KR100945596B1

KR100945596B1 - 다중-입력 다중-출력(ｍｉｍｏ) 시스템에 대한 데이터레이트들이 불균일하게 분포된 데이터 전송

Info

Publication number: KR100945596B1
Application number: KR1020047013592A
Authority: KR
Inventors: 타마 카도스
Original assignee: 콸콤 인코포레이티드
Priority date: 2002-03-01
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2010-03-09
Also published as: AU2003216479C1; UA87807C2; EP1786134B1; DE60320767D1; US20040037235A1; AU2003216479A1; CN1639996B; ATE422748T1; US6636568B2; EP1481489A1; TWI337487B; JP2005519520A; IL163252A; DE60326182D1; JP4861485B2; AU2003216479B2; US7177351B2; KR20040086470A; EP1786134A1; CA2476061A1

Abstract

본 발명은 다중-채널(예를 들면, MIMO) 통신 시스템에서 다수의 전송 채널들(또는 송신 안테나들)을 통해 전송되는 다수의 데이터 스트림들에 대한 데이터 레이트들을 결정하기 위한 기술에 관한 것이다. 한 가지 방법에서, 각각의 데이터 레이트가 사용되기 위한 "필수" SNR이 초기에 결정되며, 적어도 두 개의 레이트들은 동일하지 않다. 각각의 데이터 스트림에 대한 "유효" SNR은 수신 SNR과 수신기에서 데이터 스트림들을 복원하기 위한 연속적인 간섭 소거 처리에 기초하여 결정된다. 각각의 데이터 스트림에 대한 요구 SNR은 유효 SNR과 비교된다. 데이터 레이트들은 각각의 데이터 스트림에 대한 요구 SNR이 유효 SNR미만이거나 동일하면 지원되는 것으로 간주된다. 데이터 레이트들의 다수의 세트들이 평가될 수 있고 최소 수신 SNR과 연관된 레이트 세트는 데이터 스트림들에 사용하기 위해 선택될 수 있다.

Description

다중-입력 다중-출력(ＭＩＭＯ) 시스템에 대한 데이터 레이트들이 불균일하게 분포된 데이터 전송{DATA TRANSMISSION WITH NON-UNIFORM DISTRIBUTION OF DATA RATES FOR A MULTIPLE-INPUT MULTIPLE-OUTPUT(ＭＩＭＯ) SYSTEM}

본 발명은 일반적으로 데이터 통신에 관한 것이며, 특히 예를 들면, 다중-입력 다중-출력(MIMO) 시스템과 같은 다중-채널 통신 시스템의 다중 전송 채널들을 통해 전송될 다중 데이터 스트림들에 사용될 데이터 레이트들을 불균일하게 분포시키는 것을 결정하기 위한 기술에 관한 것이다.

무선 통신 시스템에서, 송신기로부터 RF 변조된 신호는 다수의 전파 경로들을 통해 수신기에 도달할 수 있다. 전파 경로들의 특성들은 페이딩 및 다중경로와 같은 다수의 인자로 인해 시간에 걸쳐 변화한다. 해로운 경로 영향들에 대한 다이버시티를 제공하고 성능을 개선하기 위해, 다중 송수신 안테나들이 사용된다. 만약 송신 및 수신 안테나들 간의 전파 경로가 선형으로 독립적이이며(즉, 하나의 경로를 통한 전송이 다른 경로들을 통한 전송들의 선형 결합으로서 수행되지 않으며), 이와 같은 사실이 최소한의 정도까지는 일반적으로 사실이면, 데이터 전송을 정확히 수신하는 가능성은 안테나 수가 증가할수록 증가할 것이다. 일반적으로, 송수신 안테나 수가 증가할수록 다이버시티는 증가하고 성능은 개선될 것이다.

다중-입력 다중-출력(MIMO) 통신 시스템은 데이터 전송을 위해 다수의(N_T) 송신 안테나들과 다수의(N_R) 수신 안테나들을 사용한다. N_T개의 송신 안테나들 및 N_R개의 수신 안테나들에 의해 형성된 MIMO 채널은 N_S≤min{N_T, N_R}인 N_S개의 독립적인 채널들로 분해될 수 있다. N_S개의 독립적인 채널들의 각각은 MIMO 채널의 공간 서브채널(또는 전송 채널)이라 참조될 수 있고, 하나의 크기(dimension)에 해당한다. MIMO 시스템은 다수의 송수신 안테나들에 의해 추가의 크기들이 사용되면 개선된 성능(예를 들면, 증가한 전송 용량과 같은)을 제공할 수 있다.

전체-등급 MIMO 채널에 대하여, N_S = N_T ≤N_R이면, 독립적인 데이터 스트림은 N_T개의 송신 안테나들의 각각으로부터 전송될 수 있다. 전송된 데이터 스트림들은 서로 다른 채널 조건들(예를 들면, 서로 다른 페이딩 및 다중경로 영향들)을 경험할 수 있고 주어진 양의 전송 전력을 위한 서로 다른 신호-대-잡음 및 간섭 비들(SNRs)을 달성할 수 있다. 또한, 만약 연속하는 간섭 소거 처리가 수신기에서 사용되어 전송된 데이터 스트림들(하기에서 설명되는)을 복원하면, 데이터 스트림들에 대한 서로 다른 SNR들은 데이터 스트림들이 복원되는 특정 순서에 따라 달성될 수 있다. 따라서, 서로 다른 데이터 레이트들은 그들의 달성된 SNR들에 따라 서로 다른 데이터 스트림들에 의해 지원될 수 있다. 채널 조건들은 일반적으로 시간과 함께 변화하기 때문에, 각각의 데이터 스트림에 의해 지원되는 데이터 레이트는 시간에 함께 변화한다.

만약 MIMO 채널의 특성들(예를 들면 데이터 스트림들에 대하여 달성된 SNR들과 같은)이 송신기에서 공지된다면, 송신기는 수용가능한 성능 레벨(1퍼센트의 패킷 에러 레이트)이 데이터 스트림을 위해 달성될 수 있도록 각각의 데이터 스트림에 대한 특정 데이터 레이트와 변조 방식을 결정할 수 있다. 그러나 임의의 MIMO 시스템들에 대하여, 상기 정보는 송신기에서 사용할 수 없다. 대신에, 사용할 수 있는 것은 예를 들면, MIMO 채널에 대한 동작 SNR과 관련된 매우 제한된 양의 정보이며, 수신기에서 모든 데이터 스트림들에 대하여 예측되는 SNR로서 정의될 수 있다. 상기 경우에, 송신기는 상기 제한된 정보에 기초하는 각각의 데이터 스트림에 대한 적절한 데이터 레이트 및 코딩 및 변조 방식을 결정해야만 할 것이다.

그러므로 당업자는 제한된 정보가 MIMO 채널에 대한 송신기에서 사용가능하면 높은 성능을 달성하기 위해 다수의 데이터 스트림들에 대한 데이터 레이트들의 세트를 결정하는 기술들을 필요로 한다.

현재의 채널 상태들을 나타내는 채널 상태 정보가 송신기에서 사용 불가능한 경우에 MIMO 시스템의 성능을 개선하기 위한 기술들이 본 명세서에 제공된다. 일 양상에서, 데이터 레이트들의 불균일한 분포는 전송된 데이터 스트림들을 위해 사용된다. 데이터 레이트들은 (1) 더 낮은 최소 "수신" SNR(하기에서 논의)을 가지는 특정 전체 스펙트럼 효율 또는 (2) 특정 수신 SNR에 대한 더 높은 전체 스펙트럼 효율을 달성하도록 선택될 수 있다. 상기 각각의 목적들을 달성하기 위한 특정 방식에 본 명세서에 제공된다.

전술된 제 1 목적을 달성하기 위해 사용될 수 있는 특정 실시예에서, 다중-채널 통신 시스템에서 다수의 전송 채널들을 통해 전송될 다수의 데이터 스트림들(예를 들면, 하나의 데이터 스트림은 MIMO 시스템의 각각의 송신 안테나들을 통해 전송될 수 있다)을 위해 사용되는 데이터 레이트들을 결정하는 방법이 제공된다. 데이터 레이트들 중 적어도 두 개는 동일하지 않다. 상기 방법에 따라 데이터 스트림들에 사용될 다수의 데이터 레이트들의 각각에 대한 요구 SNR이 초기에서 결정될 수 있다. 각각의 데이터 스트림에 대한 "유효" SNR(하기에서 논의)은 또한 데이터 스트림들을 복원하기 위해 수신기(하기에서 논의)에서의 수신 SNR과 연속적인 간섭 소거 처리에 기초하여 결정된다. 각각의 데이터 스트림에 대한 요구 SNR은 데이터 스트림에 유효 SNR과 비교된다. 데이터 레이트들은 만약 각각의 데이터 스트림에 대한 요구 SNR이 데이터 스트림에 대한 유효 SNR보다 적거나 동일하면 지원되는 것으로 간주된다. 데이터 레이트들의 세트들의 개수가 평가될 수 있으며, 최소 수신 SNR과 연관된 레이트 세트는 데이터 스트림들을 위한 사용을 위해 선택될 수 있다.

전술된 제 2 목적을 달성하기 위해 사용될 수 있는 특정 실시예에서, 다중-채널(예를 들면, MIMO) 통신 시스템에서 다수의 전송 채널들(예를 들면, 송신 안테나들)을 통해 전송될 다수의 데이터 스트림들에 대한 데이터 레이트들을 결정하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법에 따라 수신 SNR은 초기에 결정된다. 상기 수신 SNR은 시스템에 대해 특정될 수 있거나 수신기에서의 측정치에 기초하여 추정되어 송신기에 주기적으로 제공될 수 있다. 각각의 데이터 스트림에 대한 유효 SNR은 수신기에서 수신 SNR과 연속적인 간섭 소거 처리에 기초하여 결정된다. 각각의 데이터 스트림에 대한 데이터 레이트는 적어도 두 개의 서로 다른 데이터 레이트들을 사용하여 데이터 스트림에 대한 유효 SNR에 기초하여 결정된다.

본 발명의 다양한 양상들 및 실시예들은 하기에서 더 상세히 설명된다. 본 발명은 하기에서 설명되는 것과 같은 본 발명의 다양한 양상들, 실시예들, 및 특징들을 구현하는 방법들, 프로세서들, 송신기 유닛들, 수신기 유닛들, 기지국들, 단말들, 시스템들 및 다른 장치들 및 엘리먼트들을 제공한다.

본 발명은 하기의 도면을 참조로 하여 더 상세히 설명된다.

도 1은 MIMO 시스템에서 송신기 시스템 및 수신기 시스템의 일 실시예의 블록 다이어그램이다.

도 2는 N_T개의 전송 심볼 스트림들을 복원하기 위해 N_R개의 수신 심볼 스트림들을 처리하는 연속적인 간섭 제거 수신기 프로세싱 기술을 나타내는 흐름도이다.

도 3은 주어진 데이터 레이트들의 세트를 지원하기 위해 요구되는 최소 수신 SNR을 결정하기 위한 프로세스의 일 실시예의 흐름도이다.

도 4는 1, 4/3, 5/3, 및 2 bps/Hz의 스펙트럼 효율들을 위한 {1, 4} MIMO 시스템에 대한 패킷 에러 레이트(PER) 대 SNR의 그래프를 도시한다.

도 5는 송신기 유닛의 일 실시예의 블록 다이어그램이다.

도 6은 연속적인 간섭 제거 수신기 프로세싱 기술을 실행할 수 있는 수신기 유닛의 일 실시예의 블록 다이어그램이다.

본 명세서에 개시된 한정된 채널 상태 정보에 기초하여 다수의 데이터 스트림들에 대한 데이터 레이트들의 세트를 결정하기 위한 기술들은 다양한 다중-채널 통신 시스템들에서 구현될 수 있다. 상기 다중-채널 통신 시스템들은 다중-입력 다중-출력(MIMO) 통신 시스템들, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 통신 시스템들, OFDM을 사용하는 MIMO 시스템들(즉, MIMO-OFDM 시스템들), 등등을 포함한다. 명확함을 위해, 다양한 양상들 및 실시예들은 특히 MIMO 시스템에 대하여 설명된다.

