DE112006001585T5

DE112006001585T5 - Zwischenschichtinterferenzlöschung für ein Mehrverwender-System

Info

Publication number: DE112006001585T5
Application number: DE112006001585T
Authority: DE
Inventors: Ashim Biswas; Lakshmipathi Sondur; Anees A. Sahib; Sean Lawrence
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2005-06-29
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2008-05-08
Also published as: WO2007002924A1; CN101199172B; GB2441280A; CN101199172A; US8498346B2; US20070004337A1; GB2441280B; US20090041144A1; GB0724753D0; US7480497B2

Abstract

Ein Multicarrier-Empfänger mit:

einer Mehrzahl von Empfangssignalwegen zum Empfangen von Trainingssignalen, die gleichzeitig von einer Mehrzahl von Sendestationen übertragen werden; und
einem Signalprozessor zum Erzeugen von Kanalabschätzungen und Abschätzungen des Trägerfrequenzversatzes für jede der Sendestationen aus den empfangenen Trainingssignalen und zum Ausführen eines iterativen Decodiervorgangs unter Verwendung der zuvor erzeugten Kanalabschätzungen und der zuvor erzeugten Abschätzungen des Trägersignalversatzes zum Löschen von Zwischenträgerinterferenzen aus den empfangenen Trainingssignalen, die durch die Trägerfrequenzversätze induziert worden sind.

Description

Kreuzreferenz zu bezogenen Anmeldungen
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität aus der U.S. Anmeldung Nr. 11/171 643 vom 29. Juni 2005, die hier durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Diese Patentanmeldung bezieht sich auf die U.S. Anmeldungen mit den Nummern 11/172,449 ; 11/172,451 und 11/172,452 vom 29. Juni 2005.
Technisches Gebiet
Einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung betreffen drahtlose Mehrträgerkommunikationen und einige Ausführungsbeispiele betreffen die Kanalabschätzung und die Trägerfrequenzversatzabschätzung bei Mehreingangs-Mehrausgangs (MIMO) Empfängern von drahtlosen lokalen Netzwerken (WLAN).
Hintergrund
Um die Latenz zwischen Kommunikationen mit mehreren Übertragungsstationen zu reduzieren, können einige Mehrträger-Kommunikationsstationen Kommunikationen von verschiedenen Übertragungsstationen gleichzeitig benötigen. Eine Schwierigkeit mit dem gleichzeitigen Empfangen mehrerer beabstandeter Ströme in unterschiedlichen Übertragungsstationen besteht darin, dass jede Übertragungsstation einen unterschiedlichen Oszillator zum Erzeugen der Trägerfrequenzen verwendet. Da die Oszillatoren nicht synchronisiert sind, kann jede Trägerfrequenz einen unterschiedlichen Trägerfrequenzversatz haben, der in der Empfangsstation kompensiert werden sollte. Weiter kann der Kanal zwischen jeder Übertragungsstation und jeder Empfangsstation auch unterschiedliche Kanaleigenschaften zeigen, die ebenfalls von der Empfangsstation berücksichtigt werden sollten.
Kurze Erläuterung der Zeichnungen
1 zeigt ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Blockdiagramm einer Empfangsstation in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung;
3 ist ein Flussdiagramm einer iterativen Kanalabschätzung und eines Trägerfrequenzversatzabschätzungsverfahrens in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung;
4 zeigt die Signalverarbeitungsoperationen, die in einem Empfangssignalweg in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden; und
5A und 5B zeigen Simulationsergebnisse der mittleren quadratischen Abweichung (MSE) der Kanalabschätzung gegen das Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR) für unterschiedliche Trägerfrequenzversatze in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.
Eingehende Beschreibung
Die nachfolgende Beschreibung und die Zeichnungen zeigen bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung, die ausreichend sind, um es dem Fachmann zu erlauben, diese auszuführen. Andere Ausführungsbeispiele können strukturelle, logische, elektrische, verfahrenstechnische und andere Änderungen aufweisen. Die Beispiele typisieren lediglich mögliche Variationen. Einzelne Komponenten und Funktionen sind optional, soweit nicht ausdrücklich als erforderlich bezeichnet, die Abfolge der Operationen kann variieren. Bereiche und Merkmale einiger Ausführungsbeispiele können eingeschlossen sein in oder substituiert werden durch andere. Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, sie erfassen alle verfügbaren Äquivalente dieser Ansprüche. Ausführungsbeispiele der Erfindung können einzeln oder kollektiv mit dem Begriff „Erfindung" lediglich zur Bequemlichkeit bezeichnet sein und ohne dass dies den Schutzbereich der Erfindung auf eine einzige Erfindung oder ein erfinderisches Konzept beschränken soll, wenn tatsächlich mehr als eine Erfindung offenbart sind.
1 zeigt ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. Das drahtlose Netzwerk 100 weist eine Empfangsstation 102 und eine oder mehrere aus einer Mehrzahl von Übertragungsstationen 104 auf. Die Empfangsstation 102 kann eine Kommunikation zwischen zugehörigen Sendestationen 104 sorgen und kann es den zugehörigen Sendestationen 104 erlauben, mit einem oder mehreren externen Netzwerken, etwa dem Internet, zu kommunizieren.
Bei einigen Ausführungsbeispielen kann die Empfangsstation 102 ein drahtloser Zugangspunkt (AP) sein, etwa ein Wireless Fidelity (WiFi), ein Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMax) oder eine Breitbandkommunikationsstation, obwohl der Schutzbereich der Erfindung nicht diesbezüglich begrenzt ist, da die Empfangsstation 102 praktisch jede Kommunikationsstation sein kann. Bei einigen Ausführungsbeispielen können die Sendestationen 104 Kommunikationsstationen (STA) sein, wie WiFi, WiMax oder Breitbandkommunikationsstationen, obwohl der Schutzbereich diesbezüglich nicht beschränkt ist.
In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung verwendet die Empfangsstation einen Mehrverwender-Uplink mit mehr als einer zugehörigen Sendestation 104. Bei diesen Ausführungsbeispielen kann die Latenz für Anwendungen, die an ausgewählten zugehörigen Sendestationen 104 arbeiten, reduziert werden. Die Anwendungen können zeitsensitive Anwendungen, wie Sprache über IP (VoIP) oder Videoübertragungsanwendungen aufweisen, die zeitsensitive Paketübertragungsanforderungen haben. Bei einigen Ausführungsbeispielen können die Anwendungen Anwendungen beinhalten, die bestimmte Anforderungen an die Qualität des Services (QOS) haben. Anforderungen an die Qualität des Services können Datenratenanforderungen, Fehlerratenanforderungen und/oder Paketprioritätsanforderungen beinhalten. Bei einigen Ausführungsbeispielen können die Anforderungen an die Qualität des Services auf dem Informationsinhalt der Kommunikationen basieren. Die Anwendungen können auch weniger zeitsensitive Anwendungen beinhalten wie Anwendungen, die best-effort traffic als auch einen Hintergrundverkehr vertragen. Obwohl einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind als die Latenz für zeitsenitive Anwendungen reduzierend, ist der Schutzbereich der Erfindung nicht diesbezüglich eingeschränkt, manche Ausführungsbeispiele sind ebenso bei fast jeder Kommunikationsanwendung, die auf eine Sendestation einwirkt, anwendbar. Bei einigen Ausführungsbeispielen können die zeitsensitiven Anwendungen sich auf jede Kommunikationsanwendung beziehen, die eine Anforderung an die Paketlatenz hat.
