CN100558090C - 在固定无线接入系统中预编码争用字 - Google Patents

Abstract

一种固定无线接入通信系统包括接入点和多个用户单元。每个用户单元(502)通过在争用时隙期间向接入点传送争用字，向接入点竞争接入通信信道。所述争用字被预失真以补偿所述传输信道的信道冲激响应，使得接入点能不使用均衡地解码所述争用字。可包括微处理器的控制单元(512)将所述预失真的争用字(a)载入存储器(520)，并在用户单元(502)希望请求传输信道传送数据给接入点时，使所存储的预失真争用字(a)在争用时隙期间应用于发射机(508)。

Description

在固定无线接入系统中预编码争用字

技术领域

本发明涉及包括接入点和多个用户单元的固定无线接入通信系统。本发明还涉及用于这种系统中的接入点和用户单元。本发明进一步涉及这种系统中的通信方法。

背景技术

宽带无线信道要遭受多路径传播的影响，这导致了在高数据率下的符合间干扰(ISI)。对于固定无线接入(FWA)系统和诸如HIPERLAN的无线LAN而言，发射机和接收机之间的视距(LOS)路径可能要被阻碍，导致严重的多路径传播，且在信道频率响应中有零位(null)。通常对于单载波系统而言，在链路的每一端使用均衡器以便从接收信号中去除ISI。在诸如FWA的点到多点(PMP)网络中，有多个终端或用户单元(SU)与单个节点或接入点(AP)通信。

在下行链路上，每个用户单元只从单个AP接收数据，因此，其均衡器只需处理单个信道冲激响应。此外，每个用户单元能从接入点接收传送给所有其他用户单元的广播传送，因此有许多训练数据和足够的时间来训练用户单元处的均衡器。在上行链路上，接入点必须能够快速接连地接收来自多个用户单元的数据突发，每个突发通过一个不同的多路径信道到达。因此，接入点必须对来自不同用户单元的每一个突发快速地重新训练其均衡器，这需要密集处理以及用于训练符号和训练延迟的大的开销。“热启动”通过在接入点处的查询表中存储一组对应于每个用户单元的均衡器系数可以避免重复训练。当来自一个特定用户单元的突发按计划到达接入点时，均衡器系数从查询表被载入均衡器，使得不用重复训练就能够解码数据突发。

困难因随机接入时隙而出现，在随机接入时隙期间，任何一个用户单元都可以通过向接入点传送接入请求(争用突发)随机地请求信道接入。这种请求机制是基于分隙ALOHA的。在接入点无碰撞地被接收的争用突发被识别为有效接入请求，然后接入点向该请求的用户单元分配上行链路数据容量。在这些随机接入时隙期间，接入点无法预先了解哪个用户单元正在传送争用突发，因此无法使用来自查询表的均衡器系数。此外，争用突发通常非常短，而且在接入点需要快速回转。这意味着没有多少可用时间来重复训练AP处的均衡器，而且只有有限的训练数据。已经显示，多路径干扰极大地降低了诸如ALOHA的随机接入协议的效率。

对该问题的一个解决方案是，对于每个用户单元在传送之前预编码其争用突发，使得该争用突发无失真地到达接入点。然而遗憾的是，许多预编码方案都不适合于宽带无线信道，因为在这些信道的频率响应中有零位。线性均衡器无法简单地处理这些信道，这是因为在频域中在零位处出现噪声增强，而且线性预编码器也存在同样的问题。非线性预编码器避免了零位处的噪声增强，但在信道不在最小相位时倾向于不稳定，而且需要某种形式的限制操作来保持预编码器稳定。非线性预编码器的缺陷是在接收机需要额外的处理来去除发射机稳定化操作的影响。

在技术文献中所描述的预编码器通常使用一个滤波器(或多个滤波器的组合)来使信道冲激响应逆向，使得任何传送信号，在预编码和通过信道后，被无失真地在接收机接收。预编码器传输函数F是信道传输函数H的逆，使得FH＝1。信道冲激响应(CIR)的所有根都必须通过F的对应根来消去。因此，在发射机处的任何一个任意数据序列x在接收机被无失真地接收。困难在于位置靠近Z平面上的单位圆的CIR根很难合成。

发明内容

在本发明的第一方面，提供一种固定无线接入(FWA)通信系统，该系统包括接入点和多个用户单元，每个用户单元传送预定的数据序列，该系统还包括：用于确定每个用户单元和所述接入点之间的上行信道的冲激响应的装置；用于生成数据以从用户单元传送到所述接入点的装置，所述数据包括被预失真以补偿在所述用户单元和所述接入点之间的所述上行信道的所述信道冲激响应的所述预定数据序列；用于在所述用户单元内存储所述预失真的预定数据序列的装置；以及用于在期望将所述预定序列传送给所述接入点时从所述用户单元向所述接入点传送所述存储的序列的装置。