MIMO 시스템은 데이터 전송을 위해 다수의(N_T) 송신 안테나들 및 다수의(N_R) 수신 안테나들을 사용한다. N_T개의 송신 안테나들과 N_R개의 수신 안테나들에 의해 형성된 MIMO 채널은 N_S≤min{N_T,N_R}인 N_S개의 독립적인 채널들로 분해될 수 있다. N_S개의 독립적인 채널들의 각각은 MIMO 채널의 공간 서브채널(또는 전송 채널)이라 참조될 수 있다. 공간 서브채널의 개수는 MIMO 채널에 대한 고유모드들의 개수에 의해 결정되며, 차례로 N_T개의 송신 안테나들 및 N_R개의 수신 안테나들 간의 응답을 설명하는 채널 응답 매트릭스,

에 따라 결정된다. 채널 응답 매트릭스

의 엘리먼트들은 i-1, 2, ... N_R 및 j=1, 2, ... N_T에 대하여 독립적인 가우시안 랜덤 변수들(h_i,j}로 구성되며, 상기h_i,j는 j번째 송신 안테나 및 i번째 수신 안테나 사이의 결합(즉, 복소 이득)이다. 간단함을 위해, 채널 응답 매트릭스

는 전체-등급으로 가정되며(즉, N_S = N_T ≤N_R), 하나의 독립적인 데이터 스트림은 N_T개의 송신 안테나들의 각각으로부터 전송될 수 있다.

도 1은 MIMO 시스템(100)에서 송신기 시스템(110)과 수신기 시스템(150)의 일 실시예의 블록 다이어그램이다.

송신기 시스템(110)에서, 다수의 데이터 스트림들에 대한 트래픽 데이터는 송신(TX) 데이터 소스(112)로부터 데이터 프로세서(114)로 제공된다. 일 실시예에서, 각각의 데이터 스트림은 개별 송신 안테나를 통해 전송된다. TX 데이터 프로세서(114)는 각각의 데이터 스트림에 대한 트래픽 데이터를 상기 데이터 스트림에 대하여 선택된 특정 코딩 방식에 기초하여 포맷화하고, 코딩한 후 인터리빙하여 코딩된 데이터를 제공한다.

각각의 데이터 스트림에 대하여 코딩된 데이터는 예를 들면 시간 분할 멀티플렉싱(TDM) 또는 코드 분할 멀티플렉싱(CDM)을 사용하여 파일럿 데이터와 멀티플렉싱될 수 있다. 파일럿 데이터는 일반적으로 공지된 방식으로(이왕이면) 처리되는 공지된 데이터 패턴이며, 채널 응답을 추정하기 위해 수신기 시스템에서 사용될 수 있다. 각각의 데이터 스트림에 대하여 멀티플렉싱된 파일럿 및 코딩된 데이터는 상기 데이터 스트림에 대하여 선택된 특정 변조 방식(예를 들면, BPSK, QPSK, M-PSK, 또는 M-QAM)에 기초하여 변조되어(즉, 심볼 맵핑되어) 변조 심볼들을 제공한다. 각각의 데이터 스트림에 대한 데이터 레이트, 코딩, 및 변조는 제어기(130)에 의해 제공된 제어들에 의해 결정될 수 있다.

모든 데이터 스트림들에 대한 변조 심볼들은 TX MIMO 프로세서(120)에 제공되어 변조 심볼들(예를 들면, OFDM)을 추가 처리할 수 있다. TX MIMO 프로세서(120)는 그 후에 N_T개의 변조 심볼 스트림들을 N_T개의 송신기들(TMTR)(122a 내지 122t)에 제공한다. 각각의 송신기(122)는 개별 심볼 스트림을 수신 및 처리하여 하나 또는 그 이상의 아날로그 신호들을 제공하며, MIMO 채널을 통한 전송에 적합한 변조된 신호들을 제공하기 위해 아날로그 신호들을 추가 조절한다(예를 들면, 증폭, 필터링 및 업컨버팅). 송신기들(122a 내지 122t까지)로부터 N_T개의 변조된 신호들은 N_T개의 안테나들(124a 내지 124t까지)로부터 각각 전송된다.

수신기 시스템(150)에서, 전송된 변조 신호들은 N_R개의 안테나들(152a 내지 152r까지)에 의해 수신되며, 각각의 안테나(152)로부터 수신된 신호들은 개별 수신기(RCVR:154)에 제공된다. 각각의 수신기(154)는 개별 수신 신호들을 조절하며(예를 들면, 필터링, 증폭, 및 다운컨버팅), 조절된 신호를 디지털화하여 샘플을 제공하며, 상응하는 "수신된" 심볼 스트림을 제공하기 위해 샘플들을 추가 처리한다.

RX MIMO/데이터 프로세서(160)는 그 후에 특정 수신기 프로세싱 기술에 기초하여 N_R개의 수신기들(154)로부터 N_R개의 수신된 심볼 스트림들을 수신하고 처리하여 N_T개의 "검출된" 심볼 스트림들을 제공한다. RX MIMO/데이터 프로세서(160)에 의한 프로세싱은 하기에서 자세히 설명된다. 각각의 검출된 심볼 스트림은 상응하는 데이터 스트림에 대하여 전송된 변조 심볼들의 추정치들인 심볼들을 포함한다. RX MIMO/데이터 프로세서(160)는 각각의 검출된 심볼 스트림을 복조하고, 디인터리빙하고, 디코딩하여 데이터 스트림에 대한 트래픽 데이터를 복원한다. RX MIMO/데이터 프로세서(160)에 의한 프로세싱은 송신기 시스템(110)에서 TX MIMO 프로세서(120) 및 TX 데이터 프로세서(114)에 의해 수행되는 프로세싱과 상호보완적이다.

RX MIMO 프로세서(160)는 예를 들면 트래픽 데이터와 멀티플렉싱된 파일럿에 기초하여 N_T개의 송신 안테나들 및 N_R개의 수신 안테나들 간의 채널 응답의 추정치를 유도할 수 있다. 채널 응답은 수신기에서 공간 또는 공간/시간 프로세싱을 수행하기 위해 사용될 수 있다. RX MIMO 프로세서(160)는 또한 검출된 심볼 스트림의 신호-대-잡음 및 간섭비들(SNRs) 및 가능하면 다른 채널 특성들을 추정하여 상기 특성들을 제어기(170)에 제공할 수 있다. RX MIMO/데이터 프로세서(160) 또는 제어기(170)는 통신 링크의 상태들을 나타내는 시스템에 대한 "동작" SNR의 추정치를 유도할 수 있다. 제어기(170)는 그 후에 채널 상태 정보(CSI)를 제공하며, 통신 링크 및/또는 수신된 데이터 스트림에 관한 다양한 형태의 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, CSI는 동작 SNR을 포함할 수 있다. CSI는 TX 데이터 프로세서(178)에 의해 처리되고, 복조기(180)에 의해 복조되며, 송신기(154a 내지 154r까지)에 의해 조절된 후, 송신기 시스템(110)에 다시 전송된다.

송신기 시스템(110)에서, 수신기 시스템(150)으로부터 변조된 신호들은 안테나들(124)에 의해 수신되고, 수신기들(122)에 의해 조절되며, 복조기(140)에 의해 복조된 후, RX 데이터 프로세서(142)에 의해 처리되어 수신기 시스템에 의해 보고된 CSI를 복원한다. 보고된 CSI는 그 후에 제어기(130)에 제공되어 (1) 데이터 스트림들에 사용될 데이터 레이트 및 코딩 및 변조방식들을 결정하고, (2) TX 데이터 프로세서(114)와 TX MIMO 프로세서(120)에 대한 다양한 제어들을 발생하도록 사용된다.

제어기들(130 및 170)은 각각 송수신기 시스템들에서의 동작을 감독한다. 메모리들(132 및 172)은 각각 제어기들(130 및 170)에 의해 사용되는 프로그램 코드들과 데이터에 대한 저장을 제공한다.

MIMO 시스템에 대한 모델은 다음과 같이 표현될 수 있다:

식(1)

상기

는 수신 벡터이고,

이며, 상기 {y_i}는 i번째 수신 안테나에서 수신된 입력이고, i∈{1,...,N_R}이다;

는 송신 벡터이고,

이며, 상기 {x_j}는 j번째 송신 안테나로부터 전송된 입력이고, j∈{1,...,N_T}이다;

는 MIMO 채널에 대한 채널 응답 매트릭스이다;

는

의 평균 벡터와

의 공분산 매트릭스를 가지는 가산성 백색 가우시안 잡음(AWGN)이며, 상기

은 0들의 벡터이고,

는 대각선을 따라서는 1이고 그 이외에는 0들인 단위 매트릭스이며, σ²은 잡음의 분산값이다; 및

[.]^T는 [.]의 전치 행렬이다.

전파 환경에서 스캐터링(scattering)으로 인해 N_T개의 송신 안테나들로부터 전송된 N_T개의 심볼 스트림들은 수신기에서 서로 간섭한다. 특히, 하나의 송신 안테나로부터 전송된 주어진 심볼 스트림은 서로 다른 진폭들과 위상들에서 모두 N_R개의 수신 안테나들에 의해 수신될 수 있다. 각각의 수신된 신호는 N_T개의 전송된 심볼 스트림들의 각각의 구성요소들을 포함할 수 있다. N_R개의 수신 신호들은 모두 N_T개의 전송된 심볼 스트림들을 총체적으로 포함할 수 있다. 그러나 상기 N_T개의 심볼 스트림들은 N_R개의 수신 신호들 사이에 분산된다.

수신기에서, 다양한 프로세싱 기술들은 N_T개의 전송된 심볼 스트림들을 검출하기 위해 N_R개의 수신 신호들을 처리하도록 사용될 수 있다. 상기 수신기 프로세싱 기술들은 두 개의 1차 카테고리들로 그룹화될 수 있다:

공간 및 공간-시간 수신기 프로세싱 기술들(등화 기술들이라 참조) 및

"연속적인 널화(nulling)/등화 및 간섭 제거" 수신기 프로세싱 기술("연속적인 간섭 제거" 또는 "연속 제거" 수신기 프로세싱 기술이라 참조).

일반적으로, 공간 및 공간-시간 수신기 프로세싱 기술들은 수신기에서 전송된 심볼 스트림들을 확산시킬 것을 시도한다. 각각의 전송된 심볼 스트림은 (1) 채널 응답의 추정치에 기초하여 N_R개의 수신된 신호들에 포함된 전송된 심볼 스트림의 다양한 구성요소들을 조합하고 (2) 다른 심볼 스트림들로 인한 간섭을 소거(또는 제거)함으로써 "검출될" 수 있다. 상기 수신기 프로세싱 기술들은 (1) 개별 전송된 심볼 스트림들을 역상관시켜 다른 심볼 스트림들로부터 간섭이 존재하지 않도록 하거나 (2) 다른 심볼 스트림들로부터 잡음 및 간섭이 존재하면 각각의 검출된 심볼 스트림의 SNR을 최대화하는 것을 시도한다. 각각의 검출된 심볼 스트림은 그 후에 처리되어(예를 들면, 복조, 디인터리빙, 및 디코딩되어) 심볼 스트림에 대한 트래픽 데이터를 복원한다.

연속 제거 수신기 프로세싱 기술은 공간 또는 공간-시간 수신기 프로세싱을 사용하여 전송된 심볼 스트림들을 한번에 하나씩 복원하며 각각의 "복원된" 심볼 스트림들로 인한 간섭을 제거하여 이후에 복원된 심볼 스트림들에 대한 간섭을 줄이고 더 높은 SNR들을 달성할 수 있도록 하는 것을 시도한다. 연속 제거 수신기 프로세싱 기술은 만약 각각의 복원된 심볼 스트림으로 인한 간섭이 정확히 추정되어 제거될 수 있다면 사용될 수 있고, 심볼 스트림의 에러 없는 복원 또는 낮은 에러의 복원을 요구한다. 연속 제거 수신기 프로세싱 기술(하기에서 더 상세히 설명됨)은 일반적으로 공간/공간-시간 수신기 프로세싱 기술들보다 성능이 낮다.

연속 제거 수신기 프로세싱 기술에 대하여, N_R개의 수신된 심볼 스트림들은 각 단계에서 하나의 송신 심볼 스트림을 연속적으로 복원하기 위해 N_T개의 단계들에 의해 처리된다. 각각의 전송된 심볼 스트림이 복원되면, 간섭은 남아있는 아직 복원되지 않은 심볼 스트림들이 수신된 심볼 스트림들로부터 추정되어 제거되도록 하며, "변경된" 심볼 스트림들은 다음에 전송된 심볼 스트림을 복원하기 위해 다음 단계에 의해 처리된다. 만약 전송된 심볼 스트림들이 에러 없이(또는 최소한의 에러로) 복원될 수 있고, 채널 응답 추정이 상당히 정확하다면, 복원된 심볼 스트림으로 인한 간섭의 제거는 효율적이며, 각각의 후속 복원된 심볼 스트림의 SNR은 향상될 것이다. 상기 방식에서, 더 높은 성능이 모든 전송된 심볼 스트림들(가능하면 복원될 제 1 전송 심볼 스트림을 제외하고)에 대하여 달성될 수 있다.

