DE60311247T2

DE60311247T2 - Diagonalgeschichtete mehrfachantennenübertragung für frequenzselektive kanäle

Info

Publication number: DE60311247T2
Application number: DE60311247T
Authority: DE
Inventors: Tobias Tynderfeldt
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2002-04-11
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2007-05-24
Anticipated expiration: 2023-03-20
Also published as: ES2276052T3; AU2003217114A1; WO2003088552A1; CN1647438A; EP1497944A1; ATE352139T1; EP1497944B1; SE0201103D0; US20050118953A1; CN100459480C; US7340018B2; DE60311247D1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft mobile Zellularkommunikationsnetzwerke, die vielfache Zugangssysteme und genauer genommen ein Verfahren zum Übertragen vielfacher Datenströme (Layers) von vielfachen Sendeantennen anwenden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Mobile Zellularkommunikationsnetzwerke verwenden Systeme mit vielfachem Zugriff, in welchen die Intersymbol-Interferenz (ISI) durch Entzerren bekämpft werden muss. Evidente Ausführungsformen sind das auf TDMA (Time Division Multiple Access) basierende GSM (Global System of Mobil Communications), das sich jetzt in verbesserte Datenraten für GSM/EDGE Funkzugriffsnetzwerk (GERAN) entwickelt, und das auf TD-CDMA (Time Division Code Division Multiple Access) basierende UTRA-TDD-Netzwerk (UMTS Terrestrial Radio Access Time Division). Die unten folgende Beschreibung verwendet die GSM-Terminologie, um die Erfindung zu veranschaulichen. Die Erfindung betrifft insbesondere das Codieren und Decodieren vielschichtiger Signale, die über einen frequenzselektiven Vielfacheingangs-Vielfachausgangskanal (MIMO) übertragen werden.
Das Spektrum ist zu einer eingeschränkten und teuren Ressource in mobilen Zellularfunkkommunikationsnetzwerken geworden. Dem Verbessern der spektralen Effizienz wird daher viel Aufmerksamkeit gewidmet. Ein Verfahren zum Steigern der Leistung ohne gesteigerte Bandbreite besteht darin, mehrfache Antennen sowohl am Sender als auch am Empfänger zu verwenden. Der Kanal zwischen Sender und Empfänger ist ein MIMO-Kanal. Ein solcher MIMO-Kanal bietet eine viel größere Kanalleistung im Vergleich zu einem Kanal mit einer Sendeantenne und einer Empfangsantenne [1].
Es gibt mehrere vorgeschlagene Techniken, bei welchen der MIMO-Kanal genutzt wird, um die Leistung zu steigern. Einige der attraktiveren Techniken zum Nutzen des MIMO-Kanals sind Techniken, bei welchen Daten in getrennte Schichten unterteilt werden, die gleichzeitig übertragen werden, und wobei jede Schicht in dem Empfänger getrennt von allen anderen Schichten demoduliert und codiert werden kann. Eine geschichtete Raum-Zeit-Architektur für Multielement-Antennenanordnungen, die von G.J. Foschini [2] vorgeschlagen wird, wird oft BLAST (Bell-Labs Layered Space-Time Architecture) genannt und ist für Systeme mit flachen Fadingkanälen konzipiert. Das BLAST-Verfahren kann in zwei Unterklassen unterteilt werden: Diagonal-BLAST (D-BLAST) [3] und Vertical-BLAST (V-BLAST) [4], die in 1 für ein Übertragungssystem mit zwei Sendeantennen gezeigt sind. In einem anderen Dokument von Foschini et al. [5] wurde erwähnt, dass „bei diagonaler Schichtbildung etwas Zeit-Raum zu Beginn und am Ende jedes Bündels vergeudet wird". Das betrifft jedoch nicht das Vermeiden von Problemen mit ISI beim Wechseln der Sendeantenne für die verschiedenen Schichten. Stattdessen schließen sie darauf, dass es zu Beginn und am Ende jedes Radiobündels eine verringerte Kapazität mit dem Codierungsalgorithmus und dem Empfängeralgorithmus geben wird, den sie anwenden.
