DE102006042002B4

DE102006042002B4 - Störgeräuscharme zwischensymbol- und zwischenträgerstörungslöschungfür mehrträger-modulationsempfänger

Info

Publication number: DE102006042002B4
Application number: DE102006042002.0A
Authority: DE
Inventors: Heng-Cheng Yeh; Chia-Liang Lin
Original assignee: Realtek Semiconductor Corp
Current assignee: Realtek Semiconductor Corp
Priority date: 2005-09-08
Filing date: 2006-09-07
Publication date: 2017-03-23
Anticipated expiration: 2026-09-08
Also published as: GB2430587A; GB2430587B; CN1972272B; TWI339519B; GB0617648D0; TW200726150A; CN1972272A; DE102006042002A1

Abstract

Ein Verfahren zum Empfangen von Mehrträger-Daten, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen von Rahmen-basierten Frequenzdomänen-Daten, die N Elemente umfassen, wobei jedes eine Modulation auf einem bestimmten Hilfsträger darstellt; Auswählen einer ersten Untermenge U aus den N Elementen, und Ausführen von Entzerrung für jedes Element u in U, um eine erste Gruppe von weichen Entscheidungen zu erlangen; Auswählen einer zweiten Untermenge A aus den N Elementen; Auswählen einer dritten Untermenge R aus den N Elementen, wobei die dritte Untermenge R eine Vielzahl von Hilfsträgern darstellt, die beträchtliche Zwischenträger-Störungen bei mindestens einem Teil der Hilfsträger in der zweiten Untermenge A verursachen; Auswählen einer vierten Untermenge P aus den N Elementen aus einem vorhergehenden Rahmen, wobei die vierte Untermenge P eine Vielzahl von Hilfsträgern aus dem vorhergehenden Rahmen darstellt, die beträchtliche Zwischensymbol-Störungen bei mindestens einem Teil der Hilfsträger in der dritten Untermenge R verursachen; Ausführen von Zwischensymbol-Störungslöschung für die Hilfsträger in der dritten Untermenge R, um eine Vielzahl von Zwischenentscheidungen zu erzeugen; Ausführen von sowohl Entzerrung als auch Zwischenträger-Störungslöschung für jedes Element a in der zweiten Untermenge A unter Verwendung der Zwischenentscheidungen, um eine zweite Gruppe von weichen Entscheidungen zu erlangen.

Description

VERWEIS AUF HIERMIT IN VERBINDUNG STEHENDE PATENTVERÖFFENTLICHUNG
Diese Patentanmeldung beansprucht die Prioritätsvorteile der vorläufigen U. S. Anmeldung mit dem Titel ”Low noise inter-symbol and inter-carrier interference cancellation for multi-carrier modulation receivers”, angemeldet am 8. September 2005, mit der Anmeldenummer 60/596,200. Diese Patentanmeldung bezieht sich auch auf die am 24. Oktober 2005 angemeldete U.S. Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 11/256,707 mit dem Titel ”Inter-Symbol and Inter-Carrier Interference Canceller for Multi-Carrier Modulation Receiver” von den Erfindern Chia-Liang Lin, Heng-Cheng Yeh und Cheng-Hsian Li.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Mehrträger-Modulationsmpfänger, insbesondere auf Vorrichtungen und Verfahren zum Löschen von Zwischensymbol- und Zwischenträger-Störungen in einem Mehrträger-Modulationsempfänger.
Beschreibung des Standes der Technik
MCM (Mehrträger-Modulation/Multi-Carrier Modulation) ist ein Modulationsschema, das in der Hochgeschwindigkeits-Datenkommunikation oft verwendet wird. Es hat zwei Ausrichtungen: OFDM (orthogonale Frequenzmodulation im Multiplexbetrieb mit Frequenzteilung/orthogonal frequency division multiplexing), die gegenwärtig in den Normen IEEE802.11a und 802.11g für drahtlose lokale Netzwerke verwendet wird, und DMT (diskrete Mehrtonübertragubg/discrete multi-tone), die gegenwärtig in ADSL-(asymmetrische digitale ADSL-(asymmetrische digitale Anschlussleitung/asymmetrical digital subscriber line)Normen und VDSL-(digitale Hochgeschwindigkeits-Anschlussleitung/very-high-speed digital subscriber line)Normen verwendet wird. Während das DMT-System durch die Spezifikationen hindurch behandelt wird und als ein Beispiel verwendet wird, wird ein Fachmann erkennen, dass die durch die vorliegende Erfindung offenbarten Techniken auch auf ein allgemeines MCM-System anwendbar sind.
Ein DMT-Sender verwendet eine Vielzahl von Tönen (oder so genannte Hilfsträger, welche sinusförmige Wellen sind), die zueinander orthogonal sind. Jeder Ton kann eine gewisse Bit-Ladung von Informationen tragen, indem er ein gewisses Modulationsmodel verwendet, wie 4-QAM (4-Punkt Quadraturamplitudenmodulation/4-point quadrature amplitude modulation, die 2-Bit-Informationen trägt), 16-QAM (16-Punkt Quadraturamplitudenmodulation/16-point quadrature amplitude modulation, die 4-Bit-Informationen trägt), 64-QAM (64-Punkt Quadraturamplitudenmodulation/64-point quadrature amplitude modulation, die 6-Bit-Informationen trägt), und so weiter. Die gesamten Bit-Ladungen, die von allen Tönen zur Verfügung gestellt werden, bestimmen die gesamte Anzahl von Datenbits, die ein DMT-Symbol trägt. Wenn es zum Beispiel 256 Töne gibt und jeder von ihnen 16-QAM verwendet, dann beträgt der gesamte Betrag von Daten, den ein DMT-Symbol trägt 256 × 4 = 1024 Bits. Ein DMT-Übertragungssystem arbeitet somit auf einer Pro-Rahmen-Basis. Jeder Rahmen besteht aus einem Block eines Datenbit-Streams, dessen Länge gleich der gesamten Anzahl von Bits ist, die ein DMT-Symbol trägt. Zum Beispiel sind, wenn jedes DMT-Symbol 1024 Bits trägt, die von dem Sender zu übertragenden Daten in viele Blöcke unterteilt; jeder Block hat 1024 Bits und wird von einem DMT-Symbol getragen.
1 beschreibt ein typisches Blockdiagramm der Ausführung der physikalischen Schicht eines DMT-Senders 1000. Ein SIPO(seriell-ein, parallel-aus/serial-in parallel-out)-Puffer 1100 wandelt einen Block eines Datenbit-Streams (der ein DMT-Symbol trägt) in N parallele Datenbanken um, die mit 0, 1, 2, bis N – 1 bezeichnet sind. Jeder Eintrag der N Banken wird in einem jeweiligen QAM(Quadraturamplitudenmodulation/quadrature amplitude modulation)-Konstellationspunkt durch den folgenden QAM-Abbildner (QAM mapper) 1200 abgebildet, was zu N komplexen(Frequenzdomänen)Daten führt, die mit 0, 1, 2 bis N – 1 bezeichnet sind. Ein Konstellationsdiagramm ist eine Darstellung eines digitalen Modulationsschemas in der komplexen Ebene. Die Punkte auf einem Konstellationsdiagramm werden Konstellationspunkte genannt. Konstellationspunkte sind ein Satz von Modulationssymbolen, die ein Modulationsalphabet umfassen.
Wenn zum Beispiel der Ton Nummer 5 4-QAM verwendet, um zwei Bits an Informationen zu tragen, wird der QAM-Abbildner 1200 die dem Ton Nummer 5 entsprechende Zwei-Bit-Eingabe in einem der vier Konstellationspunkte 1 + j, 1 – j, –1 + j, –1 – j abbilden. Die N komplexen Daten von dem QAM-Abbildner 1200 werden durch eine N-Punkt-IFFT(inverse Fast Fourier Transform/inverse Fast Fourier Transformation) 1300 in N Zeitdomänen-Samples umgewandelt. Die letzten N_CP-Zeitdomänen-Samples der IFFT-Ausgabe werden dem Anfang der N Werte vorangestellt, was zu N + N_CP-Zeitdomänen-Samples führt, die mit 0, 1, 2, bis N + N_CP – 1 bezeichnet sind. Auf diese N_CP vorangestellten Samples wird als ”zyklischer Präfix”/”cyclic prefix” (CP) des entsprechenden IFFT-Rahmens Bezug genommen. Ein folgender PISO(parallel-ein, seriell-aus/parallel-in serial-out)-Puffer 1500 wandelt die N + N_CP-Zeitdomänen-Samples in N + N_CP serielle Samples um, welche durch einen DAC (Digital-Analog-Wandler/digital-analog converter) 1600 in analoge Spannung umgewandelt werden. Ein Verstärker 1700 verstärkt die Ausgabe vom DAC 1600, um sie für die Übertragung über das Kommunikationsmedium 2020 (z. B. Kommunikationsleitungen, wie Telefonleitungen) geeignet zu machen. Die N + N_CP seriellen Samples bilden ein DMT-Symbol, das einen gewissen Block von Informationen trägt.
2 stellt den Aufbau von zwei aufeinander folgenden DMT-Symbolen dar. Die letzten N_CP-Samples der IFFT-Ausgabe, die dem ersten Block des Datenbit-Streams entsprechen, werden dem Anfang des ersten DMT-Symbols vorangestellt. Ähnlich werden die letzten N_CP-Samples der IFFT-Ausgabe, die dem zweiten Block des Datenbit-Streams entsprechen, dem Anfang des zweiten DMT-Symbols vorangestellt. Der ”Zyklische Präfix” trägt redundante Informationen, die schon verfügbar sind. Indes stellt es ein ”Schutzintervall” zur Verfügung, das als ein Puffer zwischen zwei aufeinander folgenden DMT-Symbolen dient. Ohne das Schutzintervall streuen die von dem ersten DMT-Symbol getragenen Informationen in das zweite DMT-Symbol und verursachen Störungen, wenn die zwei aufeinander folgenden DMT-Symbole über den Kommunikationskanal 2020 übertragen werden, da jeder in der Praxis verwendete Kommunikationskanal in seiner Impulsantwort eine von Null verschiedene Länge aufweist. Wenn ein CP mit einer Länge verwendet wird, die länger ist, als die Impulsantwort des Kommunikationskanals, wird das Streuen der Informationen, die von dem ersten DMT-Symbol getragen werden, innerhalb des Schutzintervalls zwischen den zwei DMT-Symbolen eingegrenzt. Das CP ist jedoch ein Overhead für das System. Ein längeres CP erlaubt dem System, auf Kosten eines geringeren Datendurchsatzes mehr Streuung von dem Kommunikationskanal zuzulassen.
