DE69912734T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung der Gewichtung einer Sendeantenne - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung der Gewichtung einer Sendeantenne Download PDF

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft Antennenanordnungen verwendende Kommunikationssysteme und findet besondere Anwendung an Mehrträger-Kommunikationssystemen, wie solche, die orthogonale Frequenzteilungsmultiplexmodulation ("orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) modulation") verwenden.
  • Antennenanordnungen weisen eine Mehrzahl von Antennen auf, die zum Übertragen von Funkfrequenzsignalen durch drahtlose Kommunikationsverbindungen verwendet werden. Antennenanordnungen sorgen im Verhältnis zu einer Einzelantenne für verbesserte Leistung durch Bereitstellung eines besseren Antennendiagramms für einen Erfassungsbereich.
  • Sogar mit einer Antennenanordnung zur Bereitstellung eines verbesserten Antennendiagramms sind zwischen Kommunikationsgeräten übertragene Signale Störungen unterworfen.
  • Gebäude, Hügel und andere Objekte erzeugen Mehrweg-Wellenausbreitung und Kommunikationsgeräte und Energiequellen führen Rauschen ein, was Fehler in den zwischen Kommunikationsgeräten übertragenen Signalen zur Folge hat.
  • Zur Verringerung dieser Fehler sind Techniken entwickelt worden, um den Empfangsweg eines Kommunikationsgerätes zu optimieren, das eine Antennenanordnung verwendet. Durch Variieren der Gewichtung der durch jede der einzelnen Antennen in dem System ermittelten Signale ist es möglich, das Antennendiagramm zu variieren, um Signale aus einer bestimmten Richtung besser zu ermitteln oder für eine nichtlöschende Kombination von Mehrwegsignalen zu sorgen. Diese Techniken stellen die Gewichtungen der Signale der Antennenanordnung ein, um den Empfangsweggewinn durch Messen der Ausgabe eines Empfängers zu maximieren.
  • Andere Techniken sind bekannt, wodurch Optimalgewichtungen für den Sendeweg bereitgestellt werden. Zum Beispiel offenbart die mitanhängige Anmeldung Nr. GB-A-2313261 des Anmelders ein Verfahren des Gewichtens eines Sendeweges einer Kommunikationsstation 'A', die mit einer Antennenanordnung ausgestattet ist. Ein Verfahren enthält die Schritte des Sendens von Bezugssignalen von jeder Antenne in der Anordnung an eine Kommunikationsstation B und des Errechnens von Gewichtungsinformationen bei Station B auf der Grundlage eines Vergleichs der eingehenden Bezugssignale mit gespeicherten Bezugssignalen. Die errechneten Gewichtungsinformationen werden dann von der Station B an die Station A übertragen, worauf eine Steuerung/Regelung in der Station A auf der Grundlage der empfangenen Gewichtungsinformationen die Antennengewichtungen einstellt.
  • Somit kann ein wie oben beschriebener Rückmelde ("Feedback")-Mechanismus implementiert werden, um optimierte Übertragungseinstellungen für jede in der Anordnung enthaltene Antenne bereitzustellen.
  • Jedoch hat die Anwendung eines solchen Konzeptes auf ein Breitband-Mehrträgersystem (z. B. OFDM), das in frequenzselektiven Kanälen operiert, einen großen Overhead ("overhead") zur Folge. Ein großer Overhead kann sich in bestimmten Systemen als inakzeptabel erweisen.
  • Es ist weiterhin bekannt, dass für hohe Datenübertragungsraten der Kanalfrequenzgang frequenzselektiv wird, d. h. die Phasen- und Amplitudeneigenschaften variieren mit der Frequenz innerhalb des gesamten durch ein übertragenes Signal belegten Bandes. Deshalb müssen in Systemen, die Sendeantennenanordnungen und Mehrträgermodulation verwenden, zwischenträgerfrequenzabhängige Gewichtungen verwendet werden, wodurch der Overhead noch weiter erhöht wird.
  • In dem bestimmten Fall von Frequenzteilungsduplex ("frequency division duplex (FDD)"), wo die Aufwärts- und die Abwärtsverbindung auf unterschiedlichen Trägerfrequenzen übertragen, ist ein Feedbackgewichtungskonzept erforderlich. Jedoch sind erneut große Umfänge an Overhead erforderlich, um für jeden getrennten Zwischenträger (in einem Mehrträger-FDD-System) die Bezugssignale in eine Richtung und darauf folgend die frequenzabhängigen Gewichtungsinformationen in die andere Richtung zu übertragen.
  • Diese Erfindung zielt darauf, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verringern dieses Overheads zur Verfügung zu stellen, während das meiste des erzielbaren Gewinns aufrechterhalten bleibt.