Bei D-BLAST wird ein Datenstrom in mehrere Unterströme gedemultiplext oder in Schichten von Daten, von welchen jede unabhängig codiert und zu Symbolen mappiert werden kann. Zu einer gegebenen Zeit wird jede Schicht von einer getrennten Antenne übertragen. In dem Sender wechselt die Antenne, mit der eine Schicht gekoppelt ist, in regelmäßigen Abständen. Eine Position in einem Bündel, an der eine Schicht die Sendeantenne wechselt, wird zur Vereinfachung als Grenze zwischen zwei Schichten bezeichnet. Die Sendeantenne einer Schicht wird in zyklischer Art umgeschaltet, so dass jede Schicht komplett in einer gleichen Zeitlänge von allen Antennen übertragen wird. Die Schichten könnten die Antennen so langsam wie in 1 gezeigt wechseln oder so schnell wie bei jedem Symbol. Das dient dazu sicherzustellen, dass keine der Schichten den schlechtesten Übertragungspfad für ein komplettes Bündel erfährt. Geht einer der Übertragungspfade aufgrund des Fadings verloren, könnte es dank der Übertragung von vielfachen Antennen immer noch möglich sein, die Schicht durch den Einsatz eines Fehlerkorrekturkanalcodes, wie zum Beispiel eines konvolutionellen Codes zurückzugewinnen.
Bei V-BLAST wird ein Datenstrom ebenfalls in mehrere Datenschichten gedemultiplext, wobei jede unabhängig codiert und moduliert werden kann. Anders als bei D-BLAST ist jede Schicht mit einer Sendeantenne für das gesamte Bündel zugewiesen. Das bedeutet, dass, wenn eine Sendeantenne zum Beispiel aufgrund von Fading verloren geht, eine komplette Schicht, die von der Antenne übertragen wird, verloren geht.
In dem Empfänger werden typisch eine abgestufte Demodulation und ein Decodieren in Betracht gezogen, bei welchen jede Schicht getrennt demoduliert und decodiert wird. In der Praxis erfordert das mehrere Antennen auch für den Empfänger. Typisch sollte die Anzahl der Empfangsantennen zumindest so groß sein wie die Anzahl der Sendeantennen. Das erlaubt es dem Empfänger, alle Schichten mit Ausnahme der erstrebenswerten Schicht aus den empfangenen Signalen zu eliminieren. Nachdem eine Schicht demoduliert und decodiert wurde, wird sie aus den empfangenen Signalen gestrichen. Alternativ kann eine Schicht von dem empfangenen Signal direkt nach dem Demodulieren und vor dem Decodieren gestrichen werden. Das kann vorzuziehen sein, entweder, wenn ein Code mit hoher Coderate verwendet wurde, oder wenn eine Schicht über mehrere Bündelübertragungen codiert wurde, und in diesem Fall müsste der Empfänger alle Bündel empfangen, über die die Schichten codiert wurden, bevor das Demodulieren und das Decodieren beginnen können.
In einem kürzlichen US-Patent [6] ist ein Empfängeralgorithmus beschrieben, bei dem mehrere Empfangsantennen verwendet werden, um Gleichkanalstörung (CCI) zu eliminieren, und dann der Einsatz eines „Viterbi-Entzerrers", um sich mit der ISI zu befassen. Das betrifft jedoch nur einen spezifischen Empfängeralgorithmus, nicht aber jedes beliebige Übertragungsverfahren.
Bei V-BLAST wird die Leistung verbessert, wenn der Empfänger bestimmt, welche Schicht die beste Übertragungsqualität hatte und dann diese Schicht zuerst demoduliert und decodiert oder alternativ nur demoduliert.
DAS ZU LÖSENDE PROBLEM
Für mobile Zellularfunkkommunikationsnetzwerke, die das Entzerren brauchen, um Intersymbol-Interferenz (ISI) zu bekämpfen, zum Beispiel GERAN, ergeben sich Probleme für Multiantennen-Übertragungssysteme, die innerhalb eines Bündels die Antenne wechseln, zum Beispiel D-BLAST.