3 beschreibt ein typisches Blockdiagramm eines DMT-Empfängers. Das von dem Kommunikationsmedium 2020 empfangene Signal wird durch einen Verstärker 2050 verstärkt, dann durch einen Filter 2100 gefiltert, und dann durch einen ADC(Analog-Digital-Wandler/analog-digital converter) 2200 in digitale Samples umgewandelt. Wie oben erwähnt, muss das zyklische Präfix in dem Sender länger sein als die Länge der Impulsantwort des Kommunikationskanals 2020, damit das Streuen von Informationen von einem DMT-Symbol innerhalb des Schutzintervalls eingegrenzt wird. In der Praxis kann die Impulsantwort des Kommunikationskanals jedoch länger sein als das CP, da das CP normalerweise nicht lang genug ist (andernfalls wird der Verlust an Datendurchsatz prohibitiv hoch sein). Daher wird oft ein TEQ 2300 (Zeitbereichs-Entzerrer/time-domain equalizer) verwendet. TEQ 2300 ist im Wesentlichen ein FIR(begrenzte Impulsantwort/finite impulse response)-Filter, dessen Zweck es ist, die Impulsantwort des Kommunikationskanals effektiv zu kürzen, sodass das Streuen der Informationen von einem DMT-Symbol innerhalb des Schutzintervalls eingegrenzt werden kann.
Aus der Ausgabe des TEQ 2300 wird die Rahmengrenze zwischen zwei aufeinander folgenden DMT-Symbolen erfasst. Die Ausgabe des TEQ 2300 wird dann durch ein SIPO (seriell-ein, parallel-aus) 2400 in aufeinander folgende Blöcke von Zeitbereichs-Samples umgewandelt; jeder Block besteht aus N + N_CP-Zeitbereichs-Samples, die mit 0, 1, 2, ... N + N_CP – 1 bezeichnet sind. Die ersten N_CP-Samples eines jeden Rahmens, der den Samples innerhalb des Schutzintervalls entspricht, werden in der nachfolgenden CP-Beseitigung 2500 verworfen, was zu N Samples führt, die mit 0, 1, 2, bis N – 1 bezeichnet sind. Die N Zeitbereichs-Samples werden durch die N-Punkt-FFT (Fast Fourier Transformation) 2600 in N Frequenzdomänen-Samples transformiert.
Idealerweise sollten die N Frequenzdomänen-Samples an dem Ausgang des FFT 2600 den N Frequenzdomänen-Daten an dem Eingang des IFFT 1300 in dem durch 1 beschriebenen Sender genau zu entsprechen. Durch den Kommunikationskanal wird die Amplitude und die Phase eines jeden Hilfsträgers leider verändert, und daher wird das Frequenzdomänen-Sample an dem Empfänger nicht genau dem an dem Sender entsprechen. Ein FEQ(Frequenzbereichs-Entzerrer/frequency domain equalizer) 2700 wird verwendet, um die Frequenzdomänen-Samples zu entzerren. Die von jedem Ton erfahrene Veränderung der Amplitude und der Phase wird somit unabhängig auf einer Pro-Ton-Basis korrigiert. Nach der Frequenzdomänen-Entzerrung wird eine Abkappschaltung (Slicer) 2750 verwendet, um den höchst wahrscheinlichen Konstellationspunkt zu bestimmen, den der Sender ursprünglich für jeden Ton verwendet. Wenn zum Beispiel für Ton Nummer 5, der 4-QAM verwendet, um Zwei-Bit-Informationen zu tragen, die Ausgabe vom FEQ 2700 0,9 + 1,1j ist, dann würde die Abkappschaltung 2750 bestimmen, dass der höchst wahrscheinliche Konstellationspunkt, den der Sender ursprünglich für den Ton Nummer 5 verwendet, 1 + 1j ist. Die Abkappschaltung ist ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel einer ”Entscheidungsvorrichtung”, da sie eine höchst wahrscheinliche Entscheidung für jeden Ton trifft. Die Ausgabe von der Abkappschaltung 2750 wird durch den folgenden ”QAM-Rückabbildner”/”QAM-Demapper” 2800 auf N Datenbanken abgebildet. Die N Datenbanken vom ”QAM-Rückabbildner” 2800 werden durch PISO 2900 in einen Block eines Datenbit-Streams zurück umgewandelt, der idealerweise der Eingabe des SIPO 1100 in dem Sender entspricht.
Um die Länge der effektiven Impulsantwort des Kommunikationskanals effektiv zu kürzen, werden viele Algorithmen zur Berechnung der Koeffizienten für TEQ vorgeschlagen, einschließlich minimaler mittlerer quadratischer Fehler (MMSE), maximale Verkürzung SNR (MSSNR), minimale ISI (Mini-ISI) und maximale Bitrate (MBR). Unter diesen bietet MBR die beste Leistung, aber die Berechnungskomplexität ist zu hoch, um in einem kommerziellen MCM-Empfänger implementiert zu werden. In vielen Fällen kann leider keiner der Algorithmen zu einer praktischen Lösung führen, die das Streuen der Informationen von einem DMT-Symbol innerhalb des Schutzintervalls eingrenzt (d. h. CP des nächsten DMT-Symbols). Unter diesen Umständen verursacht ein DMT-Symbol bei dem nächsten DMT-Symbol Störungen. Dieses Phänomen ist bekannt als ”Zwischensymbol-Störungen” (ISI – inter-symbol interference).
Wenn die Länge der Impulsantwort des Kommunikationskanals die CP-Länge überschreitet, wird es einem DMT-Symbol nicht gelingen, sich innerhalb seines Schutzintervalls (d. h. dem CP-Bereich dieses DMT-Symbols) in einen stabilen Zustand zu kommen. Mit anderen Worten, es gibt noch ein Übergangsverhalten innerhalb des ”nutzbaren” Teiles, d. h. den letzten N Samples des DMT-Symbols. DMT-Modulation, als eine spezielle Form der MCM, beruht auf der Orthogonalität von Trägern, um die Informationen zuverlässig zu liefern. Die Orthogonalität zwischen zwei Tönen gilt nur, wenn sie beide in einem stabilen Zustand sind, bei dem beide völlig sinusförmig werden. Wann immer es dem DMT-Symbol nicht gelingt, sich innerhalb seines Schutzintervalls in einem stabilen Zustand einzurichten, ist die Orthogonalität zwischen von diesem DMT-Symbol verwendeten Tönen nicht gegeben. Es gibt dann Kopplung zwischen den Informationen, die von jeglichen zwei Tönen getragen werden, die sie verwenden. Dieses Phänomen ist bekannt als ”Zwischenträger-Störung”/”inter-carrier interference” (ICI).
Ein Weg, um das ISI/ICI-Problem zu verringern, ist, vielfache TEQs (Zeitbereichs-Entzerrer/time domain equalizer) zu verwenden. Zum Beispiel ist in 4 eine duale TEQ-Architektur gezeigt. Der Empfänger unterteilt die Töne in zwei Gruppen und verwendet TEQ1 und TEQ2. Jeder TEQ wird optimiert, um die ISI/ICI für eine Gruppe von Tönen zu minimieren. Jede TEQ-Ausgabe wird in einer jeweiligen FFT in Frequenzdomänen-Samples umgewandelt. Auf einer Pro-Ton-Basis bestimmt dieser Empfänger, welche Ausgabe der beiden Pfade das beste SNR (Signal-Störgeräusch-Verhältnis/signal-noise ratio) ergibt. Wenn der bessere Pfad für jeden Ton einmal bestimmt ist, wird die Ausgabe von dem Pfad durch den nachfolgenden FEQ entzerrt.
Ein Nachteil dieses Typs von Empfänger ist, dass die Hardwarekosten dieser Architektur ziemlich hoch sind.
Eine weitere Weise, das ISI/ICI-Problem zu verringern, ist, einen so genannten ”Pro-Ton-Frequenzdomänen-Entzerrer”/”per-tone frequency domain equalizer” (PTFEQ) zu verwenden, wie in 5 gezeigt. Das Prinzip in dieser Ausführung ist, den TEQ zu eliminieren, indem er durch eine Vielzahl von angezapften Verzögerungsleitungen 5010 in der Frequenzdomäne an der FFT-Ausgabe ersetzt wird. Die Hardwarekosten sind jedoch für einen kommerziellen MCM-Empfänger prohibitiv hoch.
Die U.S. Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 11/256,707, angemeldet am 24.10.2005 mit dem Titel ”Inter-Symbol and Inter-Carrier Interference Canceller for Multi-Carrier Modulation Receiver” von den Erfindern Chia-Liang Lin, Heng-Cheng Yeh und Cheng-Hsian Li, lehrt ein kosteneffektives Verfahren, um ISI/ICI-Löschung durchzuführen. In diesem Modell enthalten die Eingaben an den ICI-Löscher jedoch ISI, daher gibt es gewisse Wechselwirkungen zwischen ICI und ISI. Auch basiert das Verfahren zum Finden der ISI/ICI-Koeffizienten, das in dieser Anmeldung gelehrt wird, auf LMS(geringster Mittelwert/least mean square)-Anpassung, die für Störgeräusche anfällig sein kann und eine lange Zeit benötigen kann, um zu konvergieren, da die Koeffizienten nur einmal pro DMT-Symbol angepasst werden können und jede DMT-Periode normalerweise relativ lang ist. EP 1 206 093 A2 offenbart ein Verfahren zum Empfangen von Mehrträger-Daten. US 2005/0 084 005 A1 offenbart eine Vorrichtung für Multi-Träger-Kommunikation mit einer konfigurierbaren Pegeleinebnung, wobei für DMT-Verfahren wie ADSL zwei parallele TEQs verwendet werden. US 2004/0 141 565 A1 offenbart eine gruppenweise nachfolgende Interferenzauslöschung für Blockübertragungen mit Diversity-Empfang, wobei bei CDMA-Systemen Empfangsdaten gruppiert werden, Softsymbole und harte Entscheidungen umfasst werden und sowohl ISI als auch MAI entfernt werden. US 2004/0 264 587 A1 offenbart ein Verfahren zum Initialisieren eines Pro-Ton-Frequenzdomain-Equalizers (FEQ) durch Rauschunterdrückung für Multi-Ton basierte Modems, wobei bei MCM bzw. DMT-Verfahren wie ADSL für jeden Ton die FEQ Entzerrer-Koeffizienten in Abhängigkeit einer Gruppe von Subkanälen berechnet werden, um mittels Mitteilung Rauschen auf den Subkanälen zu beseitigen. US 2002/0 048 333 A1 offenbart eine gemeinsame Erkennung in OFDM-Systemen, wobei mittels Filterbank ICI und ISI beseitigt werden. US 2002/0 131 537 A1 offenbart einen Ansatz zur Verarbeitung von einem Kommunikationskanal empfangener Daten zur Reduzierung von ISI und ICI, wobei für ADSL und VDSL ein FIR-Filter basierter Entzerrer geleert wird, dessen Koeffizient anhand der Kanalimpulsantwort und der Covarianz des Rauschens bestimmt werden.