본 명세서에서 하기의 용어가 사용된다:

"전송된" 심볼 스트림들 - 송신 안테나로부터 전송된 심볼 스트림들;

"수신된" 심볼 스트림들 - 연속적인 간섭 제거(SIC) 수신기의 제 1 단계에서 공간 또는 공간-시간 프로세서로의 입력(도 6에 도시);

"변경된" 심볼 스트림들 - SIC 수신기의 각각의 후속 단계에서 공간 또는 공간-시간 프로세서로의 입력;

"검출된" 심볼 스트림들 - 공간 프로세서로부터의 출력(N_T-k+1까지의 심볼 스트림들이 k단계에서 검출될 수 있음); 및

"복원된" 심볼 스트림들 - 수신기에서 디코딩된 심볼 스트림(적어도 하나의 검출된 스트림은 각 단계에서 복원됨).

도 2는 N_T개의 전송된 심볼 스트림들을 복원하기 위해 N_R개의 수신된 심볼 스트림들을 처리하는 연속 제거 수신기 프로세싱 기술을 도시하는 흐름도이다. 간단함을 위해, 도 2에 대한 하기의 설명은 (1) 공간 서브채널들의 개수가 송신 안테나 수와 동일하고(즉, N_S = N_T ≤N_R), (2) 하나의 독립적인 데이터 스트림은 각각의 송신 안테나들로부터 전송되는 것을 가정한다.

제 1단계(k=1) 동안, 수신기는 초기에 N_T개의 전송된 심볼 스트림들을 구분하는 것을 시도하기 위해 N_R개의 수신된 심볼 스트림들을 통한 공간 또는 공간-시간 프로세싱을 수행한다. 제 1 단 동안, 공간 또는 공간-시간 프로세싱은 N_T개의 (아직 복원되지 않은) 전송된 심볼 스트림들의 추정치들인 N_T개의 검출된 심볼 스트림들을 제공할 수 있다. 검출된 심볼 스트림들 중 하나가 선택되며(예를 들면, 특정 선택 방식에 기초하여) 추가 처리된다. 만약 단계에서 복원될 전송된 심볼 스트림의 식별이 선험적으로 공지된 것이면, 공간 또는 공간-시간 프로세싱은 상기 전송된 심볼 스트림에 대하여 단 하나의 검출된 심볼 스트림을 제공하도록 수행될 수 있다. 상기 경우에, 선택된 검출 심볼 스트림은 추가 처리되어(복조, 디인터리빙, 및 디코딩되어) 디코딩된 데이터 스트림을 획득하며, 이는 상기 단계(단계 214)에서 복원된 전송된 심볼 스트림에 대한 데이터 스트림의 추정치이다.

모든 전송된 심볼 스트림들이 복원되었는지의 여부가 결정된다(단계 216). 그 답이 예이면, 수신기 프로세싱은 종료한다. 그렇지 않으면, N_R개의 수신된 심볼 스트림들의 각각에서 바로 복원된 심볼 스트림으로 인한 간섭이 추정된다(단계 218). 간섭은 먼저 디코딩된 데이터 스트림을 재-인코딩하고, 재-인코딩된 데이터를 인터리빙 하며, 인터리빙된 데이터를 (상기 데이터 스트림에 대한 송신기 유닛에서 사용되는 동일한 코딩, 인터리빙, 및 변조 방식들을 사용하여) 심볼 맵핑하여 복원된 전송된 심볼 스트림의 추정치인 "복원된" 심볼 스트림을 획득하도록 추정될 수 있다. 복조된 심볼 스트림은 그 후에 채널 응답 벡터

의 N_R개의 엘리먼트들의 각각에 의해 연관되어(convolved) 바로-복원된 심볼 스트림으로 인한 N_R개의 간섭 성분들을 유도한다. 벡터

는 (N_R ×N_T) 채널 응답 매트릭스

의 열이며, 바로 복원된 심볼 스트림을 위해 사용되는 j번째 송신 안테나와 상응한다. 벡터

는 j번째 송신 안테나 및 N_R개의 수신 안테나들 간의 채널 응답을 한정하는 N_R개의 엘리먼트들을 포함한다.

N_R개의 간섭 성분들은 그 후에 N_R개의 수신된 심볼 스트림들로부터 감산되어 N_R개의 변경된 심볼 스트림들을 유도한다(단계 220). 상기 변경된 심볼 스트림들은 만약 바로 복원된 심볼 스트림이 전송되지 않았다면(즉, 간섭 제거가 효율적으로 수행되었다고 가정하면) 수신되는 스트림들을 표시한다.

단계들 212 및 214에서 수행된 프로세싱은 그 후에 N_R개의 변경된 심볼 스트림들(N_R개의 수신된 심볼 스트림들을 대신하여)을 통해 반복되어 또 다른 전송 심볼 스트림을 복원한다. 따라서 단계들 212 및 214은 복원된 각각의 전송 심볼 스트림에 대하여 반복되며 단계들 218 및 220은 만약 복원될 또 다른 전송된 심볼 스트림이 존재하면 수행된다.

제 1 단계 동안, 입력 심볼 스트림들은 N_R개의 수신 안테나들로부터 N_R개의 수신된 심볼 스트림들이다. 각각의 후속 단계 동안, 입력 심볼 스트림들은 선행하는 단계로부터 N_R개의 변경된 심볼 스트림들이다. 각 단계에 대한 프로세싱은 유사한 방식으로 진행한다. 제 1 단계 다음의 각각의 단계에서, 이전 단계들에서 복원된 심볼 스트림들은 제거되는 것으로 가정되며, 따라서 채널 응답 매트릭스

의 크기는 각각의 후속 단계 동안 연속적으로 하나의 열씩 감소한다.

따라서 연속 제거 수신기 프로세싱은 다수의 단계를 포함하며, 하나의 단계는 복원될 각각의 전송된 스트림에 대한 것이다. 각각의 단계는 전송된 심볼 스트림들 중 하나를 복원하여 최종 단계를 제외하고 상기 복원된 심볼 스트림으로 인한 간섭을 제거하여 다음 단계를 위한 변경된 심볼 스트림들을 유도한다. 각각의 후속하는 복원된 심볼 스트림은 따라서 간섭이 저하되고 간섭 제거 없이 더 높은 SNR을 달성할 수 있다. 복원된 심볼 스트림들의 SNR들은 심볼 스트림들이 복원되는 특정 순서에 따라 결정된다.

연속 제거 수신기 처리 동안, k번째 단계에 대하여 입력된 심볼 스트림들은(이전의 k-1 단계들에서 복원된 심볼 스트림들로부터의 간섭이 효율적으로 제거된 것으로 가정하면) 다음과 같이 표현될 수 있다.:

식(2)

상기

는 k번째 단계에 대한 N_R×1 입력 벡터로

이며, 상기 y_i ^k는 k번째 단계에서 i번째 수신된 안테나에 대한 입력이다;

는 k번째 단계에 대한 (N_T-k+1)×1 전송 벡터로

이며, 상기 x_j는 j번째 송신 안테나로부터 전송된 입력이다;

는 제거된 이전에 복원된 심볼 스트림들에 대한 k-1 열들을 가지는 MIMO 채널에 대한 N_R×(N_T-k+1)×1 채널 응답 매트릭스로

이다;

는 가산성 백색 가우시안 잡음이다.

간단함을 위해, 식(2)은 전송된 심볼 스트림들이 송신 안테나들의 순서로 복원된다고 가정한다(즉, 송신 안테나 1로부터 전송된 심볼 스트림이 먼저 복원되고, 송신 안테나 2로부터 전송된 심볼 스트림이 두 번째로 복원되는, 등등, 및 송신 안테나 N_T로부터 전송된 심볼 스트림이 최종 복원된다). 식(2)는 다음과 같이 다시 표현될 수 있다:

식(3)

단계 k에서 복원될 송신된 심볼 스트림은 인터페이스 서브-공간(또는 면)

로부터 특정 각도로 투영되는 것처럼 관측될 수 있다. 전송된 심볼 스트림은 채널 응답 벡터

에 따라 결정되고 이에 한정된다. 전송된 심볼 스트림의 간섭 없는 구성요소는 간섭 서브-공간과 직교하는 간섭 없는 서브-공간에 채널 응답 벡터

를 투영함으로써 획득될 수 있다. 상기 투영은

와

의 응답을 가지는 필터를 곱함으로써 달성될 수 있다. 투영 이후에 최대 에너지를 달성하는 필터는

및 간섭 서브-공간

에 의해 구성되는 서브-공간에 놓여있는 필터이며, 상기

,

및

이고 n=1, 2, ...N_T-k이고 직교 기준은 간섭 서브-공간

를 연결한다. 투영 이후의 평균 에너지는 다음과 같이 제공된다:

식(4)

상기

는 간섭 없는 서브-공간(즉, 바람직한 구성요소)상의

의 투영을 표시하고,

는 간섭 서브-공간(즉, 간섭 구성요소)상의

의 투영을 표시한다.

식(4)은 동일한 송신 안테나들이 송신 안테나들을 위해 사용된다고 가정한 다.

k번째 단계에서 복원된 심볼 스트림을 위한 유효 SNR, SNR_eff(k)는 다음과 같이 표현될 수 있다:

식(5)

상기 P_tot는 데이터 전송에 사용가능한 전체 전송 전력이며, P_tot/N_T가 각각의 송신 안테나를 위해 사용되도록 N_T개의 송신 안테나들에 걸쳐 균일하게 분포되고,

σ²은 잡음 분산값이다.

모든 N_R개의 수신된 심볼 스트림들에 대하여 수신 SNR, SNR_rx은 다음과 같이 정의된다:

식(6)

식들(5) 및 (6)을 조합하여, k번째 단계에서 복원된 심볼 스트림은 다음과 같이 표현될 수 있다:

식(7 )

식(7)에 도시된 유효 SNR 공식은 몇 가지의 가정들에 기초한다. 먼저, 각각의 복원된 데이터 스트림으로 인한 잡음은 효율적으로 제거되며 후속하는 복원된 심볼 스트림들에 의해 관찰된 잡음 및 간섭의 원인이 되지는 않는 것으로 가정된다. 둘째, 비에러(또는 낮은 에러)는 하나의 단계로부터 다른 단계로 전파하는 것으로 가정된다. 셋째, SNR을 최대화시키는 최적 필터는 각각의 검출된 심볼 스트림을 획득하기 위해 사용된다. 식(7)은 선형 유닛(즉, 로그 또는 dB 유닛이 아닌)에서 유효 SNR을 제공한다.

전술된 것과 같이, 전송된 심볼 스트림들은 서로 다른 채널 상태들을 경험하며, 주어진 전송 전력량에 대하여 서로 다른 SNR들을 달성할 수 있다. 각각의 심볼 스트림의 달성된 SNR이 송신기에 공지되면, 상응하는 데이터 스트림의 데이터 레이트 및 코딩 및 변조 방식은 타깃 패킷 에러 레이트(PER)를 달성하는 동안 스펙트럼 효율을 최대화시키도록 선택될 수 있다. 그러나 임의의 MIMO 시스템들에 대하여, 현재의 채널 상태들을 나타내는 채널 상태 정보는 송신기에서 사용할 수 없다. 상기 경우에, 데이터 스트림들에 대하여 적응할 수 있는 레이트 제어를 수행하는 것은 불가능하다.

종래에 임의의 MIMO 시스템들에서, 데이터는 채널 상태 정보가 송신기에서 사용 불가능한 경우 N_T개의 송신 안테나들을 통해 동일한 데이터 레이트들로 (즉, 데이터 레이트들의 균일한 분포) 전송된다. 수신기에서, N_R개의 수신된 심볼 스트림들은 연속 제거 수신기 프로세싱 기술을 사용하여 처리될 수 있다. 종래의 한 방식에서, 각 단계 k에서 (N_T-k+1)개의 검출된 심볼 스트림들의 SNR들이 결정되며, 최고 SNR을 가지는 검출된 심볼 스트림은 상기 단계에서 복원된다. 데이터 레이트들을 균일하게 분포하는 상기 전송 방식은 준-최적의 성능을 제공한다.