In 2 sind die Ausbreitungspfade für ein Übertragungssystem mit zwei Sende- und zwei Empfangsantennen gezeigt. Eine Symbolsequenz, die von der Sendeantenne Tx₁ übertragen wird, wird von der Empfangsantenne Rx₁ durch den Kanal h₁₁ und von Rx₂ durch h₁₂ empfangen. Ähnlich erreicht eine Symbolsequenz, die von Tx₂ gesendet wird, Rx₁ durch h₂₁ und Rx₂ durch h₂₂. Wenn die Kanäle h₁₁, h₁₂, h₂₁ und h₂₂ zeitdispergierend sind, werden die empfangenen Signale durch ISI gestört. Das Bekämpfen der ISI erfordert Entzerrung.
Bei Multiantennen-Übertragungssystemen, die Schichten von mehreren Sendeantennen senden, werden die Symbole in einer Schicht, die der Grenze zu einer anderen Schicht am nächsten liegen, durch ISI beschädigt, nicht nur von Symbolen in der gleichen Schicht, sondern auch von Symbolen in der benachbarten Schicht. Die ISI von einer benachbarten Schicht wird zur Einfachheit Inter-Layer-Intersymbol-Interferenz (Inter-Layer-ISI) genannt. Dieses Problem ist in 3 für zweischichtige D-BLAST veranschaulicht, die durch 3-Abgriffs-Kanäle (Kanäle mit einem Speicher von zwei Symbolen) übertragen werden. Zwei Symbole auf jeder Seite der Grenze zwischen den zwei Schichten werden von Inter-Layer-ISI beschädigt. Bereiche in 3, die als „Überlagerung zwischen Schichten" gekennzeichnet sind, zeigen Symbole an, die von der Inter-Layer-Intersymbol-Interferenz beeinträchtigt sind. Das macht es für einen Empfänger, der nacheinander die Schichten demoduliert und decodiert schwierig, denn für gute Entzerrerleistung müssen die Symbole der zweiten Schicht ebenfalls beim Entzerren der ersten Schicht berücksichtigt werden.
Für eine V-BLAST-ähnliche Lösung bewirkt ISI kein besonderes Problem, da jede Schicht von der gleichen Sendeantenne für ein komplettes Bündel übertragen wird. V-BLAST-ähnliche Übertragungssysteme bieten jedoch keine Übertragungsdiversität, weil jede Schicht von nur einer Antenne übertragen wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Verfahren und ein System zum Vermeiden von Inter-Layer-Intersymbol-Interferenz werden offenbart. Das Verfahren und das System verwenden diagonal geschichtete Multiantennenübertragung. Bekannte Symbole werden an den Grenzen zwischen verschiedenen Schichten eingefügt, um Inter-Layer-Intersymbol-Interferenz zu vermeiden. Das System beruht auf einem neuen Verfahren zum Übertragen von multiplen Datenströmen (Schichten). Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zum Übertragen von Datenströmen über multiple Antennen in einer effizienten, kosteneffizienten und leistungsstarken Art, wenn man frequenzselektive Kanäle hat. Durch Verwenden des vorliegenden Verfahrens können Probleme mit Inter-Layer-ISI zwischen verschiedenen Datenströmen vermieden werden. Die Erfindung verwendet diagonale geschichtete Multiantennenübertragung, die zwischen den verschiedenen Schichten keine ISI verursacht.