Bei einigen Ausführungsbeispielen kann auch der Leistungsverbrauch der zugehörigen Kommunikationsstationen 104 reduziert sein. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann die Empfangsstation 102 im wesentlichen gleichzeitig Uplinkdaten über zwei oder mehrere Antennen von zwei oder mehreren zugehörigen Sendestationen 104 auf denselben Frequenzsubcarriern eines Multicarrierkommunikationskanals erhalten. Bei diesen Aus führungsbeispielen kann die Empfangsstation 102 intern die Uplinkdaten, die von zwei oder mehr zugehörigen Sendestationen 104 übertragen worden sind unter Verwendung der Kanalabschätzungen für jede zugehörige Sendestation, von der eine Sendung empfangen wird, trennen. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann die Empfangsstation den Vorteil der Antennendiversität nutzen, die sich aus den unterschiedlich angeordneten zugehörigen Sendestationen ergibt. Diese Ausführungsbeispiele werden unten eingehender beschrieben.
In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung empfangt die Empfangsstation lange und kurze frequenzverschachtelte orthogonale Trainingssignale, die gleichzeitig von den Sendestationen 104 übertragen werden. Die Trainingssignale werden über jede der Empfangsantennen 103 der Empfangsstation 102 empfangen. Die Empfangsstation 102 erzeugt Kanalabschätzungen und Abschätzungen des Trägerfrequenzversatzes (CFO) für jede der Sendestationen 104 aus den empfangenen Trainingssignalen durch Ausführen eines iterativen Decodierungsvorgangs unter Verwendung von zuvor erzeugten Kanalabschätzungen und zuvor erzeugten CFO Abschätzungen zum Löschen der Zwischenfrequenzinterferenz (ICI) aus den empfangenen Trainingssignalen, die aufgrund des Verlustes der Orthogonalität, die durch die Trägerfrequenzversätze induziert sind, vorhanden sind. Diese Ausführungsbeispiele werden weiter unten eingehender beschrieben.
Bei einigen Ausführungsbeispielen werden die Übertragungsstationen 104 abgefragt, um gleichzeitig zu antworten. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann jede Sendestation 104 einen Teil einer Standardpräambel benutzen, etwa eine IEEE 802.11n Präambel, auf die unten Bezug genommen wird, so dass die Sendestationen 104 gemeinsam ein virtuelles MIMO System bilden. Die Empfangsstation 102 kann eine gleiche oder größere Anzahl von Antennen 103 als die Anzahl von ausgewählten Sendestationen 104 aufweisen, um die spatialen Ströme, die von jeder Übertragungsstation übertragen wird, aufzulösen. In einigen dieser Ausführungsbeispiele wird die anfängliche CFO Abschätzung während des Empfangs eines kurzen Trainingsfelds (STF) ausgeführt und die CFO Korrektur wird gemeinsam mit der Kanalabschätzung während des Empfangs eines langen Trainingsfeldes (LTF) oder – Präambel durchgeführt. Bei manchen dieser Ausführungsbeispiele kann jedes Paket das STF, das LTF, ein Datenfeld oder einen zyklischen Prefix aufweisen, obwohl der Schutzbereich der Erfindung diesbezüglich nicht beschränkt ist.
In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsbeispielen L_cp kann die Länge L_h des zyklischen Prefix (CP) die maximale Kanallänge und δ_max kann die maximale Verzögerung zwischen der Ankunft des ersten und des letzten Pakets sein. Die maximale Verzögerung sollte kleiner oder gleich sein der Länge des zyklischen Prefix abzüglich der maximalen Kanallänge, wie es in der nachfolgenden Gleichung gezeigt ist. δmax ≤ Lcp – Lh.
2 ist ein Blockdiagramm einer Empfangsstation in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. Die Empfangsstation 200 kann der Empfangsstation 102 (1) entsprechen, obwohl auch andere Ausgestaltungen geeignet sein können. Die Sendestation 104 (1) kann ähnlich ausgebildet sein, obwohl der Schutzbereich der Erfindung diesbezüglich nicht beschränkt ist. Die Empfangsstation 200 kann Mehrträgerkommunikationssignale 201 empfangen, etwa Orthogonal Frequency Division Multiplexed (OFDM) Signale oder Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) Signale und kann gegenständliche (PHY) Schichtausgangsdaten 219 für die Media Access Control (MAC) Schicht 220 erzeugen.
Die Empfangsstation 200 kann eine Mehrzahl von Empfangsantennen 202 aufweisen, um Kommunikationen von zugehörigen Sendestationen 104 (1), eine Radiofrequenz (RF) Empfängerschaltung 204, die jeder der Antennen 202 zum Empfangen von Basisbandsignalen 205 zugehörig sind und Analog-zu-Digital-Wandler (ADC) zum Erzeugen von digitalen Signalen 207, die jeder der Empfangsantennen 202 zugehörig sind, aufweisen. Die Empfangsstation 200 kann Demodulatoren 208 zum Erzeugen von demodulierten Signalen 209 aufweisen. Bei einigen Ausführungsbeispielen können die Demodulatoren 208 OFDM Demodulatoren einschließen, obwohl der Schutzbereich der Erfindung diesbezüglich nicht beschränkt ist.
Die Empfangsstation 200 kann einen Signalprozessor 210 zum Ausführen der Abschätzung des Trägerfrequenzversatzes (CFO) und der Kanalabschätzung, wie dies unten ein gehender beschrieben werden wird, aufweisen. Der Signalprozessor 210 kann eine Vergleichmäßigung ausführen und kann Konstellationen in Frequenz-Domain-Symbolen für jeden Subcarrier zum Erzeugen eines Datenstroms 211, der jeder Sendestation 104 (1) zugehörig ist, demappen. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann der Signalprozessor 210 Kanalabschätzungen und Abschätzungen des Trägerfrequenzversatzes (CFO) für jede der Sendestationen aus den empfangenen Trainingssignalen erzeugen. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann der Signalprozessor 210 einen iterativen Decodierungsvorgang unter Verwendung der zuvor erzeugten Kanalabschätzungen und der zuvor erzeugten CFO Abschätzungen ausführen, um Zwischenträgerinterferenz (ICI) aus den empfangenen Trainingssignalen, die aufgrund des Verlustes der Orthogonalität, die von dem Trägerfrequenzversätzen induziert worden ist, vorhanden sind, ausführen. Diese Operationen, die von dem Signalprozessor 210 ausgeführt werden, werden unten eingehender beschrieben.
Die Empfangsstation 200 kann auch De-Interleaver 212 aufweisen zum Ausführen von De-Interleaveungsvorgängen an Bits 211 und Multiplexer 214 zum Multiplexen der Bits von den De-Interleavern 212 zum Erzeugen von Frames 215 basierend auf Grenzinformation, die von dem Bittaktgeber 230 oder dem Frametaktgeber 228 erzeugt worden sind. Die Empfangsstation 200 kann auch einen Decoder 216 zum Decodieren der Frames 215 und einen Entflechter 218 zum Entflechten der decodierten Frames zum Erzeugen von PHY Schichtausgangsdaten 209 aufweisen, obwohl der Grundgedanke der Erfindung diesbezüglich nicht beschränkt ist.
Die Empfangsstation 200 weist eine Datenverarbeitungsschaltung 222 auf, die eine MAC Schicht 220 aufweisen kann. Die Datenverarbeitungsschaltung 222 kann eine vorgegebene Anzahl von Übertragungsstationen aufweisen basierend auf einer Anzahl von Empfangsantennen 202, die verfügbar sind zum Empfangen von Kommunikationssignalen von den Sendestationen über einen Mehrverwender-Uplink, der eingehender unten erläutert werden wird. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann die Empfangsstation 200 bis zu vier Empfangsantennen 202 aufweisen zum Empfangen von Kommunikationssignalen 201 von bis zu vier zugehörigen Sendestationen. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann die Empfangsstation 200 bis zu 10 oder mehr Empfangsantennen 202 zum Empfangen von Kommunikationssignalen von bis zu 10 oder mehr zugehörigen Sendestationen verwenden.
