DE102015115716B4

DE102015115716B4 - Funkempfänger und Verfahren zum Detektieren einer Schicht eines mehrschichtigen Signals

Info

Publication number: DE102015115716B4
Application number: DE102015115716.0A
Authority: DE
Inventors: Michael Horvat; Tobias Kurpjuhn; Christoph Jans; Xiaofeng Wu
Original assignee: Apple Inc
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2015-09-17
Filing date: 2015-09-17
Publication date: 2022-12-08
Anticipated expiration: 2035-09-18
Also published as: WO2017045833A1; US20180248719A1; US10476709B2; DE102015115716A1

Abstract

Funkempfänger (200), umfassend:eine Empfangsstufe (201), die konfiguriert ist, um ein mehrschichtiges Signal (202) zu empfangen, das eine Vielzahl an Schichten umfasst;eine Teilungsstufe (203), die konfiguriert ist, um die Vielzahl an Schichten in eine erste Untergruppe (204) und eine zweite Untergruppe (206) zu teilen;einen ersten Dekorrelationsfilter (205), der konfiguriert ist, um das mehrschichtige Signal (202) basierend auf einem Kovarianzwert von Rauschen und Störungen, der von der zweiten Untergruppe (206) stammt, zu filtern, um ein erstes gefiltertes mehrschichtiges Signal (208) bereitzustellen;eine erste Detektierungsstufe (207), die konfiguriert ist, um zumindest eine Schicht (210) der ersten Untergruppe (204) basierend auf dem ersten gefilterten mehrschichtigen Signal (208) zu detektieren; undeine Auswahlstufe, die konfiguriert ist, um basierend auf einer Metrik eine erste Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals (202) zur Aufteilung in die erste Untergruppe (204) und eine zweite Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals (202) zur Aufteilung in die zweite Untergruppe (206) auszuwählen; worin die Metrik von Leistungsniveaus oder Kanalorthogonalitäten der Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals (202) abhängt.

Description

FACHGEBIET
Die Offenbarung betrifft Funkempfänger und ein Verfahren zum Detektieren einer Schicht eines mehrschichtigen Signals. Insbesondere betrifft die Offenbarung Verfahren zur Rausch- und Untergruppenstörungsdekorrelation für Detektierung reduzierter Schichten.
HINTERGRUND
Im Bereich der Strahlformung kann ein Empfangssignal aus M-Schichten bestehen. Jede der M-Schichten kann durch die anderen M-1-Schichten gestört werden. 1 zeigt ein Strahlformungssystem 100 mit einer Antennenanordnung 103, die ein mehrschichtiges Signal 104 zur Übertragung an eine mobile Vorrichtung (UE) 105 erzeugt. Die Antennenanordnung 103 erzeugt das mehrschichtige Signal 104 basierend auf mehreren Schichten 102, die von einem Modul zur Abbildung und Vorcodierung von Schichten 101 empfangen wurden.
Die gemeinsame Detektierung von allen M-Schichten wäre die optimale Lösung, die einem gemeinsamen M-Schichten-Detektor als einzelner HW-Block entspricht. Aus Sicht der Komplexität ist das keine ideale Lösung. Typischerweise wird ein solcher Detektor „für alle Schichten“ nur für spezifische Subrahmenkonfigurationen angewandt und würde für einen Großteil der Subrahmen, in denen weniger übertragene Schichten im Empfangssignal vorliegen, ein Komplexitäts-Mehraufwand sein. Es besteht Bedarf, eine Empfangsvorrichtung zu konzipieren, die in der Lage ist, ein mehrschichtiges Signal mit reduzierter Komplexität zu empfangen.
Die Druckschrift US 2012 / 0 027 139 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufteilung von MIMO-Strömen für die gemeinsame Verarbeitung.
Die Druckschrift „MIMO Communication for Cellular Networks“, New York, Springer, 2012, S. 55 bis 60 und 180 (ISBN 978-0-387-77521-0) offenbart Einzelbenutzer-, Mehrbenutzer- und Netzwerk-MIMO-Technologien sowie Aspekte auf Systemebene von zellularen Netzwerken, einschließlich Kanalmodellierung, Ressourcenplanung, Interferenzminderung und Simulationsmethoden.
Figurenliste
Die beiliegenden Zeichnungen sind umfasst, um ein näheres Verständnis der Ausführungsformen bereitzustellen, und sie sind in diese Patentschrift aufgenommen und stellen einen Teil von dieser dar. Die Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erklärung der Prinzipien der Ausführungsformen. Andere Ausführungsformen und viele der vorgesehenen Vorteile der Ausführungsformen werden ersichtlich, wenn sie durch Verweis auf die folgende detaillierte Beschreibung besser verstanden werden.

1 ist ein Prinzipschaltbild, das ein herkömmliches Strahlformungssystem 100 veranschaulicht.
2 ist ein Blockschaltbild, das einen beispielhaften Funkempfänger 200 veranschaulicht, der in der Lage ist, ein mehrschichtiges Signal 202 zu empfangen.
3 ist ein Blockschaltbild, das einen beispielhaften 2x2-Schichten-Dekorrelationsfunkempfänger 300 veranschaulicht.
4 ist ein Blockschaltbild, das einen beispielhaften 1-Schicht+3-Schicht-Dekorrelationsfunkempfänger 400 veranschaulicht.
5 ist ein Blockschaltbild, das einen beispielhaften 4x1-Schicht-Dekorrelationsfunkempfänger 500 veranschaulicht.
6 ist ein Leistungsschaltbild, das herkömmliche lineare MMSE-Detektierung ohne Störungsdekorrelation veranschaulicht.
7 ist ein Leistungsschaltbild, das herkömmliche lineare MMSE-Detektierung mit Störungsdekorrelation veranschaulicht.
8 veranschaulicht schematisch ein beispielhaftes Verfahren 800 zum Detektieren einer Schicht eines mehrschichtigen Signals.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In der folgenden detaillierten Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen verwiesen, die einen Teil davon bilden und in denen zum Zwecke der Veranschaulichung spezifische Aspekte gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeführt werden kann. Es ist klar, dass andere Aspekte verwendet werden können und strukturelle oder logische Veränderungen gemacht werden können, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende detaillierte Beschreibung soll daher nicht als Einschränkung aufgefasst werden, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angehängten Ansprüche definiert.

Die folgenden Begriffe, Abkürzungen und Schreibweisen werden hierin verwendet:

3GPP:	3rd Generation Partnership Project,
LTE:	Long Term Evolution,
LTE-A:	LTE Advanced, Release 10 und höhere Versionen von 3GPP LTE,
RF:	Funkfrequenz,
UE:	Endgerät,
eNodeB,
eNB:	Basisstation,
MIMO:	Multiple Input Multiple Output,
AP:	Antennenanschluss,
LOS:	Sichtlinie,
DMRS:	Demodulationsspezifisches Referenzsignal,
EPDCCH:	erweiterter physikalischer Steuerkanal (Enhanced Physical Control Channel)
RE:	Ressourcenelement

Die hierin beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen können auf Empfängern basieren, die in der Lage sind, mehrschichtige Signale zu empfangen, z.B. mobile Empfänger einer mobilen Station, eines mobilen Anschlusses oder Endgeräts. Es ist klar, dass Anmerkungen, die in Verbindung mit einem beschriebenen Verfahren gemacht werden, auch für eine entsprechende Vorrichtung gelten, die konfiguriert ist, das Verfahren auszuführen, und umgekehrt. Wenn beispielsweise ein spezifischer Verfahrensschritt beschrieben ist, kann eine entsprechende Vorrichtung eine Einheit umfassen, um den beschriebenen Verfahrensschritt durchzuführen, auch wenn eine solche Einheit nicht explizit in den Figuren beschrieben oder veranschaulicht ist. Außerdem ist klar, dass die Merkmale der verschiedenen hierin beschriebenen beispielhaften Aspekte miteinander kombiniert werden können, außer es ist spezifisch anders angemerkt.
Die hierin beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen können in drahtlose Kommunikationsnetzwerke implementiert werden, insbesondere in Kommunikationsnetzwerke, die auf mobilen Kommunikationsstandards wie etwa LTE, insbesondere 4G und 5G, basieren. Die unten beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen können in Netzwerkknoten und Basisstationen implementiert werden. Die beschriebenen Vorrichtungen können integrierte Schaltkreise und/oder Passivschaltungen umfassen und können gemäß verschiedenen Verfahren hergestellt werden. Die Schaltkreise können zum Beispiel als integrierte Logikschaltkreise, integrierte Analogschaltkreise, integrierte Mischsignalschaltkreise, optische Schaltkreise, Speicherschaltkreise und/oder integrierte Passivschaltungen konzipiert sein.
Die hierin beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen können konfiguriert sein, um Funksignale zu übertragen und/oder zu empfangen. Funksignale können Funkfrequenzsignale sein oder umfassen, die durch eine Funkübertragungsvorrichtung (oder einen Funktransmitter oder -sender) mit einer Funkfrequenz ausgestrahlt werden, die im Bereich von etwa 3 Hz bis 300 GHz liegt. Der Frequenzbereich kann Frequenzen von elektrischen Wechselstromsignalen entsprechen, die verwendet werden, um Funkwellen zu erzeugen und zu detektieren.
Die hierin nachfolgend beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen können gemäß mobilen Kommunikationsstandards wie etwa z.B. dem LTE(Long Term Evolution)-Standard oder der fortschrittlicheren Version LTE-A davon konzipiert sein. LTE (Long Term Evolution), der als 4G LTE und 5G LTE vermarktet wird, ist ein Standard für drahtlose Kommunikation von Hochgeschwindigkeitsdaten für Mobiltelefone und Datenanschlüsse.
Die hierin nachfolgend beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen können in OFDM-Systemen angewandt werden. OFDM ist ein Schema zum Kodieren von digitalen Daten auf Mehrträgerfrequenzen. Eine große Anzahl an dicht beieinanderliegenden orthogonalen Subträgersignalen kann verwendet werden, um Daten zu übertragen. Aufgrund der Orthogonalität der Subträger kann Nebensprechen zwischen den Subträgern unterdrückt werden.
