DE102010038012A1

DE102010038012A1 - OFDM-Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Blockcodesender

Info

Publication number: DE102010038012A1
Application number: DE102010038012A
Authority: DE
Inventors: Markus 82008 Mueck
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2009-11-16
Filing date: 2010-10-06
Publication date: 2011-07-14
Also published as: US20110116560A1; US8509326B2

Abstract

st einen Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Codierer (1) zum Erzeugen von codierten OFDM-Symbolen durch Anordnen einer Sequenz von OFDM-Symbolen oder von Varianten davon in einer vorbestimmten Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Blockmatrix oder einem Teil davon. Der Sender (10) umfasst außerdem einen Frequenzselektor (2) zum Auswählen einer bestimmten OFDM-Trägerfrequenz aus einer Anzahl von verfügbaren OFDM-Trägerfrequenzen und einen Signalgenerator (3) zum Erzeugen von OFDM-Signalen durch Anwenden der ausgewählten OFDM-Trägerfrequenz auf die codierten OFDM-Symbole.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sender zum Senden von OFDM-Signalen, einen Empfänger zum Empfangen von OFDM-Signalen und ein Verfahren zum Senden und Empfangen von OFDM-Signalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen.
STAND DER TECHNIK
Die Leistungsfähigkeit der Funkkommunikation kann durch Verwendung von mehreren Antennen und von MIMO-Techniken (mehrere Eingänge und mehrere Ausgänge) vergrößert werden. Der Datendurchsatz und die Verbindungsreichweite können durch Verwendung von MIMO-Techniken ohne zusätzliche Bandbreite oder Sendeleistung vergrößert werden. Zusätzlich oder als Variante davon können Daten drahtlos von einer Basisstation zu einer oder mehreren räumlich getrennten Relaisstationen gesendet werden. Bei solchen MIMO-Systemen ist Raum-Zeit-Blockcodierung (STBC) oder Raum-Frequenz-Blockcodierung (SFBC) eine zum Senden mehrerer Kopien eines Datenstroms über mehrere Antennen verwendete Technik. Eine weitere Verbesserung der Leistungsfähigkeit der Funkkommunikation ist zu erwarten, wenn die obigen Techniken mit Mehrträger-Sende- und -Empfangsverfahren, wie zum Beispiel der wohlbekannten OFDM-(Orthogonal-Frequenzmultiplex-)Sende- und Empfangstechnik kombiniert werden.
Es ist demgemäß Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Sender zum Senden von OFDM-Signalen, einen Empfänger zum Empfangen von OFDM-Signalen und eine Verfahren zum Senden und Empfangen von OFDM-Signalen anzugeben, mit welchen die Leistungsfähigkeit der OFDM-Funkkommunikation verbessert werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen sind vorgesehen, um ein weiteres Verständnis von Ausführungsformen zu gewährleisten, und sind in die vorliegende Beschreibung integriert und bilden ein Teil dieser. Die Zeichnungen zeigen Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung von Prinzipien von Ausführungsformen. Andere Ausführungsformen und viele der beabsichtigten Vorteile von Ausführungsformen werden ohne weiteres ersichtlich, wenn sie durch Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung besser verständlich werden. Gleiche Bezugszahlen bezeichnen entsprechende ähnliche Teile.
1 zeigt eine schematische Blockdarstellung eines Senders gemäß einer Ausführungsform;
2 zeigt eine schematische Blockdarstellung eines Senders gemäß einer Ausführungsform;
3 zeigt eine schematische Blockdarstellung eines Empfängers gemäß einer Ausführungsform;
4A und 4B zeigen schematische Darstellungen verschiedener Ausführungsformen der relativen zeitlichen Positionen der Sendungen der ersten und zweiten Sendeeinheit;
5 zeigt eine schematische Blockdarstellung eines Empfängers gemäß einer Ausführungsform;
6A–6C zeigen ein zeitabhängiges Leistungsprofil, das einer verzögerten Sendung entspricht, zur Darstellung eines Empfängers und eines Verfahrens zum Empfangen von OFDM-Signalen gemäß einer Ausführungsform;
7A–7C zeigen ein zeitabhängiges Leistungsprofil, das einer Zwischensendung entspricht, zur Darstellung eines Empfängers und eines Verfahrens zum Empfangen von OFDM-Signalen gemäß einer Ausführungsform;
8 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Senden und Empfangen von OFDM-Signalen gemäß einer Ausführungsform; und
9 zeigt eine schematische Blockdarstellung eines Kommunikationssystems gemäß einer Ausführungsform.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die Aspekte und Ausführungsformen werden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in denen im Allgemeinen durchweg gleiche Bezugszahlen benutzt werden, um gleiche Elemente zu bezeichnen. In der folgenden Beschreibung werden zur Erläuterung zahlreiche spezifische Einzelheiten dargelegt, um ein umfassenderes Verständnis eines oder mehrerer Aspekte der Ausführungsformen zu gewährleisten. Für Fachleute ist jedoch erkennbar, dass ein oder mehrere Aspekte der Ausführungsformen mit einem geringeren Grad dieser spezifischen Einzelheiten ausgeübt werden können. In anderen Fällen werden bekannte Strukturen und Elemente in schematischer Form gezeigt, um die Beschreibung eines oder mehrerer Aspekte der Ausführungsformen zu erleichtern. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Obwohl ein bestimmtes Merkmal oder ein bestimmter Aspekt einer Ausführungsform bezüglich nur einer von mehreren Implementierungen offenbart worden sein mag, kann außerdem ein derartiges Merkmal oder ein derartiger Aspekt mit einem oder mehreren anderen Merkmalen oder Aspekten der anderen Implementierungen kombiniert werden, wenn es für eine gegebene oder bestimmte Anwendung erwünscht und vorteilhaft ist. Weiterhin sollen in dem Ausmaß, in dem die Ausdrücke „enthalten”, „haben”, „mit” oder andere Varianten davon entweder in der ausführlichen Beschreibung oder den Ansprüchen verwendet werden, solche Ausdrücke auf eine Weise ähnlich dem Ausdruck „umfassen” einschließend sein. Die Ausdrücke „gekoppelt” und „verbunden” können zusammen mit Ableitungen verwendet worden sein. Es versteht sich, dass diese Ausdrücke verwendet worden sein können, um anzugeben, dass zwei Elemente unabhängig davon miteinander kooperieren oder interagieren, ob sie in direktem physischem oder elektrischem Kontakt stehen oder sie nicht in direktem Kontakt miteinander stehen. Außerdem ist der Ausdruck „beispielhaft” lediglich als ein Beispiel anstatt das Beste oder Optimale gemeint. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht im einschränkenden Sinne aufzufassen und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Die hier beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren werden als Teil von Funkübertragungssystemen und für solche benutzt, nämlich für Systeme, die im OFDM-Modus (Orthogonal-Frequenzmultiplex) arbeiten. Die offenbarten Vorrichtungen können in Basisbandsegmenten von zum Senden oder Empfangen von OFDM-Funksignalen verwendeten Einrichtungen realisiert werden, insbesondere in Sendern wie Basisstationen oder Relaisstationen und Empfängern wie Mobiltelefonen, in der Hand gehaltenen Einrichtungen oder anderen Arten von Mobilfunkempfängern. Die beschriebenen Vorrichtungen können verwendet werden, um hier offenbarte Verfahren auszuführen, obwohl diese Verfahren auch auf beliebige andere Weise ausgeführt werden können.