Es bleibt beim Stand der Technik ein Bedarf für ein stabiles und effektives Modell mit geringen Kosten für die Durchführung von ISI/ICI-Löschung bestehen. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den vorstehend identifizierten Bedarf zu stillen.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Erfindung umfasst Verfahren, Vorrichtungen und Systeme zur Minimierung oder Löschung von Zwischensymbol-Störungen und Zwischenträger-Störungen in Mehrträger-Modulation/multi-carrier modulation(MCM)-Empfängern, die eine Vielzahl von Hilfsträgern verwenden, um Informationen zu übertragen. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine erste Untermenge von Hilfsträgern, die vernachlässigbare ISI (Zwischensymbol-Störungen) und ICI (Zwischenträger-Störungen) aufweisen, identifiziert. Eine zweite Untermenge von Hilfsträgern, in der ISI/ICI-Löschung zur Verbesserung der Leistung benötigt wird, wird identifiziert. Für Hilfsträger in der ersten Untermenge wird eine Entzerrung ausgeführt, um von rohen Entscheidungen weiche Entscheidungen zu erhalten. Für Hilfsträger in der zweiten Untermenge wird Entzerrung zusammen mit ISI/ICI-Löschung durchgeführt. Für Hilfsträger in der zweiten Untermenge wird eine dritte Untermenge (eine für jeden der Hilfsträger in der zweiten Untermenge) identifiziert, um ICI-Löschung durchzuführen. Eine Serie von vierten Untermengen (eine für jeden der Hilfsträger in der dritten Untermenge) wird identifiziert, um ICI-Löschung durchzuführen.
In Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist die Auswahl der ersten Untermenge, der zweiten Untermenge, der dritten Untermenge (für jeden der Hilfsträger in der zweiten Untermenge), und der vierten Untermenge (für jeden der Hilfsträger in der dritten Untermenge) auf der Untersuchung der Frequenzantwort des Kommunikationskanals aufgebaut. Die erste Untermenge besteht gewöhnlich aus den Hilfsträgern, die sich in dem Frequenzbereich befinden, in dem die Antwort des Kommunikationskanals problemlos mit der Frequenz variiert. Die zweite Untermenge besteht aus Hilfsträgern, die sich gewöhnlich in der Nähe von abruptem Übergang in der Frequenzantwort des Kommunikationskanals befinden. Für jeden Hilfsträger in der zweiten Untermenge umfasst die dritte Untermenge (für jeden der Hilfsträger in der zweiten Untermenge) seinen Abbildungston, ein paar wenige benachbarte Hilfsträger zusammen mit ihren Abbildungen, und ein paar wenige leere Hilfsträger zusammen mit ihren Abbildungen. Für jeden Hilfsträger in der dritten Untermenge umfasst die vierte Untermenge (für jeden der Hilfsträger in der zweiten Untermenge) die Hilfsträger selbst zusammen mit ihren Abbildungen, ein paar wenige benachbarte Hilfsträger zusammen mit ihren Abbildungen, und ein paar wenige leere Hilfsträger zusammen mit ihren Abbildungen. Die Löschung von ISI und ICI wird separat ausgeführt, um so die Kreuzkopplung zu minimieren und die Löschung zu verbessern. Die FEQ/IC(Frequenzdomänen-Entzerrer/Störungslöscher/Abkappschaltung)-Koeffizienten für jeden Zwischenträger werden durch Kanalidentifikation während des anfänglichen Trainings und durch Minimieren des quadratischen Mittelwertfehlers zwischen der harten Entscheidung und der weichen Entscheidung dieses speziellen Hilfsträgers erlangt.
Diese und andere Ausführungsbeispiele, Aspekte, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung, wie auch verschiedenen Verfahren zur Herstellung, Ausbildung, und Zusammenbau der beschriebenen Vorrichtungen, Schaltungen, Geräte, Software, Hardware und Systeme werden in der folgenden detaillierten Beschreibung ausgefuhrt. Andere Aspekte und Merkmale werden den Fachleuten nach gebührendem Studium der hierin eingeschlossenen Zeichnungen und einer Prüfung der detaillierten Beschreibung, wie auch durch die Praxis der Erfindung, auch offensichtlich werden. Derartige Aspekte, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden durch die Anwendung der Mittel, Verfahren und Kombinationen, die insbesondere in den beigefügten Ansprüchen aufgezeigt sind, erkannt und erlangt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen, die nicht notwendigerweise maßstabsgerecht gezeichnet sind, beschreiben gleiche Bezugszeichen im Wesentlichen ähnliche Komponenten über die verschiedenen Ansichten hinweg. Gleiche Bezugszeichen mit unterschiedlichen Buchstaben-Suffixen stellen unterschiedliche Fälle von im Wesentlichen ähnlichen Komponenten dar. Die Zeichnungen stellen im Allgemeinen durch Beispiele, aber nicht in begrenzender Weise, verschiedene Ausführungsbeispiele dar, die in dem vorliegenden Dokument besprochen werden.
1 ist ein Blockdiagramm eines Diskreten-Mehrton/Discrete Multi-Tone(DMT)-Senders des Standes der Technik.
2 stellt zwei aufeinander folgende DMT-Symbole dar.
3 ist ein Blockdiagramm eines DMT-Empfängers des Standes der Technik.
4 ist ein Blockdiagramm einer Dual-Pfad-Zeitbereichs-Entzerrer/Time-domain Equalizer(TEQ)-Architektur.
5 ist ein Blockdiagramm einer Pro-Ton-Frequenzbereichs-Entzerrer/Per-Tone Frequency Domain Equalizer(PTFEQ)-Architektur.
6 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung über die Ausführung eines Frequenzbereichs-Entzerrers(Frequency-domain Equalizer)/Störungslöschers(Interference Canceller)/Abkappschaltung(Slicer) (FEQ, IC, Abkappschaltung), die in einem DMT-Empfänger enthalten sind.
7 ist ein Blockdiagramm, das ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel eines FEQ/IC/Abkappschaltung darstellt.
8 stellt ein Funktionsdiagramm eines beispielhaften FEQ/IC-Blocks gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung dar.
9 ist ein Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren von ISI-Betrieb gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung beschreibt.
10 ist ein Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren von FEQ/ICI-Betrieb gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung beschreibt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In der folgenden detaillierten Beschreibung wird auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, die durch Abbildungen spezifische Ausführungsbeispiele zeigen, durch die die Erfindung ausgeführt werden kann. Diese Ausführungsbeispiele sind in ausreichendem Detail beschrieben, um den Fachmann in die Lage zu versetzen, die Erfindung auszuführen. Es soll verstanden werden, dass die verschiedenen Ausführungsbeispiele der Erfindung, obwohl sie unterschiedlich sind, sich nicht notwendigerweise gegenseitig ausschließen. Zum Beispiel können ein spezielles Merkmal, eine Struktur oder eine Eigenschaft, die hierin in Verbindung mit einem Ausführungsbeispiel beschrieben sind, innerhalb von anderen Ausführungsbeispielen ausgeführt werden, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen. Außerdem soll es verstanden werden, dass die Lage oder Anordnung individueller Elemente innerhalb jedes offenbarten Ausführungsbeispiels modifiziert werden kann, ohne dass der Schutzbereich der Erfindung verlassen wird. Die folgende detaillierte Beschreibung ist daher nicht in einem beschränkenden Sinne aufzufassen, und der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist nur durch die beigefügten, angemessen interpretierten Ansprüche zusammen mit dem gesamten Bereich von Äquivalenten definiert, die von den Ansprüche umfasst sind.
In der folgenden Beschreibung sind zahlreiche spezifische Details ausgeführt. Es wird jedoch verstanden, dass Ausführungsbeispiele der Erfindung ohne diese spezifischen Details ausgeführt werden können. In anderen Fällen sind wohl bekannte Schaltungen, Strukturen und Techniken nicht im Detail gezeigt worden, um das Verständnis dieser Beschreibung nicht zu erschweren. Außerdem meint der Ausdruck ”beispielhaftes Ausführungsbeispiel” in dieser Beschreibung, dass das Ausführungsbeispiel, auf das Bezug genommen wird, als ein Beispiel oder eine Darstellung dient. Während die Spezifikation mehrere beispielhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschreibt, die als beste Ausführungsweisen der Erfindung betrachtet werden, sollte es verstanden werden, dass die Erfindung auf viele Weisen ausgeführt werden kann und nicht auf die unten beschriebenen speziellen Beispiele oder auf die spezielle Weise, in der jegliche Merkmale solcher Beispiele ausgeführt sind, beschränkt ist.
In diesem Dokument werden die Ausdrücke ”ein/e/en” so verwendet wie es im Patentdokumenten üblich ist, um ein/e/en oder mehr als ein/e/en zu umfassen. In diesem Dokument wird der Ausdruck ”oder” verwendet, um auf einen nicht-exklusives oder Bezug zu nehmen, wenn nicht anders angegeben.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schema zum Löschen von ISI/ICI für einen MCM-Empfänger. Während die Spezifikation zahlreiche beispielhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschreibt, die als beste Ausführungsweise der Erfindung betrachtet werden, sollte es verstanden werden, dass die Erfindung auf viele Weisen ausgeführt werden kann, und nicht auf die unten beschriebenen speziellen Beispiele oder auf die spezielle Weise, in der jegliche Merkmale solcher Beispiele ausgeführt sind, beschränkt ist.
Die effektive Impulsantwort des Kommunikationskanals 2020 (der den Pfad von der Ausgabe von PISO 1500 in 1 zu der Eingabe von SIPO 2400 des Empfängers in 3 und 6 umfasst) soll durch einen FIR(finite Impulsantwort/finite impulse response)-Filter dargestellt werden, der Lp-Abzweigungen des Vorgängers und Lc-Abzweigungen des Nachgängers aufweist. Mathematisch kann die effektive Impulsantwort wie folgt geschrieben werden:
Auf der Empfängerseite wird ein DMT-Symbol durch sein vorhergehendes Symbol, verursacht durch den Nachgänger (der effektiven Impulsantwort), und auch durch sein nachfolgendes Symbol, verursacht durch den Vorgänger, beeinflusst. Normalerweise ist der Vorgänger relativ kurz und von geringer Gesamtenergie, und kann daher vernachlässigt werden. Durch künstliches Anpassen der Symbolgrenze kann der Effekt des Vorgängers innerhalb des Schutzintervalls eingegrenzt werden, und wird somit an dem vorhergehenden Symbol keine Störung verursachen. In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden die Informationen in dem aktuellen DMT-Symbol und die in dem vorhergehenden Symbol verwendet, um die nachteiligen Effekte von TSI/ICI zu beseitigen.