Bei einigen Ausführungsbeispielen kann die Empfangsstation 200 OFDM oder OFDMA Kommunikationssignale über einen Mehrträger-Kommunikationskanal senden und/oder empfangen. Diese Mehrträger-Kommunikationssignale können innerhalb eines bestimmten Frequenzspektrums sein und können eine Mehrzahl von orthogonalen Subträgern aufweisen.

??Subträger oder Subcarrier??

Bei einigen Ausführungsbeispielen können die orthogonalen Subträger dicht benachbarte Subträger sein. Um die Orthogonalität zwischen dicht benachbarten Subcarriern zu erreichen, kann jeder Subcarrier eine Null bei im Wesentlichen der Mittenfrequenz des anderen Subcarriers haben. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann die Orthogonalität zwischen den nahe beabstandeten Subcarriern dadurch erreicht werden, dass jeder Subcarrier eine integre Anzahl von Zyklen hat innerhalb einer Symbolperiode, obwohl der Schutzbereich der Erfindung nicht diesbezüglich eingegrenzt ist.
Bei einigen Ausführungsbeispielen können die Frequenzspektren für die Multicarrier-Kommunikationssignale, die zwischen Empfangsstationen 102 (2) und zugehörigen Sendestationen 104 (1) kommuniziert werden, entweder ein 5 GHz Frequenzspektrum oder ein 2,4 GHz Frequenzspektrum aufweisen. Bei diesen Ausführungsbeispielen kann das 5 GHz Frequenzspektrum Frequenzspektren beinhalten im Bereich von ungefähr 4,5 bis 5, 9 GHz und das 2,4 GHz Spektrum kann Frequenzen beinhalten im Bereich von etwa 2,3 bis 2,5 GHz, obwohl der Schutzbereich der Erfindung nicht diesbezüglich begrenzt ist, da andere Frequenzspektren ebenfalls gleichermaßen geeignet sind. Bei einigen Breitband- und WiMax Ausführungsbeispielen weist das Frequenzspektrum für die Kommunikationen Frequenzen zwischen 2 und 11 GHz auf, obwohl der Schutzbereich der Erfindung diesbezüglich nicht beschränkt ist.
Bei einigen Ausführungsbeispielen können die Empfangsstation 102 (1) und die zugehörigen Sendestationen 104 (1) RF Kommunikationen in Übereinstimmung mit bestimmten Kommunikationsstandards wie dem des Institute of Electrical and Electro nics Engineers (IEEE) Standard einschließlich IEEE 802.11(a), 802.11(b), 802.11(g), 802.11(h) und/oder 802.11(n) Standards für drahtlose lokale Netze übertragen und/oder empfangen, obwohl diese Stationen auch geeignet sein können zum Senden oder Empfangen von Kommunikationen in Übereinstimmung mit anderen Techniken einschließlich Techniken in Übereinstimmung mit der Task Group N (TGn) Sync (TgnSync) Vorschlagsentwurf für die IEEE 802.11(n) Standard für MIMO WLAN Kommunikationen. In einigen Breitband- und WiMax Ausführungsbeispielen können die Empfangsstationen eines 102 (1) und die zugehörigen Senderstationen 104 (1) drahtlose Breitbandkommunikationen in Übereinstimmung mit IEEE 802.11(e) Standards für drahtlose großräumige Netze (WMAN) kommunizieren, obwohl der Schutzbereich diesbezüglich nicht eingeschränkt ist. Für weitere Information bezüglich der IEEE 802.11 Standards wird hingewiesen auf „IEEE Standards for Information Technology-Telecommunications and Information Exchange between Systems – Local and Metropolitan Area Network – Specific Requirements – Teil 11: drahtlose LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY), ISO/IEC 8802-11: 1999" und sich darauf beziehende Änderungen/Versionen.
Bei einigen Ausführungsbeispielen können die Empfangsstationen 102 (1) und/oder eine oder mehrere zugehörigen Sendestationen 104 (1) jeweils ein Teil einer tragbaren Kommunikationseinheit sein, etwa ein Personal Digital Assistant (PDA), ein Laptop oder ein tragbarer Computer mit der Fähigkeit zur drahtlosen Kommunikation, ein Web Tablet, ein drahtloses Telefon, ein drahtloses Headset, ein Pager, eine Instant Messaging Device, eine Digitalkamera, ein Fernseher oder eine andere Einheit, die Informationen drahtlos empfangen und/oder übertragen kann.
Die Antennen 202 können direktionale oder omnidirektionale Antennen sein, einschließlich, beispielsweise, Dipolantennen, Monopolantennen, Patchantennen, Loopantennen, Mikrostripantennen und andere Arten von Antennen, die geeignet sind zum Empfangen und/oder Senden von RF Signalen. Obwohl die in 2 dargestellte Empfangsstation vier Antennen 202 hat und vier zugehörige Empfangssignalwege, ist der Schutzbereich der Erfindung diesbezüglich nicht eingeschränkt. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann die Empfangsstation 200 weniger als zwei Empfangsantennen haben und zehn oder mehr Empfangsantennen.
Bei einigen Ausführungsbeispielen kann der Bittaktgeber 230 Bitgrenzen für den Multiplexer erzeugen, wenn die Signalverarbeitungsschaltung 210 Daten erzeugt, die von einer einzigen zugehörigen Sendestation 104 (1) empfangen worden sind. Das Schaltelement 232 kann selektiv entweder den Bittaktgeber 230 oder den Frametaktgeber 228 mit dem Multiplexer koppeln. Der Frametaktgeber 228 kann gekoppelt sein, wenn Uplinkdaten im Wesentlichen gleichzeitig von zwei oder mehreren ausgewählten Sendestationen empfangen werden, während der Taktgeber 230 gekoppelt sein kann, wenn Uplinkdaten zu unterschiedlichen Zeiten von unterschiedlichen Sendestationen empfangen werden (d. h., bei einem Kommunizieren in einer üblichen Weise).
Obwohl die Empfangsstation mit verschiedenen funktionalen Elementen dargestellt ist, können eines oder mehrere der funktionalen Elemente kombiniert sein und können durch eine Kombination von mit einer Software konfigurierten Elementen, etwa Verarbeitungselementen einschließlich Digital Signal Prozessor (DSP) und/oder Hardwareelementen implementiert sein. Beispielsweise können einige Elemente einen oder mehrere Mikroprozessoren, DSP, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC) und Kombinationen von verschiedener Hardware und logischen Schaltungen zum Durchführen wenigstens einiger hier beschriebener Funktionen aufweisen. Bei einigen Ausführungsbeispielen können die funktionellen Elemente der Empfangsstation 200 sich auf einen oder mehrere Prozesse beziehen, die auf einem oder mehreren Prozessorelementen laufen.
3 ist ein Flussdiagramm einer iterativen Kanalabschätzung und eines Vorgangs zur Abschätzung des Trägerfrequenzversatzes in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. Ein Vorgang 300 zur iterativen Kanalabschätzung und zur Abschätzung des Trägerfrequenzversatzes kann durch einen Signalprozessor einer Empfangsstation zur Erzeugung von Abschätzungen des Trägerfrequenzversatzes und Kanalabschätzungen für jeden aus einer Mehrzahl von Sendestationen durchgeführt werden zur Verwendung bei gesonderten Datensignalen, die von den Sendestationen übertragen werden. Bei manchen Ausführungsbeispielen können die meisten Operationen des Verfahrens 300 zu iterativen Kanalabschätzung und zur Frequenzversatzabschätzung von dem Signalprozessor 210 (2) der Empfangsstation 200 (2) durchgeführt werden, obwohl auch andere Konfigurationen zum Ausführen des Vor gangs 300 geeignet sein können. Obwohl bestimmte Beispiele des Verfahrens 300 als gesonderte Operationen dargestellt und beschrieben sind, können ein oder mehrere der individuellen Operationen gleichzeitig ausgeführt werden, es ist nicht erforderlich, dass die Operationen in der dargestellten Reihenfolge ausgeführt werden.