Eine OFDM-Kommunikationsstrecke kann mit einer Menge von N Subträgern betreibbar sein, wobei N größer oder gleich 1 ist.
Subträger solcher OFDM-Übertragungssysteme können jeweils eine einzige Frequenz umfassen. Sie können auch mehrere Frequenzen umfassen, z. B. angrenzende Frequenzen in einem Frequenzbereich oder eine beliebige Teilmenge von Frequenzen. Die Anzahl der in einem Subträger enthaltenen Frequenzen kann insbesondere nicht auf irgendeine Anzahl von Frequenzen beschränkt sein.
Die hier beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können auch für MIMO-Systeme (mehrere Eingänge und mehrere Ausgänge) benutzt werden. Diese Systeme können mit einer Sendeeinheit und einer Empfangseinheit eingerichtet werden, wobei beide Einheiten jeweils mehr als eine Sende- oder Empfangsantenne umfassen. Die Systeme können auch mit mehreren Sendeeinheiten eingerichtet werden, wobei eine Sendeeinheit als Basisstation und eine oder mehrere weitere Sendeeinheiten als Relaisstationen wirken. Auch bei einer solchen Konfiguration kann die Basisstation mehr als eine Sendeantenne aufweisen und die Relaisstationen können jeweils mehr als eine Empfangsantenne und mehr als eine Sendeantenne aufweisen. Unabhängig davon kann die Empfangseinheit mit einer oder mehreren Empfangsantennen eingerichtet sein.
Mit Bezug auf 1 ist eine schematische Blockdarstellung eines Senders gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Der Sender 10 ist für das Senden von OFDM-Signalen ausgelegt und umfasst einen Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Codierer 1 zum Erzeugen von codierten OFDM-Symbolen durch Anordnen einer Sequenz von OFDM-Symbolen oder Varianten davon in einer vorbestimmten Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Blockmatrix oder einem Teil davon gemäß einem verzögerungstoleranten Code. Der Sender 10 umfasst ferner einen Frequenzselektor 2 zum Wählen einer bestimmten OFDM-Trägerfrequenz aus einer Anzahl verfügbarer OFDM-Trägerfrequenzen. Der Sender 10 umfasst ferner einen Signalgenerator 3 zum Erzeugen von OFDM-Signalen durch Anwenden der gewählten OFDM-Trägerfrequenz auf die codierten OFDM-Symbole.
Der Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Codierer 1 kann einen (nicht gezeigten) Eingang zum Eingeben von zu sendenden OFDM-Datensymbolen aufweisen. In dem Codierer 1 werden die OFDM Symbole oder Varianten davon gemäß einem verzögerungstoleranten Blockcode in der Blockmatrix angeordnet. Die Matrix kann zum Beispiel eine zweidimensionale Matrix sein, wenn der wohlbekannte Alamouti-Code als fundamentales Beispiel für einen Blockcode verwendet wird. In diesem Fall kann der Codierer 1 zwei Ausgänge aufweisen, die mit zwei Eingängen des Signalgenerators 3 verbunden sind. Der Signalgenerator 3 kann auch einen weiteren Eingang aufweisen, der mit einem Ausgang des Frequenzselektors 2 verbunden ist. In dem Signalgenerator 3 wird die durch den Frequenzselektor 2 ausgewählte Trägerfrequenz auf die durch den Codierer 1 in den zwei Signalpfaden zugeführten OFDM-Symbole abgebildet. Der Signalgenerator 3 umfasst zwei Ausgänge zum Ausgeben der OFDM-Signale, um diese zwei Antennen 4.1, 4.2 zum Senden der OFDM-Signale zuzuführen.
Im Fall der Raum-Zeit-Codierung wird die Abbildung der Trägerfrequenz auf die OFDM-Symbole folgendermaßen durchgeführt. Die zu sendenden OFDM-Symbole werden auf kontinuierliche Weise dem Raum-Zeit-Codierer 1 zugeführt. Im Fall der Verwendung eines Alamouti-Codes werden zwei nachfolgende OFDM-Symbole a, b auf die folgende Weise in einer zweidimensionalen Matrix angeordnet.
Dabei repräsentieren die Zeilen der Matrix Zeitschlitze und die Spalten der Matrix Sendeantennen, und der Stern repräsentiert das Komplex-Konjugierte. In einem solchen Fall werden alle Symbole der obigen Matrix mit ein und derselben durch den Frequenzselektor 2 zugeführten Trägerfrequenz in dem Signalgenerator 3 abgebildet. Danach werden dem Raum-Zeit-Codierer 1 zwei weitere OFDM-Datensymbole c, d zugeführt und wieder gemäß der obigen Matrix angeordnet. In diesem Fall wählt der Frequenzselektor 2 unabhängig eine neue Trägerfrequenz aus den mehreren verfügbaren Trägerfrequenzen und bildet diese neue Trägerfrequenz auf die durch den Raum-Zeit-Codierer 1 ausgegebenen Symbole ab. Auf diese Weise wählt der Frequenzselektor 2 jedes Mal, wenn eine neue Sequenz von OFDM-Symbolen dem Raum-Zeit-Codierer 1 zugeführt wurde und gemäß der Raum-Zeit-Blockcodematrix angeordnet wird, eine neue Trägerfrequenz.
Anders ausgedrückt, wird für die Anwendung einer gegebenen Codewortmatrix ein OFDM-Träger ausgewählt, z. B. wird der K-te Träger für eine bestimmte Codewortmatrix ausgewählt. Dies würde bedeuten, dass ein System mit „N” nützlichen Daten-OFDM-Trägern typischerweise für „N” unabhängige Codewortmatrizen angewendet wird. Jedes Element der Matrix wird dann mit dem K-ten OFDM-Träger multipliziert und über einen der zwei Signalpfade an eine der beiden Antennen 4.1 und 4.2 ausgegeben.
Gemäß einer Ausführungsform des Senders von 1 besteht der Sender aus einer ersten Sendeeinheit mit einem ersten Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Codierer zum Erzeugen von ersten codierten OFDM-Symbolen durch Anordnen der Symbole oder Varianten davon in einem ersten Teil der Matrix, insbesondere der ersten Zeile der Matrix, einem ersten Signalgenerator zum Erzeugen von ersten codierten OFDM-Signalen durch Anwenden der gewählten OFDM-Trägerfrequenz oder -frequenzen auf die ersten codierten OFDM-Symbole und mindestens einer Sendeantenne zum Senden der ersten codierten OFDM-Signale. Der Sender von 1 umfasst ferner eine räumlich von der ersten Sendeeinheit getrennte zweite Sendeeinheit, wobei die zweite Sendeeinheit eine Empfangsantenne zum Empfangen der ersten codierten OFDM-Signale, einen zweiten Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Codierer zum Erzeugen von zweiten codierten OFDM-Symbolen durch Anordnen der Symbole oder Varianten davon in einem zweiten Teil der Matrix, insbesondere einer zweiten Zeile der Matrix, einen zweiten Signalgenerator zum Erzeugen von zweiten codierten OFDM-Signalen durch Anwenden der gewählten OFDM-Trägerfrequenz auf die zweiten codierten OFDM-Symbole und mindestens eine Sendeantenne zum Senden der zweiten codierten OFDM-Signale umfasst.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform davon ist die zweite Sendeeinheit dafür ausgelegt, das Senden der zweiten codierten OFDM-Signale während des Empfangens von ersten codierten OFDM-Signalen von der ersten Mehrträger-Sendeeinheit zu beginnen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform davon umfassen eine oder mehrere der ersten Sendeeinheit und der zweiten Sendeeinheit mehr als eine Sendeantenne.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform davon umfasst die zweite Sendeeinheit mehr als eine Empfangsantenne.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform davon ist eine Orthogonalitäts-Operationseinheit wirksam mit einer oder mehreren der ersten Sendeeinheit und der zweiten Sendeeinheit assoziiert, wobei die Orthogonalitäts-Operationseinheit dafür ausgelegt ist, eine Orthogonalitäts-Operation auf eines oder mehrere der ersten codierten OFDM-Signale und der zweiten codierten OFDM-Signale oder jeweilige bestimmte davon anzuwenden, so dass sich zeitlich überlappende erste und zweite codierte OFDM-Symbole sukzessiver Blöcke von OFDM-Symbolen orthogonal zueinander werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform davon sind die erste Sendeeinheit und die zweite Sendeeinheit durch eine Leitung elektrisch miteinander verbunden.