在根据本发明的系统中，所述传送的数据字被修正，以便当通过所述预解码器和多路径信道时原始数据字被无失真地接收。组合修正所述数据字和预编码的两个操作为一个操作。实际上，这意味着为待传送的唯一数据字专门设计预编码器系数。尽管这对于随机数据的传送不是非常有用，但对从用户单元到接入点的争用字的上行传送具有特殊应用。在这种情况下，每个用户单元传送一个该用户单元所特有的单个唯一争用字，而且不对其作改变。这意味着设计一种专门对每个用户单元所使用的争用字进行优化的预编码器是可行的。

用于确定上行信道的冲激响应的装置可包括用于从所述用户单元向所述接入点传送具有良好的自相关特性的训练数据序列的装置，所述训练数据序列对所述接入点是已知的，以及用于从所述接收的数据序列中推导出信道冲激响应的装置。所有用户单元都可以传送相同的训练数据序列。

所述接入点可以设置为，向每个用户单元传送各自的上行信道冲激响应和唯一的争用字，该争用字为所述预定的数据序列，用于生成所述预失真的争用字的装置位于所述用户单元内。

作为选择，所述接入点可以设置为，为所述用户单元分配唯一的争用字，从所述上行信道冲激响应中计算预失真的争用字，所述预失真的争用字使得它在从所述用户单元被传送时，所述接入点能够不使用均衡地解码该预失真争用字，以及向用户单元传送所述预失真的唯一争用字。

所述用户单元可包括用于均衡所述接入点和所述用户单元之间的下行信道的均衡器，而且该确定装置可包括用于将具有良好的自相关特性的训练数据序列从所述用户单元传送到所述接入点的装置；用于将所述接收的训练数据序列从所述接入点重新传送到所述用户单元的装置；以及位于所述用户单元之内，用于从所述接收的重新传送的训练数据序列中推导出所述上行信道冲激响应的装置。

用于生成所述数据序列以便从所述用户单元传送到所述接入点的装置包括用于利用摩尔(Moore)-彭罗斯(Penrose)伪-逆(pseudo-inverse)算法或奇异值(singular-value)分解(SVD)算法，从所述上行信道冲激响应和所述预定的数据序列中计算所述预失真的预定数据序列的处理器。

本发明另外提供一种用于这种固定无线接入系统的用户单元：该用户单元包括用于通过上行信道向接入点传送具有良好的自相关特性的训练序列的装置；用于以预失真的形式存储从所述接入点接收的唯一争用字的装置，所述预失真形式使得能补偿所述上行信道的冲激响应；以及用于将所述预失真的争用字传送到所述接入点以便请求接入一个传输信道的装置。

所述用户单元可设置成通过所述下行信道从所述接入点接收所述争用字，以及接收根据从所述用户单元传送的所述训练序列在所述接入点计算的上行信道冲激响应：该用户单元包括用于从所述接收的争用字和信道冲激响应中计算预失真的争用字的装置，所述预失真的争用字使得能补偿所述上行信道的冲激响应，使得所述接入点能以不需要使用均衡就能解码的形式接收所述争用字；以及用于在存储器中存储所述计算的预失真争用字的装置。

在一个可选实施例中，所述用户单元可设置成，接收一个唯一争用字和以所述接入点接受的形式由所述接入点重新传送的训练序列。在此情况下，所述用户单元可包括用于从所述接收的重新传送的训练序列中确定所述上行信道冲激响应的装置；用于利用所述唯一争用字和所述确定的上行信道冲激响应计算一个预失真的争用字，使得在通过所述上行信道重新传送所述预失真的争用字时，所述接入点能够不使用均衡地解码该争用字；以及用于在存储器中存储所述计算的预失真争用字的装置。

本发明另外提供一种用于固定无线接入系统的接入点，所述接入点包括用于从用户单元接收具有良好的自相关特性的训练数据序列的装置；用于为所述用户单元分配一个唯一争用字的装置；用于从所述接收的训练数据序列中计算所述用户单元和所述接入点之间的上行信道冲激响应的装置；用于从所述计算的上行信道冲激响应和所述分配的争用字中生成一个预失真的争用字的装置；以及用于将所述预失真的争用字传送到所述用户单元的装置。

该生成装置包括用于利用摩尔-彭罗斯伪-逆算法或奇异值分解(SVD)算法，从所述上行信道冲激响应和所述争用字中生成所述预失真的争用字的处理器。

作为选择，用于该固定无线接入系统的接入点可包括用于从用户单元接收具有良好的自相关特性的训练数据序列的装置；用于为用户单元分配一个唯一的争用字的装置；以及用于连同所述唯一争用字一起传送所述接收的训练数据序列的装置。