  • In einem ersten Aspekt umfasst die vorliegende Erfindung: eine Vorrichtung zum Erzeugen von Antennengewichtungen für einen Sendeweg eines ersten Kommunikationsgerätes, wobei das erste Kommunikationsgerät eine Antennenanordnung enthält, in der die Vorrichtung folgendes enthält; in einem zweiten Kommunikationsgerät,
    einen Empfänger zum Empfangen von Mehrträgersignalen, die eine Mehrzahl von der Antennenanordnung über eine Mehrzahl von Teilbändern übertragener Zwischenträger umfassen, Mittel zum Messen eines Parameters der Empfangssignale für jeden in jedem Teilband enthaltenen Zwischenträger, Mittel zum Identifizieren mindestens eines Teilbandes einschließlich eines Zwischenträgers, dessen gemessener Parameter ein vorbestimmtes Kriterium erfüllt,
    einen Sender zum Übertragen einer Anforderung für ein Bezugssignal in dem identifizierten Teilband an das erste Kommunikationsgerät, und Rechenmittel zum Errechnen von Antennengewichtungen von einer Analyse des Bezugssignals für jeden in dem identifizierten Teilband enthaltenen Zwischenträger.
  • In einem zweiten Aspekt umfasst die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen von Antennengewichtungen für einen Sendeweg eines ersten Kommunikationsgerätes, wobei das erste Kommunikationsgerät eine Antennenanordnung enthält, in der das Verfahren folgende Schritte enthält;
    in einem zweiten Kommunikationsgerät,
    Empfangen von Mehrträgersignalen, die eine Mehrzahl von der Antennenanordnung über eine Mehrzahl von Teilbändern übertragener Zwischenträger umfassen,
    Messen eines Parameters der Empfangssignale für jeden in jedem Teilband beinhalteten Zwischenträger,
    Identifizieren mindestens eines Teilbandes einschließlich eines Zwischenträgers, dessen gemessener Parameter ein vorbestimmtes Kriterium erfüllt,
    Übertragen einer Anforderung für ein Bezugssignal in dem identifizierten Teilband an das erste Kommunikationsgerät,
    Empfangen eines Bezugssignals in dem identifizierten Teilband von dem ersten Kommunikationsgerät,
    und Berechnen von Antennengewichtungen mittels Analyse des Bezugssignals für jeden in dem identifizierten Teilband enthaltenen Zwischenträger.
  • Die errechneten Gewichtungen können von dem zweiten Kommunikationsgerät an das erste Kommunikationsgerät übertragen werden, worauf Gewichtungsschaltungen in dem ersten Kommunikationsgerät verwendet werden können, um zum Optimieren des Sendeweges die Antennengewichtungen für jeden Zwischenträger einzustellen.
  • Daher erzeugt das zweite Kommunikationsgerät Feedbackinformationen, um die Qualität des Signals, das es von dem ersten Kommunikationsgerät empfängt, zu maximieren.
  • Das zweite Kommunikationsgerät kann mit einer Antennenanordnung oder einer Einzelantenne ausgestattet sein. Die über eine Mehrzahl von Teilbändern übertragenen Mehrträgersignale können OFDM-Signale umfassen, und die Bezugssignale können Leitsymbole umfassen.
  • Der gemessene Parameter kann beispielsweise Empfangssignalqualität sein, und jene Zwischenträger, deren Empfangsqualität unter einen vorher festgelegten Grenzwert fällt, können identifiziert werden, und das Teilband zu dem sie gehören, kann durch Übertragen der angeforderten Bezugssignale abgetastet werden. Antennengewichtungen können durch eine von mehreren angemessenen bekannten Techniken errechnet werden. Beispielsweise können die Bezugssignale mit einem örtlich gespeicherten Bezug korreliert werden, um eine Schätzung des Gewinns und der Phase des Sendeweges abzugeben.
  • Durch Abtasten von nur jenen Teilbändern, wo Empfangssignalqualität verbessert, werden könnte, wird der gesamte Übertragungs-Overhead verringert.
  • Indem Antennengewichtungswerte nur für ausgewählte Teilbänder errechnet und an das erste Kommunikationsgerät zurückgemeldet werden können, wird der Computer-Overhead gering gehalten und der Übertragungs-Overhead noch weiter reduziert.
  • Unterschiedliche Kriterien von Signalqualität können verwendet werden, um abhängig von der Systemausführungsform, z. B. Empfangsleistung oder -signal zu Störungsverhältnis unter mehreren Kommunikationseinheiten, die Optimalgewichtungen abzuleiten, wenn sie sich alle dieselbe Frequenz teilen.
