DE60307140T2 - Vorrichtung und verfahren zur zyklischen verzögerungsdiversität - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Telekommunikationsgebiet und insbesondere auf dem Gebiet eines Mehrträgersendeschemas bei einem Mehrbenutzerszenario.
  • Bei drahtlosen Kommunikationen werden Sendediversitätstechniken (Sendediversity-Techniken) verwendet, um die schädlichen Wirkungen von Fading (Abschwächung) zu mäßigen. Eine einfache Sendediversitätstechnik ist eine Verzögerungsdiversität, bei der das gleiche Signal von mehreren Antennen mit einer unterschiedlichen Verzögerung gesendet wird. Dies resultiert in einem Äquivalent eines Eingangskanals mit einer erhöhten Frequenzselektivität und deshalb einer erhöhten Frequenzdiversität – verglichen mit dem ursprünglichen Teilkanal von jeder Sende- zu jeder Empfangsantenne. Bei einem Orthogonalfrequenzteilungsmultiplexen (OFDM = Orthogonal Frequency Division Multiplexing) kann eine Frequenzdiversität, die in einen Sender eingebracht wird, durch einen Vorwärtsfehlerkorrekturdecodierer ausgenutzt werden, der in einem Empfänger angeordnet ist.
  • Ein Einbringen einer zusätzlichen Verzögerung bei Mehrträgersendesystemen jedoch, das häufig zum Erreichen einer Zeitdiversität erforderlich ist, erfordert ein längeres Schutzintervall, was folglich in einer reduzierten Bandbreiteneffizienz resultiert. Falls das Schutzintervall nicht ausreichend lang ist, kann eine Zwischenträgerinterferenz auftreten. Ein Erhöhen der Länge des Schutzintervalls jedoch resultiert in einer reduzierten Bandbreiteneffizienz, da das Schutzintervall nicht auf eine Informationssendung angewandt werden kann.
  • Eine erhöhte Frequenzselektivität, ohne das Schutzintervall zu überschreiten, kann erreicht werden, wobei eine zykli sche Verzögerungsdiversität eingebracht wird, wie es in: A. Dammann und S. Kaiser, „Standard conformable antenna diversity techniques for OFDM systems and its application to the DVB-T system", IEEE Globecom, Seiten 3100–3105, November 2001, in: A. Dammann und S. Kaiser, „Low complex standard conformable antenna diversity techniques for OFDM systems and its application to the DVB-T System", 4th International ITG Conference on Source and Channel Coding, Seiten 253–259, Januar 2002, und in: A. Dammann, R. Raulefs und S. Kaiser, „Beamforming in combination with space-time diversity for broadband OFDM systems", IEEE Conference on Communications (ICC), Seiten 165–171, April 2002, beschrieben ist. Gemäß den Lehren der obigen Dokumente wird eine Verzögerung auf eine zyklische Weise eingebracht, derart, dass das Schutzintervall nicht überschritten wird.
  • Sendediversitätstechniken werden herkömmlicherweise bei einem Mehrbenutzerszenario angewandt, um ein Signal durch eine Mehrzahl von Kanälen hindurch zu senden, wobei das Sendesignal eine Mehrzahl von Signalströmen aufweist, die einer Mehrzahl von Benutzern zugeordnet sind. Bei einem Empfänger werden die Benutzerströme durch ein explizites Ausnutzen der Sendediversität getrennt, was durch ein Verarbeiten des Sendesignals geliefert wird.
  • Um eine Sendediversität zu erzeugen, kann eine zyklische Verzögerungsdiversität zum simultanen Senden von Daten von unterschiedlichen Sendeantennen angewandt werden, wobei jeder Datenstrom, der einer Sendeantenne zugeordnet ist, eine Verzögerung mit Bezug auf die anderen Datenströme aufweist. Bei dem Empfänger kann eine einzige Empfangsantenne oder eine Mehrzahl von Empfangsantennen angewandt werden.
  • Um die verfügbare Bandbreite effizient auszunutzen, sollten die Charakteristika der angewandten Sendediversitätstechnik zum wirksamen Ausnutzen der vollen räumlichen Diversität berücksichtigt werden. Bei einem Mehrträgersendeszenario beispielsweise kann die angewandte Sendediversitätstechnik einen Einfluss auf Korrelationseigenschaften zwischen Teilträgern an dem Empfänger aufweisen. Wie es zuvor erwähnt ist, kann die räumliche Diversität in eine Frequenzdiversität transformiert werden, die durch den Decodierer aufgenommen werden kann.
  • Bei einem Breitband-Orthogonalfrequenzteilungsmehrfachzugriffsystem (OFDMA-System; OFDMA = Orthogonal Frequency Division Multiple Access) wird die verfügbare Bandbreite durch mehrere Benutzer gemeinschaftlich verwendet. Gewöhnlich wird eine Blockfrequenzverschachtelungseinrichtung angewandt, d. h. die Sendesymbole eines Benutzers werden Teilträgern mit einer gleichen Beabstandung zugewiesen, um eine Frequenzdiversität auszunutzen, derart, dass benachbarte Teilträger unterschiedlichen Benutzern zugeteilt sind. In Kombination mit der vorhergehend erwähnten, zyklischen Verzögerungsdiversität, bei der eine räumliche Diversität in unkorrelierten Kanalkoeffizienten benachbarter Teilträger wiedergespiegelt ist, und daher in unkorrelierten Trägern, kann jedoch ein Frequenzblockverschachteln darin resultieren, dass eine räumliche Diversität gar nicht ausgenutzt wird. Daher wird die verfügbare Bandbreite nicht effizient ausgenutzt, da für einen Benutzerstrom nach einem Decodieren eine erhöhte Bitfehlerrate auftritt.
  • Um die Leistungsfähigkeit des Systems zu verbessern, kann ein komplexeres Codierungsschema zum Codieren der unterschiedlichen Benutzerströme durch ein Einbringen einer erhöhten Redundanz angewandt werden. Dieser Ansatz leidet jedoch unter der Tatsache, dass die erhöhte Redundanz die Bandbreiteneffizienz reduziert. Die räumliche Diversität kann, unter Betrachtung der Standarddiversitätstechniken, auch durch ein Erhöhen einer Anzahl von Sende- und Empfangsantennen ausgenutzt werden. Besonders bei einem Mehrbenutzerszenario würde jedoch die erhöhte Anzahl von Empfangsantennen die Komplexität des gesamten Systems erhöhen, insbesondere eine Komplexität eines mobilen Empfängers.
  • Eine weitere Möglichkeit zum Verbessern der Systemleistungsfähigkeit eines herkömmlichen Mehrträgersendesystems unter Verwendung von Diversitätstechniken besteht darin, eine Länge eines Schutzintervalls zu überschreiten, um Interferenzen zu reduzieren. Dieser Ansatz leidet jedoch unter einer reduzierten Bandbreiteneffizienz.