Mit Bezug auf 2 ist eine schematische Blockdarstellung eines Senders gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Der Sender 20 ist für das Senden von OFDM-Signalen ausgelegt und umfasst eine erste Sendeeinheit 21 mit einem ersten Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Codierer 21.1 zum Erzeugen von ersten codierten OFDM-Symbolen durch Anordnen einer Sequenz von OFDM-Symbolen oder Varianten davon in einem ersten Teil einer vorbestimmten Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Blockmatrix. Die erste Sendeeinheit 21 umfasst ferner einen ersten Signalgenerator 21.2 zum Erzeugen von ersten codierten OFDM-Signalen durch Anwenden einer oder mehrerer OFDM-Trägerfrequenzen auf die ersten codierten OFDM-Symbole und mindestens eine Sendeantenne 21.3 zum Senden der ersten codierten OFDM-Signale. Der Sender 20 umfasst ferner eine räumlich von der ersten Sendeeinheit 21 getrennte zweite Sendeeinheit 22, wobei die zweite Sendeeinheit 22 eine Empfangsantenne 22.4 zum Empfangen der ersten codierten OFDM-Signale umfasst, die durch die erste Sendeeinheit 21 gesendet werden. Die zweite Sendeeinheit 22 umfasst ferner einen zweiten Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Codierer 22.1 zum Erzeugen von zweiten codierten OFDM-Symbolen durch Anordnen der OFDM-Symbole oder Varianten davon in einem zweiten Teil der vorbestimmten Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Blockmatrix, einen zweiten Signalgenerator 22.2 zum Erzeugen von zweiten codierten OFDM-Signalen durch Anwenden einer OFDM-Trägerfrequenz auf die zweiten codierten OFDM-Signale und mindestens eine Sendeantenne 22.3 zum Senden der zweiten codierten OFDM-Signale. Die zweite Sendeeinheit 22 umfasst außerdem eine Orthogonalitäts-Operationseinheit 22.5, die in der zweiten Sendeeinheit 21 angeordnet ist oder wirksam mit dieser assoziiert ist, wobei die Orthogonalitäts-Operationseinheit 22.5 dafür ausgelegt ist, eine Orthogonalitäts-Operation auf eines oder mehrere der ersten codierten OFDM-Signale und der zweiten codierten OFDM-Signale oder jeweilige bestimmte davon anzuwenden, so dass sich zeitlich überlappende erste und zweite codierte OFDM-Symbole sukzessiver Blöcke von OFDM-Symbolen orthogonal miteinander werden.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Orthogonalitäts-Operationseinheit 22.5 auch in der ersten Sendeeinheit 21 oder sowohl in der ersten als auch in der zweiten Sendeeinheit angeordnet sein.
Die Funktion und der Zweck der Orthogonalitätseinheit 22.5 werden später ausführlicher erläutert.
Gemäß einer Ausführungsform des Senders 20 von 2 ist der erste Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Codierer 21.1 dafür ausgelegt, die ersten codierten OFDM-Symbole der Sequenz oder Varianten davon in einer ersten Zeile der Raum-Zeit-Blockmatrix anzuordnen, und der zweite Raum-Zeit- oder Raum-Zeit-Frequenzcodierer 22.1 ist dafür ausgelegt, die zweiten codierten OFDM-Symbole der Sequenz oder Varianten davon in einer zweiten Zeile der Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Blockmatrix anzuordnen. Ausführlichere Beispiele werden später gezeigt und erläutert.
Bei den Ausführungsformen von 1 und 2 werden verzögerungstolerante Blockcodes ausgewählt, wobei sowohl der erste als auch der zweite Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Blockcodierer 21.1 und 22.1 auf der Basis des gewählten verzögerungstoleranten Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Blockcodes wirken. Ein allgemeines Problem einer Konfiguration wie z. B. der der in 2 gezeigten Ausführungsform ist in dem Umstand begründet, dass die als Relaisstation wirkende zweite Sendeeinheit 22 alle Informationen über die zu sendenden OFDM-Symbole empfangen muss, bevor sie ihre eigene Sendung starten kann. Die Definition verzögerungstoleranter Codes ist in der Technik wohlbekannt. Grob gesagt ist es entscheidend, zu bestimmen, ob eine horizontale Verschiebung der Code-Matrixzeilen immer noch zu voller Code-Diversität führt. Genauer gesagt müssen zwei Kriterien untersucht werden. Das erste ist das Rangkriterium, bei dem der Diversitätsvorteil r = rank(f(c) – f(e)) über alle Paare distinkter Codewörter c, e der Codematrix maximiert wird. Das zweite ist das Produktdistanzkriterium, bei dem der Codierungsvorteil η = (λ₁λ₂ ... λ_r)^1/r über alle Paare distinkter Codeworte c, e der Codematrix maximiert wird, wobei λ₁λ₂ ... λ_r die von Null verschiedenen Eigenwerte von A = (f(c) – f(e))(f(c) – f(e))^H sind. Eine volle Erläuterung findet sich in der Publikation „On the theory of space-time codes for PSK modulation" von A. R. Hammonds in IEEE Transactions an Information Theory, Band 46, Nr. 2, 2.3.2000, worauf hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird. Ein Beispiel für einen verzögerungstoleranten Code wird später ausführlicher gezeigt.
Gemäß einer Ausführungsform des Senders 20 von 2 umfassen eine oder mehrere der ersten Sendeeinheit 21 und der zweiten Sendeeinheit 22 mehr als eine Sendeantenne.
Gemäß einer Ausführungsform des Senders 20 von 2 umfasst die zweite Sendeeinheit 22 mehr als eine Empfangsantenne.
Gemäß einer Ausführungsform des Senders 20 von 2 ist die Orthogonalitäts-Operationseinheit 22.5 dafür ausgelegt, eine Phasendrehungsoperation auf eines oder mehrere der ersten codierten OFDM-Signale und der zweiten codierten OFDM-Signale oder jeweilige bestimmte davon anzuwenden, so dass sich überlappende Symbole eine Phasendifferenz von 90° mit Bezug aufeinander aufweisen. Als Alternative sind der erste Signalgenerator 21.2 und der zweite Signalgenerator 22.2 so ausgelegt, dass sich zeitlich überlappende erste und zweite codierte OFDM-Signale sukzessiver Blöcke von OFDM-Signalen verschiedene Signalstärke oder Signalleistung aufweisen. Dies kann beim Trennen solcher sich überlappender Signale im Empfänger hilfreich sein, da die sich überlappenden Signale möglicherweise nicht vollständig orthogonal miteinander sind. Eine andere Lösung dieses Problems wäre eine Orthogonalitäts-Operation im Empfänger, wie später ausführlicher erläutert werden wird.