6 ist ein Blockdiagram eines beispielhaften Diskreter-Mehrton(DMT)-Empfängers 2010 in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. Es ist dieselbe generelle Architektur wie bei dem Empfänger des Standes der Technik, der in 3 gezeigt ist, mit der Ausnahme, dass der FEQ 2700 und die Abkappschaltung 2750 ersetzt sind durch FEQ/IC/Abkappschaltung (Frequenzbereichs-Entzerrer/Störunglöscher/Abkappschaltung) 2710.
7 zeigt ein beispielhaftes Hochniveau-Funktionsblockdiagram 7000 von FEQ/IC/Abkappschaltung 2710, worin FEQ/IC-Block 2730 und Abkappschaltung 2750 umfasst sind. In 7 stellen y_n[k] (für n = 0 bis N – 1) N Zeitdomänen-Samples 7100 für das DMT-Symbol k dar, wobei k = 1 dem ersten DMT-Symbol entspricht, k = 2 dem zweiten DMT-Symbol entspricht, und so weiter. Die N-Punkt-FFT 2700 transformiert die Zeitdomänen-Samples y_n[k] in Frequenzdomänen-Samples Y_n[k] (für n = 0 bis N – 1), die als 7200 bezeichnet sind, auf die als ”rohe Entscheidungen” Y_n[k] Bezug genommen wird. Der FEQ/IC-Block 2730 bearbeitet Frequenzdomänen-Samples 7200, um die Ausgabe V_n[k] (für n = 0 bis N – 1) zu erzeugen, auf die als ”weiche Entscheidungen” 7300 Bezug genommen wird. Weitere Einzelheiten bezüglich der Verarbeitung innerhalb des FEQ/IC-Blocks 2730 sind unten im Zusammenhang mit den 8–10 beschrieben.
Nochmals bezugnehmend auf 7, werden die weichen Entscheidungen 7300 auf die Abkappschaltung 2750 angewandt. Wie oben beschrieben, bestimmt die Abkappschaltung (oder Entscheidungsvorrichtung) 2750 den höchstwahrscheinlichen Konstellationspunkt für jeden Hilfsträger (z. B. einen Ton) und erzeugt Ausgaben Dn[k] (für n = 0 bis N – 1), auf die als ”harte Entscheidungen” 7400 Bezug genommen wird. Die harten Entscheidungen von der Abkappschaltung 2750 werden dem QAM-Rückabbildner (QAM demapper) 2800 zur Verfügung gestellt, wie in 6 gezeigt. Die vorliegende Beschreibung verwendet den Ausdruck ”Ton”, um den Hilfsträger zu beschreiben. Entsprechend ist ”Ton” ein spezifisches Ausführungsbeispiel eines Hilfsträgers. Zurückkehrend zu 7, werden in einigen Ausführungsbeispielen harte Entscheidungen Dn[k] (für n = 0 bis N – 1), bezeichnet mit 7400, in den FEQ/IC-Block 2730 zurückgeleitet, wobei die zurückgeleiteten harten Entscheidungen 7400 verwendet werden, um Störungen des DMT-Symbols k oder in nachfolgenden Symbolen zu entfernen.
Während die Funktionsbeschreibung für FEQ/IC(Frequenzbereichs-Entzerrung/Störungslöschung) hierin ähnlich erscheint, wie die in der U.S. Anmeldenummer 11/256,707 offenbarte, die am 24.10.2005 angemeldet ist, mit dem Titel ”Inter-Symbol and Inter-Carrier Interference Canceller for Multi-Carrier Modulation Receiver”, ist der genaue Betrieb innerhalb von FEQ/IC verschiedenen. Kurz gesagt, werden in der '707- Anwendung die Funktionen von FEQ, ISI-Löschung und ICI-Löschung gleichzeitig durchgeführt; in dieser vorliegenden Erfindung wird ISI-Löschung jedoch zuerst durchgeführt, um bessere Zwischenresultate zu erlangen, dann wird FEQ, ICI-Löschung entsprechend durchgeführt.
8 zeigt eine beispielhafte funktionale Beschreibung eines FEQ/IC-Blocks 8000, der in Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung verwendet wird. In 8 werden alle Töne in einem speziellen DMT-Symbol im Block 8100 gezeigt. Diese Töne sind angegeben als 0, 1, 2, 3, ..., N – 1. Alle Töne im Block 8100 werden an den Ton-Auswahlblock 8200 geschickt, wo der Ton-Auswahlblock 8200 eine erste Untermenge von Tönen 8300 und eine zweite Untermenge von Tönen 8500 auswählt (unten ausführlicher beschrieben). Die erste Untermenge von Tönen 8300 wird als eine Liste von interessierenden Tönen identifiziert, die vernachlässigbare ISI und ICI aufweisen. Die Indexe dieser Töne bilden eine Untermenge U für unbeeinträchtigte Töne, wobei U = {u₁, u₂, u₃, ...}. Für jeden Ton in der ersten Untermenge von Tönen 8300 wird herkömmliche Entzerrung FEQ 8700 verwendet, um die Amplituden- und Phasenveränderung, die durch die Übertragung der Töne über den Kommunikationskanal 2020 verursacht worden ist, zu kompensieren. Mathematisch wird der folgende Ausdruck verwendet, um die FEQ-Operation, die mit der ersten Untermenge von Tönen 8300 durchgeführt wird, zu beschreiben: V_n[k] = Y_n[k]·F * / n, für n ∊ U Gleichung 1
In Gleichung 1 stellt V_n[k] die weichen Entscheidungen 7300 dar, Y_n[k] stellt die rohen Entscheidungen 7200 dar, die dem FEQ/IC-Block zur Verfügung gestellt werden, und F_n ist ein komplexer Skalierungsfaktor, der auch der Koeffizient der herkömmlichen FEQ für Ton n ist, und ”*” bezeichnet eine konjugierte komplexe Zahl. Dieser mathematische Ausdruck kann im Deutschen derart neu formuliert werden, dass er aussagt, das die ”weiche Entscheidung” für Ton n in der Untermenge U, die die interessierenden Töne enthält, welche vernachlässigbare ISI/ICI aufweisen, erlangt werden kann, indem das Skalarprodukt zwischen der ”rohen Entscheidung” und dem FEQ-Koeffizienten des Tons n berechnet wird. Die weichen Entscheidungen 7300 werden der Abkappschaltung 2750 zur Verfügung gestellt, die ihrerseits harte Entscheidungen 7400 ausgibt.
Zu 8 zurückkehrend, wählt der Ton-Auswahl-Block 8200 auch eine zweite Untermenge von Tönen 8500 aus, die unter signifikanter ISI/ICI leidet. Die zweite Untermenge von Tönen 8500 wird als eine Liste von interessierenden Tönen identifiziert, die signifikante ISI und ICI aufweisen, und die Indexe dieser Töne bilden eine Untermenge A für beeinträchtigte Töne, wobei A = {a₁, a₂, a₃, ...}. Sie sind ”Opfer” von ISI/ICI. In der Praxis umfasst die Untermenge A immer Töne von einem oder mehreren angrenzenden Frequenzbändern. Zum Beispiel kann für ADSL die Untermenge A {40, 41, 42, ..., 59} sein. Für jeden Ton n in A wird eine Liste von Tönen von dem aktuellen DMT-Symbol identifiziert, die an diesem Ton n signifikante ICI verursachen. Diese sind die ”Schuldigen” für ICI bei diesem Ton n. Die Indexe dieser ”Schuldigen”-Töne für Ton n sollen eine Untermenge M(n) bilden. Die Vereinigung aller Untermengen M(n) für alle n in A soll eine Obermenge R bilden. Jene Töne in der Obermenge R verursachen ICI bei einigen Tönen in A. Es ist zu bemerken, dass jeder Ton n in der Untermenge A auch in der Obermenge R vorhanden ist, da jeder Ton in der Untermenge A bei seine/m/n benachbarten Ton/Tönen, die auch zu der Untermenge A gehören werden, da Töne in A immer aneinander angrenzend sind, ICI verursachen wird.
Für jeden Ton r in R wird eine Liste von Tönen vom vorhergehenden DMT-Symbol identifiziert, die signifikante ISI bei diesem Ton r verursacht. Sie sind die ”Schuldigen” von ISI bei diesem Ton r. Die Indexe dieser ”Schuldigen”-Töne bilden eine Untermenge P(r). Dann wird für jeden Ton r ISI-Löschung 8510 durchgeführt. Mathematisch wird der folgende Ausdruck verwendet, um die ISI-Löschung zu beschreiben:
Hier ist S_rp ein Kopplungskoeffizient zwischen Ton p des vorhergehenden DMT-Symbols und Ton r des aktuellen DMT-Symbols; ”*” bezeichnet eine konjugierte komplexe Zahl; Y_r[k] ist die Zwischenentscheidung für Ton r; D_p[k – 1] ist die harte Entscheidung von Ton p des vorhergehenden DMT-Symbols; auf Y'_r[k] wird als ”Zwischenentscheidung” für Ton r Bezug genommen. Dieser mathematischer Ausdruck kann im Deutschen derart neu formuliert werden, dass er aussagt, dass die ”Zwischenentscheidung” für Ton r in der Obermenge R, die die Töne enthält, die ICI bei einigen interessierenden Tönen in der Untermenge A verursachen, von der ”rohen Entscheidungen” des Tons r abzüglich dem Skalarprodukt zwischen dem Vektor, der durch die ”harten Entscheidungen” gebildet ist, die den Tönen in der Untermenge P(r) des vorhergehenden DMT-Symbols entsprechen, und einem ISI-Vektor erlangt wird.