본 명세서에서 제공된 기술들은 현재의 채널 상태들을 표시하는 채널 상태 정보가 송신기에서 사용 불가능할 때 MIMO 시스템에 대하여 개선된 성능을 제공한다. 일 양상에서, 데이터 레이트들의 불균일한 분포는 전송된 데이터 스트림들을 위해 사용된다. 데이터 레이트는 (1) 더 낮은 최소 수신 SNR을 가지는 주어진 또는 특정 전체 스펙트럼 효율 또는 (2) 주어진 또는 특정 수신 SNR에 대한 더 높은 전체 스펙트럼 효율을 달성하도록 선택될 수 있다. 상기 목적들의 각각을 달성하기 위한 특정 방식이 하기에 제공된다. 데이터 레이트들의 불균일한 분포는 일반적으로 다양한 상황들에서 종래의 데이터 레이트들의 균일한 분포보다 성능이 좋다.

식(7)에 도시된 것과 같이, 각각의 복원된 심볼 스트림의 유효 SNR은 식(7)의 분자에서 인자 "k"에 의해 표시된 것과 같이 복원되는 특정 단계에 따라 결정된다. 최저 유효 SNR은 최초 복원된 심볼 스트림에 대하여 달성되고, 최고 유효 SNR은 최종 복원된 심볼 스트림에 대하여 달성된다.

개선된 성능을 달성하기 위해, 데이터 레이트들의 불균일한 분포는 데이터 스트림들이 그들의 유효 SNR들에 따라 서로 다른 안테나들(즉, 서로 다른 스펙트럼 효율들은 서로 다른 송신 안테나들에 할당될 수 있다)을 통해 전송되도록 사용될 수 있다. 수신기에서, 전송된 데이터 스트림들은 데이터 레이트들의 오름차순으로 복원될 수 있다. 즉, 최저 데이터 레이트를 가지는 데이터 스트림은 최초 복원되고, 다음으로 높은 데이터 레이트를 가지는 데이터 스트림은 두 번째로 복원되는 등등, 및 최고 데이터 레이트를 가지는 데이터 스트림은 최종 복원된다.

데이터 스트림들에 사용될 데이터 레이트들은 다양한 이유들을 고려하여 결정될 수 있다. 먼저, 이전에 복원된 심볼 스트림은 식(7)에 도시된 것과 같이 더 낮은 유효 SNR들을 달성하고, 다이버시티 순서가 더 낮아진다. 사실, 단계 k에서 다이버시티 순서는 (N_R-N_T+k)로 주어질 수 있다. 또한, 이전에 복원된 심볼 스트림들로부터의 디코딩 에러들은 이후에 복원된 심볼 스트림들로 전파하여 상기 이후 복원된 심볼 스트림의 유효 SNR들에 영향을 미칠 수 있다. 이전 복원된 심볼 스트림들의 데이터 레이트들은 따라서 상기 심볼 스트림들의 복원시 높은 신뢰성을 달성하고 이후 복원된 심볼 스트림들에서 에러 전파(EP)영향을 감소시키거나 제한하도록 선택될 수 있다. 두 번째로, 이후 복원된 심볼 스트림들은 그들이 더 큰 스펙트럼 효율들을 지원하도록 설계되면 더 높은 유효 SNR들을 달성할 수 있더라도 에러들에 더 취약할 수 있다.

다양한 방식들은 (1) 주어진 데이터 레이트들의 분포(또는 스펙트럼 효율들)를 지원하기 위해 필요한 최소 수신 SNR을 결정하거나, (2) 주어진 수신 SNR에 대한 최적 성능을 달성하는 스펙트럼 효율들의 분포를 결정하기 위해 실행될 수 있다. 상기 목적들의 각각에 대한 특정 방식이 하기에서 설명된다.

도 3은 주어진 데이터 레이트들의 세트를 지원하기 위해 요구되는 최소 수신 SNR을 결정하기 위한 프로세스(300)의 일 실시예의 흐름도이다. 상기 데이터 레이트들의 세트는 k=1, 2, ..., N_T에 대하여, {r_k}로 표시되고 r₁≤r₂...≤r_NT가 되도록 순서가 결정된다. 세트{r_k}의 데이터 레이트들은 N_T개의 데이터 스트림들이 N_T개의 송신 안테나들로부터 전송되도록 하기 위해 사용된다.

초기에, 수신기에서 세트{r_k} 내의 각각의 데이터 레이트(또는 스펙트럼 효율)를 지원하도록 요구되는 SNR이 결정된다(단계 312). 이는 요구 SNR 대 스펙트럼 효율의 검색 테이블을 사용하여 달성될 수 있다. 주어진 스펙트럼 효율을 위한 요구 SNR은 단일 데이터 스트림이 {1, N_R}의 단일-입력 다중-출력(SIMO) 채널을 통해 전송되며 특정 타깃 PER(예를 들면, 1%의 PER)을 위해 결정된다는 가정에 기초하여 결정될 수 있다(예를 들면, 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여). 데이터 레이트 r_k를 가지는 데이터 스트림에 대한 요구 SNR은 ANR_req(r_k)로 표시된다. N_T개의 요구 SNR들의 세트는 N_T개의 데이터 스트림들에 대하여 단계(312)에서 획득된다.

세트 [r_k] 내의 N_T개의 데이터 레이트들은 타깃 PER(예를 들면, 검색 테이블로부터 결정되는 것과 같은)을 달성하기 위해 수신기에서 요구되는 N_T개의 SNR들과 연관된다. 상기 N_T개의 데이터 레이트들은 식(7)에 도시된 것과 같이 수신기에서 연속적인 간섭 소거 처리를 사용하여 특정 수신 SNR에 기초하여 수신기에서 달성될 수 있는 N_T개의 유효 SNR들과 연관된다. 세트{r_k} 내의 데이터 레이트들은 만약 N_T 개의 요구 SNR들이 상응하는 유효 SNR들이거나 그 이하인 경우에 지원되는 것으로 간주된다. 외관상으로, N_T개의 요구 SNR들은 데이터 레이트들에 대하여 플롯화되어(plotted) 제 1 라인에 의해 서로 연결되고, N_T개의 유효 SNR들은 플롯화되어 제 2 라인에 의해 서로 연결될 수 있다. 세트{r_k} 내의 데이터 레이트들은 그 후에 제 1 라인의 어떤 부분도 제 2 라인 이상이 아니면 지원되는 것으로 간주된다.

주어진 데이터 레이트에 대한 이득은 데이터 레이트에 대한 유효 SNR과 요구 SNR간의 차이로 정의될 수 있으며, 즉, 이득(k)=SNR_eff(r_k)-SNR_req(r_k)이다. 세트{r_k} 내의 데이터 레이트들은 또한 각각의 데이터 레이트에 대한 이득이 0 또는 그 이상이면 지원되는 것으로 간주된다.

데이터 스트림들에 대한 유효 SNR들은 수신 SNR에 따라 결정되며, 식(7)에 도시된 것과 같은 수신 SNR로부터 유도될 수 있다. N_T개의 데이터 레이트들을 지원하기 위해 요구되는 최소 수신 SNR은 요구되는 SNR과 동일한 적어도 하나의 데이터 레이트의 유효 SNR을 발생하는 수신 SNR(즉, 0의 이득)이다. 세트{r_k} 내에 포함된 특정 데이터 레이트들에 따라, 최소 이득(0의)은 세트 내의 N_T개의 데이터 레이트들 중 임의의 하나에 대하여 달성될 수 있다.

제 1 반복 동안, 최소 이득은 최종 복원된 데이터 스트림에 의해 달성되는 것으로 가정되며, 인덱스 변수 λ는 N_T로 세팅된다(즉, λ=N_T)(단계 314). λ번째 복원된 데이터 스트림에 대한 유효 SNR은 요구 SNR과 동일하게 세팅된다(즉, SNR_eff(λ)=SNR_req(λ))(단계 316). 수신 SNR은 이후에 식(7)을 사용하여 λ번째 복원된 데이터 스트림에 대한 SNR_eff(λ)의 유효 SNR에 기초하여 결정된다. 제 1 반복 동안 λ=N_T이면, 수신 SNR은 k=N_T와 함께 식(7)을 사용하여 결정될 수 있으며, 그 후에 다음과 같이 표현된다:

SNR_rx = N_TㆍSNR_eff(N_T) 식(8)

각각의 남아있는 데이터 스트림의 유효 SNR은 단계(318)에서 계산된 수신 SNR에 기초하고 식(7)을 사용하여 결정되며, k=1, 2, ..., N_T이다(단계 320). N_T 개의 유효 SNR들의 세트는 N_T개의 데이터 스트림들에 대하여 단계(320)에 의해 획득된다.

세트{r_k} 내의 각각의 데이터 레이트에 대한 요구 SNR은 데이터 레이트에 대한 유효 SNR과 비교된다(단계 322). 이후에 세트{r_k} 내의 데이터 레이트들이 단계(318)에서 결정된 수신 SNR에 의해 지원되는지의 여부가 결정된다(단계 324). 특히, 만약 N_T개의 데이터 레이트들의 각각에 대한 요구 SNR이 상기 데이터 레이트에 대한 유효 SNR 미만이거나 동일하면, 세트{r_k} 내의 데이터 레이트들은 수신 SNR에 의해 지원되는 것으로 간주되고, 성공이 선언된다(단계 326). 그렇지 않으면, 만약 N_T개의 데이터 레이트들 중 임의의 하나가 상기 데이터 레이트에 대한 유효 SNR을 초과하면, 세트{r_k} 내의 데이터 레이트들은 수신 SNR에 의해 지원되지 않는 것으로 간주된다. 상기 경우에, 변수 λ는 증감된다(즉, 제 2 반복동안 λ=N_T-1이 되도록 λ=λ-1이 된다). 프로세스는 다시 단계(316)로 복귀하여 최소 이득이 제 2 반복동안 최종 복원된 데이터 스트림에서 달성된다는 가정하에 세트{r_k} 내의 데이터 레이트들에 대한 유효 SNR들의 세트를 결정한다. 필요한 것만큼 다수의 반복들은 단계(326)에서 성공이 선언될 때까지 수행될 수 있다. 성공을 선언하는 반복 동안 단계(318)에서 결정된 수신 SNR은 세트{r_k} 내의 데이터 레이트들을 지원하기 위해 요구되는 최소 수신 SNR이다.

도 3에 도시된 프로세스는 주어진 데이터 레이트들의 세트가 주어진 수신 SNR에 의해 지원되는지의 여부를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 상기 수신 SNR은 동작 SNR, SNR_op과 상응할 수 있고, 수신기에서 평균의 또는 예측된 (그러나 반드시 순간적인 것은 아닌) 수신 SNR이 될 수 있다. 동작 SNR은 수신기에서의 측정치들에 기초하여 결정될 수 있고 송신기에 주기적으로 제공될 수 있다. 선택적으로, 동작 SNR은 송신기가 동작할 것으로 예측되는 MIMO 채널의 추정치가 될 수 있다. 임의의 경우에, 수신 SNR은 MIMO 시스템에 대하여 제공되거나 특정된다.

도 3을 참조하여, 주어진 데이터 레이트들의 세트가 주어진 수신 SNR에 의해 지원되는지의 여부를 결정하기 위해, 각각의 데이터 레이트에 대한 요구 SNR이 먼저 결정될 수 있다(단계 312). N_T개의 요구 SNR들의 세트는 N_T개의 데이터 스트림들에 대하여 단계 312에서 획득된다. 수신 SNR이 이미 주어졌기 때문에, 단계들 314, 316, 및 318이 스킵될(skipped) 수 있다. 각각의 데이터 스트림의 유효 SNR은 주어진 수신 SNR에 기초하고 식(7)을 사용하여 결정되며, k=1, 2, ...N_T이다(단계 320). N_T 개의 유효 SNR들의 세트는 N_T 개의 데이터 스트림들에 대하여 단계 320에서 획득된다.

세트{r_k} 내의 각각의 데이터 레이트에 대하여 요구되는 SNR은 그 후에 상기 데이터 레이트에 대한 유효 SNR과 비교된다. 이후에 세트{r_k} 내의 데이터 레이트들이 수신 SNR에 의해 지원되는지의 여부가 결정된다. 만약 N_T개의 데이터 레이트들의 각각에 대한 요구 SNR이 상기 데이터 레이트에 대한 유효 SNR 미만이거나 동일하면, 세트{r_k}내의 데이터 레이트들은 수신 SNR에 의해 지원되는 것으로 간주되고 성공이 선언된다(단계 326). 그렇지 않으면, 만약 N_T개의 데이터 레이트들 중 임의의 하나에 대한 요구 SNR이 데이터 레이트에 대한 유효 SNR을 초과하면, 세트{r_k}내의 데이터 레이트들은 수신 SNR에 의해 지원되지 않는 것으로 간주되고, 실패가 선언된다.