Die hierin nachfolgend beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen können in MIMO-Systemen und Diversity-Empfängern angewandt werden. Drahtlose Multiple-Input-Multiple-Output(MIMO)-Kommunikationssysteme verwenden mehrere Antennen am Sender und/oder am Empfänger, um die Systemkapazität zu verbessern und um bessere Servicequalität zu erreichen. Im räumlichen Multiplex-Modus können MIMO-Systeme höhere maximale Datengeschwindigkeiten erreichen, ohne die Bandbreite des Systems zu vergrößern, indem mehrere Datenströme in den gleichen Frequenzressourcen parallel übertragen werden. Ein Diversity-Empfänger verwendet zwei oder mehr Antennen, um die Qualität und Verlässlichkeit einer Drahtlosverbindung zu verbessern.
Im Folgenden sind Ausführungsformen in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, worin ähnliche Referenzzahlen im Allgemeinen verwendet werden, um ähnliche Elemente durchgehend zu bezeichnen. In der folgenden Beschreibung sind zum Zwecke der Erklärung zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein ausführliches Verständnis von einem oder mehreren Aspekten der Ausführungsformen bereitzustellen. Es kann jedoch für Fachleute auf dem Gebiet der Erfindung ersichtlich sein, dass einer oder mehrere Aspekte der Ausführungsformen mit einem geringeren Grad dieser spezifischen Details ausgeführt werden können. Die folgende Beschreibung soll daher nicht in einschränkendem Sinne aufgefasst werden.
Die verschiedenen zusammengefassten Aspekte können in verschiedenen Formen ausgeführt werden. Die folgende Beschreibung zeigt als Veranschaulichung verschiedene Kombinationen und Konfigurationen, in denen die Aspekte ausgeführt werden können. Es ist klar, dass die beschriebenen Aspekte und/oder Ausführungsformen nur Beispiele sind, und dass andere Aspekte und/oder Ausführungsformen verwendet werden können und strukturelle und funktionelle Modifikationen gemacht werden können, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
2 ist ein Blockschaltbild, das einen beispielhaften Funkempfänger 200 veranschaulicht, der in der Lage ist, ein mehrschichtiges Signal 202 zu empfangen.
Der Funkempfänger 200 umfasst eine Empfangsstufe 201, eine Teilungsstufe 203, einen ersten Dekorrelationsfilter 205 und eine erste Detektierungsstufe 207. Die Empfangsstufe 201 empfängt ein mehrschichtiges Signal 202, das eine Vielzahl an Schichten umfasst. Die Teilungsstufe 203 teilt die Vielzahl an Schichten in eine erste Untergruppe 204 und eine zweite Untergruppe 206. Der erste Dekorrelationsfilter 205 filtert das mehrschichtige Signal 202 basierend auf einem Kovarianzwert von Rauschen und Störungen, z.B. eine Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen, der von der zweiten Untergruppe 206 stammt, um ein erstes gefiltertes mehrschichtiges Signal 208 bereitzustellen. Die erste Detektierungsstufe 207 detektiert zumindest eine Schicht 210 der ersten Untergruppe 204 basierend auf dem ersten gefilterten mehrschichtigen Signal 208.
Die erste Detektierungsstufe 207 kann die Schichten der ersten Untergruppe 204 basierend auf dem ersten gefilterten mehrschichtigen Signal 208 gemeinsam detektieren.
In einer beispielhaften Ausführungsform kann der Funkempfänger 200 die Teilungsstufe 203 und den ersten Dekorrelationsfilter 205 auf das mehrschichtige Signal 202 iterativ anwenden, bis eine einzelne Schicht des mehrschichtigen Signals 202 in der ersten Untergruppe 204 vorliegt. Der Funkempfänger 200 unterstützt daher die gemeinsame Detektierung von z.B. L<M-Schichten und kann mehrere Male instanziiert werden, um alle Schichten zu detektieren, z.B. gemäß der Funktion ceil(M/L) in C-Notation.
Die Teilungsstufe 203 kann die Vielzahl der Schichten des mehrschichtigen Signals 202 teilen, um jede Schicht des mehrschichtigen Signals 202 entweder der ersten Untergruppe 204 oder der zweiten Untergruppe 206 zuzuordnen.
Der erste Dekorrelationsfilter 205 kann das erste gefilterte mehrschichtige Signal 208 bereitstellen, in dem ein Rauschen und eine Störung von den Schichten der zweiten Untergruppe 206 ausgeglichen oder gemildert werden kann.
Die erste Detektierungsstufe 207 kann das erste gefilterte mehrschichtige Signal 208 mit einem Detektierungsfilter des minimalen mittleren quadratischen Fehlers (MMSE) filtern, um die zumindest eine Schicht 210 der ersten Untergruppe 204 zu detektieren, z.B. wie unten in Bezug auf die 3 und 4 beschrieben.
Der Funkempfänger 200 kann einen zweiten (in 2 nicht gezeigten) Dekorrelationsfilter umfassen, um das mehrschichtige Signal 202 basierend auf einem Kovarianzwert von Rauschen und Störungen, der von der ersten Untergruppe 204 stammt, zu filtern, um ein zweites gefiltertes mehrschichtiges Signal bereitzustellen. Der Funkempfänger 200 kann ferner eine zweite Detektierungsstufe umfassen, um zumindest eine Schicht der zweiten Untergruppe 206 basierend auf dem zweiten gefilterten mehrschichtigen Signal zu detektieren.
Der Funkempfänger 200 kann ferner eine Auswahlstufe z.B. wie unten in Bezug auf die 3 bis 5 beschrieben umfassen, um eine erste Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals 202 zur Aufteilung in die erste Untergruppe 204 und eine zweite Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals 202 zur Aufteilung in die zweite Untergruppe 206 auszuwählen.
Der Funkempfänger 200 kann einen Außenempfänger zum Empfangen der zumindest einen Schicht 210 der ersten Untergruppe 204, die durch die erste Detektierungsstufe 207 detektiert wurde, und der zumindest einen Schicht der zweiten Untergruppe 206, die durch die zweite Detektierungsstufe detektiert wurde, umfassen.
Die Auswahlstufe kann die erste Vielzahl an Schichten und die zweite Vielzahl an Schichten auswählen, um eine durchgehende Belastung für den Außenempfänger bereitzustellen. Die Auswahlstufe kann die erste Vielzahl an Schichten und die zweite Vielzahl an Schichten basierend auf einer Metrik abhängig von der Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals auswählen. Die Metrik kann von Leistungsniveaus oder Kanalorthogonalitätsniveaus der Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals 202 abhängen.
Der Funkempfänger 200 kann einen Kanalschätzer zum Bestimmen der Leistungsniveaus oder eines Orthogonalitätswerts, zum Beispiel Eigenwerte, der Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals 202 umfassen.
Die Metrik kann von Prioritäten der Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals 202 abhängen.
3 ist ein Blockschaltbild, das einen beispielhaften 2x2-Schichten-Dekorrelationsfunkempfänger 300 veranschaulicht. Der Funkempfänger 300 kann eine beispielhafte Ausführungsform des Funkempfängers 200 sein, der oben in Bezug auf 2 beschrieben wurde. Der Funkempfänger 300 umfasst eine Empfangsstufe 311, eine Teilungsstufe 301, einen Dekorrelationsfilter 306 und eine erste Detektierungsstufe 308.
Die Empfangsstufe 311 empfängt ein vierschichtiges Signal 312, das eine erste Schicht, eine zweite Schicht, eine dritte Schicht und eine vierte Schicht umfassen kann. Die Empfangsstufe 311 kann einen DMRS-Demodulator/Demultiplexer 301 zum Demodulieren des vierschichtigen Signals 312, z.B. eines vierschichtigen DMRS-Signals (demodulationsspezifisches Referenzsignal), umfassen. Die Empfangsstufe 311 kann ferner eine 4-Schicht-DMRS-Kanalschätzvorrichtung 302 zum Schätzen des Kanals jedes Schichtsignals des vierschichtigen Signals 312 umfassen. Die Empfangsstufe 311 kann ferner eine Schätzvorrichtung für paarspezifische Rauschkovarianzmatrix zum Schätzen oder Bestimmen einer Rauschkovarianzmatrix z.B. wie unten beschrieben umfassen.
Die Teilungsstufe 301, die z.B. durch den DMRS-Demodulator/Demultiplexer 301 implementiert ist, teilt oder trennt das vierschichtige Signal 312 in ein erstes zweischichtiges Signal 314 und ein zweites zweischichtiges Signal 316.
Der Dekorrelationsfilter 306 filtert das vierschichtige Signal 312 basierend auf einer Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen, das von dem zweischichtigen Signal 316 stammt, um ein erstes gefiltertes Signal 318 bereitzustellen. Die Schätzvorrichtung für paarspezifische Rauschkovarianz kann verwendet werden, um die Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen zu bestimmen.
Die erste Detektierungsstufe 308 detektiert zumindest eine Schicht 315 des ersten zweischichtigen Signals 314 basierend auf dem ersten gefilterten Signal 318.
Der Dekorrelationsfilter 306 kann ferner verwendet werden, um das vierschichtige Signal 312 basierend auf einer Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen, die von dem ersten zweischichtigen Signal 314 stammt, zu filtern, um ein zweites gefiltertes Signal 320 bereitzustellen. Der Funkempfänger 300 kann ferner eine zweite Detektierungsstufe 307 zum Detektieren von zumindest einer Schicht 317 des zweiten zweischichtigen Signals 316 basierend auf dem zweiten gefilterten Signal 320 umfassen.
Der Funkempfänger 300 kann ferner eine Paarauswahlvorrichtung 304, z.B. eine Antennenanschlusspaarauswahlvorrichtung, umfassen, um eine erste Schicht und eine zweite Schicht des vierschichtigen Signals 312 zur Aufteilung in das erste zweischichtige Signal 314 auszuwählen, und um eine dritte Schicht und eine vierte Schicht des vierschichtigen Signals 312 zur Aufteilung in das zweite zweischichtige Signal 316 auszuwählen.
Der Dekorrelationsfilter W 306 kann die Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen RNI wie im Folgenden beschrieben ableiten.