Die Operation 302 tastet das empfangene Signal und die hierin eingeschlossenen Trainingssignale, die zum Erzeugen einer anfänglichen CFO Abschätzung für jede Sendestation verwendet werden können, im Betrieb 304 ab. Die kurzen Trainingssignale können für jede Sendestation einzigartig sein, was es einer Empfangsstation erlaubt, eine CFO Aschätzung für jede Sendestation zu erzeugen. Die Anzahl von Übertragungsstationen kann geringer oder gleich sein der Anzahl von Antennen, die von der Empfangsstation verwendet werden, um diese Trainingssignale zu empfangen. Jede Sendestation verwendet allgemein eine Antenne zum Übertragen der Trainingssignale, obwohl der Schutzbereich der Erfindung diesbezüglich nicht beschränkt ist. Als Teil der Operation 304 sind die Kanalabschätzungen anfänglich auf Null gesetzt und die Operation 306 weist das Speichern der anfänglichen CFO Abschätzungen und der Kanalabschätzungen für jede Sendestation auf.
Die Operation 308 beginnt den operativen Prozess, in dem Operationen 308 bis 322 für jede der Sendestationen für eine vorgegebene Anzahl von Iterationen durchgeführt werden. Die Operation 308 weist das Multiplizieren der langen Trainingssignale des empfangenen Signals durch die ursprüngliche CFO Abschätzung für die erste Sendestation und Ausfüren einer diskreten Fouriertransformation (DFT) ein.
Die Operation 310 weist ein Bandpassfilter des Signals zum Ausschließen von Tönen der gegenwärtigen Sendestation zum Erzeugen eines gefilterten Signals 311 auf. Die Operation 312 weist das Subtrahieren des sich ergebenden gefilterten Signals 311 aus dem empfangenen Signals auf. Die Operationen 310 und 312 können an einem Satz von Frequenzdomainabtastungen, die von dem DFT des LTS erzeugt werden, ausgeführt werden.
Die Operation 314 weist das Berechnen der ICI für die jeweilige Sendestation unter Verwendung der gegenwärtigen Kanalabschätzungen und CFO Abschätzungen für die jeweilige Sendestation auf und die Operation 316 weist das Subtrahieren des ICI von dem Si gnal, das von der Operation 312 auf, um, wenigstens teilweise, die ICI zu löschen. Das Ergebnis der Operation 316 ist ein Frequenzdomainsignal der jeweiligen Sendestation mit reduzierter ICI. Während dieser Iteration kann die zusätzliche ICI gelöscht werden.
Die Operation 318 weist das Abschätzen des Kanals basierend auf den Tönen (d. h., den Subcarriern), die in den jeweiligen Trainingssignalen der Sendestationen vorhanden sind, auf, die bekannt sind. Die Operation 320 weist das Speichern der aufgefrischten Kanalabschätzungen für eine nachfolgende Verwendung durch die Operation 314 während der nächsten Iteration auf.
Die Operation 324 weist sich wiederholende Operationen 308 bis 322 für die nächste Sendestation auf unter Verwendung der gegenwärtigen Kanalabschätzung und der CFO Abschätzung für die nächste Sendestation. Bei dem anfänglichen Abschluss der Operation 324 ergeben sich Kanalabschätzungen und CFO Abschätzungen für jede Sendestation basierend auf einer ersten Iteration.
Die Operation 326 wiederholt die Operationen 308 bis 324 für eine vorgegebene Anzahl von Iterationen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann die Anzahl von Iterationen davon abhängen, entweder, ob die CFO nahe beabstandet sind (beispielsweise, CFO in dem Bereich von –20 KHz bis +20 KHz) oder ob die CFO weiter beabstandete CFO sind (beispielsweise, CFO im Bereich von +50 KHz bis –50 KHz). Mehr Iterationen können für weit beabstandete CFO ausgewählt werden, obwohl der Schutzbereich der Erfindung diesbezüglich nicht eingeschränkt ist.
Die Operation 328 weist die Verwendung der schließlichen CFO Abschätzung und der Kanalabschätzung für jede Sendestation auf zum Verarbeiten der Datensignale für jede Sendestation auf. Bei einer ausreichenden Anzahl von Iterationen kann eine Eigenschaft gewonnen werden, die im wesentlichen äquivalent für eine ein Eingang/ein Ausgang (SISO) Kanalabschätzung erreicht werden kann.
4 zeigt die Signalverarbeitungsoperationen, die für einen Empfangssignalweg in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung durchgeführt worden ist. Die Signalverarbeitungsoperationen 400 können den Operationen entsprechen, die von dem Signalprozessor 210 (2) für Basisbandsignale 209 (2), die über einen der RF Signalwege empfangen worden ist, ausgeführt worden sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Antenne 401 einer der Antennen 402 (2) entsprechen und das Signal y1 kann einem der Basisbandsignale 209 (2) entsprechen.
In dem Beispiel repräsentiert der mathematische Ausdruck 402 eine Bandpassfiltermatrix für Töne unter Ausschluss der Töne, die durch die n^te Übertragungsstation übertragen worden sind und kann durch die Operation 310 (3) erzeugt werden. Die Operation 404 zeigt die Erzeugung eines empfangenen Signals aufgrund der n^te Sendestation, die auch der Operation 310 (3) entspricht.
In dem Beispiel repräsentiert der mathematische Ausdruck 406 eine CFO Korrektur und die Eigenschaft eines DFT und kann der Operation 308 (3) entsprechen. Die Operation 408 entspricht der Operation 312 (3).
In diesem Beispiel repräsentiert der mathematische Ausdruck 410 den Ausgang des Kanals (l^te Empfänger und n^te Sender) gemeinsam mit dem ICI aufgrund anderer Sendestationen und kann dem Signal 313 (3) entsprechen. In diesem Beispiel repräsentiert der mathematische Ausdruck 412 den abgeschätzen ICI auf allen Tönen entsprechend der Operation 314 (3).
Bei dem Ausführungsbeispiel ist der mathematische Ausdruck 414 ein Multiplikationsfaktor, der zum Extrahieren des ICI auf dem Signal, das durch den mathematischen Ausdruck 410 repräsentiert ist, aus dem mathematischen Ausdruck 412 verwendet wird. Die Operation 416 zeigt das Löschen der ICI entsprechend dem Vorgang 316 (3).
In diesem Beispiel repräsentiert der mathematische Ausdruck 420 das Inverse der diagonalen Matrix des übertragenen Signals von der n^ten Sendestation. Die Operation 421 stellt die Erzeugung der Kanalabschätzung entsprechend der Operation 318 (3) dar. Bei diesem Beispiel repräsentiert der mathematische Ausdruck 422 die Kanalabschätzung des Kanals zwischen der n^ten Sendestation und der l^ten Empfängerantenne.