명확함을 위해, 두 개의 송신 안테나들(즉, N_T=2) 및 4개의 수신 안테나들(즉, N_R=4)을 가지는 {2, 4} MIMO 시스템에 대한 일례가 하기에 설명되며, 헤르쯔당 초당 3비트들(bps/Hz)의 전체 스펙트럼 효율을 지원하도록 설계된다. 상기 예에 대하여, 두 개의 데이터 레이트들의 세트들이 평가된다. 제 1 세트는 1bps/Hz 및 2bps/Hz에 상응하는 데이터 레이트들을 포함하고, 제 2 세트는 4/3 bps/Hz 및 5/3 bps/Hz에 상응하는 데이터 레이트들을 포함한다. 각각의 레이트 세트의 성능이 결정되어(예를 들면, 도 3에 도시된 프로세스에 기초하여) 서로 비교된다.

도 4는 1bps/Hz, 4/3bps/Hz, 5/3bps/Hz 및 2bps/Hz의 스펙트럼 효율들을 위한 {1, 4} MIMO 시스템에 대한 PER 대 SNR의 그래프를 도시한다. 상기 그래프들은 당업자에게 공지된 것과 같은 컴퓨터 시뮬레이션 또는 임의의 다른 수단들에 의해 발생할 수 있다. MIMO 시스템은 일반적으로 특정 타깃 PER으로 동작하도록 설계된다. 이러한 경우, 각각의 스펙트럼 효율에 대한 타깃 PER을 달성하기 위해 요구되는 SNR이 결정되어 검색 테이블에 저장될 수 있다. 예를 들어, 만약 타깃 PER이 1%이면, -2.0dB, 0.4dB, 3.1dB 및 3.2dB의 값들이 1, 4/3, 5/3 및 2 bps/Hz의 스펙트럼 효율들을에 대하여 검색 테이블에 각각 저장될 수 있다.

제 1 레이트 세트에 대하여, 각각 1 및 2bps/Hz의 스펙트럼 효율들을 가지는 데이터 스트림들 1 및 2에 대한 요구 SNR들은 도 4의 플롯들(412 및 418)을 사용하여 결정되며(도 3의 단계 312), 다음과 같다:

1bps/Hz의 스펙트럼 효율을 가지는 데이터 스트림 1에 대하여, SNR_req(1)=-2.0dB 이고,

2bps/Hz의 스펙트럼 효율을 가지는 데이터 스트림 2에 대하여, SNR_req(2)=3.2dB.

데이터 스트림 2의 유효 SNR(데이터 스트림 1로부터의 간섭이 효율적으로 제거된다는 가정하에 최종 복원된)은 요구 SNR로 세팅되며(단계 316), 다음과 같다:

SNR_eff(2)=SNR_req(2)=3.2dB.

수신 SNR은 식(8)에 기초하여 다음과 같이 결정된다(단계 318):

선형 유닛에 대하여 SNR_rx=2ㆍSNR_req(2), 또는

로그 유닛에 대하여 SNR_rx=SNR_req(2)+3.0dB=6.2dB.

각각의 남아있는 데이터 스트림(즉, 데이터 스트림 1)의 유효 SNR은 식(7)에 기초하여 다음과 같이 결정된다(단계 320):

선형 유닛에 대하여 SNR_eff(1)=3/8ㆍSNR_rx, 또는

로그 유닛에 대하여 SNR_eff(1)=SNR_rx-4.3dB=1.9dB.

제 1 레이트 세트에서 각각의 데이터 레이트에 대한 유효 및 요구 SNR들은 테이블 1의 열 2 및 3에 제공된다. 각각의 데이터 레이트에 대한 이득이 결정되어 테이블 1의 마지막 행에 제공된다.

테이블 1

	제 1 레이트 세트		제 2 레이트 세트		유닛
데이터 스트림	1	2	1	2
스펙트럼 효율	1	2	4/3	5/3	bps/Hz
SNR_eff	1.9	3.2	1.8	3.1	dB
SNR_req	-2.0	3.2	0.4	3.1	dB
이득	3.9	0.0	1.4	0.0	dB

데이터 스트림 1 및 2에 대한 요구 SNR들은 그 후에 상기 데이터 스트림들에 대한 유효 SNR들과 비교된다(단계 322). SNR_req(2)=SNR_eff(2)이고 SNR_req(1)<SNR_eff(1)이기 때문에 상기 데이터 레이트들의 세트는 최소 수신된 6.2dB의 SNR로 지원된다.

제 1 레이트 세트는 도 3에 도시된 프로세스를 통한 제 1 반복에 의해 지원되는 것으로 간주되기 때문에, 어떤 반복들도 수행되어야할 필요는 없다. 그러나 상기 제 1 레이트 세트는 6.2dB(예를 들면, 데이터 스트림 1에 대한 요구 SNR은 1.9dB이상이다)의 수신 SNR에 의해 지원되는 것이 아니기 때문에 또 다른 반복이 수행되어 수신 SNR은 SNR_req(1)에 기초하여 결정되며, 6.2dB이상이 될 수 있다.

제 2 레이트 세트에 대하여, 4/3 및 5/3bps/Hz의 스펙트럼 효율들을 가지는 데이터 스트림들 1 및 2에 대하여 요구되는 SNR들은 각각 도 4의 플롯들(414 및 416)을 사용하여 결정될 수 있으며, 다음과 같다:

4/3bps/Hz의 스펙트럼 효율을 가지는 데이터 스트림 1에 대하여, SNR_req(1)=0.4dB 이고,

5/3bps/Hz의 스펙트럼 효율을 가지는 데이터 스트림 2에 대하여, SNR_req(2)=3.1dB.

데이터 스트림 2의 유효 SNR은 요구 SNR로 세팅된다. 수신 SNR은 식(8)에 기초하여 다음과 같이 결정된다:

로그 유닛에 대하여 SNR_rx=SNR_req(2)+3.0dB=6.1dB.

각각의 남아있는 데이터 레이트(즉, 데이터 레이트 1)의 유효 SNR은 식(7)에 기초하여 다음과 같이 결정된다:

로그 유닛에 대하여 SNR_eff(1)=SNR_rx-4.3dB=1.8dB.

제 2 레이트 세트에서 각각의 데이터 레이트에 대한 유효 및 요구 SNR들은 테이블 1의 열 4 및 5에 제공된다.

데이터 스트림 1 및 2에 대한 요구 SNR들은 그 후에 상기 데이터 스트림들의 요구 SNR들과 비교된다. SNR_req(2)=SNR_eff(2)이고 SNR_req(1)<SNR_eff(1)이기 때문에 상기 데이터 레이트들의 세트는 최소 수신된 6.1dB의 SNR으로 지원된다.

전술된 설명은 "수직"의 연속하는 간섭 제거 방식을 위한 것이며, 따라서 하나의 데이터 스트림은 각각의 송신 안테나로부터 전송되며, 수신기에서 하나의 데이터 스트림은 하나의 송신 안테나로부터의 스트림을 처리함으로써 연속적인 간섭 제거 수신기의 각 단계에서 복원된다. 도 4의 플롯들과 검색 테이블은 상기 수직 방식에 대하여 유도된다.

본 명세서에 개시된 기술들은 "대각선의" 연속적인 간섭 제거 방식을 위해 사용될 수 있으며, 따라서 각각의 데이터 스트림은 다수의 (예를 들면, 모두 N_T개의) 송신 안테나들(및 가능하면 다수의 주파수 빈들)에 걸쳐 전송된다. 수신기에서, 하나의 송신 안테나로부터의 심볼들은 연속적인 간섭 제거 수신기의 각 단계에서 검출될 수 있으며, 각각의 데이터 스트림은 다수의 단계로부터 검출된 심볼들로부터 복원될 수 있다. 대각 방식에 대하여, 또 다른 플롯들의 세트 및 또 다른 검색 테이블이 유도되어 사용될 수 있다. 본 명세서에 개시된 기술들은 다른 순서 결정 방식들을 위해 사용될 수 있으며, 이는 본 발명의 사상 내에 있다.

상기 예에서, 대각선의 연속적인 간섭 제거 방식을 위해 데이터 레이트들의 불균일한 분포를 지원하기 위해 요구되는 최소 수신 SNR(즉, 두 개의 데이터 스트림들의 각각에서 1.5bps/Hz의 스펙트럼 효율)은 제 2 레이트 세트(즉, 4/3 및 5/3의 스펙트럼 효율)를 위해 요구되는 SNR보다 약 0.6dB 더 높다. 상기 이득은 시스템 설계를 심하게 복잡하도록 하지 않고 달성된다.

주어진 전체 스펙트럼 효율을 위한 타깃 PER을 달성하기 위해 요구되는 최소 수신 SNR을 감소시키기 위하여, 최종 복원된 데이터 스트림은 임의의 이전에 복원된 데이터 스트림들에 대한 에러 없는 전파 상태를 방해하지 않는 최소 가능한 스펙트럼 효율로 할당될 수 있다. 만약 최종 복원된 데이터 스트림의 스펙트럼 효율이 감소하면, 하나 또는 그 이상의 이전 복원된 데이터 스트림들의 스펙트럼 효율은 주어진 전체 스펙트럼 효율을 달성하기 위해 이에 상응하여 증가해야만 한다. 이전에 복원된 데이터 스트림들에 대하여 증가한 스펙트럼 효율은 더 높은 요구 SNR들을 발생할 것이다. 만약 이전 복원된 데이터 스트림들 중 임의의 하나의 스펙트럼 효율이 너무 많이 증가하면, 최소 수신 SNR은 상기 데이터 스트림에 대한 요구 SNR에 의해 결정되며, 최종 복원된 데이터 스트림(데이터 레이트들의 불균일한 분포를 위한 경우에)에 의해 결정되지는 않는다.

전술된 예에서, 제 2 레이트 세트는 이후 복원된 데이터 스트림 2가 최초 복원된 데이터 스트림 1에 대한 에러 없는 전파 상태를 방해하지 않는 더 작은 스펙트럼 효율로 할당되기 때문에 더 작은 수신 SNR을 필요로 한다. 제 1 레이트 세트에 대하여, 데이터 스트림 1에 할당된 스펙트럼 효율은 너무 보존적(conservative)이므로 에러 없는 전파를 보장하는 동안 더 높은 스펙트럼 효율이 데이터 스트림 2에 할당되도록 함으로써 전체 성능에 손실을 가져올 수 있다. 이와 비교해볼 때, 제 2 레이트 세트는 여전히 에러 없는 전파를 보장하는(제 1 레이트 세트와 비교하여 더 적은 신뢰성을 가지지만) 데이터 스트림 1에 더 사실적인 스펙트럼 효율을 할당한다. 테이블 1에 도시된 것과 같이, 제 1 레이트 세트에 대한 데이터 스트림 1의 이득은 3.9dB인 반면, 제 2 레이트 세트에 대한 데이터 스트림 1의 이득은 1.4dB이다.

본 명세서에 개시된 기술은 주어진 수신 SNR(MIMO 시스템에 대한 동작 SNR이 될 수 있음)에 대한 전체 스펙트럼 효율을 최대화시키는 데이터 레이트들의 세트를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 상기 경우에, 유효 SNR들의 세트는 주어진 수신 SNR에 기초하고 식(7)을 사용하여 N_T개의 데이터 스트림들에 대하여 초기에 결정될 수 있다. 상기 세트 내의 각각의 유효 SNR에 대하여, 타깃 PER에 대한 상기 유효 SNR에 의해 지원될 수 있는 최고 스펙트럼 효율이 그 후에 결정된다. 이는 스펙트럼 효율 대 유효 SNR의 값을 저장하는 또 다른 검색 테이블을 사용함으로써 달성될 수 있다. N_T개의 스펙트럼 효율들의 세트는 N_T개의 유효 SNR들의 세트에 대하여 획득된다. 상기 N_T개의 스펙트럼 효율들의 세트에 상응하는 데이터 레이트들의 세트가 그 후에 결정되며, N_T개의 데이터 스트림들에 사용될 수 있다. 상기 레이트 세트는 주어진 수신 SNR에 대한 전체 스펙트럼 효율을 최소화한다.

전술된 설명에서, 데이터 스트림들의 유효 SNR들은 수신 SNR에 기초하여 식(7)을 사용하여 결정된다. 상기 식은 전술된 것과 같이 일반적으로 MIMO 시스템들에 대하여 (넓은 범위에서는) 사실인 다양한 가정들을 포함한다. 또한, 식(7)은 수신기에서 연속적인 간섭 소거 처리의 사용에 기초하여 유도된다. 서로 다른 식 또는 검색 테이블은 서로 다른 동작 상태들 및/또는 서로 다른 수신기 프로세싱 기술들에 대한 데이터 스트림들의 유효 SNR들을 결정하기 위해 사용될 수 있으며, 이는 본 발명의 사상 내에 있다.