  • 7 zeigt ein herkömmliches OFDMA-System (OFDMA = Orthogonal Frequency Division Multiple Access). Das OFDMA-System von 7 weist eine Mehrzahl von FEC-Codierern 1401 auf, die einen Eingang und einen Ausgang aufweisen, wobei die jeweiligen Ausgänge der Mehrzahl der FEC-Codierer 1401 mit einer Mehrzahl von Verschachtelungsvorrichtungen 1403 verbunden sind. Jede der Mehrzahl der Verschachtelungsvorrichtungen 1403 weist einen Ausgang auf, der mit einer zugeordneten Abbildungsvorrichtung 1405 zum Abbilden der diskreten Werte, die durch die jeweilige Verschachtelungsvorrichtung 1403 geliefert werden, auf Signalraumvertreter gemäß einem gewählten Signalraumkonstellationsschema (Modulation) verbunden ist. In 7 führt die Abbildungsvorrichtung 1405 beispielsweise eine QAM-(QAM = Quadrate Amplitude Modulation) oder PSK-(PSK = Phase Shift Keying) Modulation durch. Jede der Mehrzahl von Abbildungsvorrichtungen 1405 weist einen Ausgang auf, der mit einer Verschachtelungsvorrichtung 1407 verbunden ist, die eine Mehrzahl von Ausgängen aufweist, die mit einem IFFT-Block 1409 verbunden sind (IFFT = Inverse Fast Fourier Transform). Der IFFT-Block 1409 weist eine Mehrzahl von Ausgängen 1411 zum Liefern eines modulierten Mehrträgersignals auf.
  • Jeder der FEC-Codierer 1401 empfängt ein entsprechendes Benutzersignal, wobei in 7 Benutzer 1 und Benutzer U abgebildet sind. Bei einem herkömmlichen OFDMA-System von 7 werden die verfügbaren Teilträger durch ein Verwenden der Verschachtelungsvorrichtung 1407 zum Verteilen der Symbole eines Benutzersignals auf Teilträger mit einer festen Beabstandung, um eine Diversität auszunutzen, einem speziellen Benutzer zugeordnet. Falls eine zyklische Verzögerungsdiversität angewandt wird, kann ein derartiges Blockverschachteln einen Fehler einbringen, da die Korrelationseigenschaften von Teilträgern nicht berücksichtigt werden. In 7 sind die Teilträger s = 0, 3, 7,... Benutzer 1 zugeteilt. Jedoch kann Benutzer 1 die räumliche Diversität nicht vollständig aufnehmen, wenn die angewandte Technik einer räumlichen Diversität eine Korrelation zwischen den Trägern einbringt, die Benutzer 1 zugeteilt sind. Ein weiterer Nachteil des Systems von 7 besteht darin, dass die Frequenzselektivität des Kanals nicht berücksichtigt werden kann, da ein festes Zuteilungsschema verwendet wird. Deshalb nutzen die herkömmlichen OFDMA-Systeme die Frequenzdiversität nicht vollständig aus, was in einer reduzierten Leistungsfähigkeit mit Bezug auf eine Bandbreiteneffizienz resultiert.
  • H. Alasti u. a. offenbaren in „A Discrete Multi Carrier Multiple Access Technique for Wireless Communications" (Mobile Research Group Department of Electrical and Computer Engineering, Isfahan University of Technology, Iran) eine digitale Implementierung eines Mehrträger-Mehrfachzugriffssystems, das nach einer DFT einen Zyklisch-Verschiebung-Block zum zyklischen Verschieben einer Sequenz basierend auf einem Benutzerindex aufweist.
  • A. Damman u. a. offenbaren in „Standard Conformable Antenna Diversity Techniques for OFDM and its Application to the DVB-T System", Deutsches Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR), Institut für Kommunikation und Navigation, 82234 Oberpfaffenhofen, Deutschland, ein OFDM-System mit einer senderseitigen oder mit einer empfängerseitigen zyklischen Verzögerungsdiversität, wobei das OFDM-System Zyklisch-Verschiebung-Elemente zum zyklischen Verschieben einer Mehrzahl von Antennensignalen aufweist.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Konzept für eine effiziente Mehrbenutzersendung basierend auf einem Mehrträgermodulationsschema zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Sendesignals gemäß Anspruch 1 oder durch einen Mehrbenutzersender gemäß Anspruch 8 oder durch eine Vorrichtung zum Extrahieren eines Benutzersignals gemäß Anspruch 9 oder durch ein Verfahren zum Erzeugen eines Sendesignals gemäß Anspruch 17 oder durch ein Verfahren zum Verarbeiten eines Mehrbenutzersignals gemäß Anspruch 18 oder durch ein Verfahren zum Extrahieren eines Benutzersignals gemäß Anspruch 19 oder durch ein Computerprogramm gemäß Anspruch 20 gelöst.
  • Die vorliegende Anmeldung basiert auf der Erkenntnis, dass bei einem Mehrträgersendeszenario eine Leistungsfähigkeit eines Mehrbenutzersendeschemas, das das herkömmliche Teilträgerzuteilungsschema zum Zuteilen der Benutzersignale anwendet, erhöht werden kann, wenn bestimmte Korrelationseigenschaften zwischen den Teilträgern vor einer Sendung eingebracht werden. Insbesondere wurde herausgefunden, dass die räumliche Diversität vollständig ausgenutzt werden kann, wenn bei dem Sender oder bei dem Empfänger ein Schema einer zyklischen Verzögerungsdiversität verwendet wird, wobei die zyklischen Verzögerungen durch eine Anzahl von Benutzern bestimmt sind.
  • Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass die räumliche Diversität zum simultanen Senden einer Mehrzahl von Mehrbenutzersignalen vollständig ausgenutzt werden kann, ohne die Empfängerkomplexität zu erhöhen, da die räumliche Diversität durch das erfindungsgemäße Schema einer zyklischen Diversität in eine Frequenzdiversität transformiert wird. Deshalb kann eine Anzahl von empfangenen Signalen, die verarbeitet werden sollen, verglichen mit einem Standardansatz reduziert werden, was eine Reduzierung von Signalverarbeitungsressourcen ermöglicht, die zum Extrahieren des entsprechenden Benutzersignals erforderlich sind.
  • Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass das erfindungsgemäße Konzept auf eine vollständige Ausnutzung der räumlichen Diversität bei einer Mehrzahl von herkömmlichen Mehrbenutzersendeschemata, z. B. OFDM, angewandt werden kann, da gemäß der vorliegenden Erfindung die Signale, die gesendet werden sollen, nachverarbeitet werden, ohne die Rahmenstruktur des Signals, das gesendet werden soll, oder ein angewandtes Spektrumzuteilungsschema zu verändern.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine zyklische Verzögerung gewählt, derart, dass Teilträger, die nachfolgenden Benutzersignalwerten zugeordnet sind, unkorreliert sind. Eine Verschachtelungsstrategie stellt sicher, dass die vollständige räumliche Diversität unter Verwendung von Vorwärtsfehlerkorrekturcodes begrenzter Eingrenzungslänge ausgenutzt werden kann.
  • Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass das erfindungsgemäße Konzept einer zyklischen Verzögerungsdiversität einfach ist, da lediglich Verschiebevorgänge erforderlich sind, um die räumliche Diversität vollständig auszunutzen.
  • Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass aufgrund einer Linearität des Systems das erfindungsgemäße Schema einer zyklischen Diversität bei dem Empfänger implementiert sein kann. Deshalb kann die räumliche Diversität erhalten werden, ohne eine Senderstruktur zu ändern.
  • Weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind detailliert mit Bezug auf die folgenden Figuren beschrieben, in denen:
  • 1 ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erzeugen eines Sendesignals aus einem Mehrbenutzersignal gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 eine Korrelationsfunktion für das erfindungsgemäße Schema einer zyklischen Verzögerungsdiversität mit zwei Sendeantennen zeigt;
  • 3 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Extrahieren eines Benutzersignals aus einem ersten und aus einem zweiten Empfangssignal gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 4 eine zyklische Verzögerungsdiversität bei einem codierten OFTM (Sender) darstellt;
  • 5 eine zyklische Verzögerungsdiversität bei einem codierten OFTM (Empfänger) darstellt;
  • 6a einen Fading-Kanal und die entsprechende uncodierte Fehlerrate darstellt;
  • 6b den Kanal von 6a, der durch die zyklische Verzögerungsdiversität transformiert ist, und die entsprechende uncodierte Fehlerrate zeigt; und
  • 7 ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Spektrumzuteilungsschemas bei einem herkömmlichen OFDM-Mehrbenutzersender zeigt.
  • 1 zeigt ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Sendesignals aus einem Mehrbenutzersignal gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung weist den Eingang 101 auf, der mit einem Signalkopierer 103 gekoppelt ist. Der Signalkopierer 103 liefert eine Mehrzahl von Wegen, wobei der Beschreibungseinfachheit halber ein erster Signalweg 105, ein zweiter Signalweg 107 und ein weiterer Weg 109 gezeigt sind.
  • Der erste Weg 105 ist über ein Zyklisch-Verschiebung-Element 111 mit einem Ausgang 113 einer Mehrzahl von Ausgängen der Vorrichtung zum Erzeugen des Sendesignals gekoppelt. Der Signalweg 107 ist über ein Zyklisch-Verzögerung-Element 115 mit dem Ausgang 117 der erfindungsgemäßen Vorrichtung gekoppelt. Der weitere Weg 109 ist direkt mit einem Ausgang 119 der Mehrzahl von Ausgängen der Vorrichtung zum Erzeugen des Sendesignals gekoppelt.
  • Das Mehrbenutzersignal wird über den Eingang 101 zu dem Signalkopierer 103 geliefert. Das Mehrbenutzersignal kann eine Überlagerung einer Anzahl von Benutzersignalen aufweisen, von denen jedes einem unterschiedlichen Benutzer zugeordnet ist. Zudem kann das Mehrbenutzersignal ein digitales Signal sein, das einen Satz von Werten aufweist, der mit einem ersten Wert beginnt und mit einem zweiten Wert endet, der nach dem ersten Wert platziert ist. Mit anderen Worten weist das Mehrbenutzersignal zu einem vorbestimmten Zeitpunkt den Satz von Werten in einer vorbestimmten Erscheinungsreihenfolge auf.
  • Der Signalkopierer 103 kann beispielsweise ein Multiplexer zum Liefern einer Anzahl von Wegen sein. Vorzugsweise ist die Anzahl von Wegen gleich der Anzahl von Benutzersignalen, die gesendet werden sollen. Um eine zyklische Diversität zu erreichen, die für eine effiziente Erfassung des jeweiligen Benutzersignals erforderlich ist, ist der zweite Weg 107 mit dem Zyklisch-Verschiebung-Element 115 zum zyklischen Verschieben des Mehrbenutzersignals (oder einer Kopie desselben) gekoppelt, um das Sendesignal über den Ausgang 117 zu erhalten. Das Zyklisch-Verschiebung-Element ist wirksam, um den Satz von Werten, die durch das Mehrbenutzersignal umfasst sind, das über den zweiten Weg 107 geliefert wird, um eine vorbestimmte Anzahl von Werten zyklisch zu verschieben. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die vorbestimmte Anzahl von Werten durch die Anzahl von Benutzersignalen bestimmt. Zum Beispiel ist das Zyklisch-Verschiebung-Element 117 ein Schieberegister, das wirksam ist, um eine Linksverschiebung oder eine Rechtsverschiebung um die vorbestimmte Anzahl von Werten durchzuführen. Das Zyklisch-Verschiebung-Element 117 kann beispielsweise verdrahtet sein, derart, dass der Satz von Werten immer um eine vorbestimmte Anzahl von Werten verschoben wird. Alternativ kann die erfindungsgemäße Vorrichtung, die in 1 gezeigt ist, eine Einrichtung zum Liefern der vorbestimmten Anzahl von Werten aufweisen, die wirksam ist, um die vorbestimmte Anzahl von Werten abhängig von der Anzahl von Benutzersignalen zu bestimmen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die zyklische Verzögerung bei einem bereits existierenden, standardisierten System verwendet werden, das ein festes Verschachtelungs- und Benutzerzuweisungsschema aufweist, um eine räumliche Diversität vollständig auszunutzen. Im Folgenden wird angenommen, dass das Mehrbenutzersignal, das über den Eingang 101 geliefert wird, durch einen herkömmlichen Sender erzeugt ist, wie es in 7 gezeigt ist. Insbesondere wird angenommen, dass das Mehrbenutzersignal aus einem Mehrträgersignal gebildet ist, das NS Trägerfrequenzen aufweist, wobei das Sendesignal durch eine Sendeantenne einer Gesamtanzahl von nT Sendeantennen gesendet werden soll, wobei jede Sendeantenne einem Nummerierungsindex zugeordnet ist, der beispielsweise größer Null und kleiner oder gleich der Anzahl von Antennen ist. Das Zyklisch-Verschiebung-Element 115 ist wirksam, um den Satz von Werten um
    Figure 00100001
    zyklisch zu verschieben, wobei n einen Nummerierungsindex bezeichnet, der der Sendeantenne zugeordnet ist, die ver wendet werden soll, um das Sendesignal zu senden, das über den Ausgang 117 geliefert wird. Ferner bezeichnet U die Anzahl von Benutzern.
  • Wie es zuvor erwähnt ist, bestimmt die Anzahl von Benutzern die Anzahl von Werten, um die der Satz von Werten verschoben werden sollte. Zudem kann die Anzahl von Antennen auch eine Anzahl von Wegen bestimmen, die durch den Signalkopierer 103 geliefert werden.
  • Die Anzahl von Antennen ist beispielsweise gleich 2. In diesem Fall kann der Signalkopierer 103 wirksam sein, um zwei Kopien des Mehrbenutzersignals zu liefern, um das Sendesignal und ein weiteres Sendesignal zu liefern, das durch eine weitere Antenne der Mehrzahl von Antennen gesendet werden soll.
  • Um das weitere Sendesignal zu liefern, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner eine Einrichtung zum Erzeugen des weiteren Sendesignals aus der Kopie des Mehrbenutzersignals aufweisen, die über den Signalkopierer 103 geliefert wird. In dem Fall von zwei Antennen kann die Einrichtung zum Erzeugen wirksam sein, um eine Kopie des Mehrbenutzersignals als das weitere Sendesignal zu liefern, wobei dieser Fall dem weiteren Weg 109 entspricht, der mit dem Ausgang 119 verbunden ist. Nun ist die erfindungsgemäße Vorrichtung vereinfacht, da der zweite Weg 105 und weitere Verarbeitungselemente, die dem zweiten Weg 105 zugeordnet sind, nicht vorhanden sind.