Gemäß einer Ausführungsform des Senders 20 von 2 werden die erste Sendeeinheit 21 und die zweite Sendeeinheit 22 durch eine Leitung elektrisch miteinander verbunden. Dies wäre eine andere Lösung für das oben angegebene Problem verzögerungsintoleranter Raum-Zeit-Blockcodes, da in diesem Fall die durch die zweite Sendeeinheit zu sendenden Symbole in einer frühen Phase von der ersten Sendeeinheit 21 zu der zweiten Sendeeinheit 22 über eine Leitung oder einen Draht gesendet werden würden.
Der erste in der ersten Sendeeinheit auszuführende Schritt umfasst die Auswahl eines geeigneten verzögerungstoleranten Codes aus der Vielzahl verfügbarer in der Literatur. Die Sendung der ersten Sendeeinheit 21 muss so sein, dass alle Symbole der zweiten Sendeeinheit 22 verfügbar sind, wenn sie ihre Sendung beginnen muss. Wenn z. B. ein Code wie folgt verwendet wird:
der auch als der erweiterte Alamouti-Code bezeichnet wird, kann die erste Sendeeinheit 21 eine Sendung durchführen, die durch die erste Zeile der Matrix gegeben wird. Die zweite Sendeeinheit 22 wird in der Lage sein, ihre Sendung zur dritten Symbolzeit zu beginnen, da ihre Sendung mit „b” beginnt. Das Symbol „b” wird dagegen erst zur zweiten Symbolzeit durch die erste Sendeeinheit 21 gesendet und kann somit der zweiten Sendeeinheit 22 in diesem Moment bekannt sein. Eine Sendung, die dieses Symbol umfasst, ist somit zur dritten Symbolzeit oder später möglich.
Nun wählt jede Sendeeinheit die Zeile der Code-Wortmatrix, die sie für ihre Sendung verwenden wird. In dem Beispiel der obigen Codematrix kann die erste Sendeeinheit 21 die erste Zeile (a –b* –b*) herausnehmen und die zweite Sendeeinheit 22 kann die zweite Zeile (b a* a*) herausnehmen. Ferner kann dasselbe Schema wie oben in Verbindung mit 1 beschrieben angewandt werden, nämlich dass ein OFDM-Träger für die Anwendung einer gegebenen Codewortmatrix ausgewählt wird, z. B. der „K-”te Träger ausgewählt wird. Wenn die erste Sendeeinheit 21 die erste Zeile herausnimmt, wird das erste gesendete OFDM-Symbol das Symbol „a” auf dem „K-”ten Träger verwenden, das zweite OFDM-Symbol wird das Symbol „–b*” auf dem „K-”ten Träger enthalten und das dritte OFDM-Symbol wird das Symbol „–b*” auf dem „K-”ten Träger enthalten. Die übrigen Träger werden unabhängig für andere Codewortmatrizen verwendet, die für die nächsten Sequenzen von dem ersten Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Blockcodierer 21.1 zugeführten OFDM-Symbolen eingerichtet werden.
Die zweite Sendeeinheit 22 beginnt ihre Sendung, sobald sie alle relevanten Symbole von den Sendungen der ersten Sendeeinheit 21 empfangen hat. Gemäß der obigen Ausführungsform beginnt die zweite Sendeeinheit 22 die Sendung mit einer Verzögerung von 2 OFDM-Symbolen, da der Empfang des Symbols „b” erforderlich ist, bevor die zweite Sendeeinheit 22 ihren Betrieb beginnen kann. Da die zweite Sendeeinheit 22 die zweite Zeile der obigen Codematrix (b a* a*) herausgenommen hat, verwendet sie das Symbol „b” auf dem „K-”ten Träger ihres ersten gesendeten OFDM-Symbols (das aufgrund des oben besprochenen Problems mit einer Verzögerung von 2 OFDM-Symbolen gesendet wird). Das zweite gesendete OFDM-Symbol wird das Symbol „a*” auf dem „K-”ten Träger verwenden und das dritte gesendete OFDM-Symbol wird auch das „a*” auf dem „K-”ten Träger verwenden.
Im Folgenden werden die Funktion und der Zweck der Orthogonalitäts-Operationseinheit ausführlicher beschrieben. Ein allgemeines Problem ist auf den Umstand zurück zu führen, dass während einer Überlappungsperiode eine Mischung zwischen vorausgehenden und folgenden Symbolen und dem gerade Betrachteten vorliegt. Zum Beispiel kann ein Code wie der Folgende verwendet werden:
Dieser Code kann durch Einführung einer Verzögerung weiter entwickelt werden:
Um das Problem der Mischung zwischen benachbarten Symbolen zu veranschaulichen, wird im Folgenden ein Index n für die Datensymbole a_n, b_n, c_n, d_n eingeführt, um den Umstand hervorzuheben, dass verschiedene Symbole vermischt werden können:
Die Frage ist, wie mit den Interferenztermen a_n-1 + b_n-1 + d_n-1, b_n-1 + c_n-1, a_n+1, b_n+1 umgegangen werden kann. Die hier dargestellte Idee besteht darin, eine zusätzliche Operation ”Θ(·)” entweder an den durch die erste oder die zweite Sendeeinheit gesendeten Symbolen auszuführen, so dass Orthogonalität zwischen den Symbolen der ersten und zweiten Zeile der Codematrix in dem Überlappungsteil besteht. Diese Orthogonalität kann im Empfänger ausgenutzt werden, um die zwei Codewörter zu trennen. Gemäß der Ausführungsform von 2 wird im Sender eine zusätzliche Operation ausgeführt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die zusätzliche Orthogonalitäts-Operation im Empfänger ausgeführt, was später skizziert werden wird.
Mit Bezug auf 3 ist eine schematische Blockdarstellung eines Empfängers gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Der Empfänger 30 wie in 3 gezeigt ist für das Empfangen von OFDM-Signalen ausgelegt, wobei die OFDM-Signale in Form von Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-codierten Blöcken gesendet werden, die erste codierte OFDM-Signale und zweite codierte OFDM-Signale enthalten. Der Empfänger 30 umfasst mindestens eine Empfangsantenne 31 und eine Orthogonalitäts-Operationseinheit 32 zum Anwenden einer Orthogonalitäts-Operation auf eines oder mehrere der ersten codierten OFDM-Signale und der zweiten codierten OFDM-Signale oder jeweilige bestimmte davon, so dass sich zeitlich überlappende erste und zweite codierte OFDM-Symbole sukzessiver Blöcke von OFDM-Symbolen orthogonal miteinander werden. Die so erzielte Orthogonalität kann weiter ausgenutzt werden, um die beiden Codewörter zu trennen.
Gemäß einer Ausführungsform des Empfängers 30 von 3 ist die Orthogonalitäts-Operationseinheit 32 dafür ausgelegt, eine Phasendrehungsoperation auf eines oder mehrere der ersten codierten OFDM-Signale und der zweiten codierten OFDM-Signale oder jeweilige bestimmte davon anzuwenden, so dass sich überlappende Symbole eine Phasendifferenz von 90° relativ zueinander aufweisen. Im Fall von BPSK-Sendungen empfängt der Empfänger z. B. die verschiedenen durch entsprechende Kanalkoeffizienten gewichteten Symbole (die Kanalkoeffizienten H₁, H₂ werden für einen gegebenen Träger „K” definiert, von diesen wird erwartet, dass sie in den verschiedenen Sendeeinheiten typischerweise durch einen vorherigen Austausch von Kanalzustandsinformationsdaten bekannt sind):
Die obige Matrixdarstellung muss folgendermaßen verstanden werden. Der Empfänger empfängt tatsächlich einen 1 × N-Vektor, wobei jede der Spalten der obigen Matrix addiert wird. Die obige Matrixdarstellung soll lediglich veranschaulichen, woher die verschiedenen Komponenten kommen.