Die bekannten Symbole, die an den Grenzen zwischen verschiedenen Schichten eingefügt werden, können für Zwecke wie zum Beispiel Kanalschätzung verwendet werden. Die bekannten Symbole können eine Trainingssequenz bilden. Typisch kann für ein System mit einer ersten und einer zweiten Sendeantenne und eine Symbolstruktur, die eine Trainingssequenz in der Mitte eines Bündels enthält, und mit Datenfeldern zu beiden Seiten der Trainingssequenz, wie zum Beispiel GSM und UTRA/TD, diese Bündelstruktur für das diagonale Schichten genutzt werden. Auf der ersten Sendeantenne wird eine Schicht eins in dem linken Datenfeld übertragen, und eine Schicht zwei wird in dem rechten Datenfeld übertragen, während auf der zweiten Antenne die Schicht zwei in dem linken Datenfeld übertragen wird und die Schicht eins in dem rechten Datenfeld übertragen wird, so dass die zwei Schichten durch die bekannte Trainingssequenz getrennt werden, was Inter-Layer-ISI vermeidet, ohne die Anzahl der Datensymbole, die übertragen wird, verringern zu müssen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die Erfindung und weitere Aufgaben und Vorteile werden am besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung gemeinsam mit den begleitenden Zeichnungen verstanden, in welchen:
1 D-BLAST und V-BLAST Multiantennenübertragungs-Systeme veranschaulicht, für zwei Sendeantennen, wobei die Daten in zwei unabhängige Schichten unterteilt werden, und für D-BLAST wird eine gleiche Anzahl von Symbolen von jeder Antenne übertragen, während für V-BLAST jede Schicht nur von einer einzigen Antenne übertragen wird;
2 Ausbreitungspfade für ein System darstellt, die zwei Sende- und zwei Empfangsantennen haben;
3 D-BLAST für Kanäle mit Intersymbol-Interferenz veranschaulicht, wobei die Symbole auf jeder Schicht, die durch Inter-Layer-ISI beeinträchtigt ist, gekennzeichnet sind, und für einen 3-Abgriffs-Kanal zwei Symbole auf jeder Seite der Grenze beeinträchtigt sind;
4 ein diagonal geschichtetes 2-Antennen-Übertragungssystem veranschaulicht, das für Kanäle mit Intersymbol-Interferenz geeignet ist, wobei bekannte Symbole an der Grenze zwischen den zwei Schichten eingefügt werden, um Inter-Layer-ISI zu vermeiden, und für 3-Abgriffs-Kanäle zwei bekannte Symbole für jede Sendeantenne reichen;
5 GSM-Radiobündel veranschaulicht;
6 eine 4-Antennen-Übertragung zeigt, wobei die Sendeantennen in zwei Untersätze eingeteilt sind, mit zwei Sendeantennen innerhalb jedes Untersatzes, und wobei diagonales Schichten innerhalb jedes Untersatzes angewandt wird;
7 ein beispielhaftes Basisband-Blockschaltbild für den Sender veranschaulicht; und
8 in einem Diagramm die Hauptschritte gemäß dem vorliegenden Verfahren veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ein diagonal geschichtetes Multiantennenübertragungssystem wie D-BLAST hat ein größeres Leistungspotenzial als ein V-BLAST-ähnliches System aufgrund der Übertragung von mehreren Sendeantennen für jede Schicht im Gegensatz zum Übertragen von nur einer Antenne für jede Schicht. Diese Erfindung erlaubt daher das Anwenden diagonal geschichteter Multiantennenübertragungssysteme auch für die Kommunikation zwischen Netzwerken, die an ISI leiden, ohne Inter-Layer-ISI zu verursachen. Inter-Layer-ISI kann vermieden werden, indem bekannte Symbole in die Sequenz, die von jeder Antenne übertragen wird, an jeder Grenze zwischen verschiedenen Schichten eingefügt werden (siehe 4). Wenn die Anzahl bekannter Symbole mindestens so groß ist wie der Kanalspeicher (die Anzahl der Kanalabgriffe minus eins), ergibt sich zwischen den verschiedenen Schichten keine ISI. Das bedeutet, dass die Menge an Benutzerdaten, die übertragen werden kann, verringert wird, weil die Anzahl von Datensymbolen verringert wird. Die bekannten Symbole könnten jedoch auch für andere Zwecke verwendet werden, wie zum Beispiel Kanalschätzen und Synchronisation.