  • Falls die Anzahl von Antennen größer als 2 ist, dann kann der Signalkopierer 103 wirksam sein, um die Anzahl von Kopien zu liefern. In diesem Fall kann die erfindungsgemäße Vorrichtung ein weiteres Verschiebungselement zum zyklischen Verschieben der Kopie des Mehrbenutzersignals aufweisen, das über den zweiten Signalweg 105 geliefert wird, um das weitere Sendesignal zu erhalten, wie es in 1 gezeigt ist. Insbesondere kann die Kopie des Mehrbenutzer signals einen Satz von Werten aufweisen, der eine identische Struktur aufweist, wie es vorhergehend beschrieben ist. Das Zyklisch-Verschiebung-Element 111, das in 1 gezeigt ist, stellt das weitere Verschiebungselement dar, wenn die Anzahl von Antennen größer als 2 ist. Folglich ist das Zyklisch-Verschiebung-Element 111 wirksam, um den Satz von Werten um eine weitere vorbestimmte Anzahl von Werten zu verschieben, wobei die weitere vorbestimmte Anzahl von Werten durch die Anzahl von Benutzern bestimmt ist. Das weitere Verschiebungselement 111 kann ein Schieberegister sein, das eine oben beschriebene Funktionalität aufweist. Gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt die weitere vorbestimmte Anzahl:
    Figure 00120001
    wobei k einen Nummerierungsindex bezeichnet, der der weiteren Sendeantenne zugeordnet ist, und wobei k größer Null und kleiner oder gleich der Anzahl von Antennen ist.
  • Folglich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung, wie es in 1 gezeigt ist, ferner eine Einrichtung zum Liefern der vorbestimmten Anzahl und der weiteren vorbestimmten Anzahl von Werten aufweisen, um den Betrieb der Verschiebungselemente 111 und 115 zu steuern.
  • Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Liefern der vorbestimmten Anzahl und der weiteren vorbestimmten Anzahl von Werten ist wirksam, um die jeweilige Anzahl von Werten durch ein Auswerten der oben spezifizierten Formeln zu berechnen. Alternativ kann die Einrichtung zum Liefern der Anzahl von Werten ein Speicherelement aufweisen, in dem für jedes Mehrbenutzerszenario und jede Antenne die Anzahl von Werten gespeichert ist.
  • Wie es oben erörtert ist, kann das erfindungsgemäße Konzept in irgendein Mehrbenutzersystem integriert sein, das ein Mehrträgersendeschema anwendet. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die oben erörterte Vorrichtung zum Erzeugen eines Sendesignals aus dem Mehrbenutzersignal in einem Mehrbenutzersender integriert sein, der ferner eine Einrichtung zum Liefern des Mehrbenutzersignals aus der Anzahl von Benutzersignalen aufweist. Die Einrichtung zum Liefern des Mehrbenutzersignals ist beispielsweise ein herkömmlicher Sender, wie es in 7 gezeigt ist.
  • Das erfindungsgemäße Schema einer zyklischen Diversität basiert auf einer effizienten Ausnutzung von allgemeinen Korrelationseigenschaften. Genauer gesagt sind die erfindungsgemäßen Verzögerungen (Verschiebungen) gewählt, derart, dass abhängig von der Anzahl von Benutzern und von dem verwendeten Teilträgerzuteilungsschema aufeinanderfolgende Benutzersignalwerte über bestimmte Trägerfrequenzen gesendet werden, wobei die Trägerfrequenzen, die aufeinanderfolgenden Benutzersignalwerten zugewiesen sind, untereinander unkorreliert oder beinahe unkorreliert sind. Insbesondere für den Fall eines OFDM-Sendeszenarios kann eine effiziente Wahl einer zyklischen Verzögerung die Korrelationseigenschaften der Trägerfrequenzen oder mit anderen Worten des wirksamen Kanalfrequenzansprechens verbessern oder sogar bestimmen. Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die zyklischen Verzögerungen gewählt, derart, dass ein Vorwärtsfehlerkorrekturdecodierer, der bei einem Empfänger implementiert ist, für jeden Benutzer die vollständige räumliche Diversität ausnutzt, die einem Kanal inhärent ist.
  • 2 zeigt eine Korrelationsfunktion R1d für eine erfindungsgemäße zyklische Verzögerungsdiversität mit zwei Sendeantennen und einer zyklischen Verzögerung
    Figure 00130001
    in einem Fall eines flachen Fading-Kanals.
  • Die zyklischen Verzögerungen (zyklischen Verschiebungen) sind gemäß
    Figure 00140001
    gewählt, wobei U die Anzahl von Benutzern bzw. eine Beabstandung von Teilträgern ist, die einem Benutzer zugeordnet sind. Die resultierende Korrelationsfunktion, die in 2 gezeigt ist, ist für vier Benutzer bestimmt.
  • Die erfindungsgemäße Wahl einer zyklischen Verzögerung garantiert, dass Teilträger mit einer Beabstandung von U = 4 unkorreliert sind, während Teilträger mit einer Beabstandung von 2U = 8 identisch sind. Folglich ist die räumliche Diversität in eine Frequenzdiversität zwischen Teilträgern mit einer Beabstandung von U transformiert. Da Teilträger mit der Beabstandung von U einem Benutzer zugeteilt sind (in 2 mit Kugeln angegeben), kann dann jeder Benutzer die vollständige räumliche Diversität aufnehmen. Wie es in 2 dargestellt ist, kann das erfindungsgemäße Konzept auf irgendein System für eine gegebene Teilträgerzuweisung angewandt ^werden.
  • Wie es oben erwähnt ist, kann das erfindungsgemäße Konzept auch bei einem Empfänger angewandt werden, da das Sendesystem als ein lineares System betrachtet werden kann.
  • 3 zeigt eine Vorrichtung zum Extrahieren eines Benutzersignals aus einem ersten Empfangssignal in ein zweites Empfangssignal gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Die Vorrichtung weist eine Einrichtung 301 zum Liefern eines ersten Sendesignals auf, wobei die Einrichtung 301 einen Eingang 303 und einen Ausgang 305 aufweist. Ferner weist die Vorrichtung ein Zyklisch-Verschiebung-Element 307 auf, das einen Eingang 309 und einen Ausgang 311 aufweist.
  • Der Ausgang 305 der Einrichtung 301 zum Liefern des ersten Eingangssignals und der Ausgang 311 des Zyklisch-Verschiebung-Elements 307 sind mit einer Einrichtung 313 zum Extrahieren eines Benutzersignals gekoppelt, wobei die Einrichtung einen Ausgang 315 aufweist.
  • Die Einrichtung 301 zum Liefern eines ersten Eingangssignals empfängt über den Eingang 303 ein erstes Empfangssignal, das einer ersten Empfangsantenne 317 zugeordnet ist. Folglich empfängt das Zyklisch-Verschiebung-Element 307 über den Eingang 309 ein zweites Empfangssignal, das einer zweiten Empfangsantenne 319 zugeordnet ist. Die erste Empfangsantenne 317 und die zweite Empfangsantenne 319 sind zwei Vertreter einer Mehrzahl von Empfangsantennen, wobei jede Empfangsantenne einen Empfangsweg definiert. Die Mehrzahl von Empfangsantennen ist zum Erfassen einer empfangenen Version eines Sendesignals wirksam. Mit anderen Worten ist das erste Empfangssignal eine Version des Sendesignals, die durch die erste Empfangsantenne 317 der Mehrzahl (Gesamtanzahl) von Empfangsantennen empfangen wird. Folglich ist das zweite Empfangssignal eine Version des Sendesignals, die durch die zweite Empfangsantenne der Gesamtanzahl von Empfangsantennen empfangen wird. Das erste Empfangssignal und das zweite Empfangssignal sind aus den jeweiligen erfassten Hochfrequenzsignalen gebildet. Die Hochfrequenzsignale werden nachfolgend zu einem Basisband abwärts umgesetzt. Nach einer optionalen Analog-Zu-Digital-Umwandlung werden das erste Empfangssignal und das zweite Empfangssignal als digitale Signale geliefert. Daher weist das erste Empfangssignal einen ersten Satz von Werten auf, der mit einem ersten Wert beginnt und mit einem letzten Wert endet, der nach dem ersten Wert platziert ist. Folglich weist das zweite Empfangssignal einen zweiten Satz von Werten auf, der mit einem ersten Wert beginnt und mit einem letzten Wert endet, der nach dem ersten Wert platziert ist. Mit anderen Worten können das erste Empfangssignal und das zweite Empfangssignal als Vektoren innerhalb eines Signalraums betrachtet werden, der durch die Anzahl von Werten definiert ist, die durch den ersten Satz von Werten oder durch den zweiten Satz von Werten beinhaltet sind. Angenommen, dass das Sendesignal eine Überlagerung einer Anzahl von Benutzersignalen aufweist, umfassen das erste Empfangssignal und das zweite Empfangssignal die Überlagerung der Anzahl von Benutzersignalen, die von einer Sendeantenne über eine Mehrzahl von Kommunikationskanälen gesendet werden.