Der 3GPP-36.101-Standard gilt für die folgenden 4-Schicht/2-TX-Strahlformungsvorcodierer für die RAN4-EPDCCH-Tests: $P_{1} = \frac{1}{\sqrt{2}} [\begin{array}{l} 1 \\ 1 \end{array}]; P_{2} = \frac{1}{\sqrt{2}} [\begin{matrix} 1 \\ - 1 \end{matrix}]; P_{3} = \frac{1}{\sqrt{2}} [\begin{array}{l} 1 \\ j \end{array}]; P_{4} = \frac{1}{\sqrt{2}} [\begin{matrix} 1 \\ - j \end{matrix}]$
Die Schicht/Vorcodierer-Anordnung in Gleichung 1 ist nur ein Beispiel und kann zufällig sein. Wenn die zwei gemeinsam detektierten Schichten kollineare Vorcodierer wie in Bezug auf 3 beschrieben anwenden, ist die gegenseitige Störung am signifikantesten, und die Rausch- und Störungsdekorrelation ist am nützlichsten.
2-TX-Antennen am eNB sowie 2-RX-Antennen am UE sind die Arbeitshypothese, was zu einer 2x2-Kanal-Matrix H führt.
Der Funkempfänger 300 kann 2-Schichten-Rausch- und -Störungsdekorrelation durchführen, wobei die Schichten 1 und 2 gemeinsam wie im Folgenden beschrieben detektiert werden. $y = H [P_{1} P_{2}] [\begin{array}{l} s_{1} \\ s_{2} \end{array}] + H [P_{3} P_{4}] [\begin{array}{l} s_{3} \\ s_{4} \end{array}] + n; R_{N} = σ^{2} I$
Die Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen kann entweder durch $R_{N I} = H [P_{3} P_{4}] {[P_{3} P_{4}]}^{H} H^{H} + R_{N}$
oder von der Empfangssignalkovarianz $R_{N I} = E {y y^{H}} - H [P_{1} P_{2}] {[P_{1} P_{2}]}^{H} H^{H} = R_{y y} - H P_{1} P_{1}^{H} H^{H} - H P_{2} P_{2}^{H} H^{H}$
bestimmt werden.
Der Rausch- und Störungsdekorrelationsfilter wird durch die Cholesky-Zerlegung $R_{N I} = W^{- 1} W^{- H} \overset{y i e l d s}{\to} W R_{N I} W^{H} = σ^{2} I$
erhalten und auf das Signalmodell der Gleichung 2 $\begin{matrix} \tilde{y} = W y = W H [P_{1} P_{2}] [\begin{array}{l} s_{1} \\ s_{2} \end{array}] + W H [P_{3} P_{4}] [\begin{array}{l} s_{3} \\ s_{4} \end{array}] + W n \\ = W H [P_{1} P_{2}] [\begin{array}{l} s_{1} \\ s_{2} \end{array}] + \tilde{n}; E {\tilde{n} {\tilde{n}}^{H}} = R_{N} = σ^{2} I \end{matrix}$
angewandt.
Mit dem MMSE-Detektierungsfilter $G_{M M S E} = {[P_{1} P_{2}]}^{H} H^{H} W^{H} {(W H [P_{1} P_{2}] {[P_{1} P_{2}]}^{H} H^{H} W^{H} + R_{N})}^{- 1}$
wird das Übertragungssignal mit ${\tilde{s}}_{1} = G_{M M S E} \tilde{y}$
erhalten.
2-Mal-2-Schicht-Detektierung impliziert eine neue Funktion, die wichtig ist, wenn die Paarungsreihenfolge nicht willkürlich ist, sondern a priori für den aktuellen Subrahmen bestimmt ist. Wenn z.B. vier Schichten vorhanden sind, können die ersten zwei Schichten, die für die erste gemeinsame 2-Schicht-Detektorinstanz 308 auszuwählen sind, das Paar 1-2, 1-3, 1-4, 2-3, 2-4 oder 3-4 sein. Diese „Paarauswahl“-Funktionalität ist Teil des Empfängers 300 und nicht auf ein 2-Schicht-Paar eingeschränkt, sondern würde sich im Fall eines gemeinsamen J-Schicht-Detektors auf ein J-Schicht-faches erweitern. Im 2x2-Schicht-Empfänger 300 ist die Auswahl für die zweite 2-Schicht-Instanz trivial: Es bleiben nur zwei Schichten für die zweite Detektorinstanz übrig.
Für jedes Detektierungspaar kann der Rauschdekorrelationsfilter (durch die Vorrichtung 306) basierend auf der geschätzten Kovarianzmatrix von Rauschen gemittelt über das Komplementärschichtpaar berechnet werden.
4 ist ein Blockschaltbild, das einen beispielhaften 1-Schicht+3-Schicht-Dekorrelationsfunkempfänger 400 veranschaulicht. Der Funkempfänger 400 kann eine beispielhafte Ausführungsform des Funkempfängers 200 sein, der oben in Bezug auf 2 beschrieben wurde. Der Funkempfänger 400 umfasst eine Empfangsstufe 411, eine Teilungsstufe 401, einen Dekorrelationsfilter 406 und eine erste Detektierungsstufe 408.
Die Empfangsstufe 411 empfängt ein vierschichtiges Signal 412, das eine erste Schicht, eine zweite Schicht, eine dritte Schicht und eine vierte Schicht umfassen kann. Die Empfangsstufe 411 kann einen DMRS-Demodulator/Demultiplexer 401 zum Demodulieren des vierschichtigen Signals 412, z.B. ein vierschichtiges DMRS-Signal (demodulationsspezifisches Referenzsignal), umfassen. Die Empfangsstufe 411 kann ferner eine 4-Schicht-DMRS-Kanalschätzvorrichtung 402 zum Schätzen des Kanals jedes Schichtsignals des vierschichtigen Signals 412 umfassen. Die Empfangsstufe 411 kann ferner eine Schätzvorrichtung für untergruppenspezifische Rauschkovarianzmatrix 405 zum Schätzen oder Bestimmen einer Rauschkovarianzmatrix z.B. wie unten beschrieben umfassen.
Die Teilungsstufe 401, die z.B. durch den DMRS-Demodulator/Demultiplexer 401 implementiert ist, teilt oder trennt das vierschichtige Signal 412 in ein einschichtiges Signal 414 und ein dreischichtiges Signal 416.
Der Dekorrelationsfilter 406 filtert das vierschichtige Signal 412 basierend auf einer Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen, das von dem dreischichtigen Signal 416 stammt, um ein erstes gefiltertes Signal 418 bereitzustellen. Die Schätzvorrichtung für untergruppenspezifische Rauschkovarianz 405 kann verwendet werden, um die Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen zu bestimmen.
Die erste Detektierungsstufe 408 detektiert zumindest eine Schicht 415 des einschichtigen Signals 414 basierend auf dem vierschichtigen Signal 412, das durch den Dekorrelationsfilter 406 gefiltert wird.
Eine zweite Detektierungsstufe 407 kann eine Schicht 417 des dreischichtigen Signals 416 basierend auf dem vierschichtigen Signal 412, das durch den Dekorrelationsfilter 406 gefiltert wird, detektieren.
Der Funkempfänger 400 kann ferner eine Auswahlvorrichtung 404 umfassen, um eine erste Schicht des vierschichtigen Signals 412 zur Aufteilung in das einschichtige Signal 414 auszuwählen und um eine zweite Schicht, eine dritte Schicht und eine vierte Schicht des vierschichtigen Signals 412 zur Aufteilung in das dreischichtige Signal 416 auszuwählen.
Der Dekorrelationsfilter W 406 kann die Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen RNI wie im Folgenden beschrieben ableiten.
Das Signalmodell mit Rauschnormalisierung: $y = H P_{1} s_{1} + H [P_{2} P_{3} P_{4}] [\begin{array}{l} s_{2} \\ s_{3} \\ s_{4} \end{array}] + n; R_{N} = σ^{2} I$
Die Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen: $R_{N I} = H [P_{2} P_{3} P_{4}] {[P_{2} P_{3} P_{4}]}^{H} H^{H} + R_{N}$
Vom Empfangssignal alternativ erstellt: $R_{N I} = E {y y^{H}} - H P_{1} P_{1}^{H} H^{H} = R_{y y} - H P_{1} P_{1}^{H} H^{H}$
Der Rausch- und Störungsdekorrelationsfilter wird durch Cholesky-Zerlegung $R_{N I} = W^{- 1} W^{- H} \overset{y i e l d s}{\to} W R_{N I} W^{H} = σ^{2} I$
erhalten und auf das Signalmodell der Gleichung 2 $\begin{matrix} \tilde{y} = W y = W H P_{1} s_{1} + W H [P_{2} P_{3} P_{4}] [\begin{array}{l} s_{2} \\ s_{3} \\ s_{4} \end{array}] + W n \\ = W H P_{1} s_{1} + \tilde{n}; E {\tilde{n} {\tilde{n}}^{H}} = R_{N} = σ^{2} I \end{matrix}$
angewandt.
Mit dem MMSE-Detektierungsfilter $G_{M M S E} = P_{1}^{H} H^{H} W^{H} {(W H P_{1} P_{1}^{H} H^{H} W^{H} + R_{N})}^{- 1}$
wird das Übertragungssignal mit ${\tilde{s}}_{1} = G_{M M S E} \tilde{y}$
erhalten.
Es ist anzumerken, dass die Gleichungen 5, 6, 10 und 11 für MMSE-Detektierung spezifisch sind, aber durch eine beliebige Detektorart ohne Beschränkung der Allgemeinheit ersetzt werden können.
Der Funkempfänger 300 kann den Rausch- und Störungsdekorrelationsfilter W und die Auswahl der 2-Schicht-EPDCCH-Untergruppe z.B. gemäß den Gleichungen 8a/b/c anwenden.
Der Vorteil von Gleichung 3b und 6b ist die implizite Milderung einer beliebigen unbekannten Störung im Empfangssignal.