간단함을 위해, 데이터 레이트 결정은 특히 MIMO 시스템에 대하여 설명된다. 상기 기술들은 다른 다중-채널 통신 시스템들에 대하여도 사용될 수 있다.

광대역 MIMO 시스템은 주파수 선택성 페이딩을 경험할 수 있으며, 이는 시스템 대역폭을 통한 서로 다른 양들의 감쇠에 의해 특징지어진다. 상기 주파수 선택성 페이딩은 심볼 간 간섭(ISI)을 발생하며, 따라서 수신된 신호 내의 각각의 심볼은 수신된 신호 내의 후속 심볼에 왜곡으로 작용하는 현상을 보인다. 상기 왜곡은 수신된 심볼들을 정확히 검출하는 능력에 영향을 미침으로써 성능을 감소시킨다.

OFDM은 ISI를 제거하기 위해 및/또는 임의의 다른 이유들을 위해 사용될 수 있다. OFDM 시스템은 전체 시스템 대역폭을 다수의(N_F) 주파수 서브 채널들로 효율적으로 분할하며, 이는 서브밴드들 또는 주파수 빈들이라 참조될 수 있다. 각각의 주파수 서브채널은 데이터가 변조될 수 있는 각각의 서브캐리어와 연관된다. OFDM 시스템의 주파수 서브채널들은 송수신 안테나들 간의 주파수 경로의 특성들(예를 들면, 다중 경로 프로파일)에 따라 주파수 선택성 페이딩을 경험할 수 있다. OFDM을 사용하여, 주파수 선택성 페이딩으로 인한 ISI는 각각의 OFDM 심볼의 일부를 반복함으로써(즉, 각각의 OFDM심볼에 순환 전치를 부가하여) 당업자에 공지된 것과 같이 제거될 수 있다.

OFDM을 사용하는 MIMO 시스템(즉, MIMO-OFDM 시스템)에 대하여, N_F개의 주파수 서브채널들은 데이터 전송을 위한 N_S개의 공간 서브채널들의 각각에서 사용가능하다. 각각의 공간 서브채널의 각각의 주파수 서브채널은 전송 채널이라 참조될 수 있으며, N_FㆍN_S 전송 채널들은 N_T개의 송신 안테나들과 N_R개의 수신 안테나들 사이의 데이터 전송에 사용할 수 있다. 전술된 데이터 레이트 결정은 MIMO 시스템에 대하여 전술된 결정과 유사하게 N_T개의 송신 안테나들의 세트에 대하여 수행될 수 있다. 선택적으로, 데이터 레이트 결정은 N_F개의 주파수 서브채널들의 각각에 대하여 N_T개의 전송안테나들의 세트에 독립적으로 수행될 수 있다.

송신기 시스템

도 5는 도 1의 송신기 시스템(110)의 송신기 부분의 일 실시예인 송신기 유닛(500)의 블록 다이어그램이다. 상기 실시예에서, 개별 데이터 레이트 및 코딩 및 변조 방식은 N_T개의 송신 안테나들을 통해 전송될 N_T개의 데이터 스트림들의 각각에 대하여(즉, 안테나당 하나의 기준으로 개별 코딩 및 변조) 사용될 수 있다. 각각의 전송안테나를 위해 사용될 특정 데이터 레이트 및 코딩 및 변조 방식들은 제어기(130)에 의해 제공되는 제어들에 기초하여 결정될 수 있으며, 데이터 레이트들은 전술된 것과 같이 결정될 수 있다.

송신기 유닛(500)은 (1) 개별 코딩 및 변조 방식에 따라 각각의 데이터 스트림을 수신하여 코딩한 후 변조함으로써 변조 심볼들을 제공하는 TX 데이터 프로세서(114a) 및 (2) 상기 변조된 심볼들을 추가 처리하여 OFDM이 사용되는 경우에 전송 심볼들을 제공할 수 있는 TX MIMO 프로세서(120a)를 포함한다. TX 데이터 프로세서(114a) 및 TX MIMO 프로세서(120a)는 각각 도 1의 TX 데이터 프로세서(114) 및 TX MIMO 프로세서(120)의 일 실시예이다.

도 5에 도시된 특정 실시예에서, TX 데이터 프로세서(114a)는 디멀티플렉서(510), N_T 인코더들(512a 부터 512t까지), N_T 채널 인터리버들(514a부터 514t까지), 및 N_T 심볼 맵핑 엘리먼트들(516a 부터 516t까지)(즉, 각각의 송신 안테나에 대하여 인코더, 채널 인터리버, 및 심볼 맵핑 엘리먼트의 세트)를 포함한다. 디멀티플렉서(510)는 트래픽 데이터(즉, 정보 비트들)를 데이터 전송에 사용될 N_T개의 안테나들에 대한 N_T개의 데이터 스트림들로 디멀티플렉싱한다. N_T개의 데이터 스트림들은 레이트 제어에 의해 결정되는 것과 같이, 서로 다른 데이터 레이트들과 연관될 수 있다. 각각의 데이터 스트림은 개별 인코더(512)에 제공된다.

각각의 인코더(512)는 코딩된 비트들을 제공하기 위해 데이터 스트림에 대하여 선택된 특정 코딩 방식에 기초하여 개별 데이터 스트림을 수신 및 코딩한다. 코딩은 데이터 전송의 신뢰성을 증가시킨다. 코딩 방식은 순환 잉여 검사(CRC) 코딩, 컨볼루션 코딩, 터보 코딩, 블록 코딩 등등의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 각각의 인코더(512)로부터 코딩된 비트들은 개별 채널 인터리버(514)에 제공되어 상기 코딩된 비트들을 특정 인터리빙 방식에 기초하여 인터리빙한다. 인터리빙은 코딩된 비트들에 대한 시간 다이버시티를 제공하며, 데이터가 데이터 스트림을 위해 사용되는 전송 채널들에 대한 평균 SNR에 기초하여 전송될 것을 허용하며, 페이딩을 제거하며, 각각의 변조 심볼들을 형성하기 위해 사용되는 코딩된 비트들 간의 상관을 제거한다.

각각의 채널 인터리버(514)로부터 코딩되고 인터리빙된 비트들은 개별 심볼 맵핑 엘리먼트(516)에 제공되어 상기 비트들을 맵핑하여 변조 심볼들을 형성한다. 각각의 심볼 맵핑 엘리먼트(516)에 의해 수행될 특정 변조 방식은 제어기(130)에 의해 제공된 변조 제어에 의해 결정된다. 각각의 심볼 맵핑 엘리먼트(516)는 q_j개의 코딩 및 인터리빙된 비트들의 세트들로 그룹화되어 비-2진 심볼들을 형성하며, 각각의 비-2진 심볼을 선택된 변조 방식(예를 들면, QPSK, M-PSK, M-QAM, 또는 임의의 다른 병조 방식)에 상응하는 신호 배열 내의 특정 포인트로 맵핑한다. 각각의 맵핑된 신호 포인트는 M_j-어레이 변조 심볼과 상응하며, 상기 M_j는 j번째 송신 안테나에 대하여 선택된 특정 변조 방식과 상응하고 M_j=2^qj이다. 심볼 맵핑 엘리먼트들(516a 부터 516t까지)은 N_T개의 변조 심볼들의 스트림들을 제공한다.

도 5에 도시된 특정 실시예에서, TX MIMO 프로세서(120a)는 N_T개의 OFDM 변조기들을 포함하며, 각각의 OFDM 변조기는 역방향 푸리에 변환(IFFT) 유닛(522) 및 순환 전치 발생기(524)를 포함한다. 각각의 IFFT(522)는 상응하는 심볼 맵핑 엘리먼트(516)로부터 각각의 변조 심볼 스트림을 수신한다. 각각의 IFFT(522)는 상응하는 변조 심볼 벡터들을 형성하기 위해 N_F개의 변조 심볼들의 세트들로 그룹화되며 각각의 변조 심볼 벡터를 역방향 고속 푸리에 변환을 사용하여 시간-도메인 표현(OFDM 심볼이라 지칭됨)으로 변환한다. IFFT(522)는 임의의 개수의 주파수 서브채널들(예를 들면, 8, 16, 32, ..., N_F, ...)을 통해 역방향 변환을 수행하도록 설계된다. 각각의 OFDM 심볼에 대하여, 순환 전치 발생기(524)는 상응하는 전송 심볼을 형성하기 위해 OFDM 심볼의 일부분을 반복한다. 순환 전치는 전송 심볼이 다중 경로 지연 확산의 존재시 직교 특성들을 유지하는 것을 보장하고, 따라서 주파수 선택성 페이딩에 의해 야기되는 채널 분산과 같은 해로운 경로 영향들에 대하여 성능을 개선한다. 순환 전치 발생기(524)는 그 후에 결합된 송신기(122)에 전송 심볼들의 스트림을 제공한다. 만약 OFDM이 사용되지 않으면, TX MIMO 프로세서(120a)는 각각의 심볼 맵핑 엘리먼트(516)로부터 결합된 송신기(122)에 변조 심볼 스트림을 제공한다.

각각의 송신기(122)는 개별 변조 심볼 스트림(OFDM을 사용하지 않는 MIMO에 대하여) 또는 전송 심볼 스트림(OFDM을 사용하는 MIMO에 대하여)을 수신 및 처리하여 그 후에 결합된 안테나(124)로부터 전송되는 변조 신호를 발생한다.

송신기 유닛의 다른 설계들이 구현될 수 있으며, 본 발명의 사상 내에 있다.

OFDM을 사용하는 /사용하지 않는MIMO 시스템들에 대한 코딩 및 변조는 하기의 미국 특허 출원들에서 상세히 설명된다:

2001년 11월 6일에 제출된 "Multiple-Access Multiple-Input Multiple- Output(MIMO) Communication System"이라는 명칭의 미국 특허 출원 제 09/993,0867호

2001년 5월 11일에 제출된 "Method and Apparatus for Processing Data in a Multiple-Input Multiple-Output(MIMO) Communication System Utilizing Channel State Information"이라는 명칭의 미국 특허 출원 제 09/854,235호

2001년 5월 23일 및 2001년 9월 18일에 제출된 "Method and Apparatus for Utilizing Channel State Information In a Wireless Communication System"이라는 명칭의 미국 특허 출원 제 09/826,481호 및 09/956,449호

2001년 2월 1일에 제출된 "Coding Scheme for a Wireless Communication System"이라는 명칭의 미국 특허 출원 제 09/776,075호

2000년 3월 30일에 제출된 "High Efficiency, High Performance Communications System Employing Multi-Carrier Modulation"이라는 명칭의 미국 특허 출원 제 09/532,492호

상기 출원들은 모두 본 출원의 양수인에게 양수되고 여기에서 참조로써 통합된다. 출원번호 제 09/776,075는 서로 다른 레이트들이 데이터를 동일한 베이스 코드를 사용하여(예를 들면, 컨볼루션 또는 터보 코드) 코딩하여 원하는 레이트를 달성하기 위한 펑처링을 조절하여 달성될 수 있는 코딩 방식을 개시한다. 다른 코딩 및 변조 방식 또한 사용될 수 있으며, 이는 본 발명의 사상 내에 있다.

수신기 시스템

도 6은 연속 제거 수신기 프로세싱 기술을 구현할 수 있는 RX MIMO/데이터 프로세서(160a)의 블록 다이어그램이다. RX MIMO/데이터 프로세서(160a)는 도 1의 RX MIMO/데이터 프로세서(160)의 일 실시예이다. N_T개의 송신 안테나들로부터 전송된 신호들은 N_R개의 수신 안테나들(152a부터 152r까지)의 각각에 의해 수신되어 개별 수신기(154)에서 라우팅된다. 각각의 수신기(154)는 개별 수신된 신호를 조절하며(필터링, 증폭, 및 다운컨버팅) 조절된 신호를 데이터 샘플들의 상응하는 스트림에 제공하기 위해 디지털화한다.

OFDM을 사용하지 않는 MIMO에 대하여, 데이터 샘플들은 수신된 심볼들을 나타낸다. 각각의 수신기(154)는 그 후에 RX MIMO/데이터 프로세서(160a)에 개별 수신된 심볼 스트림을 제공하며, 이는 각각의 심볼 주기 동안 수신된 심볼을 포함한다.