  • Die Einrichtung 301 zum Liefern eines ersten Eingangssignals ist zum Empfangen des ersten Empfangssignals und zum Aufgeben des ersten Eingangssignals über den Ausgang 305 wirksam. Der Betrieb der Einrichtung 301 zum Liefern des ersten Eingangssignals und die Struktur derselben hängen von der Anzahl von Antennen ab. Falls die Anzahl von Antennen gleich 2 ist, dann ist genauer gesagt die Einrichtung 301 zum Liefern des ersten Eingangssignals wirksam, um das erste Empfangssignal als das erste Eingangssignal auszugeben. In diesem Fall liefert die Einrichtung 301 das erste Eingangssignal, das den Eingang 301 durch beispielsweise einen Draht mit dem Ausgang 305 koppelt.
  • Falls die Anzahl von Antennen größer als 2 ist, dann ist die Einrichtung 301 zum Liefern des ersten Eingangssignals wirksam, um das erste Empfangssignal um eine weitere Anzahl von Werten zyklisch zu verschieben, um das erste Eingangssignal zu erhalten. In diesem Fall kann die Einrichtung 301 zum Liefern des ersten Eingangssignals ein Zyklisch-Verschiebung-Element sein, das mit dem Zyklisch-Verschiebung-Element 307 vergleichbar ist, das dem zweiten Empfangssignal zugeordnet ist. Die Verschiebungselemente können beispielsweise Register mit einem Eingang, der mit einem Ausgang gekoppelt ist, zum Durchführen einer (zyklischen) Linksverschiebungs- oder Rechtsverschiebungsoperation sein.
  • Das Zyklisch-Verschiebung-Element 307 ist zum zyklischen Verschieben des zweiten Empfangssignals um eine vorbestimm te Anzahl von Werten mit Bezug auf das erste Eingangssignal wirksam, um ein zweites Eingangssignal zu erhalten.
  • Das erste Eingangssignal und das zweite Eingangssignal oder im Allgemeinen die Anzahl von Eingangssignalen werden zu der Einrichtung 313 zum Extrahieren eines Benutzersignals aus der Anzahl von Eingangssignalen geliefert. Die Einrichtung 313 zum Extrahieren des Benutzersignals ist zum Ausgeben des Benutzersignals über den Ausgang 315 für eine weitere Verarbeitung wirksam. Ein Betrieb der Einrichtung 313 zum Extrahieren des Benutzersignals wird später beschrieben.
  • Wie es oben erwähnt ist, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Extrahieren des Benutzersignals vorzugsweise in einer Mehrträgerumgebung wirksam. Genauer gesagt ist dann das Sendesignal, das über eine Mehrzahl von Kanälen gesendet wird, die durch die Anzahl von Empfangsantennen bestimmt ist, dann aus einem Mehrträgermodulationsschema, beispielsweise OFDM, unter Verwendung von NS Teilträgern gebildet. Falls die Anzahl von Antennen größer als 2 ist, dann ist die Einrichtung zum Liefern des ersten Eingangssignals wirksam, um die Werte des ersten Satzes von Werten um eine weitere vorbestimmte Anzahl von Werten zyklisch zu verschieben, die durch
    Figure 00170001
    definiert ist, wobei k einen Nummerierungsindex bezeichnet, der der ersten Empfangsantenne zugeordnet ist, nT die Gesamtanzahl von Empfangsantennen bezeichnet und U die Anzahl von Benutzern bezeichnet.
  • Der Nummerierungsindex, der einer jeweiligen Empfangs- oder Sendeantenne zugeordnet ist, kann frei gewählt sein. Vorzugsweise sind die Sende- oder Empfangsantennen nachfolgend mit einem Nummerierungsindex gleich Eins beginnend und mit einem Nummerierungsindex gleich nT endend nummeriert. Jedoch können die Nummerierungsindizes auch in einer absteigenden Erscheinungsreihenfolge nummeriert sein.
  • Der Betrieb des Zyklisch-Verschiebung-Elements 307 ist ähnlich. Das zweite Empfangssignal wird um die vorbestimmte Anzahl von Werten verschoben, die durch
    Figure 00180001
    definiert ist, wobei n einen Nummerierungsindex bezeichnet, der der zweiten Empfangsantenne zugeordnet ist. Vorzugsweise ist der Nummerierungsindex, der der zweiten Empfangsantenne zugeordnet ist, von dem Nummerierungsindex unterschiedlich, der der ersten Empfangsantenne zugeordnet ist. Daher wird das zweite Eingangssignal um eine Anzahl von Werten mit Bezug auf das erste Eingangssignal verschoben, wobei die Anzahl von Werten gleich der vorbestimmten Anzahl von Werten ist.
  • Es ist zu beachten, dass die erfindungsgemäße Zyklisch-Verschiebung-Operation eine zyklische Verzögerung einbringt, die einen Einfluss auf eine Phase der Eingangssignale mit Bezug auf die jeweiligen Empfangssignale aufweist. Deshalb kann diese Operation auch in einem Frequenzbereich durchgeführt werden. Genauer gesagt, werden dann das erste Empfangssignal und das zweite Empfangssignal in einen Frequenzbereich transformiert, um Frequenzbereichssignale zu erhalten, die eine Anzahl von Werten umfassen, die durch einen Betrag und eine Phase gekennzeichnet sind. Nach einem Beeinflussen der Phase jedes Werts werden die resultierenden Frequenzbereichssignale dann zurück in den Zeitbereich transformiert, so dass verzögerte Versionen der jeweiligen Empfangssignale erhalten werden. Die Transformation zu einem Frequenzbereich kann mittels einer Fourier-Trans formation durchgeführt werden. Folglich kann die Transformation in einen Zeitbereich mittels einer inversen Fourier-Transformation durchgeführt werden. Die gleichen Operationen können auch bei einem Sender durchgeführt werden.
  • Der Betrieb der Zyklisch-Verschiebung-Elemente, die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Extrahieren des Benutzersignals verwendet werden, ist identisch mit dem Betrieb der Zyklisch-Verschiebung-Elemente, die in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erzeugen des Sendesignals beschrieben sind. Ferner kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Einrichtung zum Liefern der vorbestimmten Anzahl von Werten und/oder zum Liefern der weiteren vorbestimmten Anzahl von Werten aufweisen. Der Betrieb der Einrichtung zum Liefern der jeweiligen Anzahl von Werten ist identisch mit dem Betrieb der Einrichtung zum Liefern der weiteren vorbestimmten Anzahl von Werten und/oder der vorbestimmten Anzahl von Werten, die in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erzeugen des Sendesignals erörtert ist.