  • Zur Begrenzung der Anzahl der Informationsbits, welche die an das erste Kommunikationsgerät zurückzumeldenden Antennengewichtungswerte darstellen, können Komprimierungsalgorithmen verwendet werden. Eine andere Option zum Minimieren des Umfangs an Informationsfeedback kann das Bestimmen von suboptimalen Gewichtungen einschließen.
  • Mittel zum Identifizieren von Teilbändern (wobei ein Teilband definiert wird als eine Gruppe von Zwischenträgern umfassend, die alle durch den Kanal auf die im Wesentlichen gleiche Weise beeinflusst werden) können Mittel zum Schätzen des Kanalganges des Sendeweges umfassen.
  • In einer Ausführungsform ist das zweite Kommunikationsgerät mit Mitteln zum Abschätzen einer Kohärenzzeit für den Sendeweg ausgestattet. (Wobei die Kohärenzzeit definiert wird als eine Zeitlänge, während der die Eigenschaften des Kanals konstant sind). Diese Parameter können entweder in das zweite Kommunikationsgerät programmiert werden oder periodisch von den von dem ersten Kommunikationsgerät empfangenen Signalen abgeschätzt werden. Durch die Kenntnis der Kohärenzzeit kann das zweite Kommunikationsgerät eine bevorzugte Aktualisierungsrate einstellen. Diese Aktualisierungsrate spezifiziert, wie oft das zweite Kommunikationsgerät die zu sendenden Bezugssignale anfordert und wie oft es die Antennengewichtungen zurückmeldet. Die Aktualisierungsrate kann auf einen optimierten Wert eingestellt werden, wobei die Kohärenzzeit und die vorhandene Kapazität der Kommunikationsverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Kommunikationsgerät in Betracht gezogen werden.
  • Folglich kann in das zweite Kommunikationsgerät mindestens eine Timerschaltung eingegliedert sein, wobei jede jedem Teilband zugeordnet ist, und eingestellt, um eine Neuabtastung bei erst kürzlich abgetasteten Teilbändern zu vermeiden, bevor eine Veränderung von Sendewegeigenschaften erwartet wird. Die Countdown-Einstellungen jeder Timerschaltung kann von der Kohärenzzeit abgeleitet werden.
  • Im Kontext von OFDM-Kommunikationssystemen bietet die Erfindung den Vorteil, dass weniger Senderleistung für dieselbe Servicequalität erforderlich ist. Dies kann auch eine verringerte Störung, wirksamere Frequenzwiederverwendung und/oder Bereichsvergrößerungen zur Folge haben.
  • Des Weiteren wird die durchschnittliche Anzahl der bei jeder Antenne übertragenen Zwischenträger statistisch ver ringert. Daher können Spitze-Durchschnitt- Leistungsanforderungen für Senderverstärker reduziert werden.
  • Mehr Kapazität in eine Richtung der Kommunikationsverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Kommunikationsgerät kann erhalten werden, jedoch auf Kosten von Kapazität in die andere Richtung.
  • In Systemen, in die räumliche Diversity eingegliedert ist, können die Beschreibungen für das Codieren oder Verketten gelockert werden.
  • Für gestreute Umgebungen mit niedriger Verzögerung, die signifikant breite Kerben schaffen, können mit sehr wenig extra Overhead signifikante Verbesserungen erzielt werden.
  • Eine besonders brauchbare Anwendung der Erfindung ist in drahtlosen Ortsbereichsnetzwerken, in denen Server mit mehreren Sendeantennen ausgestattet sind und Kunden Transceiver mit Einzelantennen verwenden.
  • Eine weitere Anwendung der Erfindung besteht bei Breitbandübertragungen, die eine Kombination von OFDM oder andere Typen von Mehrfachnutzungscodierung, wie Codeteilungs-Mehrfachzugriff, sein könnten.
  • Mit Bezug auf die Zeichnung, die ein schematisches Blockdiagramm eines Kommunikationssystems ist, in das eine Antennengewichtungs-Erzeugungsvorrichtung gemäß der Erfindung eingegliedert ist, wird nun lediglich als Beispiel eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
  • Mit Bezug auf die Zeichnung enthält ein Kommunikationssystem ein erstes Kommunikationsgerät 1 und ein zweites Kommunikationsgerät 2, die über eine Kommunikationsverbindung 3 miteinander kommunizieren. Jedes Kommunikationsgerät 1, 2 kann beispielsweise ein drahtloses Modem, ein zellula res Funktelefon, ein schnurloses Funktelefon, ein Zweiwege-Funkgerät, eine Basisstation oder dergleichen umfassen.