在本发明的另一方面，提供一种在固定无线接入系统通过具有信道冲激响应的传输信道从用户单元中的发射机向接入点中的接收机传送一个预定的数据序列的方法，该方法包括步骤：

a)确定所述信道冲激响应；

b)利用所述确定的信道冲激响应预失真所述预定的数据序列，使得所述预定的数据序列在通过所述信道传送并在所述接收机被接收时，能够不使用均衡地被解码；以及

c)在所述用户单元的存储器中存储所述预失真的数据序列。

我们的待审英国专利申请No.0118288.0(43199)公开了一种用于预失真预定的数据序列以补偿在其上将传输所述预定的数据序列的信道的冲激响应的方法，该方法包括步骤：

利用第一发射机在所述信道上传送无预编码的所述预定数据序列，

利用第一接收机接收所述预定的数据序列，以及利用被局限于优化专用于所述预定序列的均衡器的算法均衡所述接收信号，使得所述数据序列能被解码；

确定使所述均衡器能均衡所述接收的数据序列所需的均衡器系数；

将所述确定的均衡器系数应用到第二发射机；

利用所述第二发射机向第二接收机传送所述均衡器系数；

在所述第二接收机接收所述均衡器系数；以及

当所述预定序列随后被传送时，将所述接收的均衡器系数载入所述第一发射机中的预编码器，使得所述预定序列以适合于在所述第一接收机无均衡地编码的形式在所述第一接收机被接收。

我们的待审的英国专利申请No.0201738.2(43653)公开了一种用于预失真预定的数据序列以补偿在其上将传输所述预定的数据序列的信道的冲激响应的方法，该方法包括步骤：

利用第一发射机通过所述信道传送无预编码的所述数据序列；

利用第一接收机接收所述预定的数据序列，以及利用被局限于优化专用于所述预定序列的均衡器的算法均衡所述接收信号，使得所述数据序列能被解码；

确定使所述均衡器能均衡所述接收的数据序列所需的均衡器系数；

将所述确定的均衡器系数应用于第二发射机；

利用所述第二发射机将所述均衡器系数传送到第二接收机；

在所述第二接收机接收所述均衡器系数；

形成所述预失真的预定数据序列并将其存储到存储器中；以及

随后传送所述存储的预失真的预定数据序列，使得其以适合于在所述第一接收机无均衡地解码的形式在第一所述接收机被接收。

在上面引用的这两个应用中，所述预定数据序列必须被无预编码地传送以确定所述上行信道冲激响应。相反，在本发明中不必传送所述预定数据序列，而是具有良好的自相关特性的任何数据序列都可以使用，只要该序列对于所述接入点是已知的。尤其是所有的用户单元都可以使用同一个序列，使得能简化接入点，即不必为用户单元分配一个序列以便能确定上行信道冲激响应。

步骤a)可包括以下步骤：

d)从所述用户单元向所述接入点传送一个训练序列；以及

e)从所述接收的训练数据序列中计算信道冲激响应。

步骤e)可以在接入点执行而且进一步包括以下步骤：

f)从所述接入点向所述用户单元传送所述计算的信道冲激响应；以及

g)从所述接入点向所述用户单元传送所述预定的数据序列。

步骤b)和e)可以在接入点执行，并且进一步包括从所述接入点向所述用户单元传送所述预失真的预定数据序列的步骤。

这使得能够降低用户单元的复杂度，因为所述预失真的争用字的生成传送在接入点。显然，在许多系统中，存在比接入点要多得多的用户单元，因此，降低用户单元的复杂度，由此降低成本能够使系统成本降低。