Die Operation der ISI-Löschung ist grafisch in 9 dargestellt. Im Block 9300 werden harte Entscheidungen von allen Tönen 9310, die mit D₀[k], D₁[k], D₂[k] ... bezeichnet sind, einem Verzögerungspuffer 9320 zur Verfügung gestellt. In verschiedenen Ausführungsbeispielen werden harte Entscheidungen für alle Töne 9310 als Feed-back von der Ausgabe 8560 der Abkappschaltung 8550 zur Verfügung gestellt, wobei die Ausgabe von einem zuvor empfangenen Symbol stammt. Zusätzlich können harte Entscheidungen für alle Töne 9310 harte Entscheidungen von einer Vielzahl von zuvor empfangenen Symbolen umfassen. In einigen Ausführungsbeispielen umfasst der Verzögerungspuffer 9320 einen Speicher, um die harten Entscheidungen für alle Töne 9310 von einem vorhergehenden Symbol oder einer Vielzahl von vorhergehenden Symbolen zu speichern. Am Ton-Block 9330 werden harte Entscheidungen für alle Töne in einem vorhergehenden Symbol, die mit D₀[k – 1], D₁[k – 1], D₂[k – 1] ... bezeichnet sind, der ISI-Auswahlvorrichtung für Ton r in der Untermenge R 9340, zur Verfügung gestellt. Die ISI-Auswahlvorrichtung für Ton r in der Untermenge R 9340 stellt rohe Entscheidungen von Tönen in der Untermenge P(r) eines vorhergehenden Symbols 9350, die mit D_p1[k – 1], D_p2[k – 1], D₃[k – 1] ... bezeichnet sind, dem Skalarprodukt-Block 9360 zur Verfügung. Außerdem werden Kopplungskoeffizienten zwischen Tönen r des aktuellen Symbols und Tönen in der Untermenge P(r) eines vorhergehenden Symbols 9370 dem Skalarprodukt-Block 9360 zur Verfügung gestellt. Kopplungskoeffizienten zwischen Tönen r und Tönen in der Untermenge P(r) eines vorhergehenden Symbols 9370 werden weiter unten detaillierter beschrieben. Der Skalarprodukt-Block 9360 erzeugt an 9430 eine Ausgabe, die das Skalarprodukt von rohen Entscheidungen von Tönen in der Untermenge P(r) eines vorhergehenden Symbols 9350 und der Kopplungskoeffizienten zwischen Ton r und Tönen in der Untermenge P(r) eines vorhergehenden Symbols 9370 ist.
Der Summierer 9400 empfängt an einem Eingang die rohe Entscheidung für Ton r in dem Satz R, und empfängt an dem Eingang 9430 die Ausgabe von dem Skalarprodukt-Block 9360. Der Summierer 9400 erzeugt eine Zwischenentscheidung (weiche Entscheidung), die an der Ausgabe 9420 mit Y'_r[k] bezeichnet ist. In einigen Ausführungsbeispielen stellt die Ausgabe Y'_r[k] nach der Durchführung von ISI-Löschung an Ton r eine ”weiche Entscheidung” für Ton n des Symbols k dar. Der Fachmann wird erkennen, dass eine ähnliche Ausgabe für jeden Ton r in einer Vielzahl von Tönen, die in einem speziellen Symbol vorhanden sind, erzeugt werden kann. In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die durch den Summierer 9400 zur Verfügung gestellte Ausgabe durch die oben gezeigte Gleichung 3 dargestellt.
Mathematisch kann der folgender Ausdruck verwendet werden, um die ISI-Operation zu beschreiben:
Hier ist F_n ein komplexer Skalierungsfaktor, der dem Koeffizienten des herkömmlichen FEQ für Ton n ähnlich ist; C_nm ist ein Kopplungskoeffizient zwischen Ton m des aktuellen DMT-Symbols und Ton n des aktuellen DMT-Symbols; weiter bezeichnet ”*” eine konjugierte komplexe Zahl. Dieser mathematische Ausdruck kann im Deutschen derart neu formuliert werden, dass er aussagt, dass die ”weiche Entscheidung” 8540 für Ton n in Untermenge A, die die interessierenden Töne enthält, welche nicht-vernachlässigbare ISI/ICI aufweisen, erlangt wird, indem das Skalarprodukt zwischen der ”Zwischenentscheidung” und dem FEQ-Koeffizienten von Ton n abzüglich dem Skalarprodukt zwischen dem Vektor, der durch die ”Zwischenentscheidungen” entsprechend den Tönen in der Untermenge M(n) gebildet ist, und einem ICI-Vektor berechnet wird.
Mit Rückbezug auf 8, wird die Ausgabe 9420 des Summierers 9400 einer Eingabe der FEQ/ICI-Löschung 8530 für eine Untermenge A zur Verfügung gestellt. Wenn die ”Zwischenentscheidungen” 8520 für jene Töne in R erlangt sind, kann die FEQ und ICI-Löschung 8530 für jeden Ton in A durchgeführt werden. Für jeden Ton n in A wird FBQ an seiner ”Zwischenentscheidung” (die schon verfügbar ist, da Ton n auch zu der Obermenge R gehört) durchgeführt und auch ICI-Löschung unter Verwendung der ”Zwischenentscheidungen” für jene Tone in Untermenge M(n) betrieben.
Die Operation von FEQ/ICI-Löschung ist in 10 grafisch veranschaulicht. Im Block 10100 werden Zwischenentscheidungen für Ton n in Untermenge A 10110, auf die auch als die ”beeinträchtigten Töne” Bezug genommen wird, dem Skalarprodukt-Block 10130 zur Verfügung gestellt. Zwischenentscheidungen können zum Beispiel durch N-Punkt-FFT 2700 von 7 zur Verfügung gestellt werden. Der FEQ-Koeffizient F_n für Ton n in Untermenge A 10120 wird auch dem Skalarprodukt-Block 10130 zur Verfügung gestellt. Der FEQ-Koeffizient F_n wird unten in weiterem Detail beschrieben. Der Skalarprodukt-Block 10130 stellt an seinem Ausgang das Skalarprodukt der Zwischenentscheidungen für Ton n in Untermenge A (d. h. Y'_r[k]) 10110 und den FEQ-Koeffizienten F_n für Ton n in Untermenge A 10120 zur Verfügung. In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die an dem Ausgang 10420 zur Verfügung gestellte Ausgabe unter Verwendung der Gleichung 1, wie oben beschrieben, berechnet.
Im Block 10200 werden der ICI-Auswahlvorrichtung für Ton n in Untermenge A 10220 Zwischenentscheidungen für alle Töne 8520 zur Verfügung gestellt. Die ICI-Auswahlvorrichtung für Ton n in Untermenge A bestimmt eine Untermenge von Tönen, Untermenge M(n), auf die auch als ”ICI-Schuldige-Töne für Ton n” Bezug genommen wird, von der ICI von der Zwischenentscheidung des Tons n gelöscht werden soll. Die ausgewählten Töne werden in Zwischenentscheidungen von Tönen in Satz M(n) Block 10230 zur Verfügung gestellt, bezeichnet als Y'_m1[k], Y'_m2[k], Y'_m3[k] ..., wobei m1, m2, m3 und so weiter Indexe von Tönen in Untermenge M(n) sind. Die Töne in Ton-Block 10230 werden dem Skalarprodukt-Block 10240 zur Verfügung gestellt. Zusätzlich werden auch Kopplungskoeffizienten zwischen Ton n und Tönen in Untermenge M(n), bezeichnet mit C_n,m1[k], C_n,m2[k], C_n,m3[k] ..., dem Skalarprodukt-Block 10240 zur Verfügung gestellt. Kopplungskoeffizienten zwischen Ton n und Tönen in Untermenge M(n) werden weiter unten detaillierter beschrieben. Der Skalarprodukt-Block 10240 erzeugt eine Ausgabe 10260, die das Skalarprodukt der Zwischenentscheidungen von Tönen in Untermenge M(n) 10230 und der Kopplungskoeffizienten zwischen Tönen n und Tönen in Untermenge M(n) 10250 ist.
Der Summierer 10400 empfängt an einem Eingang das Skalarprodukt 10260 und empfängt an einem Eingang die Ausgabe von dem Skalarprodukt-Block 10130. Der Summierer 10400 erzeugt eine Zwischenentscheidung (weiche Entscheidung), die mit X_n[k] bezeichnet ist, als Ausgabe 10420. In einigen Ausführungsbeispielen stellt die Ausgabe X_n[k] eine ”weiche Entscheidung” für Ton n des Symbols k nach Durchführung der ICI-Löschung an Ton n dar. Der Fachmann wird erkennen, dass eine ähnliche Ausgabe für jeden Ton n in einer Vielzahl von Tönen, die in einem speziellen Symbol vorhanden sind, erzeugt werden kann.
Mit Rückbezug auf 8 wie auch 10, stellt die Ausgabe 10420 der FEQ/ICI-Löschung eine weiche Entscheidung für Untermenge A 8540 zur Verfügung. Die weichen Entscheidungen 8540 sind Eingaben an die Abkappschaltung 8550, die als Ausgabe 8560 eine harte Entscheidung zur Verfügung stellt, bezeichnet mit D_n[k], die eine harte Entscheidung eines Konstellationspunktes für Ton n von Symbol k darstellt.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden allgemeine Richtlinien für das Auswählen der ersten Untermengen von Tönen, der Untermenge U, ”unbeeinträchtigte Töne”, und für das Auswählen der zweiten Untermenge von Tönen, der Untermenge A, ”beeinträchtigte Töne”, zusammen mit allgemeinen Richtlinien für das Auswählen der dritten Untermenge M(n), ICI-Schuldige-Töne für Ton n, und einer vierten Untermenge P(n), ISI-Schuldige-Töne für Ton n für jedes n der zweiten oder beeinträchtigten Töne, wie folgt beschrieben.
In einigen Ausführungsbeispielen wird eine umfassende Simulation verwendet, um zu bestimmen, welche Töne aufgrund von ISI/ICI eine vernachlässigbare Leistungsverschlechterung aufweisen, und welche Töne eine signifikante Leistungsverschlechterung aufgrund von ISI/ICI aufweisen. Für jeden jener Töne, für die bestimmt worden ist, dass sie signifikante ISI/ICI aufweisen und daher ISI/ICI-Löschung benötigt wird, wird eine Bestimmung durchgeführt, bei der eine Liste von Tönen ausgewählt wird, die die hauptsächlichen Beitragenden von ISI/ICI sind. In einigen Ausführungsbeispielen wird die Bestimmung wiederum unter Verwendung umfangreicher Simulation gemacht. In einigen Ausführungsbeispielen wird eine Bestimmung aus der Abwägung zwischen Leistungsverbesserung und Implementierungskosten gemacht. In verschiedenen Ausführungsbeispielen werden die folgenden allgemeinen Richtlinien bei der Auswahl von Untermengen von Tönen auch verwendet:

1.) Störungen sind gewöhnlich von jenen Tönen am stärksten, die unter weniger Dämpfung von dem Kommunikationskanal leiden. Im Allgemeinen verursachen Töne niedriger Frequenz mehr Störungen bei anderen Tönen, als es Töne hoher Frequenz tun. Das liegt daran, dass Töne niedriger Frequenz im Allgemeinen weniger unter Dämpfung von dem Kommunikationskanal leiden. Da sie in dem Empfänger stärker sind, ist ihre Störung für andere Töne auch stärker.