OFDM을 사용하는 MIMO에 대하여, 각각의 수신기(154)는 순환 전치 제거 엘리먼트 및 FFT 프로세서(모두 간단함을 위해 도 6에는 비도시)를 포함한다. 순환 전치 제거 엘리먼트는 각각의 전송 심볼에 대하여 송신기 시스템에서 입력된 순환 전치를 제거하여 상응하는 수신된 OFDM 심볼을 제공한다. FFT 프로세서는 그 후에 각각의 수신된 OFDM 심볼을 변환하여 상기 심볼 주기 동안 N_F개의 주파수 서브채널들에 대한 N_F개의 수신된 심볼들의 벡터를 제공한다. N_R개의 수신된 심볼 벡터 스트림들은 N_R개의 수신기들(154)에 의해 RX MIMO/데이터 프로세서(160a)에 제공된다.

OFDM을 사용하는 MIMO에 대하여, RX MIMO/데이터 프로세서(160a)는 N_R개의 수신된 심볼 벡터 스트림들을 N_R개의 수신된 심볼 스트림들의 N_F개의 그룹들로 디멀티플렉싱하며, 각각의 주파수 서브채널에 대한 하나의 그룹은 각각 하나의 주파수 서브채널에 대하여 N_R개의 수신된 심볼들의 스트림들을 포함한다. RX MIMO/데이터 프로세서(160a)는 OFDM을 사용하지 않는 MIMO에 대한 N_R개의 수신된 심볼 스트림들과 유사한 방식으로 N_R개의 수신된 심볼 스트림들의 각각의 그룹을 처리할 수 있다. RX MIMO/데이터 프로세서(160a)는 당업자에 공지된 것과 같이 임의의 다른 순서결정 방식에 기초하여 OFDM을 사용하는 MIMO에 대하여 수신된 심볼들을 처리할 수 있다. 임의의 경우에, RX MIMO/데이터 프로세서(160a)는 N_R개의 수신된 심볼 스트림들(OFDM을 사용하는 MIMO에 대한) 또는 N_R개의 수신된 심볼 스트림들의 각 그룹(OFDM을 사용하는 MIMO에 대한)을 처리한다.

도 6에 도시된 실시예에서, RX MIMO/데이터 프로세서(160a)는 다수의 연속적인(즉, 직렬의) 수신기 프로세싱 단계들(610a 부터 610n까지)을 포함하며, 하나의 단계는 전송된 데이터 스트림들의 각각이 복원되기 위한 것이다. 각각의 수신기 프로세싱 단계(610)(최종 단계 610n를 제외하고)는 공간 프로세서(620), RX 데이터 프로세서(630) 및 간섭 제거기(640)를 포함한다. 최종 단계(610n)는 단지 공간 프로세서(620n)와 RX 데이터 프로세서(630n)만을 포함한다.

제 1 단계(610a)에 대하여, 공간 프로세서(620a)는 특정 공간 또는 공간-시간 수신기 프로세싱 기술에 기초하여 수신기들(154a 부터 154r까지)로부터 N_R개의 수신된 심볼 스트림들(벡터

라 표시)을 수신 및 처리하여 N_T(개까지의) 검출된 심볼 스트림들(벡터

라 표시)을 제공한다. OFDM을 사용하는 MIMO에 대하여, N_R개의 수신된 심볼 스트림들은 하나의 주파수 서브채널에 대하여 수신된 심볼들을 포함한다. 최저 데이터 레이트

에 상응하여 검출된 심볼 스트림이 선택되어 RX 데이터 프로세서(630a)에 제공된다. 프로세서(630a)는 제 1 단계 동안 선택된 검출된 심볼 스트림

을 추가 처리하여(예를 들면, 복조, 디인터리빙, 및 디코딩) 디코딩된 데이터 스트림을 제공한다. 공간 프로세서(620a)는 채널 응답 매트릭스

의 추정치를 추가 제공하며, 이는 모든 단계들 동안 공간 또는 공간-시간 프로세싱을 수행하기 위해 사용된다.

제 1 단계(610a) 동안, 간섭 제거기(640a)는 수신기 (154)로부터 N_R개의 수신된 심볼 스트림들(즉, 벡터

)을 수신한다. 간섭 제거기(640a)는 RX 데이터 프로세서(630a)로부터 디코딩된 데이터 스트림을 더 수신하여 바로 복원된 데이터 스트림으로 인한 간섭 성분들의 추정치들이 되는 N_R개의 재변조된 심볼 스트림들(벡터

라 표시)을 유도하기 위해 처리(예를 들면, 인코딩, 인터리빙, 변조, 채널 응답 등등)을 수행한다. 재변조된 심볼 스트림들은 그 후에 제 1 단계의 입력 심볼 스트림들로부터 모두이지만 감산되어 감산된(즉, 제거된) 간섭 성분들을 포함하는 N_R개의 변경된 심볼 스트림들(벡터

라 표시)을 유도한다. N_R개의 변경된 심볼 스트림들은 그 후에 다음 단계로 제공된다.

제 2 단계로부터 최종 단계까지의 단계들(610b로부터 610n까지)의 각각에 대하여, 상기 단계에 대한 공간 프로세서는 선행 단계의 간섭 제거기로부터 N_R개의 변경된 심볼 스트림들을 수신 및 처리하여 상기 단계 동안 검출된 심볼 스트림들 유도한다. 상기 단계에서 최저 데이터 레이트와 상응하는 검출된 심볼 스트림이 선택되어 RX 데이터 프로세서에 의해 처리되어 상기 단계 동안 검출된 데이터 스트림을 제공한다. 제 2 단계부터 제 2 부터 최종 단계들까지의 단계들의 각각에 대하여, 상기 단계의 간섭 제거기는 선행단계의 간섭 제거기로부터 N_R개의 변경된 심볼 스트림들과 동일한 단계 내의 RX 데이터 프로세서로부터 디코딩된 데이터 스트림을 수신하고, N_R개의 재변조된 심볼 스트림들을 유도하여 다음 단계를 위한 N_R개의 변경된 심볼 스트림들을 제공한다.

연속 제거 수신기 프로세싱 기술은 전술된 미국 특허 출원들 제 09/993,087 호 및 제 09/854,235호에서 상세히 설명된다.

각 단계의 공간 프로세서(620)는 특정 공간 또는 공간-시간 수신기 프로세싱 기술을 수행한다. 사용될 특정 수신기 프로세싱 기술은 일반적으로 MIMO 채널의 특성들에 따라 결정되며, 비-분산성 또는 분산성의 특징을 가질 수 있다. 비-분산 MIMO 채널은 플랫 페이딩(즉, 시스템 대역폭에 걸쳐서 거의 동일한 양의 감쇠가 존재)을 경험하며 분산 MIMO 채널은 주파수 선택성 페이딩(예를 들면, 시스템 대역폭에 걸쳐 서로 다른 양의 감쇠가 존재)을 결정한다.

비-분산 MIMO 채널에 대하여, 공간 수신기 프로세싱 기술들은 수신된 신호들을 처리하여 검출된 심볼 스트림들을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 상기 공간 수신기 프로세싱 기술들은 채널 상관 매트릭스 역변환(CCMI) 기술(0-강제 기술이라 참조됨) 및 최소 평균 제곱 에러(MMSE) 기술을 포함한다. 다른 공간 수신기 프로세싱 기술들이 또한 사용될 수 있고 본 발명의 사상 내에 있다.

분산 MIMO 채널에 대하여, 채널 내의 시간 분산은 심볼간 간섭(ISI)을 제공한다. 성능을 개선하기 위해, 특정 전송된 데이터 스트림을 복원할 것을 시도하는 수신기는 모든 데이터 스트림들로부터 ISI 뿐만 아니라 다른 전송된 데이터 스트림들로부터의 간섭(또는 "누화(crosstalk)") 모두를 개선해야만 한다. 누화 및 ISI모두를 제거하기 위해, 공간-시간 수신기 프로세싱 기술들은 검출된 심볼 스트림들을 제공하기 위해 수신된 신호들을 처리하도록 사용될 수 있다. 상기 공간-시간 수신기 프로세싱 기술들은 MMSE 선형 등화기(MMSE-LE), 결정 피드백 등화기(DFE), 최대-가능성 시퀀스 추정기(MLSE) 등등을 포함한다.

CCMI, MMSE, MMSE-LE, 및 DFE 기술들은 전술된 미국 특허 출원 제 09/993,087호, 제09/854,235호, 제09/826,481호, 및 제09/956,44호에서 상세히 설명된다.

본 명세서에 개시된 데이터 레이트 결정 및 데이터 전송 기술들은 다양한 수단들에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, 상기 기술들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 그들의 조합에서 구현될 수 있다. 하드웨어 구현을 위해, 송신기에서 데이터 레이트들 및 송수신기에서 데이터 전송을 결정하기 위해 사용되는 엘리먼트들은 하나 또는 그 이상의 애플리케이션용 집적 회로들(ASICs), 디지털 신호 처리기들(DSPs), 디지털 신호 처리 디바이스들(DSPDs), 프로그램가능한 로직 디바이스들(PLDs), 필드 프로그램가능한 게이트 어레이들(FPGAs), 프로세서들, 제어기들, 마이크로-제어기들, 마이크로프로세서들, 전술된 기능들을 수행하기 위해 설계된 다른 전자 유닛들 또는 그들의 조합 내에서 구현될 수 있다.

소프트웨어 구현을 위해, 송수신기에서 데이터 레이트 결정 및 처리의 특정 양은 본 명세서에 개시된 기능들을 수행하는 모듈들(예를 들면, 절차들, 기능들, 등등)과 함께 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드들은 메모리 유닛(예를 들면, 도 1의 메모리(132))에 저장될 수 있고 프로세서(예를 들면, 제어기(130))에 의해 수행될 수 수 있다. 메모리 유닛은 프로세서 내부 또는 프로세서 외부에서 수행될 수 있으며, 상기 경우에 당업자에 공지된 것과 같은 다양한 수단들을 통해 프로세서에 통신 가능하게 접속될 수 있다.

표제들은 참조 및 특정 섹션들 구분하는 목적으로 본 명세서에 포함된다. 상기 표제들은 본 명세서에 개시된 개념들의 영역을 제한하지 않도록 의도되며 상기 개념들은 전체 명세서를 통해 다른 섹션들에서 응용할 수 있다.

개시된 실시예의 전술된 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 이용하기에 용이하게 하기 위하여 제공되었다. 이들 실시예에 대한 여러 가지 변형은 당업자에게 자명하며, 여기서 한정된 포괄적인 원리는 본 발명의 사용 없이도 다른 실시예에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 설명된 실시예에 한정되는 것이 아니며, 여기에 개시된 원리 및 신규한 특징에 나타낸 가장 넓은 범위에 따른다.

Claims

다중-채널 통신 시스템에서 다수의 전송 채널들을 통해 전송될 다수의 데이터 스트림들에 대한 데이터 레이트들을 결정하는 방법으로서,

상기 다수의 데이터 스트림들에 사용될 다수의 데이터 레이트들 각각에 대한 요구 신호-대-잡음 및 간섭비(SNR)를 결정하는 단계 - 상기 데이터 레이트들 중 적어도 두 개는 동일하지 않음 - ;

상기 다수의 데이터 스트림들을 복원하기 위해 수신기에서 연속적인 간섭 소거 처리에 부분적으로 기초하여 상기 다수의 데이터 스트림들 각각에 대한 유효 SNR을 결정하는 단계;

각각의 데이터 스트림에 대한 상기 요구 SNR과 상기 데이터 스트림에 대한 상기 유효 SNR을 비교하는 단계; 및

상기 비교 단계의 결과들에 기초하여 상기 다수의 데이터 레이트들이 지원되는지 여부를 결정하는 단계를 포함하는, 데이터 레이트 결정 방법.
제 1항에 있어서,

상기 다수의 데이터 스트림들은 다중-입력 다중-출력(MIMO) 통신 시스템에서 다수의 송신 안테나들을 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 데이터 레이트 결정 방법.
제 2항에 있어서,

상기 각각의 데이터 스트림은 개별 송신 안테나를 통해 전송되고, 상기 각각의 데이터 스트림에 대한 상기 유효 SNR은 상기 데이터 스트림에 사용되는 전체 전송 전력에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 데이터 레이트 결정 방법.
제 1항에 있어서,

상기 각각의 데이터 스트림에 대한 상기 유효 SNR은 상기 다수의 전송 채널들의 동작 상태를 나타내는 수신 SNR에 기초하여 추가 결정되는 것을 특징으로 하는 데이터 레이트 결정 방법.
제 4항에 있어서,

상기 수신 SNR은 상기 다수의 데이터 스트림들 중 하나에 대한 요구 SNR에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 데이터 레이트 결정 방법.
제 4항에 있어서,