  • Die Kommunikationsgeräte kommunizieren miteinander unter Verwendung eines OFDM-Mehrträgermodulationskonzeptes. In OFDM wird aus einer Summierung von Zwischenträgern (von unterschiedlichen Frequenzen), auf welche parallele Datenbits moduliert worden sind, ein komplexes Signal gebildet. Der die Kommunikationsverbindung 3 von dem Kommunikationsgerät 1 zu dem Kommunikationsgerät 2 umfassende Sendeweg wird einen kennzeichnenden Kanalgang aufweisen, der die Amplitude und die Phase von jedem von dem Kommunikationsgerät 1 übertragenen Zwischenträger auf eine bestimmte Weise beeinflussen wird. Dieser Kanalgang kann mit der Zeit auch variieren.
  • Das erste Kommunikationsgerät 1 ist mit einer Antennenanordnung ausgestattet, die drei Antennen 4, 5 und 6 umfasst. Obwohl hier drei Antennen gezeigt werden, kann die Anordnung ebenso weniger oder mehr als drei Antennen umfassen.
  • Das erste Kommunikationsgerät 1 enthält weiterhin einen Sender 7, einen Empfänger 8 und eine Steuerung/Regelung 9. Die Steuerung/Regelung 9 kann unter Verwendung eines Mikroprozessors, eines digitalen Systemprozessors, einer programmierbaren Logikeinheit, einem Computer oder dergleichen implementiert werden. Die Steuerung/Regelung 9 steuert/regelt den Betrieb des Senders 7. Der Sender 7 und der Empfänger 8 werden unter Verwendung irgendeiner passenden handelsüblichen Schaltanordnung für drahtlose OFDM-Kommunikationen implementiert.
  • Ein Ausgang des Senders 7 ist mit drei Sendeweg-Gewichtungseinstellern 10, 11 und 12 verbunden. Jeder die ser Sendegewichtungseinsteller ist wiederum über eine Duplexerschaltung 13 mit einer entsprechenden der Antennen 4, 5 und 6 verbunden. Die Sendeweg-Gewichtungseinsteller gewichten die durch den Sender ausgegebenen Signale gemäß einem von der Steuerung/Regelung 9 empfangenen Steuerungssignal und wenden eine für jeden Zwischenträger angemessene Gewichtung an. Die Duplexerschaltung 13 kann unter Verwendung irgendeines passenden Duplexgerätes, eines Schaltelementes, eines Filters oder dergleichen implementiert werden. Die Duplexerschaltung 13 verbindet die Antennen mit den Sende- und Empfangswegen, um Vollduplex- oder Halbduplexbetrieb bereitzustellen.
  • Jeder Sendeweg-Gewichtungseinsteller 10, 11 und 12 wird gemäß bekannter Praxis konfiguriert und wendet auf jeden Zwischenträger die angemessene Gewichtung an.
  • (Der Gewichtungsprozess kann zusammen mit dem Modulationsprozess in dem Sender 7 ausgeführt werden).
  • Das zweite Kommunikationsgerät 2 enthält einen Sender 14 und einen über eine Duplexerschaltung 17 mit einer Antenne 16 verbundenen Empfänger 15. Ferner sind der Sender 14 und der Empfänger 15 mit einer Steuerung/Regelung 18 verbunden. Der Sender 14 und der Empfänger 15 werden unter Verwendung irgendeiner passenden handelsüblichen Schaltung für drahtlose OFDM-Kommunikationen implementiert. Die Steuerung/Regelung 18 wird unter Verwendung eines Mikroprozessors, eines digitalen Systemprozessors und einer programmierbaren Logikeinheit oder dergleichen implementiert. Ein Ausgabeempfänger 15 ist mit einem Kanalschätzer 19 verbunden, der Zwischenträger-Identitätsinformationen an die Steuerung/Regelung 18 liefert. Ferner liefert der Kanalschätzer eine Messung der Kanalkohärenzzeit an einen Timer 20. Ein Ausgang des Timers 20 ist mit der Steuerung/Regelung verbunden.
  • Die Steuerung/Regelung 18 ist angepasst, auf der Grundlage des Empfangs von Abtastsignalen, die über die in dem Kommunikationsgerät 1 beinhaltete Antennenanordnung 4, 5, 6 an das Kommunikationsgerät 2 gesendet wurden, die Optimalgewichtungen für die Sendegewichtungseinsteller 10, 11, 12 des Kommunikationsgerätes 1 zu errechnen. Zum Errechnen der Gewichtungen kann irgendeine der mehreren passenden Verfahren verwendet werden. Zum Beispiel sind Berechnungen auf der Grundlage von Empfangssignalqualität anwendbar.