2.) Störungen sind normalerweise dort sehr stark, wo die Antwort des Kommunikationskanals einen steilen Frequenzübergang aufweist.
3.) Die ISI/ICI-Löschung wird normalerweise nur für die Töne mit hohem SNR(Signal-Störgeräusch-Verhältnis/signal-noise ratio) benötigt. Für die Töne mit niedrigem SNR macht die ISI/ICI-Löschung keinen Sinn, da andere Quellen der Beeinträchtigung, z. B. thermische Störgeräusche, gewöhnlich vorherrschen.
4.) Die Störungen von benachbarten Tönen und Kopplungen von und zu ”leeren” Tönen sind gewöhnlich am stärksten.

Das folgende Beispiel, das ADSL verwendet, ist nicht in begrenzender Weise eingeschlossen, sondern um die Verwendung der allgemeinen Richtlinien zu veranschaulichen. Der Fachmann wird jedoch erkennen, dass die in diesem Beispiel beschriebenen allgemeinen Prinzipien auf alle MCM-Systeme anwendbar sind.
Zuerst wird eine Untersuchung der Frequenzantwort des Kommunikationskanals durchgeführt. ADSL verwendet ein Modell, das FDD (Frequenzdomänen-Duplex/frequency domain duplex) genannt wird, um eine gleichzeitige Übertragung von stromabwärts und stromaufwärts gerichtetem Verkehr über dasselbe Paar von Übertragungsleitungen zu erlauben. Stromabwärts gerichteter Verkehr ist die Signalübertragung von der zentralen Stelle oder dem zentralen Netzwerkknoten zu den Räumlichkeiten des Benutzers, während der stromaufwärts gerichtete Verkehr die Signalübertragung von den Räumlichkeiten des Benutzers zu der zentralen Stelle ist. FDD macht die gleichzeitige Übertragung möglich, indem zwei sich nicht überlappende (oder sich leicht überlappende) Frequenzbänder verwendet werden, eines für die Stromabwärtsrichtung und eines für die Stromaufwärtsrichtung. Zum Beispiel verwendet der stromabwärts gerichtete Verkehr den Frequenzbereich von Ton Nummer 40 bis Ton Nummer 255, während der stromaufwärts gerichtete Verkehr den Frequenzbereich von Ton Nummer 5 bis Ton Nummer 32 verwendet. In dem Empfänger der Ausrüstung der Räumlichkeiten des Benutzers wird normalerweise ein Hochpassfilter mit einer Grenzfrequenz um den Ton Nummer 36 herum verwendet, um das stromabwärts gerichtete Signal von dem stromaufwärts gerichteten Signal, das von dem Sender der Ausrüstung der Räumlichkeiten des Benutzers zu dem Empfänger streut, zu trennen. In diesem Fall hat die Frequenzbereichs-Antwort des Kommunikationskanals für den stromabwärts gerichteten Verkehr einen steilen Übergang um Ton Nummer 36 herum. Wann immer es bei der Frequenzantwort des Kommunikationskanals einen scharfen Übergang gibt, gibt es zwischen den Tönen in der Nähe des steilen Übergangs eine umfangreiche Kopplung. Auch ist die Kopplung normalerweise am stärksten zwischen benachbarten Tönen und leeren Tönen. In diesem Beispiel ist die Untermenge A ausgewählt als
A = {38, 39, 40, ..., 57},
was den ersten 20 entspricht, die dem abrupten Übergang am nächsten sind und auch die niedrigste Frequenz haben. In diesem Beispiel ist die Untermenge U ausgewählt als
U = {58, 59, 60, ..., 255},
was den Tönen entspricht, die von dem steilen Übergang entfernt sind und auch eine hohe Frequenzen haben (sodass SNR schon niedrig ist und daher ISI/ICI-Löschung nicht signifikant hilft).
Für jeden Ton n in A werden normalerweise sein Abbildungston, ein paar benachbarte Töne zusammen mit ihren Abbildungen, und ein paar wenige ”leere” Töne zusammen mit ihren Abbildungen ausgewählt, um ICI-Löschung durchzuführen. Für Ton Nummer 40 (n = 40) kann zum Beispiel die Untermenge M(40) ausgewählt werden als
M(40) = {35, 36, 37, 38, 39, 41, 42, N-42, N-41, N-40, N-39, N-38, N-37, N-36, N-35}
Hier werden seine Abbildung (N-40), vier benachbarte Töne (38, 39, 41, 42) zusammen mit ihren Abbildungen (N-38, N-39, N-41, N-42) und drei ”leere” Tönen (35, 36, 37) zusammen mit ihren Abbildungen (N-35, N-36, N-37) ausgewählt. Es ist zu bemerken, dass auf die Töne Nummer 35, Nummer 36 und Nummer 37 als ”leere” Töne Bezug genommen wird, da sie weder in der stromaufwärts gerichteten noch in der stromabwärts gerichteten Übertragung verwendet werden. Sie sind jedoch in der ICI-Löschung enthalten, da es in der Nähe dieser Töne einen steilen Übergang bei der Frequenzantwort gibt, und daher ist eine Menge von nützlichen Informationen mit ihnen gekoppelt worden. Auch sind sie Töne von niedriger Frequenz, die weniger unter Dämpfung vom Kommunikationskanal leiden, und daher in dem Empfänger relativ stark sind. Es ist zu bemerken, dass die ”Abbildung” von Ton n Ton N – n (N = 512 für ADSL) ist.
Die Auswahl der Untermenge zum Ausführen von ISI-Löschung ist ähnlich der für ICI-Löschung. Bei der ISI-Löschung werden derselbe Ton n (aber von dem vorhergehenden DMT-Symbol) zusammen mit seiner Abbildung, ein paar wenige benachbarte Töne zusammen mit ihren Abbildungen und ein paar wenige ”leere” Töne zusammen mit ihren Abbildungen ausgewählt. Für Ton Nummer 40 kann zum Beispiel die Untermenge M(40) ausgewählt werden als
P(40) = {35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, N-42, N-41, N-40, N-39, N-38, N-37, N-36, N-35}.
Hier werden derselbe Ton (40) zusammen mit seiner Abbildung (N-40), vier benachbarte Töne (38, 39, 41, 42) zusammen mit ihren Abbildungen (N-38, N-39, N-41, N-42), und drei ”leere” Töne (35, 36, 37) zusammen mit ihren Abbildungen (N-35, N-36, N-37) ausgewählt. Es ist zu bemerken, dass auf die Töne Nummer 35, Nummer 36 und Nummer 37 als ”leere” Töne Bezug genommen wird, da sie weder in der stromaufwärts gerichteten noch in der stromabwärts gerichteten Übertragung verwendet werden. Der Grund für das Auswählen einiger weniger ”leerer” Töne liegt darin, dass sie reichhaltige Informationen enthalten, die mit ihnen aufgrund des steilen Übergangs der Antwort in Ihrer Nähe gekoppelt sind. Es ist jedoch erwähnenswert, dass die vorhergehenden Symbole von der Entscheidungsvorrichtung alle Null sind, da es darin kein Signal gab. Daher sind Ton Nummer 35, Nummer 36 und Nummer 37 in der Untermenge P(40) des vorhergehenden Beispiels Null.
In einem Ausführungsbeispiel kann die Anzahl von benachbarten Tönen, die entweder für ICI- oder ISI-Löschung ausgewählt sind, von Ton zu Ton verschieden sein. Gewöhnlich benötigen die Töne, die in der Nähe des steilen Übergangs der Frequenzantwort sind, oder die Töne niedriger Frequenz, mehr benachbarte Töne, um die ICI-Löschung und/oder ISI-Löschung durchzuführen. Zum Beispiel können vier benachbarte Töne für Ton Nummer 40 benötigt werden, um ISI/ICI-Löschung durchzuführen, aber nur zwei benachbarte Töne für Ton Nummer 59 benötigt werden, da Ton Nummer 40 näher zu dem Übergang ist und stärker unter ISI/ICI leidet, und auch höher beim SNR ist, wodurch diese Töne durch die ISI/ICI-Löschung mehr gewinnen.
Der zuvor erwähnten Richtlinie folgend, kann für Töne in U, A, M(n) und P(n) die Auswahl getroffen werden, wenn das System Duplex-Modell und eine allgemeine Vorstellung über den Kommunikationskanal bekannt sind. Daher kann die Auswahl immer im Voraus gemacht werden, und die Ergebnisse können in Nachschlagtabellen gespeichert werden.
In einem Ausführungsbeispiel werden die Koeffizienten für den FEQ-Koeffizienten Fn, den ICI-Kopplungskoeffizienten Cnm und den ISI-Kopplungskoeffizient Snp für Ton n in Untermenge A so ausgewählt, dass der mittlere quadratische Fehler zwischen seiner ”weichen Entscheidung” Vn[k] und ”harten Entscheidung” Dn[k] minimiert wird. Die Verfahren zum Erlangen dieser Koeffizienten sind beschrieben in der U.S. Anmeldenummer 11/256,707, angemeldet am 24. Oktober 2005, betitelt ”Inter-Symbol and Inter-Carrier Interference Canceller for Multi-Carrier Modulation Receiver”. Die '707-Anwendung beschreibt die Verwendung von LMS(geringste Varianz/least mean square)- oder RLS(rekursive Varianz/rekursive least square)-Modellen. Anstatt das LMS(geringste Varianz)-Verfahren zu verwenden, um adaptiv die ISI/ICI-Kopplungskoeffizienten zu erlangen, leitet ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung diese Koeffizienten auf Systemidentifikation basierend her.
In einem typischen MCM-System gibt es eine Trainingsphase, bei der der entfernt aufgestellte Sender eine vorab bekannte, deterministische und meistens einfache Information sendet. Die Trainingsphase erlaubt es dem örtlichen Empfänger, eine Systemidentifikation durchzuführen, um die Impulsantwort des Kommunikationskanals zu schätzen. Das Verfahren und das Vorgehen zum Bestimmen der CIR (Kanalimpulsantwort/channel impulse response) ist systemabhängig. Für den Fachmann kann die CIR jedoch bestimmt werden und als ein Spaltenvektor c der Länge Lp + Lc + 1 geschrieben werden:
Das Vorgehen zum Herleiten der ISI/ICI-Koeffizienten basierend auf CIR wird nun beschrieben.

1. Die Frequenzdomänen-Daten an dem Eingang von FFT 1300 (1) des Senders sollen als ein Vektor X der Länge N geschrieben werden: X[k] = [X₀[k] X₁[k] X₂[k] ... X_N-1[k]^T Gleichung 6
Hier ist k der DMT-Symbolindex und der hochgesetzte Index ”T” bezeichnet die Transponierte.