Für den speziellen Fall von zwei Sendeantennen kann die Bündelstruktur, die zum Beispiel bei GSM und UTRA/TDD verwendet wird, genutzt werden. In diesen Netzwerken besteht ein Bündel aus zwei Datenfeldern, die durch eine Trainingssequenz bekannter Symbole getrennt sind, die zum Beispiel zur Kanalschätzung verwendet werden (siehe 5). Für diesen Fall wird die erste Schicht von der ersten Sendeantenne in jedem Datenfeld links von der Trainingssequenz übertragen, und die zweite Schicht wird in dem Datenfeld rechts von der Trainingssequenz übertragen. Von der anderen Sendeantenne wird die zweite Schicht in dem linken Datenfeld und die erste Schicht in dem rechten Datenfeld übertragen. Da die Trainingssequenz länger ist als Kanalimpulsantworten, ergibt sich keine Inter-Layer ISI. Durch Nutzen einer existierenden Bündelstruktur kann Inter-Layer ISI für ein diagonal geschichtetes Multiantennenübertragungssystem ohne Reduzieren der Anzahl von Datensymbolen, die übertragen wird, vermieden werden.
In einem Dokument von Lindskog und Paulraj [7] wird ein Raum-Zeit-Blockcode für zwei Sendeantennen präsentiert, der einen Ansatz ähnlich dem, der in der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogen wird, verwendet. Als Codeblock für den Raum-Zeit-Blockcode definieren sie ein Radiobündel, wobei das linke Datenfeld ein Symbol in dem Raum-Zeit-Blockcode ist, und das rechte Datenfeld das zweite Raum-Zeit-Block-Codiersymbol. Diese zwei Raum-Zeit-Block-Codiersymbole werden von beiden Sendeantennen übertragen und zeitlich durch die Trainingssequenz getrennt. Verglichen zu der vorliegenden Erfindung, bei der mehrere Schichten unabhängiger Daten gesteigerte Bitraten bereitstellen, überträgt das Verfahren von Lindskog und Paulraj jedoch die gleichen Daten auf beiden Sendeantennen und bietet daher keine gesteigerten Bitraten sondern nur gesteigerte Diversität. Durch den Gebrauch der Trainingssequenz zum Trennen der Raum-Zeit-Block-Codiersymbole wird Orthogonalität innerhalb des Raum-Zeit-Codeblocks sichergestellt, was ein Decodieren mit niedriger Komplexheit des Raum-Zeit-Codes sicherstellt, während diese Erfindung das getrennte Erfassen jeder der multiplen Schichten erlaubt.
Für die diagonal geschichtete Multiantennenübertragung im Fall von ISI mit mehr als zwei Sendeantennen kann das Schichten über alle Antennen das Übertragen einer ziemlich großen Anzahl bekannter Symbole erfordern. Ein alternativer Ansatz bestünde darin, sowohl die Sendeantennen als auch die Schichten in Untersätze zu unterteilen, wobei jeder Untersatz eine Anzahl von Sendeantennen und der entsprechende Untersatz der Schichten eine Anzahl von Schichten gleich der Anzahl der Sendeantennen enthält. Innerhalb jeder Unterschicht sind die Schichten diagonal über die Sendeantennen geschichtet. Das ist für den speziellen Fall von zwei Antennen innerhalb eines Untersatzes in 4 gezeigt, wobei die zwei Schichten innerhalb eines Untersatzes durch bekannte Symbole getrennt werden. Es besteht jedoch kein Schichten über Antennen, die zu verschiedenen Untersätzen gehören. Das ist in 6 für ein 4-Antennenübertragungssystem gezeigt. Bei einer weiteren Anwendung wäre es zusätzlich möglich, mehr als zwei Antennen für einen Untersatz zu verwenden, auch wenn wir hier zur Vereinfachung Ausführungsformen betrachten, die nur zwei Antennen für einen Untersatz haben. Es wäre auch möglich, davon auszugehen, dass man eine unterschiedliche Anzahl von Antennen hat und daher auch eine unterschiedliche Anzahl von Schichten in verschiedenen Untersätzen. Die Unterteilung der Antennen und Schichten in Untersätze könnte dynamisch so oft wie mit jedem Radiobündel geändert werden und unterschiedliche Untersatzteilung könnte für verschiedene Benutzer zugelassen werden.