  • Im Betrieb wird die Kommunikation gemäß bekannter Verfahren zwischen dem ersten und dem zweiten Kommunikationsgerät 1 und 2 hergestellt. Beide Geräte 1 und 2 übertragen und empfangen OFDM-modulierte Signale an und voneinander.
  • Außerdem überträgt das Kommunikationsgerät 2 an das Kommunikationsgerät 1 Feedbackinformationen zum Maximieren der Signalqualität, die es von dem Kommunikationsgerät 1 empfängt.
  • Zusätzlich zu den von dem Kommunikationsgerät 1 übertragenen OFDM-modulierten Übertragungssignalen wird der Sender 7 durch das zweite Kommunikationsgerät 2 zum Erzeugen von Abtastsymbolen für den Empfang und die Analyse konfiguriert. Diese werden über die Steuerung/Regelung 9 und den Gewichtungseinstellern 10, 11 und 12 jeder Antenne 4, 5 und 6 in dem System zugeführt. Diese Abtastsignale befähigen die Steuerung/Regelung 18 in dem zweiten Kommunikationsgerät 2, für jeden übertragenen Zwischenträger die Optimalgewichtung zu bestimmen. Diese Bestimmung kann durch eine der mehreren bekannten Techniken durchgeführt werden.
  • Zum Beispiel kann die Steuerung/Regelung 18 auf der Grundlage der empfangenen Bezugssignalpegel für jede der Antennen 4, 5 und 6 und für jeden Zwischenträger, der abgetastet wird, die Optimalgewichtungen errechnen. Ein Optimalgewichtungsvektor kann von dem Empfangssignalgewinn und der Empfangssignalphase errechnet werden. Die konjugiert komplexe Zahl der komplexen Darstellung des geschätzten Gewinns und der geschätzten Phase von jeder Antenne kann für jede Antenne als Gewichtung verwendet werden. Der für jede Antenne geschätzte Gewinn und die geschätzte Phase wird in der Steuerung/Regelung 18 durch Korrelation der empfangenen Bezugssignale mit einer örtlichen Kopie der gespeicherten vorbestimmten Bezugssignale erhalten. Das Ergebnis der Korrelation zwischen den Signalen zeigt für jedes Teilband den geschätzten Gewinn und die geschätzte Phase des Übertragungsweges 4, 5 und 6 an. Alternativ dazu kann zum Auswählen eines bevorzugten Gewichtungsvektors aus einer Kandidatenliste ein Codebuch verwendet werden. Dies kann durchgeführt werden durch Auswählen des Vektors aus dem Codebuch, der dem Optimalgewichtungsvektor, wie von der konjugiert komplexen Zahl der geschätzten Empfangsphase und des geschätzten Empfangsgewinns errechnet, am nächsten kommt. Alternativ dazu wird der bevorzugte Gewichtungsvektor ausgewählt, um die Empfangssignalleistung in jedem Teilband bei dem empfangenden Kommunikationsgerät 2 zu maximieren.
  • Zuerst analysiert die Steuerung/Regelung 18 in dem Kommunikationsgerät 1 für jeden Zwischenträger die Qualität eines durch das Kommunikationsgerät 1 übertragenen Empfangssignalbursts. Dann wählt sie jene Zwischenträger aus, deren Empfangssignalqualität vergleichsweise schlecht ist. Der Kanalschätzer 19, schätzt den Kanalgang des Über tragungsweges durch Analyse der empfangenen OFDM-Signalbursts ab. Von diesem Kanalgang, besonders dem Frequenzgang, werden die Werte der Bandbreite von übertragenen Teilbändern berechnet und der Steuerung/Regelung 18 zugeführt. Die Steuerung/Regelung 18 identifiziert dann jene Teilbänder, welche die ausgewählten Zwischenträger mit schlechter Qualität enthalten. Sie sendet dann über den Sender 14 an das Kommunikationsgerät 1 ein Signal, das Abtastsignale auf nur einen Zwischenträger in jedem ausgewählten Teilband anfordert.
  • Der Sender 7 in dem Kommunikationsgerät 1 erwidert angemessen durch Übertragen von Leitsignale umfassenden Abtastsignalen, um die Kommunikationsverbindung 3 für die sämtlichen Antennen 4, 5 und 6 in den durch das Kommunikationsgerät 2 spezifizierten Teilbändern abzutasten.