2. Die Operation von IFFT 1300 kann als eine Matrixoperation an dem Vektor X[k] ausgedrückt werden. Die Matrix für das Darstellen der N-Punkt-IFFT-Operation ist W*/N, wobei ”*” eine komplexe konjugierte bezeichnet, und die Elemente für die Matrix W* W_k*_l = exp(–2πj·k·l/N), für 0 ≤ k, l ≤ N sind.
3. Die Operation des Hinzufügens des zyklischen Prafixes (CP) (1400 in 1) kann als eine Matrixoperation ausgedrückt werden. Die Länge von CP soll L sein, dann kann die Matrixoperation von CP ausgedrückt werden als:
Hier bezeichnet 0_L×(N-L) eine L mal (N – L) Null-Matrix, und I_N bezeichnet eine N mal N Identitätsmatrix.
4. Die Effekte von DAC 1600 und Verstärker 1700 des Senders 1000, Übertragungsmedium 2020, Verstärker 2050, Filter 2100, ADC 2200 und TEQ 2300 des Empfängers 2000 können kombiniert werden und durch einen Kommunikationskanal dargestellt werden, der eine Impulsantwort c aufweist. CIR(Kanalimpulsantwort/channel impulse response)-Matrizen C₀ und C₁ werden definiert als:
5. Die Operation des Entfernens von CP (2500 in 3) kann auch als eine Matrixoperation ausgedrückt werden. Die Matrix kann ausgedrückt werden als: R = [0_L×LI_N]
6. Die Operation von FFT 2600 kann durch eine Matrixoperation W dargestellt werden, mit Elementen W_kl = exp(2πj·k·l/N), für 0 ≤ k, l ≤ N.
7. Das effektive zusätzliche Störgeräusch an den Empfänger an dem Ausgang von FFT 2600 des Empfängers wird als ein Vektor Z der Länge N geschrieben: Z[k] = [Z₀[k] Z₁[k] Z₂[k] ... Z_N-1[k]]^T

Die Ausgabe von FFT 2600 wird durch eine einspaltige Matrix Y der Länge N dargestellt: Y[k] = [Y₀[k] Y₁[k] Y₂[k] ... Y_N-1[k]]^T
Dann ist Y[k] über die folgende Beziehung auf X[k], X[k – 1], W, C0, C1, und Z[k] bezogen:
Der obige Ausdruck kann weiter vereinfacht werden zu
Hier werden zwei Matrizen definiert:
In dem Empfänger werden harte Entscheidungen von dem vorhergehenden DMT-Symbol, d. h. D[k – 1], als die höchstwahrscheinliche Schätzung von X[k – 1] verwendet. Die ISI-Kopplungskoeffizienten (oben erwähnte S*_rp) können somit aus der Matrix G = WC ~₀ ^W*/_N, d. h. S*_rp = G_rp erlangt werden.
Wie oben erwähnt, werden durch Anwendung von ISI-Löschung ”Zwischenentscheidungen” Y'n von ”rohen Entscheidungen” Yn erlangt. Mathematisch hat man Y'[k] = Y[k] – S*D[k – 1] ≅WC ~₁ ^W*/_NX[k] + Z[k] = (Signal & ICI) + Störgeräusch.
Basierend auf den ”Zwischenentscheidungen”, die fast ohne ISI sind, werden FEQ und ICI-Löschung angewandt, um die ”weichen Entscheidungen” V_n zu erlangen. V[k] = HY'[k] wobei die diagonalen Elemente der Matrix H die konjugiert komplexen der FEQ-Koeffizienten (oben erwähnte F_n) sind, und die nicht-diagonalen Elemente der Matrix H die negativen konjugiert komplexen der ICI-Kopplungskoeffizienten (oben erwähnte C_nm) sind. Die FEQ-Koeffizienten F_n und ICI-Kopplungskoeffizienten C_nm werden so gewählt, dass sie den mittleren quadratischen Fehler zwischen weichen Entscheidungen V[k] und idealen Entscheidungen X[k] minimieren, d. h. die mittlere quadratische Größe des folgenden Vektors minimieren E[k] = X[k] – V[k] = X[k] – H(WC ~₁ ^W*/_NX[k] + Z[k])
Es ist zu beachten, dass Reihe n von H, bezeichnet als Hn, aus dem FEQ-Koeffizienten und den ICI-Löschungskoeffizienten für Ton n besteht. Um den mittleren quadratischen Fehler für Ton n zu minimieren, muss das mittlere Quadrat der folgenden Menge minimiert werden e_n[k] = X_n[k] – V_n[k] = X_n[k] – H_n(WC ~₁ ^W*/_NX[k] + Z[k])
Der statistische mittlere quadratische Fehler für Ton n kann wie folgt abgeleitet werden:
Hier bezeichnet ”*” eine konjugierte komplexe und das hoch gesetzte ”^H” bezeichnet ”Hermitisch” (konjugierte komplexe und Transponierte/Transponse).
In der Praxis sind sowohl Signal wie auch Störgeräusch zyklisch-stationär, d. h. die statistischen Eigenschaften sind von Symbol zu Symbol dieselben. Wenn der mittlere quadratische Wert von X_n σ 2 / x,n ist, dann ist die Matrix R_xx = E{X[k]X^H[k]} eine diagonale Matrix mit dem einzigen von Null verschiedenen Element in Reihe n, das σ 2 / x,n ist. Es soll R_zz = E{Z[k]Z^H[k]} sein. Dann kann der mittlere quadratische Fehler J_n geschrieben werden als
Hier ist [0 ... 0 σ 2 / x,n 0 ... 0] ein Zeilenvektor mit nur einem von Null verschiedenen Element σ 2 / x,n in Spalte n.
Durch Lösen der partiellen Differenzialgleichung ∂J_n/∂H * / n = 0 oder durch Anwendung des Orthogonalitätsprinzips, d. h. E{Y'[k]e H / n[k]} = 0 , erhält man die folgende Beziehung: H_n(WC ~₁ ^W*/_NR_xxWC ~ T / 1^W*/_N + R_zz) = [0 ... σ 2 / x,n 0 ... 0]WC ~ T / 1^W*/_N.
Man erhält somit den FEQ-Koeffizienten und die ICI-Kopplungskoeffizienten für Ton n als:
Die Koeffizienten für FEQ-Koeffizienten Fn, ICI-Kopplungskoeffizienten C_nm für Ton n werden somit von dem Zeilenvektor Hn erlangt. Es ist zu beachten, dass σ 2 / x,n und somit R_XX Voraus bekannt sind, während R_ZZ, die Störgeräusch-Korrelationsmatrix, während der Trainingsreihe gemessen werden kann, wobei die genauen Sendesymbole bekannt sind und Störgeräusche leicht charakterisiert werden.
Die zuvor erwähnte ISI-Löschung verwendet harte Entscheidungen, die von einer Abkappschaltung erzeugt werden. Manchmal wird es jedoch vorgezogen, alternative Entscheidungen zu verwenden. In einigen Fällen hat das MCM-System eine Trainingsphase, während der der Empfänger schon die genauen DMT-Symbole kennt, die von dem Sender übertragen werden. In diesem Fall kann man den genauen, schon bekannten Konstellationspunkt für jeden Ton verwenden, um die jeweilige harte Entscheidung zu ersetzen. Auch verwenden einige MCM-Systeme fortschrittliche vorwärts gerichtete Fehlerkorrektur-Modelle (z. B. Trellis-codierte Modulation), um die Leistung der DMT-Symbol-Erfassung zu verbessern. In diesem Fall kann man die Erfassungsergebnisse von dem entsprechenden Decoder (z. B. Viterbi-Decoder) verwenden, um die harten Entscheidungen zu ersetzen.
Soweit wird das Modell zum Löschen der ISI von dem vorhergehenden DMT-Symbol gezeigt. Für den Fachmann ist es einfach, es zu erweitern, um die ISI von mehr als einem vorhergehenden DMT-Symbol zu löschen. Im allgemeinen wird, um die ISI von Symbol (k-p) (p Symbole früher, wobei p eine positive ganze Zahl ist) bis Symbol k (aktuelles Symbol) für Ton n in A zu löschen, zuerst eine Untermenge von Tönen basierend auf den zuvor erwähnten Regeln (steiler Übergang bei der Frequenzantwort, benachbarte Töne, leere Töne, und so weiter) ausgewählt. Wenn die ”weiche Entscheidung” berechnet wird, muss eine Größe, die von dem Skalarprodukt zwischen dem Vektor, der durch die ”harten Entscheidungen” von Tönen gebildet wird, die jener Untermenge von p DMT-Symbolen früher entsprechen, und einem ISI-Vektor erlangt wird, negiert werden. Der ISI-Vektor hängt natürlich von den Werten von p ab. Die Koeffizienten innerhalb des ISI-Vektors können auch durch die Verwendung des LMS-Verfahrens erlangt werden. In der Realität ist es jedoch nicht notwendig, ISI für mehr als ein DMT-Symbol zu erwägen.

Claims

Ein Verfahren zum Empfangen von Mehrträger-Daten, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen von Rahmen-basierten Frequenzdomänen-Daten, die N Elemente umfassen, wobei jedes eine Modulation auf einem bestimmten Hilfsträger darstellt; Auswählen einer ersten Untermenge U aus den N Elementen, und Ausführen von Entzerrung für jedes Element u in U, um eine erste Gruppe von weichen Entscheidungen zu erlangen; Auswählen einer zweiten Untermenge A aus den N Elementen; Auswählen einer dritten Untermenge R aus den N Elementen, wobei die dritte Untermenge R eine Vielzahl von Hilfsträgern darstellt, die beträchtliche Zwischenträger-Störungen bei mindestens einem Teil der Hilfsträger in der zweiten Untermenge A verursachen; Auswählen einer vierten Untermenge P aus den N Elementen aus einem vorhergehenden Rahmen, wobei die vierte Untermenge P eine Vielzahl von Hilfsträgern aus dem vorhergehenden Rahmen darstellt, die beträchtliche Zwischensymbol-Störungen bei mindestens einem Teil der Hilfsträger in der dritten Untermenge R verursachen; Ausführen von Zwischensymbol-Störungslöschung für die Hilfsträger in der dritten Untermenge R, um eine Vielzahl von Zwischenentscheidungen zu erzeugen; Ausführen von sowohl Entzerrung als auch Zwischenträger-Störungslöschung für jedes Element a in der zweiten Untermenge A unter Verwendung der Zwischenentscheidungen, um eine zweite Gruppe von weichen Entscheidungen zu erlangen.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Ausführen von Entzerrung für jedes Element u in U ferner das Multiplizieren des Elements u mit einem Entzerrungskoeffizienten umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei sowohl das Ausführen von Entzerrung und Zwischenträger-Störungslöschung für jedes Element a in der zweiten Untermenge A ferner die Berechnung einer linearen Kombination der Zwischenentscheidungen umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei höchst wahrscheinliche Entscheidungen getroffen werden, um eine erste Gruppe von harten Entscheidungen aus der ersten Gruppe von weichen Entscheidungen zu erzeugen, und um eine zweite Gruppe von harten Entscheidungen aus der zweiten Gruppe von weichen Entscheidungen zu erzeugen.
