an, der von der zweiten Sendeantenne zu der zweiten Empfangsantenne
verbunden ist, und M21 zeigt einen Bit-Ladewert
für einen
Kanal an, der von der ersten Sendeantenne zu der zweiten Empfangsantenne
verbunden ist.
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Das
Bit-Lademuster, das über
das vorstehend beschriebene Bit-Laden erhalten ist, wird von der
Effektiv-SIR- und Bit-Lade-Berechnungseinheit ausgegeben. Auch legt
die Effektiv-SIR- und Bit-Lade-Berechnungseinheit die optimale Erfassungsreihenfolge
durch Anwenden auf Gleichung (7) der effektiven SIRs und der Modulationsraten
der jeweiligen Kanäle
(oder der Sendeantennen) durch die Erfassungsreihenfolge fest.
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C. Ausführungsform
zum Festlegen einer optimalen Erfassungsreihenfolge
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Nachfolgend
wird eine Ausführungsform,
bei der bestimmte experimentelle Werte in der vorliegenden Erfindung
so, wie dies vorstehend beschrieben ist, substituiert werden, erläutert. Es
wird angenommen, dass die vier Kanäle, die durch die zwei Sendeantennen
und die zwei Empfangsantennen gebildet sind, vorgesehen sind. Zum
Beispiel wird angenommen, dass Kanal-Matrices von 2×2 Kanälen durch
die Gleichungen (9) und (10) gegeben sind.
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Es
wird angenommen, dass die zwei Beispiele, die in den Gleichungen
(9) und (10) dargestellt sind, Kanal-Matrices in unterschiedlichen
Kanalumgebungen sind. Zwei mögliche
Erfassungsreihenfolgen sind vorhanden. Das bedeutet eine Vorwärtsreihenfolge-Erfassung und eine
Rückwärtsreihenfolge-Erfassung
existieren. Die Vorwärtsreihenfolge-Erfassung wird verwendet,
um zuerst die Sendeantenne, die einen größeren Wert zwischen dem effektiven
SIR, gemessen durch das Signal von der ersten Sendeantenne, und
dem effektiven SIR, gemessen durch das Signal von der zweiten Sendeantenne,
besitzt, auszuwählen.
Die Rückwärtsreihenfolge-Erfassung
wird dazu verwendet, die Sendeantenne auszuwählen, die einen kleineren Wert
zwischen den effektiven SIRs, gemessen durch die Signale von der
ersten und der zweiten Sendeantenne, besitzt.
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Die
Betriebsweise der Durchführung
der Vorwärtsreihenfolge-Erfassung
durch die Kanal-Matrix
des ersten Falls, dargestellt in Gleichung (9), wird unter Bezugnahme
auf Tabelle 1 nachfolgend erläutert.
An dem ersten Schritt wird das effektive SIR entsprechend zu der
ersten Sendeantenne als "0,0912" gemessen und das
effektive SIR entsprechend zu der zweiten Sendeantenne wird als "0,048" gemessen. Der Kanal,
der der ersten Sendeantenne entspricht, der einen größeren effektiven
SIR-Wert zwischen den zwei unterschiedlichen SIR-Werten anzeigt,
wird ausgewählt.
An dem zweiten Schritt wird das Signal von der ersten Sendeantenne entfernt,
und dann wird das effektive SIR durch das Signal von der zweiten
Sendeantenne erhalten. Das effektive SIR, das so erhalten ist, wie
vorstehend, ist "0,6463". Unter Durchführen des
Bit-Ladens der effektiven SIRs durch Kanäle, so dass die gesamten, zugewiesenen
Bits vier Bits werden, werden zwei Bits zu jedem der zwei Kanäle zugewiesen.
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Die
Betriebsweise der Durchführung
der Rückwärtsreihenfolge-Erfassung
durch die Kanal-Matrix
des ersten Falls, dargestellt in Gleichung (9), wird unter Bezugnahme
auf Tabelle 1 nachfolgend erläutert.
An dem ersten Schritt wird das effektive SIR entsprechend zu der
ersten Sendeantenne als "0,0912" gemessen und das
effektive SIR entsprechend zu der zweiten Sendeantenne wird als "0,048" in derselben Art
und Weise wie bei der Vorwärtsreihenfolge-Erfassung
gemessen. Der Kanal, der der zweiten Sendeantenne entspricht, der einen
kleineren effektiven SIR-Wert zwischen den zwei effektiven SIR-Werten
anzeigt, wird ausgewählt.