  • Bei Empfang der Abtastsignale bei dem Kommunikationsgerät 2 bestimmt die Steuerung/Regelung 18 den durch die Gewichtungsschaltungen 10, 11 und 12 für jedes abgetastete Teilband anzuwendenden bevorzugten Gewichtungsvektor. Diese Gewichtungen werden von der Steuerung/Regelung 18 über den Sender 15 an das Kommunikationsgerät 1 übertragen, worauf die Steuerung/Regelung 9 und die Gewichtungsschaltungen 10, 11 und 12 in dem Kommunikationsgerät 1 handeln, um die Antennengewichtungen entsprechend einzustellen. Auf die sämtlichen Zwischenträger in einem Teilband wird die gleiche Gewichtungseinstellung angewendet. Da nur ein Gewichtungseinstellungswert für jedes Teilband anstatt für jeden ausgewählten Zwischenträger an das Kommunikationsgerät 1 zurückgemeldet wird, kann der Übertragungs-Overhead gering gehalten werden.
  • Bei Bedarf kann der Prozess wiederholt werden.
  • Der Kanalschätzer 19 berechnet ferner eine Kohärenzzeit für den Sendeweg (durch irgendein herkömmliches Verfahren) und führt diese Information dem Timer 20 zu. Der Timer 20 weist eine Mehrzahl von Schaltungen auf, die dann die Aktualisierungsraten für die Steuerung/Regelung 18 einstellen, die diktieren, wie oft die Steuerung/Regelung 18 Bezugssignale anfordert und wie oft sie die Gewichtungseinstellungsinformation für jedes Teilband zurückmeldet. Selbstverständlich braucht die Zeit zwischen Aktualisierungen nicht kürzer zu sein, als die Kohärenzzeit, da die Kanaleigenschaften über diese Periode konstant bleiben (für jedes Teilband). Andere die Aktualisierungsrate beeinflussende Faktoren können die Kapazität der Kommunikationsverbindung 3 sein, und diese Information kann anfänglich in den Timer programmiert werden.
  • Die Schritte, welche in dem vorstehend mit Bezug auf die Zeichnung vorgetragenen Betrieb beinhaltet sind, brauchen nicht notwendigerweise in Reihenfolge aufzutreten. Beispielsweise kann das zweite Kommunikationsgerät 2 die Antennengewichtungswerte und die Anforderung für den nächsten Satz von Bezugssignalen in dem identifizierte Teilband zur selben Zeit zurückmelden.
  • Falls gewünscht wird, den Übertragungs-Overhead noch weiter zu verringern, dann brauchen nicht die sämtlichen Gewichtungsinformationen für die sämtlichen identifizierten Teilbänder von dem zweiten Kommunikationsgerät 2 an das erste 1 zurückgemeldet werden. Zum Beispiel könnte lediglich das Teilband bearbeitet werden, das den (die) am schlechtesten beeinflussten Zwischenträger enthält. Indem weitere Mittel verfügbar werden, z. B. eine Verbesserung in der Verbindungskapazität, könnten mehr und mehr identifizierte Teilbänder bearbeitet werden.

Claims (10)

  1. Vorrichtung zum Erzeugen von Antennengewichtungen für einen Sendeweg (3) eines ersten Kommunikationsgerätes (1), wobei das erste Gerät eine Antennenanordnung (4, 5, 6) enthält, wobei die Vorrichtung in einem zweiten Kommunikationsgerät (2) einen Empfänger (15) zum Empfangen von Mehrträgersignalen enthält, die eine Mehrzahl von der Antennenanordnung (4, 5, 6) über eine Mehrzahl von Teilbändern übertragener Zwischenträger umfasst, Mittel (18) zum Messen eines Parameters der Empfangssignale für jeden in jedem Teilband enthaltenen Zwischenträger, Mittel (19) zum Identifizieren mindestens eines Teilbandes einschließlich eines Zwischenträgers, dessen gemessener Parameter ein vorbestimmtes Kriterium erfüllt, einen Sender (14) zum Übertragen einer Anforderung für ein Bezugssignal in dem identifizierten Teilband an das erste Kommunikationsgerät (1), und Rechenmittel (18) zum Errechnen von Antennengewichtungen aus einer Analyse des Bezugssignals für jeden in dem identifizierten Teilband enthaltenen Zwischenträger.
  2. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, in dem der gemessene Parameter Empfangssignalqualität ist.
  3. Vorrichtung nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, in dem das Rechenmittel (18) geeignet ist, die Antennengewichtungen durch Bezugnahme auf eine Wechselbeziehung der Bezugssignale mit einem gespeicherten Signal zu errechnen.
  4. Vorrichtung nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, in dem das Mittel zum Identifizieren von Teilbändern einen Kanalschätzer (19) zum Abschätzen des Frequenzganges des Sendeweges (3) umfasst.
  5. Vorrichtung nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch und die weiterhin einen Timer (20) zum Steuern/Regeln der Frequenz einer Übertragung der Anforderung für ein Bezugssignal enthält.