该方法可包括从所述接入点向所述用户单元重新传送所述训练数据序列的步骤，其中步骤e)在所述用户单元执行。

步骤b)可以通过利用摩尔-彭罗斯伪-逆算法或奇异值分解(SVD)算法，从所述预定的数据序列和所述信道冲激响应中生成所述预失真的预定数据序列来执行。

附图说明

通过以下参照附图，通过举例对本发明的实施例进行描述，将清除本发明的上述以及其他特征和优点，其中：

图1以方框图的形式示出了已知形式的一般固定无线接入通信系统；

图2以方框图的形式示出了根据本发明的固定无线接入系统；

图3以方框图的形式示出了用于图2的系统中的根据本发明的用户单元的一个实施例；

图4以方框图的形式示出了用于图2的系统中的根据本发明的接入点的一个实施例；

图5示出了上行和下行帧，尤其示出了争用字时隙；

图6是示意为用户单元建立争用字的方法的流程图；

图7示意了在争用字从用户单元到接入点的传输中在不同点的形式；

图8示意了争用字的一种形式。

具体实施方式

如图1所示，一种已知的固定无线接入通信网络包括一个接入点1和多个用户单元2-1，2-2至2-N，每个用户单元通过下行信道h_1-1，h_1-2到h_1-N以及上行信道h_2-1，h_2-2至h_2-N与接入点相连。如同在引言中说明的那样，每一个这些信道都要遭受多路径干扰，而且每个信道都将具有其自己的信道冲激响应。通常，用户单元能够听到来自接入点的所有下行传输，因此有很多时间来训练均衡器以去除符号间干扰。然而，在上行方向上，每个用户单元利用时分多路复用协议通过独立的信道向接入点传送信息。因此，位于接入点1处的均衡器的特性必须为来自用户单元的每一个传输进行改变，因为来自不同用户单元的传输的信道冲激响应都将不同。在正常的数据传输期间，这可通过根据哪个用户单元已经分配了所述特定的上行传输时隙，切换查询表中存储的均衡器系数来实现。也就是说，接入点知道哪个用户单元在任何一个特定时间进行传送，而且能利用存储适当的抽头(tap)系数的查询表预置其均衡器特性。这些均衡器特性已经利用先前传输上的训练序列来确定，以便均衡在所期望的用户单元和接入点之间的信道上的特定信道冲激响应。然而，在争用时隙期间，接入点不知道哪个用户单元正试图与之通信。因此必须对每个传输训练该均衡器，因为该均衡器对哪个传输信道正在被使用以及它们的特性并没有在先了解。由于用户单元必须在该争用时隙内传送训练序列以便使接入点能训练其均衡器，因此，这就造成了很大的开销。

前面已经指出，人们已经知道预编码器可以用于在传输之前使信道冲激响应逆向。这些预编码器使用某种滤波器或滤波器的组合来将信道冲激响应逆向，使得任何一个传送信号，在预编码和通过信道之后，在接收机被无失真地接收。预编码器传输函数F是信道传输函数H的逆，因此FH＝1。因此，在发射机处的任何一个任意的数据序列输入在接收机被无失真地接收。这对于所有的输入序列都适用。

在我们的待审的英国专利申请No.0106604.2(42559)中，利用一种线性预编码器来避免与非线性预编码器相关的稳定性问题。除了落在z平面的单位圆上的那些根以外，线性预编码器去除信道冲激响应的所有根。根旋转方法与脉冲定位调制相结合被用于从信道冲激响应去除临界零值(单位圆上的零值)。实际上，输入数据字被修正以去除预编码器所不能去除的信道冲激响应的那些零值。该方法的难点在于一些信道包含根旋转方法的去除能力之外的多个临界零值。

如同在我们的待审申请中提出的那样，希望对争用字采用预均衡(预编码)，但期望有一种更为健壮的方法来处理信道冲激响应的多个临界零值落在或靠近z平面上的单位圆的情况。

图2以方框图的形式示出了可以实施本发明的一种固定无线接入系统。图2所示的系统包括一个接入点501和多个用户单元502-1，502-2至502-N，接入点501和用户单元502之间的传输是借助时分多路复用，频分双工协议实现的。也就是说，接入点以一个载频向用户单元传送数据，并利用一个不同的载频接收来自每个用户单元的传送，用户单元都以相同的载频进行传送，但是处于时分多路复用形式。因此，所有的用户单元，即使在不同的信道上，都在同一个载频上从接入点接收下行链路数据。也就是说，下行信道h_1-1，h_1-2至h_1-N将具有不同的信道冲激响应，但将连续接收来自接入点的传送，即使这些传送不是专门定址于该用户单元的。接入点501将通过上行信道h_2-1，h_2-2至h_2-N接收来自用户单元的传送。每一个这些信道都将具有不同的信道冲激响应，而且这些传送将是时分多路复用的，使得接入点能依次从每个用户单元接收数据突发。由于用于上行和下行传输的载频不同，下行信道冲激响应h_1-1至h_1-N与对应的上行信道响应h_2-1至h_2-N不同。由于所有用户单元都有足够的时间来均衡接入点和各个用户单元之间的信道特性，因此接入点所传送的数据没有被预编码。这是因为用户单元通常将接收所有来自接入点的传送并且接入点的传送相对连续。因此，每个用户单元将包含一个均衡器以便从接入点的传送中去除符号间干扰，而且该均衡器有足够的时间对信道特性进行训练。在上行方向，来自用户单元的传送在传送之前被预编码以补偿用户单元和接入点之间的信道冲激响应。这是因为接入点在均衡来自所有不同用户单元的信道时将会遭受严重的信号处理负担。这种信号处理必须在短时间内完成，否则传输开销将变得过度。