In einem Ausführungsbeispiel mit M Sendestationen 104 (1) kann das empfangene Basisbandsignal y1 auf einem der l^ten Empfangsantennen der Empfangsstation durch die folgende Gleichung repräsentiert werden:
In dieser Gleichung ist C_m = CFO diagonale Matrix gegeben durch
Δf_m kann die CFO der m^ten Sendestation bezüglich der Empfangsantenne darstellen und T_s ist die Abtastzeit. In diesem Ausdruck stellt X_m die langen Trainingssignale dar. Bei einigen Ausführungsbeispielen können die langen Trainingssignale den Sequenzen des langen Trainingssignals (LTF) entsprechen (beispielsweise, einem frequenzverschränkten OFDM Symbol) des m^ten Senders, der ist während eines Vorspanns übertragen worden, etwa als ein Physical Layer Convergence Protocol (PLCP) Vorspann, obwohl der Schutzbereich der Erfindung diesbezüglich nicht eingeschränkt ist. Bei anderen Ausführungsbeispielen ist XHm X Xp = δmp , wobei δ_mp = 1 ist, wenn m = p und δ_mp = o, wenn m ≠ p. Bei diesen Ausführungsbeispielen kann X_m +1, –1 und 0 sein, wie dies definiert in den IEEE 802.11a/n Standards ist, auf die oben Bezug genommen worden ist. In dieser Gleichung kann Q^H eine inverse diskrete Fouriertransformation (IDFT) Matrix repräsentieren und (.)^H kann das Konjugat und das Transponierte bezeichnen. In dieser Gleichung kann H_lm eine zirkulante Matrix sein, die einen Zeitdomainfadingkanal zwischen der m^ten Sendestation und der l^ten Empfangsantenne repräsentiert. Die zirkulante Matrix H_l, _m kann alternativ durch die Diagonalmatrix usw. dargestellt sein, die Frequenzdomainkanalkoeffizenten beinhalten kann.
η_l kann einen zusätzlichen Vektor des gauß'schen weißen Rauschens an der l^ten Antenne darstellen.
Eine Diagonalmatrix
kann hergeleitet werden aus der Summation des orthogonalen übertragenen Vektors außer Xn. Xnd = I- |Xn rd| und C ^n kann durch ein abgeschätztes CFO für die n^te Station und die Kanalkoeffizienten D_l _, _n können abgeschätzt werden in Übereinstimmung mit den Signalverarbeitungsoperationen 400 definiert werden. Der Prozess ist ein iterativer Decodierungsprozess, in dem vorangehende Abschätzungen des Kanals verwendet werden, um die Zwischenträgerinterferenz ICI zu löschen, die aufgrund des Verlustes an Orthogonalität, die von dem CFO induziert wird, vorhanden ist. 4 zeigt lediglich einen Arm (d. h., die Operationen für eine Empfangsantenne) die anderen Kanalabschätzungen können jedoch ähnlich hergeleitet werden.
Aus der obigen Gleichung (1) kann die n^te Komponente herausgetrennt werden, wie dies in der Gleichung der nachfolgenden Gleichung (2) gezeigt ist:
Das Multiplizieren von beiden Seiten der Gleichung (2) mit C ^Hn des DFT kann ergeben:
Unter der Annahme einer nahezu perfekten CFO Abschätzung C ^Hn Cn ≈ I. wobei |.| den Absolutwert in der nachfolgenden Gleichung angibt.
Der erste Ausdruck auf der rechten Seite der obigen Gleichung kann auf Null reduziert sein, wenn X_r und X_n orthogonal sind. Die Gleichung (4) reduziert sich damit zu:
Aus den Gleichungen (3) und (5) kann die folgende Beziehung gewonnen werden:
Die Diagonalmatrix D_l _, _n kann die Frequenzdomainkanalkoeffizienten entsprechend Nicht-Null-Tönen der Trainingssignale der n^ten Station bilden. Der zweite Ausdruck in Gleichung (6) kann die ICI aufgrund der CFO darstellen. Die Frequenzdomainkanalabschätzungen für den räumlichen Kanal entsprechend der n^ten Station und der n^ten Empfangsantenne kann wie folgt abgeschätzt werden: diag(D ^l,n) = diag(Xn)–1Gl,n (7)
diag(D ^l,n) ist ein Vektor und D ^l,n ist die Diagonalmatrix. Die Abschätzung der Gleichung (7) kann weiter durch einen iterativen Prozess verbessert werden, wie er durch die Gleichung (8) angegeben wird, wobei C ^m und D ^i l,n durch die Abschätzung, wie sie oben beschrieben worden ist, bekannt sind, und i die Iterationszahl ist.
Die Matrix diag(X_n) ist eine rankdefiziente Diagonalmatrix, da sie lediglich einen Untersatz (d. h., K/M verschränkte Töne) der Nicht-Null-Ausdrücke hat. Die Nullen sind von geringer Bedeutung, da diese Reihen nicht zu D_l,n beitragen, so dass lediglich Nicht-Null-Ausdrücke zu invertieren sind, während das Inverse von diag(X_n) bestimmt wird.
In einigen Ausführungsbeispielen, die vier Sendestationen und eine Empfangsstation verwenden, etwa einen IEEE 802.11(n) Zugangspunkt, kann jede Sendestation eine einzige Antenne zum Übertragen von Uplinksignalen verwenden und der Vorspannabschnitt kann eine Sequenz von frequenzverschränkten orthogonalen Tönen in der Form eines LTF aufweisen. Die Vorspanne der Sendestationen werden gemeinsam kombiniert in dem Kanal zum Bilden eines hohen Durchsatzes (HAT)-WLAN Vorspanns, etwa einem Vorspann, wie er in der Task Group N(TGn) Sync (TgnSync) Vorschlagsentwurf für die IEEE 802.11(n) Standrd für MIMO WLAN Netzwerkkommunikationen definiert ist.
Die 5A und 5B zeigen Simulationsergebnisse der mittleren quadratischen Fehler (MSE) der Kanalabschätzung gegen das Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR) für unterschiedliche Trägerfrequenzversätze in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. 5A zeigt die Kanalabschätzungsergebnisse 500 für nahe beabstandete CFO (beispielsweise, CFO im Bereich von –20 KHz bis +20 KHz). 5A zeigt die Kanalabschätzungsergebnisse 510 für weit beabstandete CFO (beispielsweise CFO im Bereich von +50 KHz bis –50 KHz). In 5A sind Kanalabschätzungsergebnisse für eine Iteration durch den Ausdruck 501 dargestellt, die Kanalabschätzungsergebnisse für drei Iterationen sind durch den Ausdruck 503 dargestellt und die Kanalabschätzungsergebnisse bei fünf Iterationen sind durch den Ausdruck 505 dargestellt. In 5B sind die Kanalabschätzungsergebnisse für eine Iteration durch den Plot 511 ausgedrückt, die Kanalabschätzungsergebnisse bei fünf Iterationen durch den Plot 515 dargestellt und die Kanalabschätzungsergebnisse für zehn Iterationen sind durch den Plot 520 dargestellt.
Bei den Simulationsergebnissen, die in den 5A und 5B dargestellt sind, kann die Gesamtverzögerung (i) Paketankunftsverzögerungen an der Empfangsstation aufgrund der unterschiedlichen Abstände der Sendestationen von der Empfangsstation, (ii) PHYMAC Schnittstellenverzögerung jeder Sendestation und (iii) die Kanalstreuung entsprechen. Die Gesamtverzögerung wird als gleich oder kleiner als der zyklische Prefix eines OFDM Symbols angenommen. Die 5A und 5B zeigen Ergebnisse für eine Kanalver zögerung von 50 ns, was manchmal in der Umgebung eines Büro-WLAN festgestellt wird. Wie in 5A gezeigt wird, kann für nahe beabstandete CFO eine Eigenschaft erreicht werden mit fünf Iterationen, die im wesentlichen einer Single-Input Single-Output (SISO) Kanalabschätzung gleichwertig ist. Wie in 5 gezeigt ist, können bei weit beabstandeten CFO zusätzliche Iterationen (beispielsweise bis zu zehn) erforderlich sein, um eine ähnliche Eigenschaft zu erreichen, wie in 5A gezeigt.