  6. Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche und die weiterhin ein Mittel (19) zum Abschätzen der Kohärenzzeit des Sendeweges (3) enthält.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1 und die weiterhin ein Mittel (14) zum Übertragen der errechneten Antennengewichtungen an das erste Kommunikationsgerät (1) enthält.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7 und die einen Timer (20) zum Steuern/Regeln der Frequenz der Übertragung der errechneten Antennengewichtungen enthält.
  9. Verfahren zum Erzeugen von Antennengewichtungen für einen Sendeweg eines ersten Kommunikationsgerätes (1), wobei das erste Kommunikationsgerät eine Antennenanordnung (4, 5, 6) enthält, wobei das Verfahren folgende Schritte enthält: in einem zweiten Kommunikationsgerät (2), Empfangen von Mehrträgersignalen, die eine Mehrzahl von der Antennenanordnung (4, 5, 6) über eine Mehrzahl von Teilbändern übertragener Zwischenträger umfassen, Messen eines Parameters der Empfangssignale für jeden in jedem Teilband enthaltenen Zwischenträger, Identifizieren mindestens eines Teilbandes einschließlich eines Zwischenträgers, dessen Parameter ein vorbestimmtes Kriterium erfüllt, Übertragen einer Anforderung für ein Bezugssignal in dem identifizierten Teilband an das erste Kommunikationsgerät (1), Empfangen eines Bezugssignals in dem identifizierten Teilband von dem ersten Kommunikationsgerät (1), und Errechnen von Antennengewichtungen für jeden in dem identifizierten Teilband enthaltenen Zwischenträger durch Analyse der Bezugssignale.
  10. Verfahren nach Anspruch 9 und das den weiteren Schritt des Übertragens der Antennengewichtungen an das erste Kommunikationsgerät (1) enthält.
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Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI980725A (fi) * 1998-03-31 1999-10-01 Nokia Networks Oy Menetelmä parantaa radioyhteyden laatua solukkoradioverkossa
US7952511B1 (en) 1999-04-07 2011-05-31 Geer James L Method and apparatus for the detection of objects using electromagnetic wave attenuation patterns
US6937665B1 (en) * 1999-04-19 2005-08-30 Interuniversitaire Micron Elektronica Centrum Method and apparatus for multi-user transmission
US6831943B1 (en) * 1999-08-13 2004-12-14 Texas Instruments Incorporated Code division multiple access wireless system with closed loop mode using ninety degree phase rotation and beamformer verification
KR100493068B1 (ko) * 2000-03-08 2005-06-02 삼성전자주식회사 이동통신시스템에서 피드백 정보를 이용하는 반맹목적방식의 송신안테나어레이 장치 및 방법
KR100493150B1 (ko) * 2000-04-10 2005-06-02 삼성전자주식회사 이동통신을 위한 폐루프 전송 다이버시티의 최적 가중치탐색장치 및 방법
US6985434B2 (en) * 2000-09-01 2006-01-10 Nortel Networks Limited Adaptive time diversity and spatial diversity for OFDM
US8339935B2 (en) 2000-09-01 2012-12-25 Apple Inc. Adaptive time diversity and spatial diversity for OFDM
US6611675B1 (en) * 2000-09-26 2003-08-26 Nokia Mobile Phone Ltd. Antenna verification method for advanced closed loop mode-one transmitter antenna diversity
EP2259479B1 (de) * 2000-11-20 2019-04-17 Sony Deutschland GmbH Adaptive unterträgerbelastung
DK1207662T3 (da) * 2000-11-20 2003-10-20 Sony Int Europe Gmbh OFDM system med antennediversitet i senderen og for-equalisering
US6947748B2 (en) 2000-12-15 2005-09-20 Adaptix, Inc. OFDMA with adaptive subcarrier-cluster configuration and selective loading
US20030002471A1 (en) * 2001-03-06 2003-01-02 Crawford James A. Method for estimating carrier-to-noise-plus-interference ratio (CNIR) for OFDM waveforms and the use thereof for diversity antenna branch selection
GB2373973B (en) * 2001-03-30 2003-06-11 Toshiba Res Europ Ltd Adaptive antenna
JP3801460B2 (ja) 2001-04-19 2006-07-26 松下電器産業株式会社 基地局装置及び無線通信方法
JP3808336B2 (ja) * 2001-08-09 2006-08-09 日本電信電話株式会社 適応アンテナ送信装置及びその制御方法
US7548506B2 (en) * 2001-10-17 2009-06-16 Nortel Networks Limited System access and synchronization methods for MIMO OFDM communications systems and physical layer packet and preamble design