  • Wie es oben erwähnt ist, ist die Einrichtung 313 zum Extrahieren der Benutzersignale wirksam, um das Benutzersignal auf der Basis des ersten Eingangssignals und des zweiten Eingangssignals zu liefern. Im Allgemeinen ist die Einrichtung 313 zum Extrahieren des Benutzersignals wirksam, um die räumliche Diversität, die in den Empfänger eingebracht ist, zum Extrahieren des Benutzersignals auszunutzen. Die Einrichtung 313 zum Extrahieren des Benutzersignals kann beispielsweise ein Kombinierer mit maximalem Verhältnis sein. In diesem Fall wird jedes der Eingangssignale über einen Demodulator demoduliert, der ein Modulationsschema anwendet, das zu dem Modulationsschema invers ist, das für eine Sendung angewandt wird. Die demodulierten Signale werden dann unter Verwendung des Kombinationsschemas mit maximalem Verhältnis kombiniert, wobei das Signal-Zu-Rausch-Verhältnis (SNR = Signal to Noise Ratio) optimiert wird.
  • Insbesondere ist bei einem Fall eines Mehrträgermodulationsschemas ein Sendesignal, das durch die Mehrzahl von Antennen empfangen wird, aus einer Mehrträgermodulation eines Mehrträgersignals gebildet, das eine Anzahl von Teilträgern aufweist. Die Benutzersignale können einer bestimmten Trägerfrequenz zugeordnet sein, wie es in Verbindung mit dem herkömmlichen Schema erörtert ist, das in 7 gezeigt ist. Falls die Einrichtung 313 zum Extrahieren des Benutzersignals einen Kombinierer mit maximalem Verhältnis aufweist, dann werden die Eingangssignale über ein inverses Mehrträgermodulationsschema demoduliert, beispielsweise eine inverse Fourier-Transformation.
  • Vorzugsweise weist die Einrichtung 303 zum Extrahieren des Benutzersignals einen Addierer zum Addieren der Anzahl von Eingangssignalen vor einer Demodulation auf. Genauer gesagt ist der Addierer, der durch die Einrichtung 303 zum Extrahieren des Benutzersignals gebildet ist, zum Addieren des ersten und des zweiten Eingangssignals wirksam, um ein zusammengesetztes Eingangssignal zu erhalten, das ein mehrträgermoduliertes Zeitbereichssignal sein kann. Um das zusammengesetzte Eingangssignal zu demodulieren, kann die Einrichtung g 313 zum Extrahieren des Benutzersignals einen Mehrträgerdemodulator zum Demodulieren des zusammengesetzten Eingangssignals und zum Liefern eines demodulierten Eingangssignals aufweisen. Der Mehrträgerdemodulator kann zum Durchführen einer inversen Fourier-Transformation oder einer inversen diskreten Fourier-Transformation wirksam sein, wenn ein OFDM-Sendeschema verwendet wird. Nach einer Demodulation können die bestimmten Trägerfrequenzen, die dem Benutzersignal zugeordnet sind, das extrahiert werden soll, durch einen Selektor ausgewählt werden, der in der Einrichtung 313 zum Extrahieren des Benutzersignals enthalten sein kann.
  • Um die bestimmten Trägerfrequenzen auszuwählen, kann die Einrichtung zum Extrahieren des Benutzersignals Benutzerangabeinformationen empfangen, so dass lediglich die bestimm ten Trägerfrequenzen, die dem Benutzersignal zugeordnet sind, das extrahiert werden soll, weiter verarbeitet werden. Die Benutzerangabeinformationen können durch eine Einrichtung zum Liefern einer Benutzerangabe geliefert werden, wobei die Einrichtung zum Empfangen von Signalisierungsinformationen wirksam ist, welches Benutzersignal extrahiert werden soll.
  • Die Vorrichtung in 4 zeigt den Codierer 501, der mit der Verschachtelungsvorrichtung 503 gekoppelt ist. Der Ausgang der Verschachtelungsvorrichtung 503 ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 501 zum Liefern des Mehrträgersignals gekoppelt. Verglichen mit dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung 501 den Demultiplexer 505, die Anzahl von Verschachtelungsvorrichtungen 507, die Anzahl von Codierern 509 und die Zuweisungsvorrichtung 511. Das Mehrträgersignal wird zu dem Transformator 513 geliefert. Das transformierte Signal wird an dem Multiplizierungspunkt 515 zu einer Anzahl von Kopien des transformierten Signals multipliziert, wobei die Anzahl von Kopien der Anzahl von Sendeantennen 525 entspricht.
  • Wie es in 4 dargestellt ist, ist das Signal, das über den Signalweg 517 geliefert wird, identisch mit dem transformierten Signal, das durch den Transformator 513 geliefert wird. Aufgrund der Verschiebung, die durch die Einrichtung 522 eingebracht wird, wird die Kopie des transformierten Signals, die über den Signalweg 521 geliefert wird, um einen Koeffizienten verschoben. Folglich wird die Kopie des transformierten Signals, die dem Signalweg 523 entspricht, um einen Koeffizienten mit Bezug auf die verschobene Kopie verschoben, die dem Signalweg 521 entspricht. Wie es in 4 dargestellt ist, ist die Einrichtung 522 zum Einbringen der Verzögerung jeweils wirksam, um eine Linksverschiebung durchzuführen. Alternativ kann die Einrichtung 522 wirksam sein, um eine Rechtsverschiebung durchzuführen. Zudem ist eine Anzahl von Koeffizienten, um die die Signale verschoben werden, variabel und kann größer als 2 sein.
  • Im Allgemeinen werden die Daten beispielsweise durch einen Vorwärtsfehlerkorrekturcodierer FEC 500 (FEC = Forward Error Correcting) codiert und verschachtelt. Nach der (optionalen) Verschachtelungsvorrichtung 503 werden die Codebits moduliert, z. B. an QAM- (QAM = Quadrature Amplitude Modulation) oder PSK- (PSK = Phase Shift Keying) Symbolen. OFDM wird dann durch ein Verwenden des Transformators 513 implementiert, der wirksam ist, um die inverse schnelle Fourier-Transformation (IFFT = Inverse Fast Fourier Transform) einer Größe NS durchzuführen, wobei NS die Anzahl von Teilträgern ist. Die Ausgangssymbole der IFFT 513 sind durch x ~t, t = 0,..., NS – 1 bezeichnet. Jede Antenne bringt eine unterschiedliche zyklische Verzögerung Δn,n = 1,...,nT ein, d. h. das Sendesymbol von einer Antenne zu einer Zeit t ist gegeben durch
    Figure 00220001
  • Vor einer Sendung wird ein zyklisches Schutzintervall (GI = Guard Interval) durch die jeweilige Einrichtung 519 bei jeder Sendeantenne eingeschlossen.
  • Das System von 4 ist äquivalent zu der Sendung der Sequenz
    Figure 00220002
    über einen frequenzselektiven Kanal mit einer Sendeantenne, wobei ein Impulsansprechen gegeben ist durch
    Figure 00220003
    zu der Empfangsantenne m, m = 1,..., nR, mit
    Figure 00220004
  • Wie es in 4 dargestellt ist, sendet die Sendeantenne 525 Signale zu der Empfangsantenne 503, die oben betrachtet ist.