Verfahren gemäß Anspruch 4, ferner umfassend: Speichern der zweiten Gruppe von harten Entscheidungen aus dem vorhergehenden Rahmen.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei das Ausführen der Zwischensymbol-Störungslöschung ferner umfasst: für jedes Element r in der dritten Untermenge R das Subtrahieren einer jeweiligen linearen Kombination eines Teils der zweiten Gruppe von harten Entscheidungen, die von dem vorhergehenden Rahmen gespeichert sind, wobei der Teil der zweiten Gruppe von harten Entscheidungen den Hilfsträgern in der vierten Untermenge P entspricht.
Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei sowohl das Ausführen von Entzerrung und Zwischenträger-Störungslöschung für jedes Element a in der zweiten Untermenge A ferner das Erlangen von Koeffizienten für die lineare Kombination während einer anfänglichen Trainingsphase umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei das Erlangen von Koeffizienten während eines anfänglichen Trainings das Herleiten eines Koeffizienten basierend auf der Systemidentifikation umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei das Durchführen der Zwischensymbol-Störungslöschung ferner das Erlangen von Koeffizienten für die lineare Kombination während einer anfänglichen Trainingsphase umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das Erlangen von Koeffizienten während eines anfänglichen Trainings das Herleiten eines Koeffizienten basierend auf einer Systemidentifikation umfasst.
Mehrträger-Modulationsvorrichtung, umfassend: einen eine Eingangsstufe umfassenden Empfänger, eine Hilfsträger-Auswahlvorrichtung, einen Entzerrer und einen Störungslöscher; wobei die Eingangsstufe ausgelegt ist, ein Rahmen-basiertes Mehrträger-Signal zu empfangen, das eine Vielzahl von Hilfsträgern umfasst; die mit der Eingangsstufe gekoppelte Hilfsträger-Auswahlvorrichtung ausgelegt ist, eine erste Untermenge von Hilfsträgern, eine zweite Untermenge von Hilfsträgern, eine dritte Untermenge von Hilfsträgern für jedes Element in der zweiten Untermenge von Hilfsträgern, und eine vierte Untermenge von Hilfsträgern für jedes Element in der dritten Untermenge von Hilfsträgern zu erzeugen; der mit der Hilfsträger-Auswahlvorrichtung gekoppelte Entzerrer die erste Untermenge von Hilfsträgern empfängt und eine erste Gruppe von weichen Entscheidungen ausgibt; und wobei der Störungslöscher umfasst: einen mit der Hilfsträger-Auswahlvorrichtung gekoppelten Zwischensymbol-Störungslöscher zum Empfangen der vierten Untermenge von Hilfsträgern und zum Ausgeben einer Vielzahl von Zwischenentscheidungen für die dritte Untermenge von Hilfsträgern, und einen mit dem Zwischensymbol-Störungslöscher gekoppelten kombinierten Zwischenträger-Störungslöscher und Entzerrer zum Empfangen der Zwischenentscheidungen und zum Ausgeben einer zweiten Gruppe von weichen Entscheidungen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei der Empfänger ferner eine Entscheidungsvorrichtung umfasst, die ausgelegt ist, basierend auf dem Treffen von höchst wahrscheinlichen Entscheidungen eine erste Gruppe von harten Entscheidungen von der ersten Gruppe von weichen Entscheidungen zu erzeugen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei der Störungslöscher ferner eine weitere Entscheidungsvorrichtung umfasst, die ausgelegt ist, basierend auf dem Treffen von höchst wahrscheinlichen Entscheidungen eine zweite Gruppe von harten Entscheidungen von der zweiten Gruppe von weichen Entscheidungen zu erzeugen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei die erste Untermenge von Hilfsträgern eine Vielzahl von Hilfsträgern umfasst, die nicht in beträchtlicher Weise durch Zwischensymbol- oder Zwischenträger-Störungen beeinflusst sind, wobei die zweite Untermenge von Hilfsträgern eine Vielzahl von Hilfsträgern umfasst, die beträchtlich durch Zwischensymbol- oder Zwischenträger-Störungen beeinflusst sind, wobei die dritte Untermenge von Hilfsträgern eine Vielzahl von Hilfsträgern umfasst, die beträchtlich Zwischenträger-Störungen bei mindestens einem Teil der zweiten Untermenge von Hilfsträgern erzeugen, und wobei die vierte Untermenge von Hilfsträgern eine Vielzahl von Hilfsträgern umfasst, die beträchtlich Zwischensymbol-Störungen bei mindestens einem Teil der dritten Untermenge von Hilfsträgern erzeugen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 14, die ferner einen Puffer umfasst, um die zweite Gruppe von harten Entscheidungen von einem vorhergehenden Rahmen zu speichern.
Vorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei der kombinierte Zwischenträger-Störungslöscher und Entzerrer eine lineare Kombination der Zwischenentscheidungen für jedes Element in der zweiten Untermenge der Hilfsträger berechnet.
Vorrichtung gemäß Anspruch 16, wobei der Zwischensymbol-Störungslöscher eine Subtraktion einer linearen Kombination der vierten Untermenge von Hilfsträgern von dem vorhergehenden Rahmen für jedes Element in der dritten Untermenge von Hilfsträgern berechnet.
System, umfassend einen Kommunikationskanal, der zwei Enden und eine Frequenzantwort aufweist, die mindestens ein Frequenzband umfasst; einen Sender, der mit einem Ende des Kommunikationskanals gekoppelt ist, wobei der Sender ausgelegt ist, ein Rahmen-basiertes Mehrträger-Modulationssignal zu erzeugen, wobei das Signal eine Vielzahl von Hilfsträgern umfasst, die zur Übertragung von Informationen verwendet werden; einen Empfänger, der mit dem anderen Ende des Kommunikationskanals gekoppelt ist, wobei der Empfänger umfasst: eine Eingangsstufe, welche ausgelegt ist, ein Rahmen-basiertes Mehrträger-Signal zu empfangen, das eine Vielzahl von Hilfsträgern umfasst; eine mit der Eingangsstufe gekoppelte Hilfsträger-Auswahlvorrichtung, welche ausgelegt ist, eine erste Untermenge von Hilfsträgern, eine zweite Untermenge von Hilfsträgern, eine dritte Untermenge von Hilfsträgern für jedes Element in der zweiten Untermenge von Hilfsträgern, und eine vierte Untermenge von Hilfsträgern für jedes Element in der dritten Untermenge von Hilfsträgern zu erzeugen; einen mit der Hilfsträger-Auswahlvorrichtung gekoppelten Entzerrer, welcher die erste Untermenge von Hilfsträgern empfängt und eine erste Gruppe von weichen Entscheidungen ausgibt; und wobei ein Störungslöscher umfasst: einen mit der Hilfsträger-Auswahlvorrichtung gekoppelten Zwischensymbol-Störungslöscher zum Empfangen der vierten Untermenge von Hilfsträgern und zum Ausgeben einer Vielzahl von Zwischenentscheidungen für die dritte Untermenge von Hilfsträgern, und einen mit dem Zwischensymbol-Störungslöscher gekoppelten kombinierten Zwischenträger-Störungslöscher und Entzerrer zum Empfangen der Zwischenentscheidungen und zum Ausgeben einer zweiten Gruppe von weichen Entscheidungen; wobei eine erste Untermenge von Hilfsträgern, die orthogonal zueinander sind, eine zweite Untermenge von Hilfsträgern, die zueinander nicht orthogonal sind, eine dritte Untermenge von Hilfsträgern, die mindestens bei einem Teil der zweiten Untermenge von Hilfsträgern Störungen erzeugen, und eine vierte Untermenge von Hilfsträgern von einem vorhergehenden Rahmen, die mindestens bei einem Teil der dritten Untermenge von Hilfsträgern Störungen erzeugen, bestimmt werden, und basierend auf dieser Bestimmung ein Entzerrungskoeffizient und/oder ein Zwischensymbol-Störungslöschungs-Koeffizient und/oder ein Zwischenträger-Löschungskoeffizient eingestellt werden.
System gemäß Anspruch 18, wobei die erste Untermenge von Hilfsträgern Hilfsträger umfasst, die mindestens eine Anzahl von Hilfsträgern von einem Übertragungsband zwischen zwei sich nicht überlappenden Frequenzbändern oder einem Übertragungsrand in der Frequenzantwort des Kommunikationskanals entfernt sind.
System gemäß Anspruch 19, wobei die zweite Untermenge von Hilfsträgern einen oder mehrere Hilfsträger umfasst, die in der Nähe des Übertragungsbandes zwischen zwei sich nicht-überlappenden Frequenzbändern oder eines Übertragungsrandes in der Frequenzantwort des Kommunikationskanals liegen.
System gemäß Anspruch 18, das ferner eine Entscheidungsvorrichtung umfasst, die ausgelegt ist, die weichen Entscheidungen zu empfangen, und entsprechend, basierend auf dem Treffen von höchst wahrscheinlichen Entscheidungen, eine Vielzahl von harten Entscheidungen zu erzeugen.
System gemäß Anspruch 21, das ferner einen Puffer zum Speichern der harten Entscheidungen von dem vorhergehenden Rahmen umfasst.
System gemäß Anspruch 18, wobei der Entzerrer und der Störungslöscher jedes Element in der ersten Untermenge durch Multiplizieren eines Entzerrungskoeffizienten bearbeiten.
System gemäß Anspruch 18, wobei der Entzerrer und der Störungslöscher ferner durch Subtrahieren einer linearen Kombination der harten Entscheidungen der vierten Untermenge von Hilfsträgern von dem vorhergehenden Rahmen von jedem Element in der dritten Untermenge von Hilfsträgern eine Vielzahl von Zwischenentscheidungen erzeugen.
System gemäß Anspruch 24, wobei der Entzerrer und der Störungslöscher ferner jedes Element in der zweiten Untermenge von Hilfsträgern bearbeiten, indem sie eine lineare Kombination der Zwischenentscheidungen ausführen.