5 ist ein Blockschaltbild, das einen beispielhaften 4x1-Schicht-Dekorrelationsfunkempfänger 500 veranschaulicht. Der Funkempfänger 500 kann eine beispielhafte Ausführungsform des Funkempfängers 200 sein, der oben in Bezug auf 2 beschrieben wurde. Der Funkempfänger 500 umfasst eine Empfangsstufe 511, eine Auswahlstufe 504, einen Dekorrelationsfilter 506, eine erste Detektierungsstufe 507, eine zweite Detektierungsstufe 508, eine dritte Detektierungsstufe 509, eine vierte Detektierungsstufe 510 und einen Außenempfänger 513.
Die Empfangsstufe 511 empfängt ein vierschichtiges Signal 512, das eine erste Schicht, eine zweite Schicht, eine dritte Schicht und eine vierte Schicht umfassen kann. Die Empfangsstufe 511 kann einen DMRS-Demodulator/Demultiplexer 501 zum Demodulieren des vierschichtigen Signals 512, z.B. eines vierschichtigen DMRS-Signals (demodulationsspezifisches Referenzsignal), umfassen. Die Empfangsstufe 411 kann ferner eine 4-Schicht-DMRS-Kanalschätzvorrichtung 502 zum Schätzen des Kanals jedes Schichtsignals des vierschichtigen Signals 512 umfassen. Die Empfangsstufe 511 kann ferner eine Schätzvorrichtung für DMRS-Rauschkovarianzmatrix 505 zum Schätzen oder Bestimmen einer Rauschkovarianzmatrix umfassen.
Der DMRS-Demodulator/Demultiplexer 501 oder die Teilungsstufe 501 kann verwendet werden, um das vierschichtige Signal 512 in die vier einschichtigen Signale 521, 522, 523, 524 aufzuteilen.
Der Dekorrelationsfilter 506 filtert das vierschichtige Signal 512 basierend auf einer Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen. Die Schätzvorrichtung für untergruppenspezifische Rauschkovarianz 505 kann verwendet werden, um die Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen zu bestimmen.
Die erste Detektierungsstufe 510 detektiert die erste Schicht 521 basierend auf dem vierschichtigen Signal 512, das durch den Dekorrelationsfilter 506 gefiltert wird. Die zweite Detektierungsstufe 509 detektiert die zweite Schicht 522 basierend auf dem vierschichtigen Signal 512, das durch den Dekorrelationsfilter 506 gefiltert wird. Die dritte Detektierungsstufe 508 detektiert die dritte Schicht 523 basierend auf dem vierschichtigen Signal 512, das durch den Dekorrelationsfilter 506 gefiltert wird. Die vierte Detektierungsstufe 507 detektiert die vierte Schicht 524 basierend auf dem vierschichtigen Signal 512, das durch den Dekorrelationsfilter 506 gefiltert wird.
Die Auswahlvorrichtung 504 kann die unterschiedlichen Schichten, die für die Detektierungsvorrichtungen 510, 511, 512, 513 bereitgestellt werden, auswählen.
Die Funktionalität des Empfängers 500 liegt gemäß der folgenden Beschreibung vor. Im Empfänger 500 können vier Instanzen der einen Schicht aufgerufen werden, um die vier übertragenen Schichten zu detektieren. Für jede Instanz wird die mittlere Rauschkovarianzmatrix der Störungsschichten geschätzt und für ihre spezifische Rauschdekorrelationsberechnung verwendet.
Untergruppenstörung und Rauschdekorrelation eliminieren die BLER-Verschlechterung für Detektierung von reduzierten Schichten. Insbesondere wenn die Strahlformungsvorcodierer nicht orthogonal sind, kann Störung ohne Verwendung von Dekorrelationsfiltern wie in dieser Offenbarung beschrieben stark sein. Die tatsächliche Anzahl an übertragenen Schichten kann nicht an den Empfänger gemeldet werden, kann z.B. geringer als 4 sein. Der Empfänger 500 kann alle vier potenziellen Schichten detektieren, die ohne Beschränkung der Allgemeinheit auf eine beliebige andere maximale Anzahl an Schichten erweitert werden können. Als Möglichkeiten für gemeinsame Schichten kann die HW-Implementierung von entweder einem 1-Schicht-, einem 2-Schicht- oder einem 4-Schicht-Detektor angewandt werden.
Die oben in Bezug auf die 2 bis 5 beschriebenen Funkempfänger 200, 300, 400, 500 lösen das grundlegende Problem der eingeschränkten Schichtdetektierungsfähigkeit in der Empfängerhardwarearchitektur. Der Empfänger 200, 300, 400, 500 ist zu einzelner oder gewisser gemeinsamer Mehrschichtdetektierung in der Lage. Es kann jedoch angenommen werden, dass das Empfangssignal die Überlagerung von mehr Schichten ist, als die Detektierungs-HW für gemeinsame Detektierung unterstützt, auch als unterbestimmte Detektierung bekannt. Alle Schichten des Targetsignals können durch den Empfänger 200, 300, 400, 500 detektiert werden.
Der Empfänger 200, 300, 400, 500 kann die Schichten selektiv in Untergruppen für die einzelnen Detektorinstanzen 207 trennen (in 2 ist nur eine Detektorinstanz 207 gezeigt, weitere Detektorinstanzen sind zum Beispiel in den 3 bis 5 gezeigt), z.B. durch Verwendung der Teilungsstufe 203. Ein Algorithmus, der auch als erster Algorithmus bezeichnet wird, kann verwendet werden, um die Schichten selektiv in Untergruppen für die einzelnen Detektorinstanzen 207 zu trennen. Ein weiterer Algorithmus, der auch als zweiter Algorithmus bezeichnet wird, kann verwendet werden, um Ausgleich für die Leistungsverschlechterung der unterbestimmten Detektierung bereitzustellen. Unten in Bezug auf die 6 und 7 beschriebene Leistungsschaltbilder veranschaulichen, dass durch die Verwendung dieses zweiten Algorithmus eine optimale Leistung erreicht werden kann. Der Funkempfänger 200, 300, 400, 500 kann für EPDCCH-Detektierung in LTE-Release-10 und darüber hinaus angewandt werden, ist aber auch für ein beliebiges mehrschichtiges Signal anwendbar.
Der Empfänger 200, 300, 400, 500 kann eine skalierbare Wiederverwendung einer Detektor-HW für gemeinsame reduzierte Schichten ohne Leistungsverschlechterung im Vergleich zur optimalen Lösung einer einzelnen Detektor-HW-Ressource „für alle Schichten“ implementieren. Es wird ein Empfangssignal angenommen, das sich aus M-Schichten wie oben in Bezug auf 1 beschrieben zusammensetzt, wobei jede der M-Schichten durch die anderen M-1-Schichten gestört wird. Die gemeinsame Detektierung aller M-Schichten wäre die optimale Lösung, die einem gemeinsamen M-Schichten-Detektor als einzelner HW-Block entspricht. Aus Sicht der Komplexität ist das keine ideale Lösung. Typischerweise wird ein solcher Detektor „für alle Schichten“ nur für spezifische Subrahmenkonfigurationen angewandt und würde für einen Großteil der Subrahmen, in denen weniger übertragene Schichten im Empfangssignal vorliegen, ein Komplexitäts-Mehraufwand sein. Um die Gesamtempfängerkomplexität auszugleichen, kann es bevorzugt sein, eine Detektor-HW zu entwerfen, die die gemeinsame Detektierung von L<M-Schichten unterstützt und die mehrere Male instanziiert werden kann, um alle Schichten zu detektieren, z.B. gemäß der Funktion ceil(M/L) in C-Notation. Die gemeinsame Detektierung von L-Schicht-Untergruppen ist jedoch suboptimal im Vergleich zur gemeinsamen Detektierung aller Schichten. Um die Leistungsverschlechterung für jede L-Schicht-Untergruppe zu bewältigen, kann ein paarspezifischer Rauschdekorrelationsfilter in dem Empfänger 200, 300, 400, 500 angewandt werden, der die Störung der Komplementär-M-L-Schichten ausgleicht. Eine Auswahlvorrichtung, z.B. wie unten in Bezug auf die 3 bis 5 beschrieben, kann die Untergruppenauswahl durchführen. Die Auswahlvorrichtung kann zum Beispiel L aus den M-Schichten für die erste L-Schicht-Demodulation, L aus der M-L-Schicht für die zweite L-Schicht-Demodulation und so weiter auswählen.
6 ist ein Leistungsschaltbild, das herkömmliche lineare MMSE-Detektierung ohne Störungsdekorrelation veranschaulicht, und 7 ist ein Leistungsschaltbild, das herkömmliche lineare MMSE-Detektierung mit Störungsdekorrelation veranschaulicht.
Ein primärer Anwendungsfall, mit dem sich die Empfänger gemäß der Offenbarung beschäftigen, ist die Detektierung des erweiterten physikalischen Steuerkanals (Enhanced Physical Control Channel, EPDCCH) wie im LTE-Release 11 eingeführt: Die EPDCCH-Übertragung wendet schichtweise Strahlformung an, verwendet DMRS für Kanalschätzung, unterstützt bis zu zwei einzelne EPDCCH-Gruppen mit jeweils vier Schichten und ähnelt dem LTE-Übertragungsmodus 9.
Die Blindentschlüsselung der infrage kommenden Steuernachrichten im Außensteuerungsempfänger erfordert die vollständige Detektierung aller vier Schichten je RE von beiden EPDCCH-Gruppen.
Die in den 6 und 7 dargestellten Simulationsergebnisse vergleichen 1-Schicht-, 2-Schicht- und 4-Schicht-Detektierung des 4-Schicht-Empfangssignals ohne und mit Störungsdekorrelation für einen Basis-MMSE-Detektor.
Für die Simulationen der 6 und 7 wird der Link-Level-Simulator, der in den Empfängerkonzeptfluss eingebettet sein kann, gemäß dem folgenden beispielhaften Aufbau verwendet: Kanalmodell = EVA05-lowcorrEVMO; Kanalschätzung = perfekt; Rauschschätzung = perfekt; SNR = -20:5:20; Anzahl an Subrahmen = 80; „Anschlussauswahl“-2-Schicht-Demodulator: SelGroup=2 => [107,109] und [108,110] als nicht orthogonale Vorcodiererpaare; Aggregationsniveau: nECCE_per_EPDCCH = 4; Dekorrelationsarten: a) Dekorrelation=0 =>Rauschskalierung (w/o Störung); b) Dekorrelation=1 => idealer Dekorrelationsfilter (Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen) gemäß den Empfängern, die in dieser Offenbarung beschrieben sind.