  • 5 zeigt eine entsprechende OFDM-Empfängerstruktur, die die Empfangsantenne 502 aufweist, an der empfangene Signale auftreffen. Die empfangenen Signale werden dann über eine Mehrzahl von weiteren Verarbeitungseinrichtungen, die in 5 nicht dargestellt sind, zu einer Einrichtung 601 zum Entfernen des Schutzintervalls geliefert. Die Einrichtung 601 zum Entfernen des Schutzintervalls ist mit einem Zeit-Frequenz-Transformator 603 gekoppelt, der unwirksam ist, um eine schnelle Fourier-Transformation (FFT = Fast Fourier Transform) durchzuführen. Die transformierten Signale an einem Ausgang des Transformators 603 werden zu einer Einrichtung 605 zum Demodulieren geliefert. Die Einrichtung 605 zum Demodulieren ist mit der Verschachtelungsvorrichtung 607 gekoppelt, die einen Ausgang aufweist, der mit einem Vorwärtsfehlerkorrekturdecodierer 609 verbunden ist. Insbesondere ist die Einrichtung 605 zum Demodulieren wirksam, um Operationen durchzuführen, die invers zu diesen sind, die bei dem Sender durchgeführt werden.
  • Im Grunde transformiert die zyklische Verzögerungsdiversität den Mehrfacheingang-Mehrfachausgang-Kanal (MIMO-Kanal; MIMO = Multiple-Input-Multiple-Output) zu einem Einzeleingang-Mehrfachausgang-Kanal (SIMO-Kanal; SIMO = Single-Input-Multiple-Output) mit einer erhöhten Frequenzselektivität, d. h. die räumliche Diversität wird in eine Frequenzdiversität transformiert. Diese Wirkung ist in 6a und 6b dargestellt.
  • In dem oberen Diagramm von 6a ist ein absoluter Wert der Kanalkoeffizienten H(f) über einer Frequenz gezeigt, wobei ein Szenario mit flachem Fading-Kanal betrachtet wird. In dem unteren Diagramm von 6a ist eine entsprechende uncodierte Fehlerrate über einer Frequenz gezeigt. Da in 6a ein flacher Fading-Kanal betrachtet wird, folgt die uncodierte Fehlerrate beispielsweise einer vertikalen Linie über einer Frequenz.
  • In 6b ist die Transformation dargestellt, die durch die zyklische Verzögerungsdiversität eingebracht ist.
  • In dem oberen Diagramm von 6b ist ein absoluter Wert der Kanalkoeffizienten über einer Frequenz gezeigt. Offensichtlich wurde der Kanal von einem flachen Fading-Kanal zu einem frequenzselektiven Kanal transformiert, der Koeffizienten mit einer erhöhten Energie und Koeffizienten mit einer verringerten Energie aufweist. Die entsprechende uncodierte Fehlerrate ist in dem unteren Diagramm von 6b gezeigt. Wie es zu sehen ist, ist die uncodierte (Bit-) Fehlerrate über die Teilträger nicht konstant. Die durchschnittliche Bitfehlerrate für eine uncodierte Sendung jedoch ist die gleiche wie bei dem Fall eines flachen Fading-Kanals, der in 6a betrachtet wird. Dennoch kann ein äußerer Vorwärtsfehlerkorrekturdecodierer die verfügbare Frequenzdiversität aufnehmen.
  • Abhängig von bestimmten Implantationserfordernissen können die erfindungsgemäßen Verfahren in einer Hardware oder in einer Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums durchgeführt werden, insbesondere einer Platte oder einer CD mit an derselben gespeicherten, elektronisch lesbaren Steuersignalen, die mit einem programmierbaren Computersystem zusammenwirken können, derart, dass die erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt werden. Im Allgemeinen besteht die vorliegende Erfindung deshalb in einem Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, wobei der Programmcode die erfindungsgemäßen Verfahren durchführt, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Rechner ausgeführt wird. Mit anderen Worten bestehen die erfindungsgemäßen Verfahren deshalb in einem Computerprogramm, das einen Programmcode zum Durchführen der erfindungsgemäßen Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Rechner ausgeführt wird.

Claims (20)

  1. Vorrichtung zum Erzeugen eines Sendesignals aus einem Mehrbenutzersignal, wobei das Mehrbenutzersignal eine Überlagerung einer Anzahl von Benutzersignalen aufweist, wobei das Mehrbenutzersignal einen Satz von Werten aufweist, die folgende Merkmale aufweist: ein Zyklisch-Verschiebung-Element (111; 115) zum zyklischen Verschieben des Mehrbenutzersignals, um das Sendesignal zu erhalten, wobei das Zyklisch-Verschiebung-Element (111; 115) zum zyklischen Verschieben des Satzes von Werten um eine vorbestimmte Anzahl von Werten wirksam ist, wobei die vorbestimmte Anzahl von Werten durch die Anzahl von Benutzersignalen bestimmt ist; wobei das Mehrbenutzersignal aus einem Mehrträgersignal gebildet ist, das NS Trägerfrequenzen aufweist, wobei das Sendesignal durch eine Sendeantenne einer Gesamtanzahl nT von Sendeantennen gesendet werden soll, wobei die vorbestimmte Anzahl von Werten
    Figure 00260001
    beträgt, wobei n einen Nummerierungsindex bezeichnet, der der Sendeantenne zugeordnet ist, die das Sendesignal sendet, und U die Anzahl von Benutzern bezeichnet.
  2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der ein weiteres Sendesignal durch eine weitere Sendeantenne einer Mehrzahl von Antennen gesendet werden soll, wobei die Vorrichtung ferner folgende Merkmale aufweist: einen Signalkopierer (103) zum Liefern einer Kopie des Mehrbenutzersignals; und eine Einrichtung zum Erzeugen des weiteren Sendesignals aus der Kopie des Mehrbenutzersignals.
  3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, bei der die Einrichtung zum Erzeugen des weiteren Sendesignals zum Liefern der Kopie des Mehrbenutzersignals als das weitere Sendesignal wirksam ist.
  4. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, bei der die Einrichtung zum Erzeugen des weiteren Sendesignals ein weiteres Verschiebungselement (111; 115) zum zyklischen Verschieben der Kopie des Mehrbenutzersignals aufweist, das den Satz von Werten aufweist, um das weitere Sendesignal zu erhalten, wobei das weitere Zyklisch-Verschiebung-Element (111; 115) wirksam ist, um den Satz von Werten um eine weitere vorbestimmte Anzahl von Werten zyklisch zu verschieben, wobei die weitere vorbestimmte Anzahl von Werten durch die Anzahl von Benutzern bestimmt ist.
  5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, bei der die weitere vorbestimmte Anzahl von Werten
    Figure 00270001
    beträgt, wobei k einen Nummerierungsindex bezeichnet, der der weiteren Sendeantenne zugeordnet ist.
  6. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, die ferner eine Einrichtung zum Liefern der vorbestimmten Anzahl von Werten aufweist.
  7. Vorrichtung gemäß Anspruch 4 oder 5, die ferner eine Einrichtung zum Liefern der vorbestimmten Anzahl von Werten und/oder der weiteren vorbestimmten Anzahl von Werten aufweist.