Die Operation ”Θ(·)” kann nun auf die sich überlappenden Elemente in den ersten zwei Spalten von Zeile 2 angewandt werden:
Θ(H₂(a_n-1 + b_n-1 + d_n-1)) führt zu einem Symbol, das im Vergleich zu H₁a_n eine Phasendifferenz von 90° aufweist. Im Fall von BPSK-Konstellationen führt dies zu einer perfekten Orthogonalität, so dass H₁a_n sowie H₂(a_n-1 + b_n-1+ d_n-1) extrahiert werden können.
Die nachfolgenden Operationen werden somit so ausgeführt, als ob null Elemente enthalten wären:
Bezüglich der letzten zwei Spalten von r_DT wird eine ähnliche Operation ”Θ(·)” auf die erste Zeile angewandt, d. h. auf die Symbole H₁a_n+1 und H₁b_n+1. Es ist zu beachten, dass diese Operation ”Θ(·)” dann auch auf alle nachfolgenden (oder vorausgehenden) Elemente der entsprechenden Zeile angewandt werden muss. Im letzten Fall wird die Operation ”Θ(·)” nicht nur auf H₁a_n+1 und H₁b_n+1 angewandt (die in diesem gegebenen Codewort von Interesse sind), sondern auch auf die Folgenden H₁c_n+1 und H₁d_n+1. Dasselbe gilt für die ersten zwei Spalten der zweiten Zeile, d. h. ”Θ(·)” wird nicht nur auf H₂(a_n-1 + b_n-1 + d_n-1) und H₂(b_n-1 + c_n-1) angewandt, sondern auch auf die vorausgehenden H₂(a_n-1 + C_n-1) und H₂(c_n-1 + d_n-1).
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Empfängers 30 von 3 umfasst der Empfänger mehr als eine Empfangsantenne.
Eine weitere Möglichkeit für die Behandlung der Interferenzterme umfasst Leistungs-Anhebung von Symbolen. Insbesondere könnten die Symbole der ersten zwei Spalten der zweiten Zeile in dem oberen Beispiel im Vergleich zu den Symbolen in der ersten Zeile mit einer höheren Leistung emittiert werden. Dann können die Symbole im Empfänger durch Anwendung von geeigneten Modulo-Operationen getrennt werden. Aus diesem Grund wurden in Verbindung mit den in den obigen 1 und 2 beschriebenen Sendern weitere Ausführungsformen beschrieben, bei denen die jeweiligen Signalgeneratoren so ausgelegt sind, dass sich zeitlich überlappende erste und zweite codierte OFDM-Signale sukzessiver Blöcke von OFDM-Signalen verschiedene Signalstärke oder Signalleistung aufweisen.
Ein weiteres Problem entsteht, wenn man den Beginn der Sendungen von der zweiten Sendeeinheit 22 betrachtet. In 4A ist dies unter Verwendung des Beispiels des erweiterten Alamouti-Codes dargestellt. Ein wesentlicher Punkt ist der Umstand, dass die zweite Sendeeinheit das zweite OFDM-Symbol von der ersten Sendeeinheit empfangen und die Sendung unmittelbar danach beginnen sollte (siehe den Pfeil in 4A), was ein großes Problem ist. Dieses Problem kann durch eine der folgenden Maßnahmen behandelt werden.
Gemäß einer ersten Ausführungsform werden die wieder zu sendenden Symbole nur im Zeitbereich berechnet. Dies ist möglich, da die schnelle Fourier-Transformation (FFT) eine lineare Operation ist, so dass Additionen oder Subtraktionen entweder im Zeit- oder im Frequenzbereich durchgeführt werden können. Außerdem können Operationen der komplexen Konjugation im Frequenzbereich in den Zeitbereich übersetzt werden. Der Nachteil dieses Ansatzes ist der folgende: die empfangenen Symbole müssen „so wie sie sind” genommen werden, d. h. es kann keine weitere Fehlerkorrektur durchgeführt werden. Die zweite Sendeeinheit kann die Signale nur verstärken (und die zum Erzeugen der verzögerungstoleranten Symbole erforderlichen Operationen ausführen).
Gemäß einer anderen Ausführungsform werden die Symbole nach dem Empfang der relevanten OFDM-Zeitbereichssignale decodiert. Ferner wird Fehlerkorrektur angewandt und die wieder zu sendenden Symbole weisen somit im Vergleich zu der vorherigen Ausführungsform eine höhere Genauigkeit auf. Dies erfordert typischerweise einige Berechnungszeit, und die Sendung kann nicht in perfekter Ausrichtung mit dem durch die erste Sendeeinheit gesendeten nachfolgenden Symbol beginnen.
Es ist jedoch möglich „Schutzintervall”-Zeit (die vor jedem OFDM-Symbol eingefügt werden muss) zu verwenden, und somit erfolgt die Sendung wie in 4B gezeigt. Die Gesamtverzögerung darf jedoch nicht größer als die Schutzintervall-Zeit sein; um korrekten Betrieb des Systems sicherzustellen, sollte ein beträchtlicher Teil der Schutzintervall-Zeit verbleiben.
Ein weiteres Problem kann folgendermaßen behandelt werden. Die verzögerungstoleranten Codes können auf verschiedene Weise verwendet werden. Eine Weise umfasst, eine erste Sendeeinheit zu benutzen, die das volle Codewort unter Verwendung von mehreren Antennen sendet. Dann wird keine weitere zweite Sendeeinheit erforderlich sein. In diesem Fall erfolgt natürlich keine Verzögerung zwischen den verschiedenen Zeilen des verzögerungstoleranten Codeworts. Eine andere Weise ist die Verwendung des oberen Ansatzes, wobei eine zweite Sendeeinheit zuerst die Codewörter von einer ersten Sendeeinheit empfangen muss, bevor sie in der Lage ist, die Sendung zu beginnen. Dann liegt eine Verzögerung vor. Der letzte Empfänger der durch die erste und zweite Sendeeinheit emittierten Signale sollte jedoch wissen, welcher verzögerungstolerante Code verwendet wird. Dies ist typischerweise der Fall, da es durch den relevanten Kommunikationsstandard definiert werden muss. Der letzte Empfänger sollte jedoch in der Lage sein, die Verzögerung zu detektieren, die letztendlich durch eine zweite Sendeeinheit hinzugefügt wird.
Mit Bezug auf 5 ist eine schematische Blockdarstellung eines Empfängers zum Empfangen von OFDM-Signalen gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Der Empfänger 40 arbeitet in einem drahtlosen Kommunikationsnetz, wobei das Netz entweder eine einzige Sendeeinheit oder eine erste OFDM-Sendeeinheit und eine zweite OFDM-Sendeeinheit umfasst, und der Empfänger 40 umfasst mindestens eine Empfangsantenne 41 und eine Leistungsdetektionseinheit 42 zum Detektieren von zeitabhängigen Leistungsprofilen von an der Empfangsantenne 41 empfangenen Signalen.