图3以方框图的形式示出了可以实施本发明的用户单元502的一个实施例。用户单元502与天线506相连，通过天线506实现与接入点501的通信。从接入点501传送的数据通过天线506被传递到接收机507的输入端。接收机507的输出被馈送到均衡器509的输入端，均衡器509的输出端与解码器510的输入端相连。解码器510的输出端提供用户单元502的数据输出511。解码器的输出还馈送给控制单元512的输入端，控制单元512控制用户单元502的操作。控制单元512通常包括一个具有相关数据和程序存储器的处理器。数据输入端513与编码器514的输入端相连，编码器514编码待传送给接入点501的数据并在控制单元512的控制之下将其组装为适当的数据帧。编码器514的输出被馈送给预编码器516的输入端，预编码器516预编码该数据以补偿对接入点501的上行信道冲激响应。预编码器516受控制单元512的控制，使得其能够以至少部分补偿上行链路数据信道的冲激响应的方式预编码该数据。应指出，预编码器516被用于一般的数据传输，而且只部分预编码数据，使得在接入点对一般数据某种均衡是必要的。在传送争用字时不使用预编码器516。争用字是一个预定数据序列，根据本发明，其能够在用户单元被充分的预编码以便能够在接入点不使用任何均衡地在接入点进行解码。预编码器516的输出被馈送到开关装置515的第一输入端，开关装置515的输出端与发射机508的输入端相连。发射机的输出端与天线506相连，使得数据能够从用户单元502传送到接入点501。

用户单元进一步包括其中存储了预失真争用字的存储器520。争用字被用户单元用来请求分配一个传输信道，使得用户单元能向接入点传送数据。控制单元512将预失真的争用字载入存储器520。利用分配给用户单元的争用字和上行信道冲激响应来计算该预失真的争用字。

当用户单元希望请求接入一个传输信道时，控制单元512使该预编码的争用字从存储器中读出并被施加到开关装置515的第二输入端。存储器520的输出被馈送到开关装置515的第二输入端，而且控制单元将控制开关装置515，使得来自存储器520的第二输入被传递到其输出端，以在用户单元希望请求一个传输信道时，在争用期间被施加到发射机508的输入端。

图4以方框图的形式示出了可以实施本发明的接入点501的一个实施例。天线530与接入点501耦合并被连接到接收机531的输入端。接收机531的输出端通过开关装置533连接，开关装置533的第一输出端与均衡器536的输入端耦合，均衡器536可以采用判决反馈均衡器的形式，开关装置533的第二输出端与旁路线路537耦合。接收机531的输出端被进一步连接到相关器和信道估计器534的输入端，相关器和信道估计器534建立正确的时序并为控制单元540提供时序信息和信道估计。控制单元540通常包括微处理器和相关的程序和数据存储器。均衡器536和旁路线路537的输出端与解码器538的输入端相连。解码器538的输出被馈送到接入点501的数据输出端539以及控制单元540的输入端。控制单元540具有一个输出端，其控制开关装置533选择在解码从用户单元传送的数据时使用旁路线路537还是均衡器536。控制单元540还将数据输入到查询表541，查询表541可以采用读写存储器的形式，并控制将读出的数据送入到均衡器536，使得根据此时哪个用户单元向接入点传送数据来设置适当的均衡器抽头。输入端542接收数据用于传送并与编码器543的输入端相连，编码器543的输出被馈送到发射机532的输入端。编码器543受来自控制单元540的输出的控制，这使得数据能够被解码和组装为适当的帧结构。

图5示出了下行(接入点到用户单元)以及上行(用户单元到接入点)传输帧。下行帧200包括初始同步序列202和数据字段203。还传输争用分配数据字段201-1至201-3，以便为各个用户单元识别什么时候它们是分配用于通过上行信道传送数据到接入点的数据时隙。显然，一个帧中的争用分配数据字段的数量可以大于或小于3。

上行帧210包含争用时隙211-1至211-3，在这些时隙期间，用户单元可以向接入点传送一个争用字以请求传输时间。上行帧还包括数据字段213，该字段被接入点分配给特定的用户单元，以基于用户单元所发出的争用请求向接入点传送一般数据。

本领域的技术人员清楚，在数据字段213期间，接入点将知道哪个用户单元正在传送，因为接入点将各个数据字段213分配给被选择的用户单元。因此，接入点了解该信道冲激响应并能使用具有所存储的预置特性的均衡器来帮助解码数据。然而在争用时隙211-1至211-3期间，接入点不了解信道特性，因为直到其解码了用户单元传送的争用字后才会了解到该信道特性。因此，在根据本发明的系统中，争用字被全部预编码，使得在接入点不需要均衡来解码数据字，但一般数据可能只用接入点出现的某种均衡来部分预编码，因为对于一般数据来说，接入点对上行信道冲激响应有一些了解。