An dem zweiten Schritt wird das Signal von der zweiten Sendeantenne
entfernt und dann wird das effektive SIR durch das Signal von der
ersten Sendeantenne erhalten. Das effektive SIR, das so erhalten
ist, wie vorstehend, ist "1,2343". Entsprechend den
effektiven SINRs für
die jeweiligen Kanäle,
die so, wie vorstehend, erhalten sind, wird das gesamte SIR größer als
dasjenige sein, das durch die Vorwärtsreihenfolge-Erfassung erhalten ist.
Das gesamte SIR, das durch die Vorwärtsreihenfolge-Erfassung erhalten
ist, ist "0,0912
+ 0,6463 = 0,7375",
und das gesamte SIR, erhalten durch die Rückwärtsreihenfolge-Erfassung, ist "0,048 + 1,2343 = 1,2823". Allerdings wird
das größte SIR
(=1,2343) unter den effektiven SIRs (0,0912, 06463, 0,048 und 1,2343) durch
die Rückwärtsreihenfolge-Erfassung
erhalten, und das kleinste SIR (=0,048) unter den effektiven SIRs (0,0912,
0,6463, 0,048 und 1,2343) wird auch durch die Rückwärtsreihenfolge-Erfassung erhalten.
Unter Durchführen
des Bit-Ladens der effektiven SINRs der jeweiligen Kanäle, erhalten
durch die Rückwärtsreihenfolge-Erfassung
so, dass die gesamten zugewiesenen Bits vier Bits werden, werden
vier Bits zu dem Kanal (d. h. der ersten Sendeantenne), der ein
relativ großes
SIR besitzt, zugewiesen, und ein Null-Bit wird zu dem Kanal (d.
h. der zweiten Sendeantenne) zugewiesen, der ein relativ kleines
SIR besitzt.
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Der
Vorgang in dem Fall eines Durchführens
der Vorwärtsreihenfolge-Erfassung
durch die Kanal-Matrix des zweiten Falls, dargestellt in Gleichung
(10), wird unter Bezugnahme auf Tabelle 1 nachfolgend erläutert. An
dem ersten Schritt wird das effektive SIR entsprechend der ersten
Sendeantenne als "0,1069" gemessen, und das
effektive SIR entsprechend zu der zweiten Sendeantenne wird als "0,4060" gemessen. Der Kanal,
der der zweiten Sendeantenne entspricht, die einen größeren effektiven
SIR-Wert zwischen den zwei effektiven SIR-Werten anzeigt, wird ausgewählt. An
dem zweiten Schritt wird das Signal von der zweiten Sendeantenne
entfernt und dann wird das effektive SIR unter Verwendung des Signals
von der ersten Sendeantenne erhalten. Das effektive SIR, das so
erhalten ist wie vorstehend, ist "0,7593".
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Der
Vorgang in dem Fall eines Durchführens
der Rückwärtsreihenfolge-Erfassung
durch die Kanal-Matrix des zweiten Falls, dargestellt in Gleichung
(10), wird unter Bezugnahme auf Tabelle 1 nachfolgend erläutert. An
dem ersten Schritt wird das effektive SIR entsprechend der ersten
Sendeantenne als "0,1069" gemessen, und das
effektive SIR entsprechend zu der zweiten Sendeantenne wird als "0,4060" gemessen. Der Kanal,
der der ersten Sendeantenne entspricht, die einen kleineren, effektiven
SIR-Wert zwischen den zwei effektiven SIR-Werten anzeigt, wird ausgewählt. An
dem zweiten Schritt wird das Signal von der ersten Sendeantenne
entfernt und dann wird das effektive SIR unter Verwendung des Signals
von der zweiten Sendeantenne erhalten. Das effektive SIR, das so
erhalten ist wie vorstehend, ist "2,8837". Unter Durchführen des Bit-Ladens der effektiven
SINRs der jeweiligen Kanäle,
erhalten so, wie vorstehend, so dass die gesamten zugewiesenen Bits
vier Bits werden, werden drei Bits zu dem Kanal zugewiesen, der
ein relativ großes
SIR besitzt, und ein Bit wird zu dem Kanal zugewiesen, der ein relativ
kleines SIR besitzt. Die herkömmlichen
Verfahren suchen, wie vorstehend beschrieben ist, die Erfassungsreihenfolge
und weisen die Bits in derselben Art in Bezug auf die zwei Kanäle zu.