JP3997890B2 (ja) 2001-11-13 2007-10-24 松下電器産業株式会社 送信方法及び送信装置
JP3637965B2 (ja) * 2001-11-22 2005-04-13 日本電気株式会社 無線通信システム
GB2386519B (en) * 2002-03-12 2004-05-26 Toshiba Res Europ Ltd Adaptive Multicarrier Communication
US7103325B1 (en) 2002-04-05 2006-09-05 Nortel Networks Limited Adaptive modulation and coding
KR100533018B1 (ko) * 2002-08-06 2005-12-02 엘지전자 주식회사 송신 다이버시티 최적화 방법 및 시스템
FR2843503B1 (fr) * 2002-08-08 2004-10-15 Thomson Licensing Sa Procede de reglage pour recepteur de signaux transmis par salves et recepteurs correspondants
JP3679075B2 (ja) 2002-09-13 2005-08-03 松下電器産業株式会社 無線送信装置および無線送信方法
JP4010225B2 (ja) * 2002-10-30 2007-11-21 日本電気株式会社 アレーアンテナ送受信装置
US7286481B2 (en) * 2002-12-17 2007-10-23 Intel Corporation Wireless network adapted to transmit channel side information and method thereof
US7460876B2 (en) * 2002-12-30 2008-12-02 Intel Corporation System and method for intelligent transmitted power control scheme
US7983355B2 (en) 2003-07-09 2011-07-19 Broadcom Corporation System and method for RF signal combining and adaptive bit loading for data rate maximization in multi-antenna communication systems
US8185075B2 (en) * 2003-03-17 2012-05-22 Broadcom Corporation System and method for channel bonding in multiple antenna communication systems
US7822140B2 (en) * 2003-03-17 2010-10-26 Broadcom Corporation Multi-antenna communication systems utilizing RF-based and baseband signal weighting and combining
US8391322B2 (en) 2003-07-09 2013-03-05 Broadcom Corporation Method and system for single weight (SW) antenna system for spatial multiplexing (SM) MIMO system for WCDMA/HSDPA
KR100943624B1 (ko) 2003-09-15 2010-02-24 삼성전자주식회사 직교 주파수 분할 다중 통신 시스템에서 동적 자원 할당장치 및 방법
US7586989B2 (en) * 2005-11-22 2009-09-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and system for generating beam-forming weights in an orthogonal frequency division multiplexing network
WO2007129944A1 (en) * 2006-05-09 2007-11-15 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Method and apparatus for improved single cell adaption due to change in environment.
CN101316130B (zh) * 2007-06-01 2014-06-11 中国移动通信集团公司 闭环模式下共用天线系统和方法
JP5436703B2 (ja) * 2013-01-29 2014-03-05 京セラ株式会社 無線基地局および無線通信方法
KR102349455B1 (ko) * 2018-01-19 2022-01-10 삼성전자주식회사 무선통신시스템에서 신호를 송수신하는 방법 및 장치
KR101958163B1 (ko) * 2019-01-02 2019-07-04 알에프코어 주식회사 웨이트들의 보정을 위한 신호 검출기를 포함하는 빔포머, 빔포머를 포함하는 무선 송신 및 수신 장치, 그리고 빔포머를 포함하는 무선 송신 및 수신 장치의 동작 방법
CN116886135B (zh) * 2023-09-04 2023-11-10 思腾合力(天津)科技有限公司 基于方向调制的多载波信号生成方法及装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5515378A (en) * 1991-12-12 1996-05-07 Arraycomm, Inc. Spatial division multiple access wireless communication systems
DE69319689T2 (de) * 1992-10-28 1999-02-25 Atr Optical And Radio Communications Research Laboratories, Kyoto Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung einer Gruppenantenne mit einer Vielzahl von Antennenelementen
GB2309616B (en) * 1996-01-27 2000-05-17 Motorola Ltd A space division multiple access radio communication system and method for allocating channels therein
GB2313261B (en) * 1996-05-17 2000-08-30 Motorola Ltd Devices for transmitter path weights and methods therefor
US6175550B1 (en) * 1997-04-01 2001-01-16 Lucent Technologies, Inc. Orthogonal frequency division multiplexing system with dynamically scalable operating parameters and method thereof
US6067324A (en) * 1998-06-30 2000-05-23 Motorola, Inc. Method and system for transmitting and demodulating a communications signal using an adaptive antenna array in a wireless communication system
US6141393A (en) * 1999-03-03 2000-10-31 Motorola, Inc. Method and device for channel estimation, equalization, and interference suppression

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Publication number Publication date
CA2300449C (en) 2008-04-08
EP1037303B1 (de) 2003-11-12
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