Wenn nicht anders angegeben worden ist, können sich Begriffe wie Verarbeiten, Berechnen, Ausrechnen, Bestimmen, Darstellen und dgl. auf jede Aktion und/oder jeden Prozess beziehen von einem oder mehreren Prozessorsystemen oder Rechensystemen oder ähnlichen Einrichtungen, die Daten manipulieren und übertragen können als physikalische (beispielsweise, elektronische) Mengen innerhalb von Prozessorsystemregistern und – speichern in andere Daten, die ähnlich dargestellt sind als physikalische Mengen innerhalb von Prozessorsystemregistern oder -speichern oder anderen derartigen Informationsspeichern, Sende- oder Anzeigeeinrichtungen.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung können in einem oder in einer Kombination aus Hardware, Firmware und Software implementiert sein. Ausführungsbeispiele der Erfindung können weiterhin implementiert werden als Befehle, die in einem maschinenlesbaren Medium gespeichert sind, die ausgelesen werden können und ausgeführt werden können durch wenigstens einen Prozessor zum Ausführen der hier beschriebenen Operationen. Ein maschinenlesbares Medium kann jeden Mechanismus zum Speichern oder Übertragen oder Information in einer Form, die von einer Maschine (beispielsweise einem Computer) lesbar ist. Beispielsweise kann ein maschinenlesbares Medium einen Nur-Lese-Speicher (RAM), einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), ein magnetisches Plattenspeichermedim, ein optisches Speichermedium, eine Festspeichereinheit, elektrische, optische, akustische oder andere Formen von voranschreitenden Wellen (beispielsweise Trägerwellen, Infrarotsignale, digitale Signal usw.) und andere.
Die Zusammenfassung ist ausgebildet, um 37 C.F.R. Abschnitt 1.72(b) zu entsprechen, der eine Zusammenfassung verlangt, die es dem Leser erlaubt, die Natur und den Geist der technischen Offenbarung zu erfassen. Diese wird eingereicht mit dem Verständnis, dass die Zusammenfassung nicht verwendet wird, um den Schutzbereich oder die Bedeutung der Ansprüche begrenzt oder interpretiert.
In der vorangehenden eingehenden Beschreibung können verschiedene Merkmale gelegentlich in einem einzigen Ausführungsbeispiel gruppiert sein zum Zwecke der Gradlinigkeit der Offenbarung. Dieses Verfahren der Offenbarung soll nicht dazu benutzt werden, dass die beanspruchten Ausführungsbeispiele des Gegenstands mehr Merkmale erfordern als diese ausdrücklich in jedem Anspruch genannt sind. Vielmehr kann die Erfindung wie die nachfolgenden Ansprüche angeben, in weniger als allen Merkmalen eines einzelnen offenbarten Ausführungsbeispiels liegen. Die nachfolgenden Ansprüche sind daher in die eingehende Beschreibung einbezogen, wobei jeder Anspruch selbständig steht als gesondertes bevorzugtes Ausführungsbeispiel.
ZUSAMMENFASSUNG
Multicarrier-Empfänger und Verfahren zur Korrektur des Trägerfrequenzversatzes und zur Abschätzung zum Empfang von simultanen Übertragungen über ein Multiuser-Uplink. Iterative Verfahren zum Abschätzen des Kanals und zum Abschätzen des Trägerfrequenzversatzes (CPU) werden für jede der Sendestationen ausgeführt, so dass die Zwischenträger-Interferenz (ICI) gelöscht wird.

Claims

Ein Multicarrier-Empfänger mit: einer Mehrzahl von Empfangssignalwegen zum Empfangen von Trainingssignalen, die gleichzeitig von einer Mehrzahl von Sendestationen übertragen werden; und einem Signalprozessor zum Erzeugen von Kanalabschätzungen und Abschätzungen des Trägerfrequenzversatzes für jede der Sendestationen aus den empfangenen Trainingssignalen und zum Ausführen eines iterativen Decodiervorgangs unter Verwendung der zuvor erzeugten Kanalabschätzungen und der zuvor erzeugten Abschätzungen des Trägersignalversatzes zum Löschen von Zwischenträgerinterferenzen aus den empfangenen Trainingssignalen, die durch die Trägerfrequenzversätze induziert worden sind.
Der Empfänger nach Anspruch 1, wobei die Trainingssignale unter einer Mehrzahl von Subcarriern eines Multicarrier-Kommunikationssignals frequenzverschränkt sind; wobei die Trainingssignale, die von jeder der Sendestationen übertragen worden sind, im wesentlichen orthogonal zueinander sind, und wobei den Trainingssignale nicht-orthogonale Datensignale folgen, die gleichzeitig von jeder Sendestation auf denselben Frequenzsubcarriern des Multicarrier-Kommunikationssignals übertragen werden.
Der Empfänger nach Anspruch 2, wobei die Signalprozessoren gesonderte Datenströme für jede Übertragungsstation unter Verwendung einer schließlichen Kanalabschätzung und eines schließlichen Trägerfrequenzversatzes für jede Sendestation erzeugt, und wobei die gesonderten Datenströme für jede Sendestation aus den nicht-orthogonalen Datensignale erzeugt werden.
Der Empfänger nach Anspruch 1, wobei jeder Empfangssignalweg einer Empfangsantenne zugehörig ist und wobei die Anzahl der Empfangsantennen größer oder gleich der Anzahl der Sendestationen ist, wobei der Signalprozessor den Vorteil der Diversität zum Unterscheiden der Signale von den Sendestationen nutzt.
Der Empfänger nach Anspruch 1, wobei für jede der Sendestationen der Signalprozessor die Kanalabschätzungen und die Abschätzungen des Trägerfrequenzversatzes für jede Sendestation unter Verwendung der vorangehend erzeugten Kanalabschätzungen und der vorangehend erzeugten Abschätzungen des Trägerfrequenzversatzes für neu verarbeitete Abtastungen des empfangenen Signals regeneriert.
Der Empfänger nach Anspruch 5, wobei als Teil der Regeneration des Trägerfrequenzversatzes und der Kanalabschätzungen für jede Sendestation der iterative Decodierungsvorgang von dem Signalprozessor für jede Sendestation ausgeführt wird, wobei der Signalprozessor eingerichtet ist zum: Verschieben des empfangenen Signals um eine Abschätzung des gegenwärtigen Trägerfrequenzversatzes für eine gegenwärtige Sendestation; Entfernen von Teilen des empfangenen Signals aufgrund von Sendestationen, die andere sind als die gegenwärtige Sendestation; Berechnen der Zwischenträgerinterferenz für die gegenwärtige Sendestation unter Verwendung der gegenwärtigen Kanalabschätzung und der Abschätzung des gegenwärtigen Trägerfrequenzversatzes für die gegenwärtige Sendestation; Subtrahieren der Zwischenträgerinterferenz aus dem empfangenen Signal zum Erzeugen eines schließlichen verarbeiteten Signals; und Regenerieren der Kanalabschätzungen und der Abschätzung des Trägerfrequenzversatzes für die gegenwärtige Sendestation aus dem schließlich verarbeiteten Signal.
Der Empfänger nach Anspruch 6, wobei der Signalprozessor den iterativen Prozess eine vorgegebene Anzahl von Malen basierend auf einem Abstand zwischen den Abschätzungen des Trägerfrequenzversatzes zum Erzeugen einer schließlichen Kanalabschätzung und einer schließlichen Abschätzung des Trägerfrequenzversatzes für jede Sendestation wiederholt; und wobei die schließlichen Kanalabschätzung und die schließliche Abschätzung des Trägerfrequenzversatzes von dem Signalprozessor zum Erzeugen von gesonderten Datenströmen, die jeder Sendestation zugehörig sind, verwendet werden.