In den folgenden zwei Beispielen wird ein Erstes vorgestellt, bei dem eine Verzögerung vorliegt, und in dem zweiten liegt keine Verzögerung vor.
Mit Bezug auf 6A–6C sind schematische Darstellungen von Sendungen der ersten und zweiten Sendeeinheit (6A und 6B) und das jeweilige zeitabhängige Leistungsprofil (6C) gezeigt. Es ist ersichtlich, dass das zeitabhängige Leistungsprofil einen ersten Schritt, der das Einsetzen der Sendung der ersten Sendeeinheit repräsentiert, und einen zweiten Schritt, der das Einsetzen der Sendung der zweiten Sendeeinheit repräsentiert, aufweist. Aus der zeitlichen Beziehung zwischen den Sendungen ist ersichtlich, dass ein verzögerungstoleranter Code in der ersten und zweiten Sendeeinheit angewandt wird, da die zweite Sendeeinheit in der Lage ist, ihre Sendung während der Sendung der ersten Sendeeinheit, insbesondere nach dem Empfang des ”–b*” enthaltenden OFDM-Symbols von der ersten Sendeeinheit, zu beginnen. Darüber hinaus ist ersichtlich, dass in der zweiten Sendeeinheit eine zusätzliche Verzögerung gemäß dem Empfang und Operationen angewandt wird, wie oben in Verbindung mit 4B erläutert wird.
Mit Bezug auf 7A–7C sind schematische Darstellungen der Sendungen der ersten und zweiten Sendeeinheit in ihrer relativen zeitlichen Beziehung zueinander (7A und 7B) und das zeitabhängige Leistungsprofil (7C) im Fall einer sofortigen Sendung der zweiten Zeile des verzögerungstoleranten Codes durch die zweite Sendeeinheit, d. h. ohne Zeitverzögerung der Sendungen zwischen der ersten und zweiten Sendeeinheit, gezeigt. Das zeitabhängige Leistungsprofil zeigt somit ein „einstufiges” Profil, das heißt, dass die gesamte Sendung aller Elemente des verzögerungstoleranten Codeworts durch eine einzige Einheit gehandhabt wird. Der Empfänger ist somit in der Lage, die Anwesenheit einer Verzögerung blind zu detektieren und die entsprechenden Decodierungsaktionen auszuführen.
Mit Bezug auf 8 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Senden und Empfangen von OFDM-Signalen gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Das Verfahren umfasst das Erzeugen von ersten codierten Datensymbolen in einer ersten OFDM-Sendeeinheit durch Anordnen der OFDM-Symbole der Sequenz oder Varianten davon in einer Raum-Zeit-Blockcodematrix oder einem Teil davon (Schritt s1). Das Verfahren umfasst ferner das Senden der ersten codierten Datensymbole im Schritt s2 und das Empfangen der ersten codierten Datensymbole in einer räumlich von der ersten OFDM-Sendeeinheit getrennten zweiten OFDM-Sendeeinheit im Schritt s3. Das Verfahren umfasst ferner das Erzeugen von zweiten codierten Datensymbolen durch Anordnen der OFDM-Symbole der Sequenz oder Varianten davon in der Raum-Zeit-Blockcodematrix oder einem Teil davon im Schritt s4 und das Senden der zweiten codierten Datensymbole im Schritt s5. Weiterhin umfasst das Verfahren das Empfangen der ersten und zweiten codierten Datensymbole in einem Empfänger im Schritt s6 und das Anwenden einer Orthogonalitäts-Operation auf die ersten und zweiten codierten Datensymbole oder auf jeweilige bestimmte davon, so dass sich zeitlich überlappende erste und zweite codierte Datensymbole sukzessiver Blöcke codierter Datensymbole orthogonal mit einander werden (Schritt s7).
Es ist zu beachten, dass das obige Verfahren nicht auf die konkrete hier dargestellte Sequenz beschränkt ist. Es sind andere Sequenzen der Schritte möglich, sofern es Fachleute als vernünftig betrachten.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens von 8 besteht die Orthogonalitäts-Operation aus einer Phasendrehung empfangener OFDM-Symbole im Sender oder im Empfänger.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens von 8 besteht die Orthogonalitäts-Operation aus einer Signalstärke- oder Signalleistungsvariation zwischen ersten und zweiten OFDM-Symbolen im Sender.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens von 8 werden eines oder mehrere des Sendens der ersten codierten OFDM-Symbole und der zweiten codierten OFDM-Symbole mit mehr als einer Sendeantenne ausgeführt.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens von 8 wird das Empfangen der ersten codierten OFDM-Symbole durch die zweite OFDM-Sendeeinheit mit mehr als einer Empfangsantenne ausgeführt.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens von 8 wird das Empfangen der ersten und zweiten codierten OFDM-Symbole durch den Empfänger mit mehr als einer Empfangsantenne ausgeführt.
Mit Bezug auf 9 ist eine schematische Blockdarstellung eines vollständigen OFDM-Sende- und -Empfangssystems gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Ein OFDM-Sender 50 spielt die Rolle einer ersten Sendeeinheit und sendet die erste Zeile eines verzögerungstoleranten Codes z. B. auf der Basis des durch die obige Gleichung (2) gegebenen Codes. Immer wenn es erforderlich ist, wird die Operation ”Θ(·)” angewandt, um die Orthogonalität zwischen sich überlappenden Codewörtern sicherzustellen. Die Relaisstation 60 spielt die Rolle der zweiten Sendeeinheit und empfängt die ankommenden Elemente von dem OFDM-Sender 50, decodiert sie, führt Fehlerkorrektur und alle Operationen durch, die erforderlich sind, um die Symbole der zweiten Zeile der Matrix (z. B. der durch Gleichung (2) gegebenen) zu erzeugen. Immer wenn es erforderlich ist, wird die Operation ”Θ(·)” angewandt, um die Orthogonalität zwischen sich überlappenden Codewörtern sicherzustellen. Als Letztes sendet die Relaisstation 60 die zweite Zeile der Codematrix (wobei zusätzlich die Operation ”Θ(·)” immer dann ausgeführt wird, wenn sie erforderlich ist) mit einer maximalen Verzögerung, die zwei OFDM-Symbolzeiten (z. B. des durch (2) gegebenen Codes) beträgt, plus einer zusätzlichen Verzögerung, die im Vergleich zu dem Schutzintervall der OFDM-Symbole kleiner ist, wie in 4B dargestellt. Ein OFDM-Empfänger 70 empfängt dann die OFDM-Symbole von dem OFDM-Sender 50 und der Relaisstation 60.
Die obige Beschreibung hat sich hauptsächlich auf die Anwendung von verzögerungstoleranten Codes im Zeitbereich konzentriert, nämlich durch Ausführen von zeitlich verzögerten Sendungen. Wie bereits angegeben wurde, kann die Anwendung der verzögerungstoleranten Codes auf OFDM auch im Frequenzbereich angewandt werden, nämlich durch Ausführen von frequenzverzögerten Sendungen. Das bedeutet, dass die Verzögerung im Frequenzbereich betrachtet wird, wobei die „Verzögerung” tatsächlich eine „Frequenzverschiebung” zwischen den von verschiedenen Quellen empfangenen Signalen ist, während angenommen wird, dass im Zeitbereich keine Verzögerung vorliegt. Dann kann der Empfänger das Signal trotz der Frequenzverschiebung effizient decodieren. Dies wird folgendermaßen dargestellt.