图6是示意争用字是如何在如图2所示的系统中建立的流程图。注册过程(功能块601)的第一阶段可遵循在我们的待审的英国专利申请No.0113887.4(42557)和0113888.2(43066)或本领域的其他技术中描述的过程。为了使用户单元请求上行传输时间，必须首先利用争用时隙来争用信道接入。用户单元注册的最后阶段涉及为该特定的用户单元建立该争用过程，如图6的流程图所示。在功率控制初始化和下行均衡器设置的首次注册步骤之后，例如如上面引用的两个专利申请所示，接入点向用户单元传送一个唯一的用户单元标识符，以用于在将来的所有通信中识别该用户单元。在我们的待审的英国专利申请No.0113888.2(43066)中公开了一种过程，其中通过利用从用户单元传送到接入点的测试争用字来计算该争用字，测试争用字已经被接入点预先分配给用户单元。在根据本发明的系统中，需要估计上行链路信道而不需要从用户单元传送的测试争用字。在时分双工系统的情况下，用户单元可以只是基于来自接入点的下行传输进行信道估计。然而在频分双工系统的情况下，上行和下行信道不能假定为与接入点相同，接入点必须基于从用户单元接收的数据进行信道估计。这是基于以英国专利申请No.0113888.2(42066)中的测试争用字的类似方式通过用户单元传送的没有预编码的已知训练序列。然而，该训练序列在这种情况下不必与争用字相同。其可以仅仅是用户单元和接入点都知道的具有良好的自相关特性的任何数据序列。

图6示意了生成预失真争用字的三种可能方法。在第一种方法中，第一步骤是估计上行信道冲激响应，如功能框602所示。下面将说明可以实现这种信道估计的方法。在估计了上行信道冲激响应之后，接入点501利用上行信道冲激响应和分配给特定用户单元502的争用字计算预失真争用字。这在步骤603示意。在计算了预失真争用字之后，接入点501向用户单元502传送用户单元标识符连同该预失真争用字，如步骤603所示。当用户单元502接收到来自接入点501的预失真争用字时，其在存储器520中存储所接收的预失真争用字。这在步骤605示意。用户单元502借助相关的用户单元标识符识别该预失真争用字被分配给了自己。最后步骤606是确认争用字已经被接收而且当前已经建立了争用。

在第二种方法中，接入点501在步骤602再次估计上行信道冲激响应，但接入点在步骤610向用户单元传送用户单元标识符，争用字以及信道冲激响应。然后在步骤611，用户单元利用该争用字和上行信道冲激响应计算预失真争用字。用户单元接着遵循第一种方法的处理过程并将该预失真争用字存储在存储器520中。

在第三种方法中，接入点501向用户单元502重新传送其接收的训练序列的样本连同用户单元标识符以及接入点501已经分配给该特定用户单元502的争用字，而不是估计上行信道冲激响应。这在步骤620示意。步骤621是用户单元从接收训练序列的重新传送样本中估计上行信道冲激响应。下一步骤622是用户单元从接入点重新传送的训练序列中计算上行信道冲激响应并预失真接入点已经分配给它的争用字。第三种方法然后进入步骤605，而且该预失真争用字现在被存储在存储器520中，在步骤606以与第一和第二种方法相同的方式确认争用字的建立。

为了计算预失真争用字，首先计算上行链路信道h＝[h₁h₂..h₁]^T。这在第一和第二种方法中是步骤602，而在第三种方法中是步骤621。一种方法是利用最小二乘法以摩尔-彭罗斯伪-逆(MPPI)算法的形式求解公式Xh＝y，其中y是在通过信道传输后接收的训练序列样本的序列，而X是从已知的训练序列构成的如下的矩阵：

$X=\left[\begin{array}{cccc}{x}_N& x_{N-1}& \·\·\·& x_1\\ x_{N+1}& x_N& \·\·\·& x_2\\ \·& \·& & \·\\ \·& \·& & \·\\ \·& \·& & \·\\ x_{2N-1}& x_{2N-2}& \·\·\·& x_N\end{array}\right]$

MPPI算法可用于如下计算h:h＝X^-#y，其中X^-#＝(X^＊TX)^-1.X^＊T。

利用诸如RLS或LMS的递归算法，或者仅仅利用作用于接收的训练序列样本的相关器也可以获得信道估计h。然而，利用MPPI等式计算的最小二乘解是当前优选的方法。

一旦获得了上行链路信道估计h，则使用MPPI算法来求解最佳的预失真序列a，以在用户单元传送，目的是在接入点接收未失真争用字c。这在第一种方法中是步骤603，在第二种方法中是步骤611，而在第三种方法中是步骤622。该预失真(预编码)的争用字a，在通过信道时在接收机产生原始争用字c，可通过如下方式来计算：

c＝Ha                                (1)

其中：

c＝[c₁，c₂，…，c_K]^T＝原始争用字。

H是大小为kxN的上三角信道矩阵

$H=\left[\begin{array}{cccccccc}{h}_L& h_{L-1}& \·\·\·& h_1& 0& 0& \·\·\·& 0\\ 0& h_L& \·\·\·& h_2& h_1& 0& \·\·\·& 0\\ \·& \·& & \·& \·& \·& & \·\\ \·& \·& & \·& \·& \·& & \·\\ \·& \·& & \·& \·& \·& & \·\\ 0& 0& \·\·\·& 0& 0& h_L& \·\·\·& h_1\end{array}\right]$