Der Empfänger nach Anspruch 6, wobei, nachdem der Signalprozessor das empfangene Signal um die Abschätzung des gegenwärtigen Trägerfrequenzversatzes verschoben hat, der Signalprozessor das empfangene Signal mit der Abschätzung des gegenwärtigen Frequenzversatzes für die gegenwärtige Sendestation multipliziert, wobei der Signalprozessor als Teil des iterativen Prozesses zum Erzeugen eines Satzes von Frequenzdomainabtastungen eine diskrete Fouriertransformation ausführt, nachdem das vorhandene Signal mit der Abschätzung des gegenwärtigen Frequenzversatzes multipliziert ist, und wobei die zusätzliche Zwischenträgerinterferenz aus dem Satz von Frequenzdomainabtastungen für jede Iteration gelöscht ist.
Der Empfänger nach Anspruch 6, wobei der Signalprozessor selektiv Teile des empfangenen Signals aufgrund der Sendestationen, die nicht die gegenwärtige Sendestation ist, entfernt, wobei der Signalprozessor einen Bandpassfiltervorgang auf den empfangenen Signalen durchführt, um wenigstens teilweise Töne der empfangenen Trainingnssignale mit Ausnahme der Töne, die als von der gegenwärtigen Sendestation zu übertragen bekannt sind, entfernt.
Der Empfänger nach Anspruch 9, wobei die von den Sendestationen übertragenen Trainingssignalen frequenz-verschränkte orthogonale Subcarrier aufweisen, die jeder Sendestation einzigartig sind; und wobei der Signalprozessor selektiv Teile des empfangenen Trainingssignals ausfiltert, die nicht von der gegenwärtigen Sendestation übertragen werden.
Der Empfänger nach Anspruch 1, wobei der von dem Signalprozessor ausgeführte iterative Decodiererprozess lange Trainingssignale verwendet, die von den Sendestationen übertragen werden, wobei die Sendestationen kurze Trainingssignale vor dem Übertragen der langen Trainingssignale aussenden, und wobei der Signalprozessor anfänglich eine grobe Abschätzung des Trägerfrequenzversatzes für jede der Sendestationen basierend auf den empfangenen kurzen Trainingssignalen erzeugt, wobei die groben Abschätzungen des Trägerfrequenzversatzes als anfängliche Abschätzungen des Frequenzträgerversatzes für den iterativen Decodiervorgang verwendet.
Der Empfänger nach Anspruch 3, wobei die Trainingssignale und die Datensignale, die von den Sendestationen übertragen werden, entweder multiplexte Signale einer orthogonalen Frequenzdivision oder mehrere Zugriffssignale einer orthogonalen Frequenzdivision aufweisen, und wobei der Empfänger einen Downlinkrahmen zum Empfang der Mehrzahl von Sendestationen überträgt zum Instruieren der Sendestationen, welche frequenzverschränkten Subcarriern zur Übertragung der Trainingssignale und welche Subcarrier des Multicarrier-Kommunikationskanals zum Übertragen der Datensignale zu verwenden sind.
Ein Verfahren mit: Empfangen von Trainingssignalen von einer Mehrzahl von Empfangsstationen über eine Mehrzahl von Sendestationen; und Erzeugen von Kanalabschätzungen für jede der Sendestationen aus den empfangenen Trainingssignalen und zum Ausführen eines iterativen Decodiervorgangs unter Verwendung der zuvor erzeugten Kanalabschätzungen und der zuvor erzeugten Abschätzungen des Trägersignalversatzes zum Löschen von Zwischenträgerinterferenzen aus den empfangenen Trainingssignalen, die durch die Trägerfrequenzversätze induziert worden sind.
Das Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Trainingssignale unter einer Mehrzahl von Subcarriern eines Multicarrier-Kommunikationssignals verschränkt sind; wobei die Trainingssignale, die von jeder der Sendestationen übertragen worden sind, im wesentlichen orthogonal zueinander sind, und wobei den Trainingssignale nicht-orthogonale Datensignale folgen, die gleichzeitig von jeder Sendestation auf denselben Frequenzsubcarriern des Multicarrier-Kommuniaktionssignals übertragen werden.
Das Verfahren nach Anspruch 14, weiter mit Erzeugen gesonderter Datenströme für jede Übertragungsstation unter Verwendung einer schließlichen Kanalabschätzung und eines schließlichen Trägerfrequenzversatzes für jede Sendestation, und wobei die gesonderten Datenströme für jede Sendestation aus den nicht-orthogonalen Datensignale erzeugt werden.
Das Verfahren nach Anspruch 13, wobei jeder Empfangssignalweg einer Empfangsantenne zugehörig ist und wobei die Anzahl der Empfangsantennen größer oder gleich ist der Anzahl der Sendestationen, wobei der Signalprozessor den Vorteil der Diversität nutzt zum Unterscheiden der Signale von den Sendestationen.
Das Verfahren nach Anspruch 13, wobei für jede der Sendestationen das Verfahren das iterative Regenerieren die Kanalabschätzung und die Abschätzungen des Trägerfrequenzversatzes für jede Sendestation unter Verwendung der vorangehend erzeugten Kanalabschätzungen und der vorangehend erzeugten Abschätzungen des Trägerfrequenzversatzes für neu verarbeitete Abtastungen des empfangenen Signals aufweist.
Das Verfahren nach Anspruch 17, wobei das iterative Regenerieren aufweist: Verschieben des empfangenen Signals um eine Abschätzung des gegenwärtigen Trägerfrequenzversatzes für eine gegenwärtige Sendestation; Entfernen von Teilen des empfangenen Signals aufgrund von Sendestationen, die andere sind als die gegenwärtige Sendestation; Berechnen der Zwischenträgerinterferenz für die gegenwärtige Sendestation unter Verwendung der gegenwärtigen Kanalabschätzung und der Abschätzung des gegenwärtigen Trägerfrequenzversatzes für die gegenwärtige Sendestation; Subtrahieren der Zwischenträgerinterferenz aus dem empfangenen Signal zum Erzeugen eines schließlichen verarbeiteten Signals; und Regenerieren der Kanalabschätzungen und der Abschätzung des Trägerfrequenzversatzes für die gegenwärtige Sendestation aus dem schließlich verarbeiteten Signal.
Das Verfahren nach Anspruch 18, weiter mit Wiederholen des iterativen Regeneriren einer vorgegebene Anzahl von Malen basierend auf einem Abstand zwischen den Abschätzungen des Trägerfrequenzversatzes zum Erzeugen einer schließlichen Kanalabschätzung und einer schließlichen Abschätzung des Trägerfrequenzversatzes für jede Sendestation wiederholt; und Verwenden wobei der schließlichen Kanalabschätzung und der schließlichen Abschätzung des Trägerfrequenzversatzes von dem Signalprozessor verwendet werden zum Erzeugen von gesonderten Datenströmen, die jeder Sendestation zugehörig sind. wobei der Signalprozessor als Teil des iterativen Prozesses zum Erzeugen eines Satzes von Frequenzdomainabtastungen eine diskrete Fouriertransformation ausführt, nachdem das vorhandene Signal mit der Abschätzung des gegenwärtigen Frequenzversatzes multipliziert ist, und wobei die zusätzliche Zwischenträgerinterferenz aus dem Satz von Frequenzdomainabtastungen für jede Iteration gelöscht ist.
Das Verfahren nach Anspruch 18, weiter mit Ausführen einer diskreten Fouriertransformation, nachdem das vorhandene Signal mit der Abschätzung des gegenwärtigen Frequenzversatzes multipliziert ist zum Erzeugen eines Satzes von Frequenzdomainabtastungen, wobei die zusätzliche Zwischenträgerinterferenz aus dem Satz von Frequenzdomainabtastungen für jede Iteration gelöscht ist.