상기 수신 SNR은 상기 통신 시스템에 대해 규정되는 것을 특징으로 하는 데이터 레이트 결정 방법.
제 4항에 있어서,

상기 수신 SNR은 상기 수신기에서 추정되는 것을 특징으로 하는 데이터 레이트 결정 방법.
제 4항에 있어서,

상기 연속적인 간섭 소거 처리는 각 단계에서 하나의 데이터 스트림을 복원하며, 각각의 복원된 데이터 스트림에 대한 유효 SNR은 다음과 같이 추정되며:

식(9)

상기 SNR_eff(k)는 단계 k에서 복원된 데이터 스트림에 대한 유효 SNR이고, 상기 SNR_rx는 수신 SNR이고, 상기 N_T는 데이터 전송에 사용되는 송신 안테나 수이며, 상기 N_R은 수신 안테나 수인 것을 특징으로 하는 데이터 레이트 결정 방법.
제 4항에 있어서,

데이터 레이트들의 다수의 세트들을 평가하는 단계; 및

상기 다수의 데이터 스트림들에 사용하기 위해 최소의 수신 SNR과 연관된 레이트 세트를 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 레이트 결정 방법.
제 9항에 있어서,

각각의 레이트 세트 내의 데이터 레이트들은 규정된 전체 스펙트럼 효율을 달성하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 데이터 레이트 결정 방법.
제 1항에 있어서,

각각의 데이터 레이트에 대한 요구 SNR은 검색 테이블에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 데이터 레이트 결정 방법.
제 1항에 있어서,

각각의 데이터 레이트에 대한 요구 SNR이 상기 데이터 레이트에 대한 유효 SNR보다 작거나 같다면 상기 다수의 데이터 레이트들이 지원되는 것으로 간주되는 것을 특징으로 하는 데이터 레이트 결정 방법.
제 1항에 있어서,

상기 통신 시스템은 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 수행하는 것을 특징으로 하는 데이터 레이트 결정 방법.
다중-입력 다중-출력(MIMO) 통신 시스템에서 다수의 송신 안테나들을 통해 전송될 다수의 데이터 스트림들에 대한 데이터 레이트들을 결정하는 방법으로서,

상기 MIMO 시스템의 동작 상태를 나타내는 동작 신호-대-잡음 및 간섭비(SNR)를 결정하는 단계;

상기 다수의 데이터 스트림들에 사용될 다수의 데이터 레이트들 각각에 대한 요구 SNR을 결정하는 단계 - 상기 데이터 레이트들 중 적어도 두 개는 동일하지 않으며, 상기 다수의 데이터 레이트들은 규정된 전체 스펙트럼 효율을 달성하도록 선택됨 - ;

상기 다수의 데이터 스트림들을 복원하기 위해 수신기에서 상기 동작 SNR과 연속적인 간섭 소거 처리 기술에 기초하여 상기 데이터 스트림들 각각에 대한 유효 SNR을 결정하는 단계;

각각의 데이터 스트림에 대한 상기 요구 SNR과 상기 데이터 스트림에 대한 상기 유효 SNR을 비교하는 단계; 및

상기 비교 단계의 결과들에 기초하여 상기 다수의 데이터 레이트들이 지원되는지 여부를 결정하는 단계를 포함하는, 데이터 레이트 결정 방법.
다중-채널 통신 시스템에서 다수의 전송 채널들을 통해 전송될 다수의 데이터 스트림들에 대한 데이터 레이트들을 결정하는 방법으로서,

상기 다수의 전송 채널들의 동작 상태를 나타내는 수신 SNR을 결정하는 단계;

상기 다수의 데이터 스트림들을 복원하기 위해 수신기에서 상기 수신 SNR과 연속적인 간섭 소거 처리에 기초하여 상기 다수의 데이터 스트림들 각각에 대한 유효 SNR을 결정하는 단계; 및

상기 데이터 스트림에 대한 유효 SNR에 기초하여 각각의 데이터 스트림에 대한 데이터 레이트를 결정하는 단계를 포함하며, 상기 데이터 레이트들 중 적어도 두 개는 동일하지 않은, 데이터 레이트 결정 방법.
제 15항에 있어서,

상기 각각의 데이터 스트림에 대한 데이터 레이트는 상기 데이터 스트림에 대한 요구 SNR이 상기 데이터 스트림에 대한 유효 SNR보다 작거나 같도록 결정되는 것을 특징으로 하는 데이터 레이트 결정 방법.
제 15항에 있어서,

상기 수신 SNR은 상기 통신 시스템에 대해 규정되는 것을 특징으로 하는 데이터 레이트 결정 방법.
제 15항에 있어서,

상기 각각의 데이터 스트림은 다중-입력 다중-출력(MIMO) 통신 시스템에서 개별 송신 안테나를 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 데이터 레이트 결정 방법.
디지털 정보를 해석할 수 있는 디지털 신호 처리 디바이스(DSPD)에 통신 가능하게 접속된 메모리로서, 상기 디지털 정보는,

다중-채널 통신 시스템에서 다수의 전송 채널들을 통해 전송될 다수의 데이터 스트림들에 사용될 다수의 데이터 레이트들 각각에 대한 요구 신호-대-잡음 및 간섭비(SNR)를 결정하고 - 상기 데이터 레이트들 중 적어도 두 개는 동일하지 않음 -;

상기 다수의 데이터 스트림들을 복원하기 위해 수신기에서 연속적인 간섭 소거 처리에 부분적으로 기초하여 상기 다수의 데이터 스트림들 각각에 대한 유효 SNR을 결정하고;

각각의 데이터 스트림에 대한 상기 요구 SNR과 상기 데이터 스트림에 대한 상기 유효 SNR을 비교하고; 및

상기 비교의 결과들에 기초하여 상기 다수의 데이터 레이트들이 지원되는 지의 여부를 결정하기 위한 것인, 메모리.
다중-채널 통신 시스템의 장치로서,

다수의 전송 채널들을 통해 전송될 다수의 데이터 스트림들에 사용될 다수의 데이터 레이트들 각각에 대한 요구 신호-대-잡음 및 간섭비(SNR)를 결정하기 위한 수단 - 상기 데이터 레이트들 중 적어도 두 개는 동일하지 않음 - ;

상기 다수의 데이터 스트림들을 복원하기 위해 수신기에서 연속적인 간섭 소거 처리에 부분적으로 기초하여 상기 데이터 스트림들의 각각에 대한 유효 SNR을 결정하기 위한 수단;

각각의 데이터 스트림에 대한 상기 요구 SNR과 상기 데이터 스트림에 대한 상기 유효 SNR을 비교하기 위한 수단; 및

상기 비교의 결과들에 기초하여 상기 다수의 데이터 레이트들이 지원되는지의 여부를 결정하기 위한 수단을 포함하는, 다중-채널 통신 시스템의 장치.
제 20항에 있어서,

데이터 레이트들의 다수의 세트들을 평가하기 위한 수단; 및

상기 다수의 데이터 스트림들에 사용하기 위해 최소의 수신 SNR과 연관된 레이트 세트를 선택하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중-채널 통신 시스템의 장치.
제 20항에 있어서,

상기 다중-채널 통신 시스템은 다중-입력 다중-출력(MIMO) 통신 시스템인 것을 특징으로 하는 다중-채널 통신 시스템의 장치.
제 22항에 있어서,

상기 MIMO 시스템은 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 수행하는 것을 특징으로 하는 다중-채널 통신 시스템의 장치.
제 20항의 다중-채널 통신 시스템의 장치를 포함하는 기지국.
제 20항의 다중-채널 통신 시스템의 장치를 포함하는 무선 단말.
다중-입력 다중-출력(MIMO) 통신 시스템의 송신기 유닛으로서,

다수의 송신 안테나들을 통해 전송될 다수의 데이터 스트림들에 대한 다수의 데이터 레이트들을 결정하도록 동작하는 제어기 - 상기 다수의 데이터 레이트들은,

적어도 두 개의 데이터 레이트는 동일하지 않은 상기 다수의 데이터 레이트들 각각에 대한 요구 신호-대-잡음 및 간섭비(SNR)를 결정하고,

상기 다수의 데이터 스트림들을 복원하기 위해 수신기에서 연속적인 간섭 소거 처리에 부분적으로 기초하여 상기 다수의 데이터 스트림들 각각에 대한 유효 SNR을 결정하고,

각각의 데이터 스트림에 대한 상기 요구 SNR과 상기 데이터 스트림에 대한 상기 유효 SNR을 비교하고,

상기 비교의 결과들에 기초하여 상기 다수의 데이터 레이트들이 지원되는지 여부를 결정함으로써 결정됨 -;

상기 결정된 데이터 레이트들로 각각의 데이터 스트림을 처리하여 개별 심볼 스트림을 제공하도록 동작하는 송신(TX) 데이터 프로세서; 및

상기 다수의 데이터 스트림들에 대한 다수의 심볼 스트림들을 처리하여 상기 다수의 송신 안테나들을 통해 전송하기에 적합한 다수의 변조된 신호들을 제공하도록 동작하는 하나 이상의 송신기들을 포함하는, 다중-입력 다중-출력(MIMO) 통신 시스템의 송신기 유닛.
제 26항에 있어서,

상기 제어기는,

데이터 레이트들의 다수의 세트들을 평가하고,

최소의 수신 SNR과 연관된 레이트 세트를 선택함으로써 상기 다수의 데이터 스트림들에 대한 데이터 레이트들을 결정하도록 추가 동작하는 것을 특징으로 하는 다중-입력 다중-출력(MIMO) 통신 시스템의 송신기 유닛.
제 26항의 다중-입력 다중-출력(MIMO) 통신 시스템의 송신기 유닛을 포함하는 기지국.
제 26항의 다중-입력 다중-출력(MIMO) 통신 시스템의 송신기 유닛을 포함하는 무선 단말.
다중-입력 다중-출력(MIMO) 통신 시스템의 송신기 장치로서,

상기 MIMO 시스템의 다수의 송신 안테나들을 통해 전송될 다수의 데이터 스트림들에 사용될 다수의 데이터 레이트들 각각에 대한 요구 신호-대-잡음 및 간섭비(SNR)를 결정하기 위한 수단 - 상기 데이터 레이트들 중 적어도 두 개는 동일하지 않음 -;

상기 다수의 데이터 스트림들을 복원하기 위해 수신기에서 연속적인 간섭 소거 처리에 부분적으로 기초하여 상기 다수의 데이터 스트림들 각각에 대한 유효 SNR을 결정하기 위한 수단;

각각의 데이터 스트림에 대한 상기 요구 SNR과 상기 데이터 스트림에 대한 상기 유효 SNR을 비교하기 위한 수단;

상기 비교의 결과들에 기초하여 상기 다수의 데이터 레이트들이 지원되는지의 여부를 결정하기 위한 수단;

각각의 데이터 스트림을 처리하여 개별 심볼 스트림을 제공하기 위한 수단; 및

상기 다수의 데이터 스트림들에 대한 다수의 심볼 스트림들을 처리하여 상기 다수의 송신 안테나들을 통한 전송에 적합한 다수의 변조된 신호들을 제공하기 위한 수단을 포함하는, 다중-입력 다중-출력(MIMO) 통신 시스템의 송신기 장치.
다중-입력 다중-출력(MIMO) 통신 시스템 내의 수신기 유닛으로서,

연속적인 간섭 소거 처리를 사용하여 다수의 수신된 심볼 스트림들을 수신 및 처리하여 다수의 전송된 안테나 스트림들에 대한 다수의 검출된 심볼 스트림들을 제공하도록 동작하는 수신(RX) MIMO 프로세서 - 상기 연속적인 간섭 소거 처리의 각 단계 동안 하나씩 데이터 스트림이 검출됨 - ; 및

각각의 검출된 심볼 스트림을 처리하여 대응하는 디코딩된 데이터 스트림을 제공하도록 동작하는 RX 데이터 프로세서를 포함하며,

상기 통신 시스템의 동작 상태를 나타내는 수신 신호-대-잡음 및 간섭비(SNR)를 결정하고, 상기 수신 SNR과 상기 연속적인 간섭 소거 처리에 기초하여 상기 다수의 데이터 스트림들의 각각에 대한 유효 SNR을 결정하고, 상기 유효 SNR에 기초하여 각각의 데이터 스트림에 대한 상기 데이터 레이트를 결정함으로써 상기 다수의 전송된 데이터 스트림들에 대한 데이터 레이트들이 결정되고, 상기 데이터 레이트들 중 적어도 두 개는 동일하지 않은, 다중-입력 다중-출력(MIMO) 통신 시스템의 수신기 유닛.