6 zeigt die lineare MMSE-Detektierungsleistung, die durch BLER und das Roh-Bitfehlerverhältnis ausgedrückt ist, mit der modernen Rauschskalierung (AWGN), auch als skalares Rauschdekorrelieren bekannt.
BLER1 ist die Blockfehlerrate und Biterr1 die Bitfehlerrate für den 1-Schicht-MMSE-Detektor. BLER2 ist die Blockfehlerrate und Biterr2 die Bitfehlerrate für den 2-Schicht-MMSE-Detektor. BLER4 ist die Blockfehlerrate und Biterr4 ist die Bitfehlerrate für den 4-Schicht-MMSE-Detektor.
Das signifikanteste Ergebnis ist das unerwartete und unannehmbare BLER-Ergebnis (BLER2) für den linearen 2-Schicht-MMSE-Detektor, das sogar vom 1-Schicht-Demodulator (BLER1) übertroffen wird. Bei 5dB wird die Fehlanpassung des Modells für die gemeinsame Schichtdetektierung signifikant. Unterhalb von 5dB das Rauschen und oberhalb von 5dB die 2 Störungsschichten sind die dominanten Rauschquellen, die durch das 2-Schicht-MMSE-Modell nicht berücksichtigt werden.
Der 4-Schicht-Detektor (BLER4) ist die optimale Lösung mit der besten Detektierungsleistung und legt die Untergrenze mit Roh- und Blockfehlerverhältnis fest.
7 zeigt das Leistungsverhalten von linearer MMSE-Detektierung mit Störungsdekorrelation, d.h. das Leistungsverhalten von Empfängern gemäß der Offenbarung.
BLER1 ist die Blockfehlerrate und Biterr1 die Bitfehlerrate für den 1-Schicht-MMSE-Detektor. BLER2 ist die Blockfehlerrate und Biterr2 die Bitfehlerrate für den 2-Schicht-MMSE-Detektor. BLER4 ist die Blockfehlerrate und Biterr4 ist die Bitfehlerrate für den 4-Schicht-MMSE-Detektor.
In 7 wird ein Störungs- und Rauschdekorrelationsfilter angewandt, der die 1-Schicht- und 2-Schicht-Detektierungsleistung signifikant in die Nähe des Optimums verbessert. Bei 15dB ist der 2-Schicht-Detektor (BLER2) um 2,5dB schlechter als der 4-Schicht-Detektor (BLER4), aber mehr als 5dB besser als der 1-Schicht-Detektor (BLER1).
Für den EPDCCH-Anwendungsfall in Bezug auf den 2-Schicht-Detektor fällt der BLER bei 15dB mit dem Dekorrelationsfilter unter 10 %. Ohne Dekorrelationsfilter können die 10 % BLER mit dem 1- oder 2-Schicht-Detektor überhaupt nicht erreicht werden (siehe 6). 10 % BLER ist eine akzeptierte BLER-Grenze in typischen Leistungstests, z.B. 3GPP-RAN4 (36.101).
8 veranschaulicht schematisch ein beispielhaftes Verfahren 800 zum Detektieren einer Schicht eines mehrschichtigen Signals.
Das Verfahren 800 umfasst das Empfangen 801 eines mehrschichtigen Signals 810, das eine Vielzahl an Schichten umfasst, z.B. gemäß der Empfangsstufe 201, die oben in Bezug auf 2 beschrieben wurde. Das Verfahren 800 umfasst das Aufteilen 802 der Vielzahl an Schichten in eine erste Untergruppe 811a und eine zweite Untergruppe 811b, z.B. gemäß der Teilungsstufe 203, die oben in Bezug auf 2 beschrieben wurde. Das Verfahren 800 umfasst das Filtern 803 des mehrschichtigen Signals 810 basierend auf einer ersten Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen, die von den Schichten der zweiten Untergruppe 811b stammt, z.B. gemäß dem Dekorrelationsfilter 205, der oben in Bezug auf 2 beschrieben wurde. Das Verfahren 800 umfasst das Detektieren 804 zumindest einer Schicht der ersten Untergruppe 811a basierend auf dem mehrschichtigen Signal 810, das durch die erste Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen gefiltert wurde, z.B. gemäß der Detektierungsstufe 207, die oben in Bezug auf 2 beschrieben wurde.
Das Verfahren 800 kann ferner das Filtern 803 des mehrschichtigen Signals 810 basierend auf einer zweiten Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen, die von den Schichten der ersten Untergruppe 811a stammt, umfassen. Das Verfahren 800 kann ferner das Detektieren 804 von zumindest einer Schicht der zweiten Untergruppe 811b basierend auf dem mehrschichtigen Signal 810, das durch die zweite Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen gefiltert wurde, umfassen.
Die hierin beschriebenen Verfahren, Systeme und Vorrichtungen können als Software in einen digitalen Signalprozessor (DSP), einen Mikrocontroller oder in einen beliebigen anderen Nebenprozessor oder als Hardwareschaltung auf einem Chip oder innerhalb von einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) implementiert werden.
In dieser Offenbarung beschriebene Ausführungsformen können in digitale elektronische Schaltungsanordnungen oder in Computerhardware, Firmware, Software oder in Kombinationen davon, z.B. in verfügbare Hardware von Mobilvorrichtungen oder in neue Hardware, die der Verarbeitung der hierin beschriebenen Verfahren dient, implementiert werden.
Die vorliegende Offenbarung unterstützt auch ein Computerprogrammprodukt, das von Computern ausführbaren Code oder von Computern ausführbare Befehle umfasst, die, wenn sie ausgeführt werden, dazu führen, dass zumindest ein Computer die hierin beschriebenen Ausführungs- und Berechnungsblocks ausführt, insbesondere das Verfahren 800 wie oben in Bezug auf 8 beschrieben. Ein solches Computerprogrammprodukt kann ein lesbares Speichermedium umfassen, das darauf Programmcode für die Verwendung durch einen Prozessor speichert, wobei der Programmcode Befehle zum Ausführen von einem beliebigen aus dem Verfahren 800 wie oben beschrieben umfasst.
BEISPIELE
Die folgenden Beispiele betreffen weitere Ausführungsformen. Beispiel 1 ist ein Funkempfänger, umfassend: eine Empfangsstufe, die konfiguriert ist, um ein mehrschichtiges Signal zu empfangen, das eine Vielzahl an Schichten umfasst; eine Teilungsstufe, die konfiguriert ist, um die Vielzahl an Schichten in eine erste Untergruppe und eine zweite Untergruppe zu teilen; einen ersten Dekorrelationsfilter, der konfiguriert ist, um das mehrschichtige Signal basierend auf einem Kovarianzwert von Rauschen und Störungen, der von der zweiten Untergruppe stammt, zu filtern, um ein erstes gefiltertes mehrschichtiges Signal bereitzustellen; eine erste Detektierungsstufe, die konfiguriert ist, um zumindest eine Schicht der ersten Untergruppe basierend auf dem ersten gefilterten mehrschichtigen Signal zu detektieren.
In Beispiel 2 kann der Gegenstand aus Beispiel 1 gegebenenfalls umfassen, dass die erste Detektierungsstufe konfiguriert ist, um die Schichten der ersten Untergruppe basierend auf dem ersten gefilterten mehrschichtigen Signal gemeinsam zu detektieren.
In Beispiel 3 kann der Gegenstand aus Beispiel 1 gegebenenfalls umfassen, dass der Funkempfänger konfiguriert ist, um die Teilungsstufe und den ersten Dekorrelationsfilter auf das mehrschichtige Signal iterativ anzuwenden, bis eine einzelne Schicht des mehrschichtigen Signals in der ersten Untergruppe vorliegt.
In Beispiel 4 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 1-3 gegebenenfalls umfassen, dass die Teilungsstufe konfiguriert ist, um die Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals zu teilen, um jede Schicht des mehrschichtigen Signals entweder der ersten Untergruppe oder der zweiten Untergruppe zuzuordnen.
In Beispiel 5 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 1-4 gegebenenfalls umfassen, dass der erste Dekorrelationsfilter konfiguriert ist, um das erste gefilterte mehrschichtige Signal bereitzustellen, in dem ein Rauschen und eine Störung von den Schichten der zweiten Untergruppe ausgeglichen wird.
In Beispiel 6 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 1-5 gegebenenfalls umfassen, dass die erste Detektierungsstufe konfiguriert ist, um das erste gefilterte mehrschichtige Signal mit einem Detektierungsfilter des minimalen mittleren quadratischen Fehlers (MMSE) zu filtern, um die zumindest eine Schicht der ersten Untergruppe zu detektieren.
In Beispiel 7 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 1-6 gegebenenfalls einen zweiten Dekorrelationsfilter umfassen, der konfiguriert ist, um das mehrschichtige Signal basierend auf einem Kovarianzwert von Rauschen und Störungen, der von der ersten Untergruppe stammt, zu filtern, um ein zweites gefiltertes mehrschichtiges Signal bereitzustellen; und eine zweite Detektierungsstufe umfassen, die konfiguriert ist, um zumindest eine Schicht der zweiten Untergruppe basierend auf dem zweiten gefilterten mehrschichtigen Signal zu detektieren.
In Beispiel 8 kann der Gegenstand aus Beispiel 7 gegebenenfalls eine Auswahlstufe umfassen, die konfiguriert ist, um eine erste Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals zur Aufteilung in die erste Untergruppe und eine zweite Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals zur Aufteilung in die zweite Untergruppe auszuwählen.
In Beispiel 9 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 7-8 gegebenenfalls einen Außenempfänger umfassen, der konfiguriert ist, um die zumindest eine Schicht der ersten Untergruppe, die durch die erste Detektierungsstufe detektiert wurde, und die zumindest eine Schicht der zweiten Untergruppe, die durch die zweite Detektierungsstufe detektiert wurde, zu empfangen.