Das Verfahren nach Anspruch 18, weiter mit Durchführen eines Bandpassfiltervorgangs an den empfangenen Signalen, um wenigstens teilweise Töne der empfangenen Trainingssignale mit Ausnahme der Töne, die als von der gegenwärtigen Sendestation zu übertragen bekannt sind, zu entfernen.
Das Verfahren nach Anspruch 21, wobei die von den Sendestationen übertragenen Trainingssignalen frequenz-verschränkte orthogonale Subcarrier aufweisen, die jeder Sendestation einzigartig sind; und wobei Teile des empfangenen Trainingssignals, die nicht von der gegenwärtigen Sendestation übertragen werden, ausgefiltert werden.
Das Verfahren nach Anspruch 13, wobei der iterative Decodiererprozess lange Trainingssignale verwendet, die von den Sendestationen übertragen werden, wobei die Sendestationen vor dem Übertragen der langen Trainingssignale kurze Trainingssignale aussenden, und wobei das Verfahren anfänglich eine grobe Abschätzung des Trägerfrequenzversatzes für jede der Sendestationen basierend auf den empfangenen kurzen Trainingssignalen erzeugt, und wobei die groben Abschätzungen des Trägerfrequenzversatzes als anfängliche Abschätzungen des Frequenzträgerversatzes für den iterativen Decodiervorgang verwendet werden.
Das Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Trainingssignale und die Datensignale, die von den Sendestationen übertragen werden, entweder multiplexte Signale einer orthogonalen Frequenzdivision oder mehrere Zugriffssignale einer orthogonalen Frequenzdivision aufweisen, und wobei das Verfahren weiter das Übertragen eines Downlinkframes zum Empfang der Mehrzahl von Sendestationen zum Instruieren der Sendestationen, welche frequenzverschränkten Subcarriern zur Übertragung der Trainingssignale und welche Subcarrier des Multicarrier-Kommunikationskanals zum Übertragen der Datensignale zu verwenden sind.
Ein Empfängersystem mit: einer Mehrzahl von omnidirektionalen Empfangsantennen; und einem Multicarrier-Empfänger mit einer Mehrzahl von Empfangssignalwegen zum Empfangen von Trainingssignalen, die gleichzeitig von einer Mehrzahl von Sendestationen übertragen werden, und einem Signalprozessor zum Erzeugen von Kanalabschätzungen und von Abschätzungen des Trägerfrequenzversatzes für jede der Empfangsstationen aus den empfangenen Trainingssignalen, wobei jeder Empfangssignalweg einer der jeweiligen Empfangsantennen zugehörig ist, und wobei der Signalprozessor einen iterativen Decodiervorgang bewirkt unter Verwendung von zuvor erzeugten Kanalabschätzungen und zuvor erzeugten Abschätzungen des Trägerfrequenzversatzes zum Löschen der Zwischenträgerinterferenz aus den empfangenen Trainingssingalen, die durch die Trägerfrequenzversätze induziert sind.
Das System nach Anspruch 25, wobei die Trägersignale unter einer Mehrzahl von Subcarriern eines Mehrträger-Kommunikationssignals frequenzverschränkt sind, wobei die von jeder der Sendestationen übertragenen Trainingssignale im Wesentlichen orthogonal zueinander sind; und wobei den Trainingssignale nicht-orthogonale Datensignale folgen, die gleichzeitig von jeder der Sendestationen auf denselben Frequenzsubcarriern des Multicarrier-Kommunikationssignals übertragen werden.
Das System nach Anspruch 26, wobei für jede der Sendestationen der Signalprozessor eingerichtet ist zum Regenerieren der Kanalabschätzungen und der Abschätzung des Trägerfrequenzversatzes für die jeweilige Sendestation unter Verwendung der zuvor erzeugten Kanalabschätzung und der zuvor erzeugten Abschätzungen des Trägerfrequenzversatzes zum Neuverarbeiten von Abtastungen der empfangenen Signale, wobei als Teil der Regeneration der Abschätzungen des Trägerfrequenzversatzes und des Kanals für jede Sendestation der iterative Decodiervorgang durch den Signalprozessor für die jeweilge Übertragungsstation ausgeführt wird; und wobei der Signalprozessor eingerichtet ist zum: Verschieben des empfangenen Signals um eine gegenwärtige Abschätzung des Trägerfrequenzversatzes für eine gegebene Sendestation; Entfernen von Teilen des empfangenen Signals aufgrund der Übertragungsstationen, die eine andere ist als die gegenwärtige Übertragungsstation; Berechnen der Zwischenträger-Interferenz für die gegenwärtige Sendestation unter Verwendung einer gegenwärtigen Kanalabschätzung und der Abschätzung des gegenwärtigen Trägerfrequenzversatzes für die jeweilige Sendestation; Subtrahieren der Zwischenträger-Interferenz aus dem empfangenen Signal zum Erzeugen eines schließlichen verarbeiteten Signals; und Erzeugen von Kanalabschätzungen und Abschätzungen des Trägerfrequenzversatzes für die gegenwärtige Sendestation aus dem schließlich verarbeiteten Signal.
Ein von einer Maschine zugreifbares Medium, das Befehle beinhaltet, die, bei Zugriff, eine Maschine dazu veranlassen, die folgenden Operationen auszuführen: Verarbeiten von Trainingssignalen von einer Mehrzahl von Sendestationen über eine Mehrzahl von Antennen; und Erzeugen von Kanalabschätzungen und Abschätzungen des Trägerfrequenzversatzes für jede der Sendestationen aus den empfangenen Trainingssignalen durch Ausführen eines iterativen Decodiervorgangs unter Verwendung zuvor erzeugter Kanalabschätzungen und zuvor erzeugten Abschätzungen der Trägerfrequenz zum Löschen von Zwischenfrequenz-Interferenzen aus den empfangenen Trainingssignalen, die von den Versätzen der Trägerfrequenz induziert sind.
Das von einer Maschine zugreifbare Medium nach Anspruch 28, wobei die Trainingssignale unter einer Mehrzahl von Subcarriern eines Multicarrier-Kommunikationssignals frequenzverschränkt sind; wobei die Trainingssignale, die von jeder der Übertragungsstationen übertragen werden, im Wesentlichen orthogonal zueinander sind; und wobei den Trainingssignale, denen gleichzeitig übertragene nicht-orthogonalen Datensignalen von jeder der Sendestationen auf denselben Frequenzsubcarriern des Multicarrier-Kommunikationssignals folgen.
Das von einer Maschine zugreifbare Medium nach Anspruch 28, wobei die Befehle, bei weiterem Zugriff, die Maschine dazu veranlasst, Operationen auszuführen, die das iterative Regenerieren der Kanalabschätzung und der Abschätzung des Trägerfrequenzversatzes für jede der Sendestationen verursachen unter Verwendung der zuvor erzeugten Kanalabschätzungen und der zuvor erzeugten Trägerfrequenzversätze für Abtastungen des empfangenen Signals, wobei das iterative Regenerieren aufweist: Verschieben des empfangenen Signals um eine gegenwärtige Abschätzung des Trägerfrequenzversatzes für eine gegenwärtige Sendestation; Entfernen von Teilen des empfangenen Signals aufgrund einer Sendestation, die nicht die gegenwärtige Sendestation ist; Berechnen der Zwischenträger-Interferenz für die gegenwärtige Sendestation unter Verwendung der gegenwärtigen Kanalabschätzung und der gegenwärtigen Abschätzung des Trägerfrequenzversatzes für die gegenwärtige Sendestation; Subtrahieren der Zwischenträger-Interferenz aus dem empfangenen Signal zum Erzeugen eines schließlichen verarbeiteten Signals; und Regenerieren der Kanalabschätzungen und der Abschätzungen der Trägerfrequenzversätze aus der gegenwärtigen Übertragungsstation aus dem schließlichen verarbeiteten Signal.