Als ein Beispiel für eine anfängliche Sendung wird angenommen, dass ein OFDM-Symbol nur 4 Frequenzbereichsträger aufweist:
Die entsprechenden Symbole werden vor der Sendung durch eine IFFT in den Zeitbereich transformiert, und typischerweise wird ein zyklisches Präfix vor jedem Zeitbereichs-OFDM-Symbol hinzugefügt.
Falls eine Frequenzverschiebung auftritt, zum Beispiel aufgrund von kleinen Offsets in den Oszillatoren an den distinkten Sendeorten, werden letztendlich die folgenden Symbole im Frequenzbereich empfangen:
oder
Es ist ersichtlich, dass man einen Offseteffekt im Frequenzbereich hat (das Frequenz-Offset von 2 Trägern in den oberen Beispielen). Dies ist ein im Vergleich zu dem in den obigen Gleichungen (4) und (5) auftretenden Zeitbereich-Offset duales Problem. Es sollte hinzugefügt werden, dass die Kanalimpulsantwort hier nicht enthalten ist, die zu einer Gewichtung von OFDM-Trägern durch einen Kanalkoeffizienten führen würde. Der Einfachheit halber wird die Kanalfaltung in diesem Beispiel weggelassen. Tatsächlich wird ein Vektor empfangen, der die Addition der oberen und unteren Zeile der Matrizen enthält.
Als Letztes sollte angemerkt werden, dass größere OFDM-Symbole (d. h. mit mehr OFDM-Trägern) konstruiert werden können, indem man verzögerungsinvariante Codes folgendermaßen im Frequenzbereich verkettet:
Gegebenenfalls können Nullträger zwischen aufeinander folgenden Symbolen eingefügt werden, um Überlappungsprobleme zwischen aufeinander folgenden Codes zu vermeiden, die im Zeitbereich auch für Zeitverzögerungen stehen können:
Außerdem ist es möglich, nichtidentische verzögerungstolerante Codes zu verketten. Dies ist für den oberen Code in Kombination mit dem Code (7) dargestellt:
oder gegebenenfalls mit einer Nullträgertrennung:
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

„On the theory of space-time codes for PSK modulation” von A. R. Hammonds in IEEE Transactions an Information Theory, Band 46, Nr. 2, 2.3.2000 [0035]

Claims

Sender (10) zum Senden von OFDM-Signalen, umfassend: einen Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Codierer (1), der dafür ausgelegt ist, durch Anordnen einer Sequenz von OFDM-Symbolen oder Varianten davon in einer vorbestimmten Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Blockmatrix oder einem Teil davon gemäß einem verzögerungstoleranten Code codierte OFDM-Symbole zu erzeugen, einen Frequenzselektor (2), der dafür ausgelegt ist, aus einer Anzahl verfügbarer OFDM-Trägerfrequenzen eine bestimmte OFDM-Trägerfrequenz auszuwählen und einen Signalgenerator (3), der dafür ausgelegt ist, durch Anwenden der gewählten OFDM-Trägerfrequenz auf die codierten OFDM-Symbole OFDM-Signale zu erzeugen.
Sender nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine erste Sendeeinheit, die einen ersten Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Codierer umfasst, der dafür ausgelegt ist, erste codierte OFDM-Symbole durch Anordnen der OFDM-Symbole der Sequenz oder von Varianten davon in einem ersten Teil der vorbestimmten Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Blockmatrix zu erzeugen, einen ersten Signalgenerator, der dafür ausgelegt ist, erste codierte OFDM-Signale durch Anwenden der gewählten OFDM-Trägerfrequenz auf die ersten codierten OFDM-Symbole zu erzeugen, und mindestens eine Sendeantenne, die dafür ausgelegt ist, die ersten codierten OFDM-Signale zu senden, und eine räumlich von der ersten Sendeeinheit getrennte zweite Sendeeinheit, wobei die zweite Sendeeinheit Folgendes umfasst: eine Empfangsantenne, die dafür ausgelegt ist, die ersten codierten OFDM-Signale zu empfangen, einen zweiten Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Codierer, der dafür ausgelegt ist, zweite codierte OFDM-Signale durch Anordnen der OFDM-Symbole der Sequenz oder von Varianten davon in einem zweiten Teil der vorbestimmten Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Blockmatrix zu erzeugen, einen zweiten Signalgenerator, der dafür ausgelegt ist, zweite codierte OFDM-Signale durch Anwenden der gewählten OFDM-Trägerfrequenz auf die zweiten codierten OFDM-Symbole zu erzeugen, und mindestens eine Sendeantenne zum Senden der zweiten codierten OFDM-Signale.
Sender nach Anspruch 2, wobei der erste Codierer dafür ausgelegt ist, die OFDM-Symbole der Sequenz oder Varianten davon in einer ersten Zeile der Blockmatrix anzuordnen, und der zweite Codierer dafür ausgelegt ist, die OFDM-Symbole der Sequenz oder Varianten davon in einer zweiten Zeile der Blockmatrix anzuordnen.
Sender nach Anspruch 2 oder 3, wobei die zweite Sendeeinheit dafür ausgelegt ist, die Sendung der zweiten codierten OFDM-Signale während des Empfangs der ersten codierten OFDM-Signale von der ersten Sendeeinheit zu beginnen.
Sender nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, wobei eine oder mehrere der ersten Sendeeinheit und der zweiten Sendeeinheit mehr als eine Sendeantenne umfassen.
Sender nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, ferner umfassend: eine in einer oder mehreren der ersten Sendeeinheit und der zweiten Sendeeinheit angeordnete Orthogonalitäts-Operationseinheit, wobei die Orthogonalitäts-Operationseinheit dafür ausgelegt ist, eine Orthogonalitäts-Operation auf eines oder mehrere der ersten codierten OFDM-Signale und der zweiten codierten OFDM-Signale oder jeweilige Bestimmte davon anzuwenden, so dass sich zeitlich überlappende erste und zweite codierte OFDM-Symbole sukzessiver Blöcke von OFDM-Symbolen orthogonal zueinander sind.
Sender (20) zum Senden von OFDM-Signalen, umfassend: eine erste Sendeeinheit (21) mit einem ersten Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Codierer (21.1), der dafür ausgelegt ist, erste codierte OFDM-Symbole durch Anordnen einer Sequenz von OFDM-Symbolen oder von Varianten davon in einem ersten Teil einer vorbestimmten Raum-Zeit-Blockmatrix zu erzeugen, einem ersten Signalgenerator (21.2), der dafür ausgelegt ist erste codierte OFDM-Signale durch Anwenden einer OFDM-Trägerfrequenz auf die ersten codierten OFDM-Symbole zu erzeugen, und mindestens einer Sendeantenne (21.3), die dafür ausgelegt ist, die ersten codierten OFDM-Signale zu senden, und eine räumlich von der ersten Sendeeinheit (21) getrennte zweite Sendeeinheit (22), wobei die zweite Sendeeinheit (22) Folgendes umfasst: eine Empfangsantenne (22.4), die dafür ausgelegt ist, die ersten codierten OFDM-Signale zu empfangen, einen zweiten Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Codierer 22.1), der dafür ausgelegt ist, zweite codierte OFDM-Symbole durch Anordnen der OFDM-Symbole der Sequenz oder von Varianten davon in einem zweiten Teil der vorbestimmten Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Blockmatrix zu erzeugen, einen zweiten Signalgenerator (22.2), der dafür ausgelegt ist, zweite codierte OFDM-Signale durch Anwenden einer OFDM-Trägerfrequenz auf die zweiten codierten OFDM-Signale zu erzeugen, und mindestens eine Sendeantenne (22.3), die dafür ausgelegt ist, die zweiten codierten OFDM-Signale zu senden, und eine in einer oder mehreren der ersten Sendeeinheit (21) und der zweiten Sendeeinheit (22) angeordnete Orthogonalitäts-Operationseinheit (22.5), wobei die Orthogonalitäts-Operationseinheit (22.5) dafür ausgelegt ist, eine Orthogonalitäts-Operation auf eines oder mehrere der ersten codierten OFDM-Signale und der zweiten codierten OFDM-Signale oder jeweilige Bestimmte davon anzuwenden, so dass sich zeitlich überlappende erste und zweite codierte OFDM-Symbole sukzessiver Blöcke von OFDM-Symbolen orthogonal zueinander sind.