α＝[α₁，α₁，...，α_M]^T＝长度为M的预编码争用字的核心(kernel)。

至少与CIR同样长的循环前缀被添加到α中以形成长度N＝(M+L)的a。

a＝[α_M-L+1，α_M-L+21，…，α_M，α₁，α₂，...，α_M]^T                    (2)

L＜K＜M

公式(1)可以根据α而不是根据a来改写：

c＝Ωα                                                                 (3)

其中：

$\mathrm{\Ω}=\left[\begin{array}{cccccccccc}{h}_1& 0& \·\·\·& 0& 0& h_L& h_{L-1}& \·\·\·& h_3& h_2\\ h_2& h_1& \·\·\·& 0& 0& 0& h_L& \·\·\·& h_4& h_3\\ \·& \·& & \·& \·& \·& \·& & \·& \·\\ \·& \·& & \·& \·& \·& \·& & \·& \·\\ \·& \·& & \·& \·& \·& \·& & \·& \·\\ 0& 0& \·\·\·& h_L& h_{L-1}& h_{L-2}& h_{L-3}& \·\·\·& h_1& 0\\ 0& 0& \·\·\·& 0& h_L& h_{L-1}& h_{L-2}& \·\·\·& h_2& h_1\end{array}\right]$

α＝Ω^-#c＝(Ω^＊TΩ)^-1Ω^＊Tc

其中Ω^-#是Ω的摩尔-彭罗斯伪-逆(MPPI)。预编码的争用字α的核心接着被循环扩展以在接入请求时隙传输之前形成全部预编码的争用字a。

由于Ω是循环矩阵，用于计算α的一种可选方法(提供更好的数值特性)将使用如下的奇异值分解(SVD)：

Ω＝Q₁ΛQ₂ ^＊T

(Ω的奇异值分解)，因此该伪-逆被如下计算：

Ω^-#＝Q₂Λ^-#Q₁ ^＊T

矩阵Q₁和Q₂是单位矩阵，Λ是对角矩阵：Λ＝diag[λ₁，...，λ_N]，其逆为

图7示出了由用户单元SU传送并应用于上行信道h的争用字a的形式，在通过上行信道h传输后在接入点AP的接收序列的形式，以及在接入点AP的输出端的解码争用字c的形式。

图8示出了在本实施例中使用的争用字的形式，该争用字包括同步字段sync，用于该特定用户单元的唯一标识符SU-ID，以及用于检错和/或纠错的循环冗余码。显然，该争用字的形式不同于图8所示的形式，这仅仅是一种适当的争用字的一个例子，对于本领域的技术人员来说，显然存在其他许多形式。

Claims (21)

1.一种固定无线接入FWA通信系统，所述通信系统包括接入点和多个用户单元，每个用户单元传送预定的数据序列，

所述通信系统还包括：

用于确定每个用户单元和所述接入点之间的上行信道的冲激响应的装置；

用于生成从用户单元传送到所述接入点的数据序列的装置，所述数据包含用以补偿在所述用户单元和所述接入点之间的上行信道的信道冲激响应的预失真后的预定数据序列；

用于在所述用户单元中存储所述预失真后的预定数据序列的装置；以及

用于在期望将所述预定数据序列传送给所述接入点时，从所述用户单元向所述接入点传送所述存储的序列的装置；

其中所述用于确定上行信道的冲激响应的装置包括：

用于从所述用户单元向所述接入点传送具有良好自相关特性的训练数据序列的装置，所述训练数据序列对所述接入点来说是已知的，以及

用于从所接收的训练数据序列中推导出所述信道冲激响应的装置。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所有用户单元都传送相同的训练数据序列，使得它们各自的上行信道冲激响应能够被确定。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述接入点被设置为向每个用户单元传送各自的上行信道冲激响应和唯一的争用字，所述争用字为所述预定的数据序列，并且用于生成预失真后的争用字的装置位于所述用户单元中。

4.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述接入点被设置成：

为所述用户单元分配唯一的争用字，

根据所述上行信道冲激响应计算预失真后的争用字，所述预失真的争用字使得它在从所述用户单元被传送时，所述接入点能够不使用均衡而解码所述预失真的争用字，以及

向所述用户单元传送所述预失真后的唯一争用字。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述用户单元包括用于均衡所述接入点和所述用户单元之间的下行信道的均衡器，

所述确定装置还包括：

用于将所述接收的训练数据序列从所述接入点重新传送到所述用户单元的装置；以及

位于所述用户单元中的、用于从所述接收的重新传送的训练数据序列中推导出所述上行信道冲激响应的装置。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述预定数据序列是所述系统中对每个用户单元唯一的争用字。