  8. Mehrbenutzersender, der folgende Merkmale aufweist: eine Einrichtung zum Liefern eines Mehrbenutzersignals aus einer Anzahl von Benutzersignalen; die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 zum Erzeugen des Sendesignals aus dem Mehrbenutzersignal.
  9. Vorrichtung zum Extrahieren eines Benutzersignals aus einem ersten Empfangssignal und aus einem zweiten Empfangssignal, wobei das erste Empfangssignal eine Version eines Sendesignals ist, das durch eine erste Empfangsantenne einer Gesamtanzahl von Empfangsantennen empfangen wird, wobei das zweite Empfangssignal eine Version des Sendesignals ist, das durch eine zweite Empfangsantenne der Gesamtanzahl von Empfangsantennen empfangen wird, wobei das erste Empfangssignal einen ersten Satz von Werten aufweist, wobei das zweite Empfangssignal einen zweiten Satz von Werten aufweist, wobei das Sendesignal eine Überlagerung einer Anzahl von Benutzersignalen aufweist, die folgende Merkmale aufweist: eine Einrichtung (301) zum Liefern eines ersten Eingangssignals aus dem ersten Empfangssignal; ein Zyklisch-Verschiebung-Element (307) zum zyklischen Verschieben des zweiten Empfangssignals um eine vorbestimmte Anzahl von Werten mit Bezug auf das erste Eingangssignal, um ein zweites Eingangssignal zu erhalten; eine Einrichtung (313) zum Extrahieren des Benutzersignals aus dem ersten und aus dem zweiten Eingangssignal; wobei das Sendesignal aus einem Mehrträgermodulationsschema unter Verwendung von NS Unterträgern gebildet ist, wobei die vorbestimmte Anzahl von Werten
    Figure 00290001
    beträgt, wobei n einen Nummerierungsindex bezeichnet, der einer zweiten Empfangsantenne zugeordnet ist, nT die Gesamtanzahl von Empfangsantennen bezeichnet und U die Anzahl von Benutzern bezeichnet.
  10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, bei der die Einrichtung (301) zum Liefern des ersten Eingangssignals wirksam ist, um das erste Empfangssignal als das erste Eingangssignal auszugeben, wenn die Anzahl von Antennen gleich zwei ist.
  11. Vorrichtung gemäß Anspruch 9 oder 10, bei der das Sendesignal aus einem Mehrträgermodulationsschema unter Verwendung von NS Unterträgern gebildet ist, wobei die Anzahl von Antennen größer zwei ist, und wobei die Einrichtung (301) zum Liefern des ersten Eingangssignals wirksam ist, um die Werte des ersten Satzes von Werten zyklisch um eine weitere vorbestimmte Anzahl von Werten
    Figure 00290002
    zu verschieben, wobei k einen Nummerierungsindex bezeichnet, der der ersten Empfangsantenne zugeordnet ist, nT die Gesamtanzahl von Empfangsantennen bezeichnet und U die Anzahl von Benutzern bezeichnet.
  12. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, bei der das Zyklisch-Verschiebung-Element (307) ein Schieberegister ist.
  13. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, bei der die Einrichtung (301) zum Liefern des ersten Eingangssignals ein Schieberegister aufweist.
  14. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, bei der das Sendesignal aus einer Mehrträgermodulation eines Mehrträgersignals gebildet ist, das eine Anzahl von Unterträgern aufweist, wobei das Benutzersignal bestimmten Trägerfrequenzen zugeordnet ist, wobei die Einrichtung (313) zum Extrahieren des Benutzersignals folgende Merkmale aufweist: einen Addierer zum Addieren des ersten und des zweiten Eingangssignals, um ein zusammengesetztes Eingangssignal zu erhalten; einen Mehrträgerdemodulator zum Demodulieren des zusammengesetzten Eingangssignals; und einen Selektor zum Auswählen der bestimmten Trägerfrequenzen, um das Benutzersignal aus dem demodulierten zusammengesetzten Eingangssignal zu extrahieren.
  15. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14, die ferner eine Einrichtung zum Liefern der vorbestimmten Anzahl von Werten aufweist.
  16. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 10 bis 15, die ferner eine Einrichtung zum Liefern der vorbestimmten Anzahl von Werten und/oder zum Liefern der weiteren vorbestimmten Anzahl von Werten aufweist.
  17. Verfahren zum Erzeugen eines Sendesignals aus einem Mehrbenutzersignal, wobei das Mehrbenutzersignal eine Überlagerung einer Anzahl von Benutzersignalen aufweist, wobei das Mehrbenutzersignal einen Satz von Werten aufweist, das folgende Schritte aufweist: zyklisches Verschieben des Mehrbenutzersignals, um das Sendesignal zu erhalten, wobei der Satz von Werten zyklisch um eine vorbestimmte Anzahl von Werten verschoben wird, wobei die vorbestimmte Anzahl von Werten durch die Anzahl von Benutzersignalen bestimmt ist; wobei das Mehrbenutzersignal aus einem Mehrträgersignal gebildet ist, das NS Trägerfrequenzen aufweist, wobei das Sendesignal durch eine Sendeantenne einer Gesamtanzahl nT von Sendeantennen gesendet werden soll, wobei die vorbestimmte Anzahl von Werten
    Figure 00310001
    beträgt, wobei n einen Nummerierungsindex bezeichnet, der der Sendeantenne zugeordnet ist, die das Sendesignal sendet, und U die Anzahl von Benutzern bezeichnet.
  18. Verfahren zum Verarbeiten eines Mehrbenutzersignals, das folgende Schritte aufweist: Liefern eines Mehrbenutzersignals aus einer Anzahl von Benutzersignalen; Erzeugen eines Sendesignals aus dem Mehrbenutzersignal unter Verwendung des Verfahrens gemäß Anspruch 17.
  19. Verfahren zum Extrahieren eines Benutzersignals aus einem ersten Empfangssignal und aus einem zweiten Emp fangssignal, wobei das erste Empfangssignal eine Version eines Sendesignals ist, das durch eine erste Empfangsantenne einer Gesamtanzahl von Empfangsantennen empfangen wird, wobei das zweite Empfangssignal eine Version des Sendesignals ist, das durch eine zweite Empfangsantenne der Gesamtanzahl von Empfangsantennen empfangen wird, wobei das erste Empfangssignal einen ersten Satz von Werten aufweist, wobei das zweite Empfangssignal einen zweiten Satz von Werten aufweist, wobei das Sendesignal eine Überlagerung einer Anzahl von Benutzersignalen aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Liefern eines ersten Eingangssignals aus dem ersten Empfangssignal; zyklisches Verschieben des zweiten Empfangssignals um eine Anzahl von Werten mit Bezug auf das erste Eingangssignal, um ein zweites Eingangssignal zu erhalten; Extrahieren des Benutzersignals aus dem ersten und aus dem zweiten Eingangssignal; wobei das Sendesignal aus einem Mehrträgermodulationsschema unter Verwendung von NS Unterträgern gebildet ist, wobei die vorbestimmte Anzahl von Werten
    Figure 00320001
    beträgt, wobei n einen Nummerierungsindex bezeichnet, der einer zweiten Empfangsantenne zugeordnet ist, nT die Gesamtanzahl von Empfangsantennen bezeichnet und U die Anzahl von Benutzern bezeichnet.
  20. Computerprogramm, das einen Programmcode zum Durchführen der Verfahren gemäß Anspruch 17 oder 18 oder 19 aufweist, wenn das Programm auf einem Computer läuft.
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