In Beispiel 10 kann der Gegenstand aus Beispiel 9 gegebenenfalls umfassen, dass die Auswahlstufe konfiguriert ist, um die erste Vielzahl an Schichten und die zweite Vielzahl an Schichten auszuwählen, um eine durchgehende Belastung für den Außenempfänger bereitzustellen.
In Beispiel 11 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 8-10 gegebenenfalls umfassen, dass die Auswahlstufe konfiguriert ist, um die erste Vielzahl an Schichten und die zweite Vielzahl an Schichten basierend auf einer Metrik abhängig von der Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals auszuwählen.
In Beispiel 12 kann der Gegenstand aus Beispiel 11 gegebenenfalls umfassen, dass die Metrik von Leistungsniveaus der Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals abhängt.
In Beispiel 13 kann der Gegenstand aus Beispiel 12 gegebenenfalls einen Kanalschätzer umfassen, der konfiguriert ist, um die Leistungsniveaus der Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals zu bestimmen.
In Beispiel 14 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 11-13 gegebenenfalls umfassen, dass die Metrik von Prioritäten der Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals abhängt.
Beispiel 15 ist ein Funkempfänger, umfassend: eine Empfangsstufe, die konfiguriert ist, um ein vierschichtiges Signal zu empfangen; eine Teilungsstufe, die konfiguriert ist, um das vierschichtige Signal in ein erstes zweischichtiges Signal und ein zweites zweischichtiges Signal zu teilen; einen Dekorrelationsfilter, der konfiguriert ist, um das vierschichtige Signal basierend auf einer Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen, die von dem zweiten zweischichtigen Signal stammt, zu filtern, um ein erstes gefiltertes Signal bereitzustellen; eine erste Detektierungsstufe, die konfiguriert ist, um zumindest eine Schicht des ersten zweischichtigen Signals basierend auf dem ersten gefilterten Signal zu detektieren.
In Beispiel 16 kann der Gegenstand aus Beispiel 15 gegebenenfalls umfassen, dass der Dekorrelationsfilter ferner konfiguriert ist, um das vierschichtige Signal basierend auf einer Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen, die von dem ersten zweischichtigen Signal stammt, zu filtern, um ein zweites gefiltertes Signal bereitzustellen; und dass der Funkempfänger ferner eine zweite Detektierungsstufe umfasst, die konfiguriert ist, um zumindest eine Schicht des zweiten zweischichtigen Signals basierend auf dem zweiten gefilterten Signal zu detektieren.
In Beispiel 17 kann der Gegenstand aus Beispiel 16 gegebenenfalls eine Paarauswahlvorrichtung umfassen, die konfiguriert ist, um eine erste Schicht und eine zweite Schicht des vierschichtigen Signals zur Aufteilung in das erste zweischichtige Signal auszuwählen, und konfiguriert ist, um eine dritte Schicht und eine vierte Schicht des vierschichtigen Signals zur Aufteilung in das zweite zweischichtige Signal auszuwählen.
In Beispiel 18 kann der Gegenstand aus Beispiel 17 gegebenenfalls umfassen, dass der Dekorrelationsfilter W konfiguriert ist, um die Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen RNI gemäß den folgenden Beziehungen abzuleiten: $y = H [P_{1} P_{2}] [\begin{matrix} s_{1} \\ s_{2} \end{matrix}] + H [P_{3} P_{4}] [\begin{matrix} s_{3} \\ s_{4} \end{matrix}] + n; R_{N} = σ^{2} I$
$R_{N I} = H [P_{3} P_{4}] {[P_{3} P_{4}]}^{H} H^{H} + R_{N}$
oder $R_{N I} = E {y y^{H}} - H [P_{1} P_{2}] {[P_{1} P_{2}]}^{H} H^{H} = R_{y y} - H P_{1} P_{1}^{H} H^{H} - H P_{2} P_{2}^{H} H^{H}$
mit $R_{N I} = W^{- 1} W^{- H},$
wobei y das vierschichtige Signal ist, s₁ die erste Schicht, s₂ die zweite Schicht, s₃ die dritte Schicht und s₄ die vierte Schicht des vierschichtigen Signals ist, P₁ eine Vorcodierungsmatrix der ersten Schicht, P₂ eine Vorcodierungsmatrix der zweiten Schicht, P₃ eine Vorcodierungsmatrix der dritten Schicht und P₄ eine Vorcodierungsmatrix der vierten Schicht ist, H eine Kanalmatrix ist und R_N eine Rauschmatrix ist.
In Beispiel 19 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 15-18 gegebenenfalls umfassen, dass die erste Detektierungsstufe konfiguriert ist, um das vierschichtige Signal y, das durch den Dekorrelationsfilter W mit einem Detektierungsfilter des minimalen mittleren quadratischen Fehlers (MMSE) G_MMSE gefiltert wird, gemäß der folgenden Beziehung zu filtern: $G_{M M S E} = {[P_{1} P_{2}]}^{H} H^{H} W^{H} {(W H [P_{1} P_{2}] {[P_{1} P_{2}]}^{H} H^{H} W^{H} + R_{N})}^{- 1} .$
Beispiel 20 ist ein Funkempfänger, umfassend: eine Empfangsstufe, die konfiguriert ist, um ein vierschichtiges Signal zu empfangen; eine Teilungsstufe, die konfiguriert ist, um das vierschichtige Signal in ein einschichtiges Signal und ein dreischichtiges Signal zu teilen; einen Dekorrelationsfilter, der konfiguriert ist, um das vierschichtige Signal basierend auf einer Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen, die von dem dreischichtigen Signal stammt, zu filtern; eine Detektierungsstufe, die konfiguriert ist, um eine Schicht des einschichtigen Signals basierend auf dem vierschichtigen Signal, das durch den Dekorrelationsfilter gefiltert wird, zu detektieren.
In Beispiel 21 kann der Gegenstand aus Beispiel 20 gegebenenfalls eine Auswahlvorrichtung umfassen, die konfiguriert ist, um eine erste Schicht des vierschichtigen Signals zur Teilung in das einschichtige Signal auszuwählen, und konfiguriert ist, um eine zweite Schicht, eine dritte Schicht und eine vierte Schicht des vierschichtigen Signals zur Aufteilung in das dreischichtige Signal auszuwählen.
In Beispiel 22 kann der Gegenstand aus Beispiel 21 gegebenenfalls umfassen, dass der Dekorrelationsfilter W konfiguriert ist, um die Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen RNI gemäß den folgenden Beziehungen abzuleiten: $y = H P_{1} s_{1} + H [P_{2} P_{3} P_{4}] [\begin{array}{l} s_{2} \\ s_{3} \\ s_{4} \end{array}] + n; R_{N} = σ^{2} I$
$R_{N I} = H [P_{2} P_{3} P_{4}] {[P_{2} P_{3} P_{4}]}^{H} H^{H} + R_{N}$
oder $R_{N I} = E {y y^{H}} - H P_{1} P_{1}^{H} H^{H} = R_{y y} - H P_{1} P_{1}^{H} H^{H}$
mit $R_{N I} = W^{- 1} W^{- H},$
wobei y das vierschichtige Signal ist, s₁ die erste Schicht, s₂ die zweite Schicht, s₃ die dritte Schicht und s₄ die vierte Schicht des vierschichtigen Signals ist, P₁ eine Vorcodierungsmatrix der ersten Schicht, P₂ eine Vorcodierungsmatrix der zweiten Schicht, P₃ eine Vorcodierungsmatrix der dritten Schicht und P₄ eine Vorcodierungsmatrix der vierten Schicht ist, H eine Kanalmatrix ist und R_N eine Rauschmatrix ist.
In Beispiel 23 kann der Gegenstand aus Beispiel 22 gegebenenfalls umfassen, dass die Detektierungsstufe konfiguriert ist, um das vierschichtige Signal y, das durch den Dekorrelationsfilter W mit einem Detektierungsfilter des minimalen mittleren quadratischen Fehlers (MMSE) G_MMSE gefiltert wird, gemäß der folgenden Beziehung zu filtern: $G_{M M S E} = P_{1}^{H} H^{H} W^{H} {(W H P_{1} P_{1}^{H} H^{H} W^{H} + R_{N})}^{- 1} .$
Beispiel 24 ist ein Verfahren zum Detektieren einer Schicht eines mehrschichtigen Signals, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: das Empfangen eines mehrschichtigen Signals, das eine Vielzahl an Schichten umfasst; das Aufteilen der Vielzahl an Schichten in eine erste Untergruppe und eine zweite Untergruppe; das Filtern des mehrschichtigen Signals basierend auf einer ersten Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen, die von den Schichten der zweiten Untergruppe stammt; und das Detektieren von zumindest einer Schicht der ersten Untergruppe basierend auf dem mehrschichtigen Signal, das durch die erste Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen gefiltert wird.
In Beispiel 25 kann der Gegenstand aus Beispiel 24 gegebenenfalls das Filtern des mehrschichtigen Signals basierend auf einer zweiten Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen, die von den Schichten der ersten Untergruppe stammt; und das Detektieren von zumindest einer Schicht der zweiten Untergruppe basierend auf dem mehrschichtigen Signal, das durch die zweite Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen gefiltert wurde; umfassen.
Beispiel 26 ist ein computerlesbares Medium, auf dem Computerbefehle gespeichert sind, die, wenn sie durch einen Computer ausgeführt werden, den Computer veranlassen, das Verfahren nach einem der Beispiele 24 bis 25 durchzuführen.
Beispiel 27 ist eine Vorrichtung zum Detektieren einer Schicht eines mehrschichtigen Signals, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: Mittel zum Empfangen eines mehrschichtigen Signals, das eine Vielzahl an Schichten umfasst; Mittel zum Aufteilen der Vielzahl an Schichten in eine erste Untergruppe und eine zweite Untergruppe; Mittel zum Filtern des mehrschichtigen Signals basierend auf einer ersten Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen, die von den Schichten der zweiten Untergruppe stammt; und Mittel zum Detektieren von zumindest einer Schicht der ersten Untergruppe basierend auf dem mehrschichtigen Signal, das durch die erste Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen gefiltert wurde.
In Beispiel 28 kann der Gegenstand aus Beispiel 27 gegebenenfalls Mittel zum Filtern des mehrschichtigen Signals basierend auf einer zweiten Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen, die von den Schichten der ersten Untergruppe stammt; und Mittel zum Detektieren von zumindest einer Schicht der zweiten Untergruppe basierend auf dem mehrschichtigen Signal, das durch die zweite Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen gefiltert wurde; umfassen.