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In
der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein kleinerer Wert zwischen vorgeschlagenen Kriterien-Werten,
erhalten durch die Vorwärtsreihenfolge-Erfassung,
mit einem kleineren Wert zwischen den vorgeschlagenen Kriterien-Werten,
erhalten durch die Rückwärtsreihenfolge-Erfassung,
verglichen, und die Erfassungsreihenfolge entsprechend zu einem
größeren Wert,
erhalten als ein Ergebnis des Vergleichs, wird ausgewählt. Zum
Beispiel sind, unter Bezugnahme auf Tabelle 1, in Fall 1, die vorgeschlagenen
Kriterien-Werte,
die durch die Vorwärtsreihenfolge-Erfassung
erhalten sind, "0,0456" und "0,0473" in Bezug auf jeweils
die erste und die zweite Sendeantenne. Die vorgeschlagenen Kriterien-Werte,
die durch die Rückwärtsreihenfolge-Erfassung
erhalten sind, sind "No
Trans" und "0,1234" in Bezug jeweils
auf die erste und die zweite Sendeantenne. Der kleinere Kriterien-Wert
von "0,0456" wird an der Vorwärtsreihenfolge-Erfassung
ausgewählt, und
der kleinere Kriterien-Wert von "0,1234" wird an der Rückwärtsreihenfolge-Erfassung
ausgewählt.
Die zwei kleineren Werte werden miteinander verglichen und der relativ
große
Wert von "0,1234" wird ausgewählt. Demzufolge
wird, in Fall 1, die Rückwärtsreihenfolge-Erfassung, die "0,1234" umfasst, als der
Kriterien-Wert als die optimale Erfassungsreihenfolge ausgewählt. In
dem Fall 1 ist die erhaltene, durchschnittliche Fehlerwahrscheinlichkeit
für die
Vorwärtsreihenfolge-Erfassung
und die Rückwärtsreihenfolge-Erfassung "0,0571", wie dies in Tabelle
1 dargestellt ist, und es kann demzufolge erkannt werden, dass die
Rückwärtsreihenfolge-Erfassung
die niedrige Fehlerwahrscheinlichkeit besitzt.
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Wie
Tabelle 1 zeigt, sind, in dem Fall 2, die vorgeschlagenen Kriterien-Werte,
die durch die Vorwärtsreihenfolge-Erfassung
erhalten sind, "0,1015" und "0,0829" in Bezug jeweils
auf die erste und die zweite Sendeantenne. Auch sind die vorgeschlagenen
Kriterien-Werte,
die durch die Rückwärtsreihenfolge-Erfassung
erhalten sind, "0,0534" und "0,2112" in Bezug jeweils
auf die erste und die zweite Sendeantenne. Der kleinere Kriterien-Wert
von "0,0829" wird als die Vorwärtsreihenfolge-Erfassung
ausgewählt
und der kleinere Kriterien-Wert von "0,0534" wird als die Rückwärtsreihenfolge-Erfassung ausgewählt. Danach
werden die zwei kleineren Werte miteinander verglichen und der relativ
große
Wert von "0,0829" wird als die optimale
Erfassungsreihenfolge ausgewählt.
In dem Fall 2 ist die erhaltene durchschnittliche Fehlerwahrscheinlichkeit
für die
Vorwärtsreihenfolge-Erfassung und die
Rückwärtsreihenfolge-Erfassung "0,0373", wie dies in Tabelle
1 dargestellt ist, und demzufolge kann erkannt werden, dass die
Vorwärtsreihenfolge-Erfassung
die niedrige Fehlerwahrscheinlichkeit besitzt.
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Die
vorstehend beschriebenen Beispiele können durch Tabelle 1 erkannt
werden, die das Betriebsprinzip der Architektur, die gemäß der vorliegenden
Erfindung vorgeschlagen ist, darstellt.