Durch den Gebrauch des diagonal geschichteten Multiantennenübertragungssystems, das in dieser Erfindung vorgeschlagen wird, wird die Intersymbol-Interferenz (ISI) zwischen verschiedenen Schichten vermieden. Das erlaubt es dem Empfänger, die Schichten sequenziell zu demodulieren und decodieren. Eine komplette Schicht wird (inklusive Entzerren) demoduliert und decodiert, bevor sie aus dem empfangenen Signal gestrichen wird. Dann wird die nächste Schicht demoduliert und decodiert und so weiter. Durch den Einsatz des diagonalen Schichtens ohne Berücksichtigung der ISI zwischen Schichten kann der Empfänger eine komplette Schicht vor deren Streichen nicht demodulieren und decodieren. In diesem Fall müsste die komplette Sequenz von Symbolen, die von einer Antenne übertragen wird, demoduliert und gestrichen werden. Das bedeutet, dass nur Teile jeder Schicht vor dem Streichen demoduliert werden, was vor dem Decodieren erfolgt. Die Möglichkeit des Durchführens des Decodierens vor dem Streichen verringert die Fehleranzahl und daher den Effekt der Fehlerausbreitung, der auftreten kann, wenn eine gestrichene Schicht Schätzungsfehler enthält.
Die Alternative besteht im Gebrauch eines V-BLAST-ähnlichen Multiantennenübertragungssystems, bei dem keine Gefahr einer Inter-Layer-ISI besteht. Die Übertragungsdiversität, die die Leistung verbessert, insbesondere für Schichten, an die Kanalcodes mit niedrigen Raten angewandt wurden, wird bei einem solchen System jedoch nicht bereitgestellt. Zur guten Leistung in einem V-BLAST-ähnlichen Multiantennenübertragungssystem ist es ferner wichtig zu bestimmen, welche Schicht die beste Übertragungsqualität erfahren hat, und mit dieser Schicht zu beginnen. Das ist für das diagonal geschichtete Multiantennenübertragungssystem nicht erforderlich, da alle Schichten gleichmäßig über alle Sendeantennen übertragen werden. Das bedeutet, dass man zusätzliche Einsparungen verwirklichen kann, wenn unterschiedliche Coderaten für die verschiedenen Schichten verwendet werden. Die Schicht, die zuerst demoduliert und decodiert wird, könnte eine niedrigere Coderate erhalten, da diese Schicht am wenigsten von Diversität profitiert. Durch Verbessern dieser Schicht kann auch die Leistung darauf folgender Schichten ebenfalls verbessert werden. Es sollte jedoch darauf hingewiesen werden, dass das Verfahren nicht auf einen besonderen Empfängeralgorithmus eingeschränkt ist.
7 veranschaulicht in einem vereinfachten Basisband-Blockschaltbild eine beispielhafte veranschaulichende Ausführungsform eines diagonal geschichteten Multiantennenübertragungssystems, bei dem ein Datenstrom in zwei einzelne Schichten demultigeplext wird, wobei jede davon unabhängig codiert, verschachtelt und auf Symbole mappiert wird. Danach werden die Schichten auf die zwei Sendeantennen gemäß dem Verfahren des diagonalen Schichtens mappiert.
8 veranschaulicht in einem Diagramm die Hauptschritte zum Bilden einer diagonal geschichteten Multiantennenübertragung gemäß dem hier offenbarten Verfahren.
Der Fachmann versteht, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne deren Geltungsbereich, der von den anliegenden Ansprüchen definiert wird, zu verlassen.