Beispiel 29 ist ein System, umfassend: ein Empfangssubsystem, das konfiguriert ist, um ein mehrschichtiges Signal zu empfangen, das eine Vielzahl an Schichten umfasst; ein Teilungssubsystem, das konfiguriert ist, um die Vielzahl an Schichten in eine erste Untergruppe und eine zweite Untergruppe aufzuteilen; ein erstes Dekorrelationsfiltersubsystem, das konfiguriert ist, um das mehrschichtige Signal basierend auf einem Kovarianzwert von Rauschen und Störungen, der von der zweiten Untergruppe stammt, zu filtern, um ein erstes gefiltertes mehrschichtiges Signal bereitzustellen; ein erstes Detektierungssubsystem, das konfiguriert ist, um zumindest eine Schicht der ersten Untergruppe basierend auf dem ersten gefilterten mehrschichtigen Signal zu detektieren.
In Beispiel 30 kann der Gegenstand aus Beispiel 29 gegebenenfalls umfassen, dass das erste Detektierungssubsystem konfiguriert ist, um die Schichten der ersten Untergruppe basierend auf dem ersten gefilterten mehrschichtigen Signal gemeinsam zu detektieren.
In Beispiel 31 kann der Gegenstand aus Beispiel 29 gegebenenfalls umfassen, dass das System konfiguriert ist, um das Teilungssubsystem und das erste Dekorrelationsfiltersubsystem auf das mehrschichtige Signal iterativ anzuwenden, bis eine einzelne Schicht des mehrschichtigen Signals in der ersten Untergruppe vorliegt.
In Beispiel 32 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 29-31 gegebenenfalls umfassen, dass das Teilungssubsystem konfiguriert ist, um die Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals zu teilen, um jede Schicht des mehrschichtigen Signals entweder der ersten Untergruppe oder der zweiten Untergruppe zuzuordnen.
In Beispiel 33 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 29-32 gegebenenfalls umfassen, dass das erste Dekorrelationsfiltersubsystem konfiguriert ist, um das erste gefilterte mehrschichtige Signal bereitzustellen, in dem ein Rauschen und eine Störung von den Schichten der zweiten Untergruppe ausgeglichen wird.
In Beispiel 34 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 29-33 gegebenenfalls umfassen, dass das erste Detektierungssubsystem konfiguriert ist, um das erste gefilterte mehrschichtige Signal mit einem Detektierungsfilter des minimalen mittleren quadratischen Fehlers (MMSE) zu filtern, um die zumindest eine Schicht der ersten Untergruppe zu detektieren.
In Beispiel 35 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 29-34 gegebenenfalls ein zweites Dekorrelationsfiltersubsystem umfassen, das konfiguriert ist, um das mehrschichtige Signal basierend auf einem Kovarianzwert von Rauschen und Störungen, der von der ersten Untergruppe stammt, zu filtern, um ein zweites gefiltertes mehrschichtiges Signal bereitzustellen; und ein zweites Detektierungssubsystem umfassen, das konfiguriert ist, um zumindest eine Schicht der zweiten Untergruppe basierend auf dem zweiten gefilterten mehrschichtigen Signal zu detektieren.
In Beispiel 36 kann der Gegenstand aus Beispiel 35 gegebenenfalls ein Auswahlsubsystem umfassen, das konfiguriert ist, um eine erste Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals zur Aufteilung in die erste Untergruppe und eine zweite Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals zur Aufteilung in die zweite Untergruppe auszuwählen.
In Beispiel 37 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 35-36 gegebenenfalls ein Außenempfängersubsystem umfassen, das konfiguriert ist, um die zumindest eine Schicht der ersten Untergruppe, die durch das erste Detektierungssubsystem detektiert wurde, und die zumindest eine Schicht der zweiten Untergruppe, die durch das zweite Detektierungssubsystem detektiert wurde, zu empfangen.
In Beispiel 38 kann der Gegenstand aus Beispiel 37 gegebenenfalls umfassen, dass das Auswahlsubsystem konfiguriert ist, um die erste Vielzahl an Schichten und die zweite Vielzahl an Schichten auszuwählen, um eine durchgehende Belastung für das Außenempfängersubsystem bereitzustellen.
In Beispiel 39 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 36-38 gegebenenfalls umfassen, dass das Auswahlsubsystem konfiguriert ist, um die erste Vielzahl an Schichten und die zweite Vielzahl an Schichten basierend auf einer Metrik abhängig von der Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals auszuwählen.
In Beispiel 40 kann der Gegenstand aus Beispiel 39 gegebenenfalls umfassen, dass die Metrik von Leistungsniveaus der Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals abhängt.
In Beispiel 41 kann der Gegenstand aus Beispiel 40 gegebenenfalls ein Kanalschätzersubsystem umfassen, das konfiguriert ist, um die Leistungsniveaus der Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals zu bestimmen.
In Beispiel 42 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 39-41 gegebenenfalls umfassen, dass die Metrik von Prioritäten der Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals abhängt.
In Beispiel 43 kann der Gegenstand aus einem der Beispiele 29-42 gegebenenfalls umfassen, dass das System als ein Ein-Chip-System umgesetzt ist.
Zusätzlich dazu kann, auch wenn ein bestimmtes Merkmal oder ein bestimmter Aspekt der Offenbarung in Bezug auf nur eine von mehreren Umsetzungen offenbart wurde, ein solches Merkmal oder ein solcher Aspekt mit einem oder mehreren anderen Merkmalen oder Aspekten der anderen Umsetzungen kombiniert werden, wie es für eine festgelegte oder bestimmte Anwendung gewünscht und vorteilhaft sein kann. Außerdem sollen in dem Ausmaß, in den die Begriffe „einschließen“, „aufweisen“, „mit“ oder andere Varianten davon entweder in der detaillierten Beschreibung oder in den Ansprüchen verwendet werden, diese Begriffe auf ähnliche Weise wie der Begriff „umfassen“ eingeschlossen sein. Außerdem ist klar, dass Aspekte der Offenbarung in diskrete Schaltungen, teilweise integrierte Schaltungen oder vollständig integrierte Schaltungen oder Programmierungsmittel implementiert werden können. Die Begriffe „beispielhaft“, „zum Beispiel“ und „z.B.“ sind außerdem nur als Beispiel und nicht als am besten oder optimal gemeint.
Auch wenn hierin spezifische Aspekte veranschaulicht und beschrieben wurden, ist es für Fachleute auf dem Gebiet der Erfindung ersichtlich, dass eine Vielzahl an alternativen und/oder äquivalenten Umsetzungen für die spezifischen gezeigten und beschriebenen Aspekte eingesetzt werden können, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Diese Patentanmeldung soll alle beliebigen Anpassungen oder Variationen der hierin erörterten spezifischen Aspekte abdecken.
Auch wenn die Elemente in den folgenden Ansprüchen in einer gewissen Reihenfolge mit entsprechende Markierung aufgeführt sind, sollen diese Elemente nicht notwendigerweise darauf beschränkt sein, in dieser bestimmten Reihenfolge implementiert zu werden, außer die Ausführungen der Ansprüche beinhalten eine bestimmte Reihenfolge für die Umsetzung von einigen oder allen dieser Elemente.

Claims

Funkempfänger (200), umfassend: eine Empfangsstufe (201), die konfiguriert ist, um ein mehrschichtiges Signal (202) zu empfangen, das eine Vielzahl an Schichten umfasst; eine Teilungsstufe (203), die konfiguriert ist, um die Vielzahl an Schichten in eine erste Untergruppe (204) und eine zweite Untergruppe (206) zu teilen; einen ersten Dekorrelationsfilter (205), der konfiguriert ist, um das mehrschichtige Signal (202) basierend auf einem Kovarianzwert von Rauschen und Störungen, der von der zweiten Untergruppe (206) stammt, zu filtern, um ein erstes gefiltertes mehrschichtiges Signal (208) bereitzustellen; eine erste Detektierungsstufe (207), die konfiguriert ist, um zumindest eine Schicht (210) der ersten Untergruppe (204) basierend auf dem ersten gefilterten mehrschichtigen Signal (208) zu detektieren; und eine Auswahlstufe, die konfiguriert ist, um basierend auf einer Metrik eine erste Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals (202) zur Aufteilung in die erste Untergruppe (204) und eine zweite Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals (202) zur Aufteilung in die zweite Untergruppe (206) auszuwählen; worin die Metrik von Leistungsniveaus oder Kanalorthogonalitäten der Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals (202) abhängt.
Funkempfänger (200) nach Anspruch 1, worin die erste Detektierungsstufe (207) konfiguriert ist, um die Schichten der ersten Untergruppe (204) basierend auf dem ersten gefilterten mehrschichtigen Signal (208) gemeinsam zu detektieren.
Funkempfänger (200) nach Anspruch 1, worin der Funkempfänger (200) konfiguriert ist, um die Teilungsstufe (203) und den ersten Dekorrelationsfilter (205) auf das mehrschichtige Signal (202) iterativ anzuwenden, bis eine einzelne Schicht des mehrschichtigen Signals (202) in der ersten Untergruppe (204) vorliegt.
Funkempfänger (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Teilungsstufe (203) konfiguriert ist, um die Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals (202) zu teilen, um jede Schicht des mehrschichtigen Signals (202) entweder der ersten Untergruppe (204) oder der zweiten Untergruppe (206) zuzuordnen.
Funkempfänger (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der erste Dekorrelationsfilter (205) konfiguriert ist, um das erste gefilterte mehrschichtige Signal (208) bereitzustellen, in dem ein Rauschen und eine Störung von den Schichten der zweiten Untergruppe (206) ausgeglichen wird.
Funkempfänger (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die erste Detektierungsstufe (207) konfiguriert ist, um das erste gefilterte mehrschichtige Signal (208) mit einem Detektierungsfilter des minimalen mittleren quadratischen Fehlers (MMSE) zu filtern, um die zumindest eine Schicht (210) der ersten Untergruppe (204) zu detektieren.