7.根据权利要求1、2、5或6所述的系统，其中所述用于生成从用户单元传送到接入点的数据序列的装置包括：

用于利用摩尔-彭罗斯伪-逆算法，根据所述上行信道冲激响应和所述预定数据序列计算所述预失真后的预定数据序列的处理器。

8.一种用户单元，用于根据权利要求1-7中任何一项所述的固定无线接入系统中，

所述用户单元包括：

用于通过上行信道向接入点传送具有良好自相关特性的训练数据序列的装置；

用于以预失真的形式存储从所述接入点接收的唯一争用字的装置，所述预失真形式能够补偿所述上行信道的冲激响应；以及

用于将所述预失真后的争用字传送到所述接入点以便请求接入传输信道的装置。

9.根据权利要求8所述的用户单元，当用于具体根据权利要求4所述的系统时，被设置成通过下行信道从所述接入点接收所述预失真后的争用字。

10.根据权利要求8所述的用户单元，当用于具体根据权利要求3所述的系统时，被设置成通过下行信道从所述接入点接收所述争用字，并且接收根据所述用户单元传送的训练数据序列在所述接入点计算的上行信道冲激响应，

其中所述用户单元还包括：

用于根据所述接收的争用字和信道冲激响应计算预失真后的争用字的装置，所述预失真后的争用字能够补偿所述上行信道的冲激响应，以便所述接入点能以不需要使用均衡就能解码的形式接收所述争用字；以及

用于在存储器中存储所述计算的预失真争用字的装置。

11.根据权利要求10所述的用户单元，其中所述计算装置包括用于根据接收的重新传送的训练数据序列，计算所述上行信道的冲激响应的处理器。

12.根据权利要求8所述的用户单元，当用于具体根据权利要求5所述的系统时，被设置成接收唯一争用字和由所述接入点以该接入点接收的形式重新传送的训练数据序列，

所述用户单元包括：

用于根据所述接收的重新传送的训练数据序列，确定所述上行信道冲激响应的装置；

用于利用所述唯一争用字和所述确定的上行信道冲激响应计算预失真的争用字，使得在通过所述上行信道传送所述预失真的争用字时，所述接入点能够不使用均衡而解码所述争用字的装置；以及

用于在存储器中存储所述计算的预失真争用字的装置。

13.根据权利要求10-12中任何一项所述的用户单元，其中所述用于计算预失真的争用字的装置包括：

利用摩尔-彭罗斯伪-逆算法，根据所述上行信道冲激响应和所述接收的争用字计算所述预失真的争用字的处理器。

14.一种接入点，用于根据权利要求4所述的固定无线接入系统中，

所述接入点包括：

用于从用户单元接收具有良好自相关特性的训练数据序列的装置；

用于为所述用户单元分配唯一争用字的装置；

用于根据所述接收的训练数据序列，计算所述用户单元和所述接入点之间的上行信道冲激响应的装置；

用于根据所述计算的上行信道冲激响应和所述分配的争用字，生成预失真后的争用字的装置；以及

用于将所述预失真后的争用字传送到所述用户单元的装置。

15.根据权利要求14所述的接入点，其中所述生成装置包括：

用于利用摩尔-彭罗斯伪-逆算法，根据所述上行信道冲激响应和所述争用字生成所述预失真后的争用字的处理器。

16.一种接入点，用于根据权利要求5所述的固定无线接入系统中，所述接入点包括：

用于从用户单元接收具有良好自相关特性的训练数据序列的装置；

用于为用户单元分配唯一的争用字的装置；以及

用于连同所述唯一争用字一起传送所述接收的训练数据序列的装置。

17.一种用于固定无线接入系统中的传送方法，用于从用户单元中的发射机通过具有信道冲激响应的传输信道向接入点中的接收机传送预定的数据序列，所述方法包括步骤：

a)从所述用户单元向所述接入点传送具有良好自相关特性的训练数据序列；

b)根据所述接收的训练数据序列计算所述信道冲激响应；

c)利用所述确定的信道冲激响应，预失真所述预定的数据序列，使得所述预定的数据序列在通过所述信道传送并在所述接收机中接收时，能够不使用均衡而解码所述预定的数据序列；以及

d)在所述用户单元的存储器中存储所述预失真后的数据序列。

18.根据权利要求17所述的方法，其中步骤b)在接入点执行而且进一步包括以下步骤：

e)从所述接入点向所述用户单元传送所述计算的信道冲激响应；以及

f)从所述接入点向所述用户单元传送所述预定数据序列。

19.根据权利要求18所述的方法，其中步骤b)和c)在接入点执行，并且步骤c)进一步包括从所述接入点向所述用户单元传送所述预失真后的预定数据序列的步骤。

20.根据权利要求17所述的方法，在步骤b)之前，还包括从所述接入点向所述用户单元重新传送所述训练数据序列的步骤，其中步骤b)在所述用户单元中执行。

21.根据权利要求17-20中任何一项所述的方法，其中通过利用摩尔-彭罗斯伪-逆算法，根据所述预定数据序列和所述信道冲激响应，生成所述预失真后的预定数据序列而执行步骤c)。

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