VERWEISE

[1] G.J. Foschini und M.J. Gans, „On limits of Wireless Communication in Fading Environments when using Multiple Antennas", Wireless Pers. Commun. 1998, 6(3), Seiten 311–335
[2] EP-817401, von G.J. Foschini, „Wireless communications system having a layered space-time architecture employing multi-element antennas", 1998
[3] G.J. Foschini, „Layered Space-Time Architecture fox Wireless Communication in a Fading Environment when using Multiple Antennas", Bell-Labs Technical Journal, Herbst 1996, Seiten 41–59
[4] P.W. Wolniansky, G.J. Foschini, G.D. Golden und R.A. Valenzuela, „V-BLAST: An Architecture for Achieving Very High Data Rates over the Rich-Scattering Wireless Channel", Proc. ISSSE-98, Pisa, Italien, 1998
[5] G.J. Foschini et al. „Simplified Processing for High Spectral Efficiency Wireless Communication Employing Multi-Element Arrays" IEEE Journal on selected areas in communication, Nov. 1999, Band 17, Nr. 11
[6] US-Patent Nr. 6 314 147 von Liang et al., „Two-Stage CCI/ISI Reduction with Space-Time-Processing in TDMA Cellular Networks", 2001
[7] E. Lindskog und A. Paulraj, "A Transmit Diversity Scheme for Channels with Intersymbol Interference", ICC 2000, Piscataway, NJ, USA, 2000, Band 1, Seiten 307–11

Claims

Verfahren zum Vermeiden von Inter-Layer-Intersymbol-Interferenz, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Verwenden einer diagonal geschichteten Multiantennenübertragung unter Einsatz einer Anzahl von Schichten; Teilen von Symbolen jeder Schicht in eine erste Anzahl von Teilen von Schichten, wobei die Anzahl ein Vielfaches der Anzahl von Schichten ist; Zuweisen der Teile von Schichten zu einer zweiten Anzahl von Sendeantennen, so dass alle Antennen eine gleiche Anzahl von Teilen jeder Schicht übertragen; Einfügen bekannter Symbole an den Grenzen zwischen den Teilen zu jeder Sendeantenne, wobei die Anzahl der bekannten Symbole mindestens so viele beträgt wie die Anzahl durch Symbol beabstandete Kanalanzapfungen minus einer gesehen von einem Empfänger, um Inter-Layer-Intersymbol-Interferenz zu vermeiden.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt des Einfügens der Anzahl bekannter Symbole an der Grenze zwischen den verschiedenen Schichten mit zumindest so vielen wie eine erwartete Anzahl Kanalspeicher für einen von einem Empfänger beobachteten Kanal.
Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt des Einfügens der bekannten Symbole an den Grenzen zwischen den verschiedenen Schichten und ferner Verwenden eingefügter bekannter Symbole auch für Zwecke, wie zum Beispiel Kanalschätzen oder ähnliche Zwecke.
Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt, dass die erste Anzahl von Schichten eine gleiche Größe hat.
Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt, dass die bekannten Symbole eine Trainingssequenz bilden.
Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt, dass in einem System, das eine erste und eine zweite Sendeantenne hat und eine Bündelstruktur, die eine Trainingssequenz in der Mitte eines Bündels aufweist, und mit Datenfeldern zu beiden Seiten der Trainingssequenz, die eine Schicht eins in einem linken Datenfeld und eine Schicht zwei in einem rechten Datenfeld von der ersten Antenne übertragen wird, während von der zweiten Antenne die Schicht zwei in dem linken Datenfeld und die Schicht eins in dem rechten Datenfeld gesendet wird, und von jeder Antenne Trennen der zwei Schichten durch die bekannte Trainingssequenz, um dadurch die Inter-Layer-Intersymbol-Interferenz zu vermeiden.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt, dass adaptiv ein Senderalgorithmus, der zwischen den Schichten verwendet wird, über eine oder mehrere Antennen in Abhängigkeit von einem Modulationssystem und/oder einer Coderate eines äußeren Kanalcodes geändert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt, bei dem ein festgelegtes Schichtverfahren für die Kopfteilinformation verwendet wird, die zum Beispiel das Codieren und das Schichten von Daten anzeigt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte des Teilen einer Sendeantennenanordnung in Untersätze von Sendeantennen, wobei jeder Untersatz eine beliebige Anzahl von Sendeantennen aufweist, Teilen der Schichten in Untersätze von Schichten, wobei jeder Untersatz von Schichten einem Untersatz von Sendeantennen entspricht; diagonales Schichten der Schichten innerhalb eines Untersatzes, wobei das Schichten über verschiedene Sendeantennen-Untersätze nicht erlaubt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner gekennzeichnet durch den weiteren Schritt, bei dem eine Sendeantennenanordnung eingerichtet wird, die eine gerade Anzahl einzelner Antennen bildet, wobei die Sendeantennenanordnung in Untersätze zu zwei einzelnen Antennen unterteilt ist, wobei die Schichten innerhalb eines Untersatzes von Daten diagonal geschichtet sind, während das Schichten über verschiedene Antennenuntersätze nicht erlaubt ist.