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Gemäß der Architektur,
die entsprechend der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen ist, kann
die Erfassungsreihenfolge basierend auf Gleichung (8), mit der Ausnahme
eines Falls keines Sendens, ausgewählt werden. In diesem Fall
wird die Rückwärtsreihenfolge
für den
Kanal von Fall 1 ausgewählt
und die Vorwärtsreihenfolge
wird für
den Kanal des Falls 2 ausgewählt,
so dass die Fehlerwahrscheinlichkeit, die niedriger als diejenige
ist, die durch die herkömmliche
Architektur erhalten wird, erhalten werden kann.
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Die
experimentellen Ergebnisse entsprechend der Architektur, die gemäß der vorliegenden
Erfindung vorgeschlagen ist, werden nachfolgend erläutert.
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Tabelle
2 nachfolgend stellt die experimentelle Umgebung dar.
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In
dem Experiment, das in der Umgebung durchgeführt ist, die so ist, wie sie
in Tabelle 2 angegeben ist, wird eine gleiche Leistung den jeweiligen
Kanälen
zugewiesen und die Verwendung der adaptiven Modulationsrate wird
berücksichtigt. 3 stellt
die Bit-Fehlerwahrscheinlichkeiten
entsprechend den Erfassungsreihenfolgen in dem 2·2 SM-MIMO-System dar, das die adaptive Modulationsrate
in der experimentellen Umgebung der Tabelle 2 einsetzt. 4 stellt
die Bit-Fehlenwahrscheinlichkeit entsprechend den Erfassungsreihenfolgen
in dem 3·3
SM-MIMO-System dar, das die adaptive Modulationsrate einsetzt. Anhand
der 3 und 4 kann erkannt werden, dass
die Architektur, die entsprechend der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen ist,
nahezu gleich zu der optimalen Reihenfolge-Architektur ist, die
die durchschnittliche Fehlerwahrscheinlichkeit minimiert.
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Es
kann erkannt werden, dass in dem Fall von 2·2 Antennen basierend auf
der Fehlerwahrscheinlichkeit von 10-3 die
vorgeschlagene Architektur eine Verstärkung von ungefähr 3dB im
Vergleich zu der herkömmlichen
Architektur besitzt, und in dem Fall von 3·3 Antennen besitzt die vorgeschlagene
Architektur eine Verstärkung
von ungefähr
2dB im Vergleich zu der herkömmlichen
Architektur. In dem Fall von 3·3
Antennen wird, wenn nur die Vorwärtsreihenfolge
und die Rückwärtsreihenfolge
betrachtet werden, um die Zahl von Suchen zu verringern, die Funktion
im Vergleich zu derjenigen erniedrigt, die von einer vollen Suche
erhalten wird. Allerdings kann die vorgeschlagene Architektur eine
SNR-Verstärkung von
ungefähr
1,3dB im Vergleich zu der herkömmlichen
Architektur erhalten.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird, wie vorstehend beschrieben ist, die Erfassungsreihenfolge, die
den Kanal maximiert, in der die Multiplikation des minimalen Symbolabstands
für jede
Modulationsrate und das effektive SINR minimal werden, in dem System,
das eine gleiche Leistung und nur eine adaptive Modulationsrate
besitzt, verringert. Die durchschnittliche Fehlerwahrscheinlichkeit
wird minimiert, um die Funktion des Systems zu verbessern. In der
vorliegenden Erfindung kann die Erfassungsreihenfolge, die die Fehlerwahrscheinlichkeit
verringern kann, unabhängig
des Bit-Lade-Algorithmus festgelegt werden, und demzufolge kann die
Funktion, die gleich zu der optimalen Architektur ist, mit einem
geringen Berechnungsumfang erhalten werden.
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Während die
vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte, bevorzugte
Ausführungsformen
davon dargestellt und beschrieben worden ist, wird für Fachleute
auf dem betreffenden Fachgebiet ersichtlich werden, dass verschiedene Änderungen
in der Form und in den Details darin vorgenommen werden können, ohne
den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist,
zu verlassen.
für jede Modulationsrate ist und das effektive SINR SINRik minimiert wird, ein maximaler Wert in Bezug auf die Vorwärtsreihenfolge und die Rückwärtsreihenfolge ausgewählt.