Funkempfänger (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: einen zweiten Dekorrelationsfilter, der konfiguriert ist, um das mehrschichtige Signal (202) basierend auf einem Kovarianzwert von Rauschen und Störungen, der von der ersten Untergruppe (204) stammt, zu filtern, um ein zweites gefiltertes mehrschichtiges Signal bereitzustellen; und eine zweite Detektierungsstufe, die konfiguriert ist, um zumindest eine Schicht der zweiten Untergruppe (206) basierend auf dem zweiten gefilterten mehrschichtigen Signal zu detektieren.
Funkempfänger (200) nach Anspruch 7, umfassend: einen Außenempfänger, der konfiguriert ist, um die zumindest eine Schicht (210) der ersten Untergruppe (204), die durch die erste Detektierungsstufe (207) detektiert wurde, und die zumindest eine Schicht der zweiten Untergruppe (206), die durch die zweite Detektierungsstufe detektiert wurde, zu empfangen.
Funkempfänger (200) nach Anspruch 8, worin die Auswahlstufe konfiguriert ist, um die erste Vielzahl an Schichten und die zweite Vielzahl an Schichten auszuwählen, um eine durchgehende Belastung für den Außenempfänger bereitzustellen.
Funkempfänger (200) nach Anspruch 1, umfassend: einen Kanalschätzer, der konfiguriert ist, um die Leistungsniveaus der Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals (202) zu bestimmen.
Funkempfänger (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Metrik von Prioritäten der Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals (202) abhängt.
Funkempfänger (300), umfassend: eine Empfangsstufe (311), die konfiguriert ist, um ein vierschichtiges Signal (312) zu empfangen; eine Teilungsstufe (301), die konfiguriert ist, um das vierschichtige Signal (312) in ein erstes zweischichtiges Signal (314) und ein zweites zweischichtiges Signal (316) zu teilen; einen Dekorrelationsfilter (306), der konfiguriert ist, um das vierschichtige Signal (312) basierend auf einer Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen, die von dem zweiten zweischichtigen Signal (316) stammt, zu filtern, um ein erstes gefiltertes Signal (318) bereitzustellen; eine erste Detektierungsstufe (308), die konfiguriert ist, um zumindest eine Schicht (315) des ersten zweischichtigen Signals (314) basierend auf dem ersten gefilterten Signal (318) zu detektieren; und eine Paarauswahlvorrichtung (304), die konfiguriert ist, um basierend auf einer Metrik eine erste Schicht und eine zweite Schicht des vierschichtigen Signals (312) zur Aufteilung in das erste zweischichtige Signal (314) auszuwählen und eine dritte Schicht und eine vierte Schicht des vierschichtigen Signals (312) zur Aufteilung in das zweite zweischichtige Signal (316) auszuwählen; worin die Metrik von Leistungsniveaus oder Kanalorthogonalitäten der Schichten des vierschichtigen Signals (312) abhängt.
Funkempfänger (300) nach Anspruch 12, worin der Dekorrelationsfilter (306) ferner konfiguriert ist, um das vierschichtige Signal (312) basierend auf einer Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen, die von dem ersten zweischichtigen Signal (314) stammt, zu filtern, um ein zweites gefiltertes Signal (320) bereitzustellen; worin der Funkempfänger (300) ferner eine zweite Detektierungsstufe (307) umfasst, die konfiguriert ist, um zumindest eine Schicht (317) des zweiten zweischichtigen Signals (316) basierend auf dem zweiten gefilterten Signal (320) zu detektieren.
Funkempfänger (300) nach Anspruch 13, worin der Dekorrelationsfilter (306) konfiguriert ist, um die Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen RNI gemäß den folgenden Beziehungen abzuleiten: $y = H [P_{1} P_{2}] [\begin{array}{l} s_{1} \\ s_{2} \end{array}] + H [P_{3} P_{4}] [\begin{array}{l} s_{3} \\ s_{4} \end{array}] + n; R_{N} = σ^{2} I$
$R_{N I} = H [P_{3} P_{4}] {[P_{3} P_{4}]}^{H} H^{H} + R_{N}$
oder $R_{N I} = E {y y^{H}} - H [P_{1} P_{2}] {[P_{1} P_{2}]}^{H} H^{H} = R_{y y} - H P_{1} P_{1}^{H} H^{H} - H P_{2} P_{2}^{H} H^{H}$
mit $R_{N I} = W^{- 1} W^{- H},$
wobei y das vierschichtige Signal (312) ist, s₁ die erste Schicht, s₂ die zweite Schicht, s₃ die dritte Schicht und s₄ die vierte Schicht des vierschichtigen Signals ist, P₁ eine Vorcodierungsmatrix der ersten Schicht, P₂ eine Vorcodierungsmatrix der zweiten Schicht, P₃ eine Vorcodierungsmatrix der dritten Schicht und P₄ eine Vorcodierungsmatrix der vierten Schicht ist, H eine Kanalmatrix ist und R_N eine Rauschmatrix ist.
Funkempfänger (300) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, worin die erste Detektierungsstufe (308) konfiguriert ist, um das vierschichtige Signal y (312), das durch den Dekorrelationsfilter (306) mit einem Detektierungsfilter des minimalen mittleren quadratischen Fehlers (MMSE) G_MMSE gefiltert wird, gemäß der folgenden Beziehung zu filtern: $G_{M M S E} = {[P_{1} P_{2}]}^{H} H^{H} W^{H} {(W H [P_{1} P_{2}] {[P_{1} P_{2}]}^{H} H^{H} W^{H} + R_{N})}^{- 1} .$
Funkempfänger (400), umfassend: eine Empfangsstufe (411), die konfiguriert ist, um ein vierschichtiges Signal zu empfangen; eine Teilungsstufe (401), die konfiguriert ist, um das vierschichtige Signal (412) in ein einschichtiges Signal (414) und ein dreischichtiges Signal (416) zu teilen; einen Dekorrelationsfilter (406), der konfiguriert ist, um das vierschichtige Signal (412) basierend auf einer Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen (405), die von dem dreischichtigen Signal (416) stammt, zu filtern; eine Detektierungsstufe (408), die konfiguriert ist, um eine Schicht (415) des einschichtigen Signals (414) basierend auf dem vierschichtigen Signal (412), das durch den Dekorrelationsfilter (406) gefiltert wird, zu detektieren; und eine Auswahlvorrichtung (404), die konfiguriert ist, um basierend auf einer Metrik eine erste Schicht des vierschichtigen Signals (412) zur Teilung in das einschichtige Signal (414) auszuwählen und um eine zweite Schicht, eine dritte Schicht und eine vierte Schicht des vierschichtigen Signals (412) zur Teilung in das dreischichtige Signal (416) auszuwählen; worin die Metrik von Leistungsniveaus oder Kanalorthogonalitäten der Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals (202) abhängt.
Funkempfänger (400) nach Anspruch 16, worin der Dekorrelationsfilter (406) konfiguriert ist, um die Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen R_NI gemäß den folgenden Beziehungen abzuleiten: $y = H P_{1} s_{1} + H [P_{2} P_{3} P_{4}] [\begin{array}{l} s_{2} \\ s_{3} \\ s_{4} \end{array}] + n; R_{N} = σ^{2} I$
$R_{N I} = H [P_{2} P_{3} P_{4}] {[P_{2} P_{3} P_{4}]}^{H} H^{H} + R_{N}$
oder $R_{N I} = E {y y^{H}} - H P_{1} P_{1}^{H} H^{H} = R_{y y} - H P_{1} P_{1}^{H} H^{H}$
mit $R_{N I} = W^{- 1} W^{- H},$
wobei y das vierschichtige Signal ist, s₁ die erste Schicht, s₂ die zweite Schicht, s₃ die dritte Schicht und s₄ die vierte Schicht des vierschichtigen Signals ist, P₁ eine Vorcodierungsmatrix der ersten Schicht, P₂ eine Vorcodierungsmatrix der zweiten Schicht, P₃ eine Vorcodierungsmatrix der dritten Schicht und P₄ eine Vorcodierungsmatrix der vierten Schicht ist, H eine Kanalmatrix ist und R_N eine Rauschmatrix ist.
Funkempfänger (400) nach Anspruch 17, worin die Detektierungsstufe (408) konfiguriert ist, um das vierschichtige Signal y, das durch den Dekorrelationsfilter (406) mit einem Detektierungsfilter des minimalen mittleren quadratischen Fehlers (MMSE) G_MMSE gefiltert wird, gemäß der folgenden Beziehung zu filtern: $G_{M M S E} = P_{1}^{H} H^{H} W^{H} {(W H P_{1} P_{1}^{H} H^{H} W^{H} + R_{N})}^{- 1} .$
Verfahren (800) zum Detektieren einer Schicht eines mehrschichtigen Signals (810), wobei das Verfahren Folgendes umfasst: das Empfangen (801) eines mehrschichtigen Signals (810), das eine Vielzahl an Schichten umfasst; das Aufteilen (802) der Vielzahl an Schichten in eine erste Untergruppe (811a) und eine zweite Untergruppe (811b); das Filtern (803) des mehrschichtigen Signals (810) basierend auf einer ersten Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen, die von den Schichten der zweiten Untergruppe (811b) stammt; das Detektieren (804) von zumindest einer Schicht der ersten Untergruppe (811a) basierend auf dem mehrschichtigen Signal (810), das durch die erste Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen gefiltert wird; und das Auswählen basierend auf einer Metrik von einer ersten Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals (202) zur Aufteilung in die erste Untergruppe (204) und einer zweiten Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals (202) zur Aufteilung in die zweite Untergruppe (206); worin die Metrik von Leistungsniveaus oder Kanalorthogonalitäten der Vielzahl an Schichten des mehrschichtigen Signals (202) abhängt.
Verfahren (800) nach Anspruch 19, ferner umfassend: das Filtern (803) des mehrschichtigen Signals (810) basierend auf einer zweiten Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen, die von den Schichten der ersten Untergruppe (811a) stammt; und das Detektieren (804) von zumindest einer Schicht der zweiten Untergruppe (811b) basierend auf dem mehrschichtigen Signal (810), das durch die zweite Kovarianzmatrix von Rauschen und Störungen gefiltert wurde.