Sender nach Anspruch 7, ferner umfassend: einen im Betrieb mit der ersten Sendeeinheit zugeordneten Frequenzselektor, der dafür ausgelegt ist, jedes Mal, wenn eine Sequenz von OFDM-Symbolen oder Varianten davon in einem ersten Teil der vorbestimmten Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Blockmatrix angeordnet ist, aus einer Anzahl verfügbarer OFDM-Trägerfrequenzen eine bestimmte OFDM-Trägerfrequenz auszuwählen, und wobei der erste Signalgenerator dafür ausgelegt ist, die ersten codierten OFDM-Signale durch Anwenden der bestimmten ausgewählten OFDM-Trägerfrequenz auf die ersten codierten OFDM-Symbole zu erzeugen.
Sender nach Anspruch 7 oder 8, wobei der erste Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Codierer dafür ausgelegt ist, die OFDM-Symbole der Sequenz oder Varianten davon in einer ersten Zeile der Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Blockmatrix anzuordnen, und der zweite Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Codierer dafür ausgelegt ist, die OFDM-Symbole der Sequenz oder Varianten davon in einer zweiten Zeile der Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Blockmatrix anzuordnen.
Sender nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, wobei die zweite Sendeeinheit dafür ausgelegt ist, das Senden der zweiten codierten OFDM-Signale während des Empfangs der ersten codierten OFDM-Signale von der ersten Sendeeinheit zu beginnen.
Sender nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 10, wobei eine oder mehrere der ersten Sendeeinheit und der zweiten Sendeeinheit mehr als eine Sendeantenne umfassen.
Sender nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 11, wobei der erste Signalgenerator und der zweite Signalgenerator so ausgelegt sind, dass sich zeitlich überlappende erste und zweite codierte OFDM-Signale sukzessiver Blöcke von OFDM-Signalen verschiedene Signalstärke oder -leistung aufweisen.
Sender nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 12, wobei die erste Sendeeinheit und die zweite Sendeeinheit durch eine Leitung elektrisch miteinander verbunden sind.
Empfänger (30) zum Empfangen von OFDM-Signalen, wobei die OFDM-Signale in Form von Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-codierten Blöcken gesendet werden, die erste codierte OFDM-Signale und zweite codierte OFDM-Signale enthalten, wobei der Empfänger (30) Folgendes umfasst: mindestens eine Empfangsantenne (31), die dafür ausgelegt ist, die ersten und zweiten codierten OFDM-Signale zu empfangen, und eine Orthogonalitäts-Operationseinheit (32), die dafür ausgelegt ist, eine Orthogonalitäts-Operation auf eines oder mehrere der empfangenen ersten codierten OFDM-Signale und der empfangenen zweiten codierten OFDM-Signale oder jeweilige Bestimmte davon anzuwenden, so dass sich zeitlich überlappende erste und zweite codierte OFDM-Symbole sukzessiver Blöcke von OFDM-Symbolen orthogonal zueinander sind.
Empfänger (30) nach Anspruch 14, wobei die Orthogonalitäts-Operationseinheit (32) dafür ausgelegt ist, eine Phasendrehungsoperation auf eines oder mehrere der ersten codierten OFDM-Signale und der zweiten codierten OFDM-Signale oder jeweilige Bestimmte davon anzuwenden, so dass sich überlappende Symbole eine Phasendifferenz von 90° relativ zueinander auf weisen.
Empfänger (40) zum Empfangen von OFDM-Signalen, der in einem drahtlosen Kommunikationsnetz arbeitet, wobei das Netz entweder eine einzige OFDM-Sendeeinheit oder eine erste OFDM-Sendeeinheit und eine zweite OFDM-Sendeeinheit umfasst, wobei der Empfänger Folgendes umfasst: mindestens eine Empfangsantenne (41), die dafür ausgelegt ist, OFDM-Signale zu empfangen, und eine Leistungsdetektionseinheit (42) zum Detektieren von zeitabhängigen Leistungsprofilen von an der Empfangsantenne (41) empfangenen Signalen.
Empfänger nach Anspruch 16, ferner umfassend: eine Orthogonalitäts-Operationseinheit, die dafür ausgelegt ist, eine Orthogonalitäts-Operation auf eines oder mehrere der ersten codierten OFDM-Signale und der zweiten codierten OFDM-Signale oder jeweilige Bestimmte davon anzuwenden, so dass sich zeitlich überlappende erste und zweite codierte OFDM-Symbole sukzessiver Blöcke von OFDM-Symbolen orthogonal miteinander werden.
Empfänger nach Anspruch 16 oder 17, wobei die Orthogonalitäts-Operationseinheit dafür ausgelegt ist, eine Phasendrehungsoperation auf eines oder mehrere der ersten codierten OFDM-Signale und der zweiten codierten OFDM-Signale oder jeweilige Bestimmte davon anzuwenden, so dass sich überlappende Symbole eine Phasendifferenz von 90° relativ zueinander aufweisen.
Empfänger nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 18, ferner umfassend: mehr als eine Empfangsantenne.
Verfahren zum Senden und Empfangen von OFDM-Signalen, mit den folgenden Schritten: Erzeugen von ersten codierten Datensymbolen in einer ersten OFDM-Sendeeinheit durch Anordnen von OFDM-Symbolen einer Folge oder von Varianten davon in einer Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Blockmatrix oder einem Teil davon und Senden der ersten codierten Datensymbole, Empfangen der ersten codierten Datensymbole, Erzeugen von zweiten codierten Datensymbolen durch Anordnen der OFDM-Symbole der Folge oder von Varianten davon in der Raum-Zeit- oder Raum-Frequenz-Blockmatrix oder einem Teil davon und Senden der zweiten codierten Datensymbole in einer räumlich von der ersten OFDM-Sendeeinheit getrennten zweiten OFDM-Sendeeinheit, und Anwenden einer Orthogonalitäts-Operation auf die ersten oder zweiten codierten Datensymbole oder auf jeweilige bestimmte davon, so dass sich zeitlich überlappende erste und zweite codierte Datensymbole sukzessiver Blöcke von codierten Datensymbolen orthogonal zueinander sind.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Orthogonalitäts-Operation aus einer Phasendrehung empfangener OFDM-Symbole besteht.
Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, wobei die Orthogonalitäts-Operation aus einer Signalstärke- oder Signalleistungsvariation gesendeter OFDM-Symbole besteht.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 22, ferner mit dem Schritt des Empfangens der ersten codierten OFDM-Symbole durch die zweite OFDM-Sendeeinheit mit einer oder mehreren Empfangsantennen.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 23, ferner mit dem Schritt des Empfangens der ersten und zweiten codierten OFDM-Symbole mit mehr als einer Empfangsantenne.