System zum Vermeiden von Inter-Layer-Intersymbol-Interferenz, gekennzeichnet durch Mittel, die angepasst sind, so dass eine diagonal geschichtete Multiantennenübertragung unter Einsatz einer Anzahl von Schichten verwendet wird; Symbole jeder Schicht in eine erste Anzahl von Teilen von Schichten geteilt werden, wobei die Anzahl ein Vielfaches der Anzahl von Schichten ist; die Teile der Schichten einer zweiten Anzahl von Sendeantennen zugewiesen sind, so dass alle Antennen eine gleiche Anzahl von Teilen jeder Schicht übertragen; bekannte Symbole an den Grenzen zwischen den Teilen zu jeder Sendeantenne eingefügt sind, wobei die Anzahl der bekannten Symbole mindestens so groß ist wie die Anzahl der durch Symbole beabstandeten Kanalanzapfungen minus eine gesehen von einem Empfänger, um Intersymbol-Interferenz zwischen den Schichten zu vermeiden.
System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl bekannter Symbole, die an den Grenzen zwischen den verschiedenen Schichten eingefügt wird, mindestens so groß ist wie ein erwarteter Kanalspeicher für einen Kanal beobachtet von einem Empfänger.
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die bekannten Symbole, die an der Grenze zwischen den verschiedenen Schichten eingefügt werden, auch für Zwecke wie zum Beispiel Kanalschätzen oder ähnliche erstrebenswerte Zwecke verwendet werden können.
System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Anzahl von Schichten eine gleiche Größe hat.
System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die bekannten Symbole eine Trainingssequenz bilden.
System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem System mit einer ersten und einer zweiten Sendeantenne und einer Bündelstruktur, die eine Trainingssequenz in der Mitte eines Bündels aufweist, und mit Datenfeldern zu beiden Seiten der Trainingssequenz eine Schicht eins in einem linken Datenfeld und eine Schicht zwei in einem rechten Datenfeld der ersten Antenne übertragen wird, während für die zweite Antenne die Schicht zwei in dem linken Datenfeld und die Schicht eins in dem rechten Datenfeld übertragen wird, wodurch die zwei Schichten durch die bekannte Trainingssequenz getrennt werden, so dass Inter-Layer-Intersymbol-Interferenz vermieden wird.
System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sender adaptiv zwischen dem Schichten über eine oder mehrere Antennen je nach einem Modulationssystem und/oder einer Coderate eines äußeren Kanalcodes wechseln kann.
System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein festgelegtes Schichtungsverfahren für die Kopfteilinformation verwendet wird, die zum Beispiel das Codieren und Schichten der Daten anzeigt.
System nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sendeantennenanordnung in Untersätze von Sendeantennen unterteilt ist, wobei jeder Untersatz eine willkürliche Anzahl von Sendeantennen aufweist; die Schichten in Untersätze von Schichten unterteilt sind, wobei jeder Untersatz von Schichten einem Untersatz von Sendeantennen entspricht, und die Schichten innerhalb eines Untersatzes diagonal geschichtet sind, während es nicht erlaubt ist, über unterschiedliche Sendeantennen-Untersätze zu schichten.
System nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sendeantennenanordnung eingerichtet wird, die eine gerade Anzahl von einzelnen Antennen bildet, dass die Sendeantennenanordnung in Untersätze zu zwei einzelnen Antennen unterteilt ist, wobei die Schichten innerhalb eines Untersatzes Daten diagonal geschichtet sind, während es kein Schichten über unterschiedliche Antennenuntersätze gibt.